机电系统论文

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机电系统论文范文第1篇

电子技术之所以在人类生产生活的方方面面得到广泛推广与应用，主要是因为其具有明显的优势，本文经过研究分析，总结出其存在的优势具体表现在以下几个方面。第一，全控化。该性能主要是针对自关断器件来讲的，传统的电器件是半自动控制的，这种电子器件的换相电路非常复杂，而通过电子技术的发展与应用，使自关断器件的电路得到了进一步优化，实现了全自动控制操作。第二，集成化。这种集成化主要是将全部的全控型电子器件用很多的单元电子器件连接在一起，放在一个基片上，与以前的电子器件分立方式相比，节约了很多的时间；再次，高频化。这个优势主要是因为电子技术实现了集成化，这就大大提高了电子器件的工作速度；最后，高效率化。这个优势主要体现在电子器件和变换技术上，这是因为电子器件在运行时，通过电子技术能够降低导通压降，从而就减少了导通消耗；电子技术的应用提高了电子器件开关上升与下降的速度，这样又减少了开关的消耗；电子技术的应用使得电子器件的运行状态更加平稳，这样又提高了运行的效率；软开关技术在变换器中的广泛应用，对提高强电系统的运行效率也起着重要的作用。其次，电子技术在强电系统中有以下几个方面应用的意义。第一，电子技术在强电系统中的广泛应用，有效的提高了电力能源的应用效率。先进的电子技术可以提高强电系统运行的安全与稳定，并且实现了对电力资源的优化配置，这样就降低了电力企业的投入成本，提高了电力企业的经济效益。第二，对于我国社会主义现代化建设具有重要的推动作用。伴随着高端科学技术的发展以及新型产业的研发与应用，越来越多的产业需要在投入使用前进行全面的电子技术处理与加工工作，并以此保障互联网网络下电力系统的运行安全与稳定。

2电子技术在强电系统中的应用

研究电子技术作为信息时展下的一项新技术，是强电技术与弱电技术结合的重大突破，其在生产生活中的广泛应用有效的推动了我国经济社会的快速发展。第一，在发电系统中的应用。电子技术在发电系统中的应用，主要是对发电系统所使用到的机械设备的运行特性进行改善，从而调节发电系统中的功率。如果对大型发电机的静止励磁进行控制时，水力和风力发电机的变速恒频励磁，从而对风机水泵的变频进行调速，在结构较为简单的静止励磁中，使用了晶闸管整流提高了静止励磁的可靠性，且需要花费的资金成本较低，在电力系统中以极快的速度发展。在控制水力和风力发电机时，对转子中的励磁电流产生的频率进行调整，提高水力和风力发电的功率，可以有效地降低水力和风力的频差。电力系统中的风机水泵的耗能极大，占了整个系统中的65%，且工作效率极低，只需要在系统中安装变频调速就可以解决这些问题，但是我国能够运用高压大容量的变频器的实力的系统不多，更何谈是能够精确的控制。第二，电子技术在输电环节的广泛应用。直流输电技术的研究与应用。高压直流输电，其送电端的整流和受电端的逆变装置都是采用晶闸管变流装置，它从根本上解决了长距离、大容量输电系统无功损耗问题。直流输电技术不仅具备了稳定性强、控制性强、操作性强、灵活度高、电容量大等特点，并且在不同地质地貌下远程输电工程中发挥着至关重要的作用。

3结语

机电系统论文范文第2篇

1.1缺乏日常维护

电网设备就好比日常生活中常用到的家用电器，一样需要使用者定期地进行维护或者保养。尤其是对于长距离电网线路这种高频率使用的线路而言，日常的维护以及保养就更显得有必要了。很多的操作人员往往忽略了这一重要步骤，使得电网送电的工作效率以及质量得不到有效的保障，给工业生产带来了影响，甚至是经济上的损失。

1.2工作环境不稳定

电网设备用于工业生产部门中，可以切实保证工业产品的生产质量，有效提高企业的生产效益。然而，值得注意的是，长距离线路输电过程中，对于其工作环境也是有着一定要求。例如外界的温度、湿度，所含的杂质，甚至是噪音都成为导致电网长距离输电电流过大的因素。部分工作人员没能认识到规范设备的工作环境的必要性，而导致电网长距离线路长期处于非正常工作环境，极容易造成安全事故，以及人员的伤亡等。

1.3变电站运行故障

变电站变电运行故障主要是包括PT保险熔断故障、谐振故障及线路断线故障等。这些故障都是比较常见的，我们必须找出排除故障的方法，只有这样才能在故障发生时，找到合理的解决方法。通常情况下，在不直接和经消弧线圈小电流接地系统中，如果发生上述几种故障，中央信号将会发出“10kV系统接地”光字牌或者是发出报文。产生这种现象主要是因为小电流的接地系统母线的PT辅助线圈开口三角处连接着电压继电器，我们可以通过这个现象，来判断故障的发生。

2长距离供电大电流监控系统设计的具体措施

2.1实时监控主变低压侧向开关跳闸

对于主变低压侧向开关跳闸的排除方法来说，如果变电运行中因主变低压侧向而造成过流保护动作时，就需要对电网设备进行仔细的检查，然后再对现象进行判断。我们在进行检查时，不仅仅要检查主变保护，同时也要也要检查线路保护。最后利用对输入端设备的检验工作，对过流保护的故障进行处理。因此为了更好地开展故障维修这一系统工作，应该建立一个有效的信息处理平台，作为计算机中心，实行对电网设备维修控制以及管理的有效场所。此外，还应该完善相应的环节，例如信息的传递中心、机电设备的诊断及检查中心等，通过完善每个信息步骤进行有效的执行。现在是一个信息化时代，电网设备常常和计算机技术结合使用，大大方便了工业生产，提高了对于长距离供电的效率。然而，在电网设备的具体应用中，常会出现种种不良状况以致于影响了其正常作业，给企业生产带来了不同程度的损失。所以我们必须要找出合理的解决方法，来进一步促进电网的合理发展。

2.2建立主变三侧开关跳闸应急处理方案

主变三侧开关跳闸的处理方法为:应利用检验保护掉牌及输入端设备来进行判定。假如出现瓦斯保护的情况，则可判定其故障为变压器内部或二次回路的故障，可以通过对压力释放阀门及呼吸器进行检查、查找二次回路的接地情况、变压器自身的形变情况，并进行处理。我们知道，机电设备用于工业生产部门中，可以切实保证工业产品的生产质量，有效提高企业的生产效益。如果出现差动保护的现象，应对输入端设备的主变压三侧差动区进行检查。例如外界的温度、湿度，所含的杂质，甚至是噪音都成为影响电网设备正常工作的因素。由于差动保护对主变线圈的相间及短路情况进行反应，所以，当发现这种状况时，应先认真对主变进行检查，包含其油色、油位、继电器等。如果继电器内有气体，则要对气体进行提取，由气体的颜色及可燃性能对其故障性质进行判定。然而，值得注意的是，机电设备在作业过程中，对于其工作环境也是有着一定的要求。

2.3积极引入交流小型电网来分担电网压力

交流小型电网是指系统中含有交流母线，通过母线将小型电网系统中的能源存储设备、DG以及电网负载等装置通过电子转换进行传递，最终将信号传递给电网中枢控制系统，通过对公共联结点处开关的控制，实现交流电网孤单运行模式以及并网模式的来回切换。因此，交流小型电网可以实现对不同电压的交流电与直流电的切换以及对交流负载提供电能补充，DG以及电网负载的电能流失可以通过电能补偿器来进行补偿。交流小型电网能够对现有的电器进行直接负载，不需要附加电流转换器就可以实现电器的正常使用。同时，由于交流小型电网自带过流保护器，能够在漏电侦测、过流保护及触电防护等放方面很容易实现监控。此外，交流小型电网能够实现孤岛运行模式和并网运行模式的自由切换，且与外部电网的衔接程度较好，不需要附加转换器就可以直接并入外部的电网系统。小型交流电网组建与安全运行能够将现有的各种分布式发电系统进行供电系统的合理改造以及优化，实现各类资源的合理配给，实现提高电网的运营能力以及负荷能力。

3结语

机电系统论文范文第3篇

关键词：DSPFPGA3／3相双绕组感应发电机

1系统简介

3／3相双绕组感应发电机带有两个绕组：励磁补偿绕组和功率绕组，如图1所示。励磁补偿绕组上接一个电力电子变换装置，用来提供感应发电机需要的无功功率，使功率绕组上输出一个稳定的直流电压。

图1中各参数的含义如下：

isa,isb,isc——补偿绕组中的励磁电流；

usa,usb,usc——补偿绕组相电压；

ipa,ipb,ipc——功率绕组电流；

upa,upb,upc——功率绕组相电压；

udc——二极管整流桥直流侧输出电压；

uc——变流器直流侧电容电压。

电力电子变换装置由功率器件及其驱动电路和控制电路两部分组成。功率器件选用三菱公司的智能功率模块（IPM）PM75CSA120（75A／1200V），驱动电路使用光耦HCPL4502。控制电路由DSP＋FPGA构成。

图2控制电路的接口电路

2EPM7128与TMS320C32同外设之间的接口电路

图2所示为控制电路的接口电路。控制电路使用的DSP是TMS320C32，它是TI公司生产的第三代高性能的CMOS32位数字信号处理器，其凭借强大的指令系统、高速数据处理能力及创新的结构，已经成为理想的工业控制用DSP器件。其主要特点是：单周期指令执行时间为50ns，具有每秒可执行2200万条指令、进行4000万次浮点运算的能力；提供了一个增强的外部存储器配置接口，具备更加灵活的存储器管理与数据处理方式。控制电路使用的FPGA器件为ALTERA公司的EPM7128，它属于高密度、高性能的CMOSEPLD器件，与ALTERA公司的MAXPLUSII开发系统软件配合，可以100％地模仿高密度的集成有各种逻辑函数和多种可编程逻辑的TTL器件。采用类似器件作为DSP的专用集成电路ASIC更为经济灵活，可以进一步降低控制系统的成本。

电压检测使用三相变压器，电流检测使用HL电流传感器。电平转换电路用来将检测到的信号转换为0～5V的电平。A／D转换器选用ADS7862。保护电路使用电压比较器311得到过压／过流故障信号。

DSP完成以下四项工作：数据的采集和处理、控制算法的完成、PWM脉冲值的计算和保护中断的处理。

FPGA完成以下三项工作：管理DSP和各种外部设备的接口；脉冲的输出和死区的产生；保护信号的处理。

图3FPGA与A/D转换器和DSP之间的接口

3使用FPGA实现DSP和ADS7862之间的高速接口

ADS7862是TI公司专为电机和电力系统控制而设计的A／D转换器。它的主要特点是：4个全差分输入接口，可分成两组，两个通道可同时转换；12bits并行输出；每通道的转换速率为500kHz。控制方法为：由A0线的值决定哪两个通道转换；由Convst线上的脉宽大于250ns的低电平脉冲启动转换；由CS和RD线的低电平控制数据的读出，连续两次读信号可以得到两个通道的数据。

系统中使用了两片ADS7862，它们的控制线使用同样的接口，数据线则分别和DSP的高／低16位数据线中的低12位相连接。这样DSP可以同时控制两片A／D转换器：4通道同时转换；每次读操作可以得到两路数据。

如图3所示，将A／D转换器的控制信号映射为DSP的三个外部端口：A0、ADCS（和ADRD使用一个端口）和CONVST。在FPGA中使用逻辑译码器对端口译码。利用AHDL语言编写的译码程序如下：

TABLE

A[23．．12],IS,RW＝＞A0,ADCS,CONVST,PWM1,PWM2,PWM3,PWM,PRO,CLEAR;

H″810″,0,0＝＞0,1,1,1,1,1,1,1,1;

H″811″,0,1＝＞1,0,1,1,1,1,1,1,1;

H″812″,0,0＝＞1,1,0,1,1,1,1,1,1;

H″813″,0,1＝＞1,1,1,0,1,1,1,1,1;

H″814″,0,0＝＞1,1,1,1,0,1,1,1,1;

H″815″,0,0＝＞1,1,1,1,1,0,1,1,1;

H″816″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,0,1,1;

H″817″,0,1＝＞1,1,1,1,1,1,1,0,1;

H″817″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,1,1,0;

ENDTABLE

其中，0表示低电平，1表示高电平。RW＝1表示读，RW＝0表示写。

DSP对这三个端口进行操作就可以控制A／D转换器：写CONVST端口可以启动A／D转换器；读ADCS端口可以从A／D转换器中读到数据；写数据到A0端口可以设置不同的通道。

使用上述方法可以实现DSP和A／D转换器之间的无缝快速连接。

4使用FPGA实现PWM脉冲的产生和死区的注入

FPGA除了管理DSP和外设的接口外，还完成PWM脉冲的产生和死区的注入。将PWM芯片和死区发生器集成在FPGA中，就可以使DSP专注于复杂算法的实现，而将PWM处理交给FPGA系统，使系统运行于准并行处理状态。

5使用FPGA实现系统保护

为了保护发电机和IGBT功率器件，励磁控制系统提供了多种保护功能：变流器直流侧过压保护；变流器交流电流过流保护；变流器过温保护；发电机输出过压保护；IPM错误保护。

图5稳态时励磁绕组电压电流及系统直流电压波形

机电系统论文范文第4篇

论文摘要随着我国改革开放的不断深化，全面进入小康社会的步伐越采越快，居民的居住环境有了很大的改善，与此同时对用电服务也提出了更高的要求。通过对集中抄表系统进行设计改进，使其实现信息交互，提高供电企业的电力营销信息化程度。

1概述

集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，采集器通过电能表的通信接口采集电量数据，并通过一定的网络设备传输到供电企业数据库中，做为电费结算的依据。目前大多数居民集中居住区都已经安装了集中抄表系统，并投入使用，大大降低了抄表人员的劳动强度，和人为因素造成的抄表误差。本文对集中抄表系统提出一些设计改进，使其能增加实时电压监测、故障报修、信息、电费控制等功能，提高电力营销信息化程度。

2集中抄表系统结构和工作原理

2.1系统结构图

2.2系统的组成

从上面的结构图可以看出集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，主要有三个部分：分别是硬件部分、软件平台、数据传输。各个部分都具有较强的兼容性、移置性、升级性和可维护性，方便进行二次开发和性能改进。同时各个部分的升级换代和功能扩充都很方便，无需对整个系统做大的改动。

2.3硬件部分

原来的集中抄表系统硬件部分只有数据采集器和数据集中器，我扩充设计了电压监测模块、控电模块和显示模块。

数据采集器：数据采集器能通过485总线与电能表建立数据通信连接，并针对不同的电能表型号，自动选择合适的通讯规约，实时自动采集各个用户的用电数据，并将采集到的信息发送到数据集中器。

数据集中器：数据集中器的主要功能就是将采集器采集到的电能信息数据，和其他硬件模块采集的数据传输到数据库，并对传送的数据进行校验，防止数据在传输中发生改变。

电压监测模块：电压监测模块通过传感器和电压采样线对用户电能表的电压实施实时监铡。并经模数电路转换为数据信息，然后将采集的电压数据发送到数据集中器内。可以监测相对地、相对相、相对零等电压，以及电压的异常波动。电压采样由于采用了光电隔离措施，能有效的避免强电串入弱电对人身安全带来的威胁，和防止设备的损坏。

控电模块：控电模块是带复式控制功能的开关组合模块，主要功能是对用户的电源实现远程控制，能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。要求切断容量适合，并且带失电自动复位功能。

显示模块：显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏，可以安装在数据采集器上，它的主要功能是显示各种用电信息，如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。

2.4软件平台

软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。其中应用软件负责对系统进行日常管理操作；数据库负责采集数据的交换、引用、索引；支撑平台负责硬件部分的运行、维护。我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息功能、控电操作功能。

应用软件：系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件，可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。

数据库：通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰，维护简单易行。CICS其全称是CustomerInformationControlSystem，即客户信息控制系统。CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源，建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。

硬件支撑平台：硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术，基于BIOS的硬件结构，使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护，可以在远程操作端自动完成。

2.5数据传输

数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路，将采集到的数据传输、发送，并确保传输快速准确。原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。根据技术发展，我对3G技术在集中抄表系统中的应用，做了简单的介绍和预想。

电力载波：电力线载波PowerLineCarrier，简称PLC是电力系统特有的通信方式，它是利用现有电力线，通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。优点是使用电力线作为传输介质，不需要线路投资。但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。

RS－485：RS－485是串行数据接口标准，具有接线简单，传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点，但是传输速度低，只能用于抄表采集模块之间的通信。

以太网：以太网采用拓扑总线结构，具有传输速度高，连接方便，通用性强的特点。缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线，施工难度大，日常维护困难。

无线方式：主要有GPRS、CDMA两种技术，GPRS、CDMA都是无线通信网络，利用移动手机的本站发射信号。所以在构建集中抄表系统时。不必重新建设机站，也不需要中继器，组网简单，建设费用低，可以适合各种施工地形，减少网络设备的维护。

3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对1G和2G主要是提升了传输速度，3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节／每秒)、384kbps(千字节／每秒)以致144kbps的传输速度。目前3c技术蓬勃发展，将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力，所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口，一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。超级秘书网

3集中抄表系统在电力营销管理的应用

随着人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用，良好的供电质量和服务水平，成为社会对供电企业的新要求。在电力营销的发展过程中，原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡，供电企业为提高供电质量和服务水平，必需要有一套完善的电力营销管理系统，对用户的用电状态进行实时监测，及时掌握低压配电网的运行情况，发现异常供电和异常线损、定位电网故障，杜绝供电隐患。但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象，对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。

现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路，但这条信息高速公路设计是单向的，只能将数据信息从用户端上传至供电企业。但是通过对该系统进行设计改进，我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路，利用这条数据链路来实现双向的信息交换，从而为居民用户提供丰富的用电服务。对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块，使其能实现以下几种功能：

自动分辨故障类型，发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。弹出报修信息，自动生成报修单。

自动控制用户欠费，对欠费用户远程操作停电，发送欠费通知信息。

自动停电通知，告知用户最新的用电信息。

其中故障报修功能、信息功能属于电力用户服务的增强，欠费信息通知、控电操作功能是电费管理的增强，从而实现对居民用电状况进行实时管理，达到提高电力营销管理信息化的目的。

机电系统论文范文第5篇

用户信息采集系统的实行，会为电力企业减少经济支出，调整和优化配置电力资源，以使员工在工作的过程中，能够实现抄表的信息化管理，减轻员工工作压力，进而确保抄表信息的精准性，以实现供电企业用电的精细化管理模式。此外，用户信息采集系统的实时监测，能够实现远程抄表功能，全面监测用电计量装置，以及，控制用户缴费情况，并且实现线损的现代化管理，减少因人工操作产生的误差，以不断提高用电管理效率，进而为电力企业获取更多的经济收益。

2以往用电管理模式存在的主要缺陷

在电力企业发展过程中，以往用电管理模式是采用人工抄表，抄表人员在供电企业下属的分支机构工作，之后，汇集用户的抄表信息，以及时告知用户用电状况。对于已经欠费的用户，应及时通知用户欠费金额，进而使用户及时缴费。但是，这种人工抄表模式，不利于电力企业各个部门有机的结合在一起，不仅会消耗大量的人力、物力以及财力，又不能熟悉和了解用户用电状况。因此，伴随信息化时代的到来，以往用电管理模式已经不能适应现代信息化发展的要求，所以，建立用电信息采集系统至关重要。

3用电信息采集系统在电力企业中的应用

在电力企业发展过程中，用电信息采集系统的应用，能够转变以往的用电管理模式，进而形成现代化的管理模式，信息化管理模式主要表现在以下几个方面：

（1）抄表结算环节的自动化用电信息采集系统的应用，对于供电环节、用电环节以及售电环节，能够全面、系统的采集各个环节的用电信息，不仅可以调整和优化配置人力资源，也能及时、准确的获取抄表信息，进而最大限度的节省电力资源，以不断提高管理效率。此外，抄表结算环节的自动化，会实现计量、抄表的规范化管理，以不断提高结算的精准性。

（2）有效控制用户缴费时间用电信息采集系统的实行，能够使用户自由控制缴费时间，在一个月之内，可以进行分期交付。因此，此系统的实行，是为了规范不能及时缴费的用户，以减少抄表周期，使电费发行次数逐渐增多。所以，我们能够看出，此系统的实行，不仅能及时监督用户缴费，还能够确保资金的流转。

（3）全面监测用电计量装置用电信息采集系统的应用，能够改进和完善以往现场检查的缺陷，在以往计量装置运行过程中，不能及时发现系统存在的问题，然而，此系统的应用，能够全天候监测用电计量装置。例如，如果电能表底被修改，以及表计参数发生变化，用电信息采集系统的实行，会全天候监测计量装置，随时对用户进行远程监控，以免出现检查人员违背相关规定，做出违法行为。

（4）电力企业的服务水平不断提高用电信息采集系统的应用，能够为用户提供满意优质的服务，并且为用户提供精准、可靠的用电信息，对于用户在用电过程中，出现的问题，此系统会及时发现，以使电力企业采取有效的解决对策，用电信息采集系统为用户提供优质的服务主要表现在以下几个方面：首先，信息采集系统的应用，能够使用户利用网络平台、在线通话以及短信等方式，增加用户与供电企业交流与沟通的机会，进而使供电企业熟悉和了解用户需求，以满足用户不断变化发展的需要，提高电力企业的社会声誉。其次，用电信息采集系统的应用，对于在供电过程中，出现的安全故障问题，能够为供电企业提供必要的依据，进而在最佳时间内维修安全故障，以免出现断电现象，为用户带来不必要的经济支出。最后，抄表自动化的实现，在用户日常生活中，抄表人员不会经常干扰，以免用户与抄表人员产生矛盾与问题。

（5）实现线损管理的现代化在供电企业运行的过程中，在线损管理方面，仍旧存在较多缺陷，例如，周期较长、人为计算产生的误差等等，进而不能科学、合理的分析线损消耗状况，不能及时反映线损的实际运行状况。而用电信息采集系统的应用，为计算线损消耗数据提供了有利条件，利用抄表环节的自动化，能够获取用户的所有信息，从而减少分析线损数据的时间，并且分析时间也发生了很大变化，由以往每月转变为每天，以确保线损数据的时效性。此外，将线损理论与与数据进行对比，能够快速查明导致线损形成的原因，以使供电企业制定相应的解决对策，以免因跑电、冒电、漏电导致线损降低，进而不断提高线损的管理水平。

4结论