发布时间：2023-03-20 16:15:26
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电源设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
跨多种应用领域的系统设计人员具有类似的需求以及对倾向于采用dc/dc电源模块的要求。最经常提到是对更薄厚度、更小面积、更高效率及更大功率密度[1]等特性的需求。新一代dc/dc电源模块应运而生，正开始步入市场以满足上述要求。这些双输出和三输出隔离式模块运行于标准的-48V局端电源中，可提供3W～100W的功率。它们包括输出电压最低达1.0V的模块及最高输出电流达30A的模块。
尺寸
系统设计人员为在更小空间中实现更高性能的信号处理电路，所面临的竞争挑战日益激烈。先进的DSP与ASIC有助于提供此功能，但需要更多电压较低的电源轨，并需具备高精度排序与调节。通过减少实施电力系统所需的整体模块数，最新的多输出电源模块满足了这一要求。
描述模块效率面积（平方英寸）成本(1千/年)
多个单输出隔离式模块33W效率单输出3.3V/9A89.0%3.742.38美元
20W单输出2.5V/8A75.0%3.0638.52美元
总计：77.6%9.82119.42美元
单个三输出隔离式模块25A三输出3.3/2.5/1.8V87.0%5.4196.64美元
多输出电源模块提供了可节省板级空间的独特设计选择。分布式电源架构正逐渐渗透电信与数据通信市场。就需要超过三种不同电压的应用而言，设计人员可使用多输出模块提供电源总线隔离，并可为各种负载点模块供电。这种配置使设计人员不必再担心使用所有单输出模块所需的板级空间。
电气性能
排序
最新的DSP、ASIC、FPGA及微处理器需要多个低电压，并可能要求复杂多变的加电／断电排序。由于产品上市时间的限制，众多更高级产品（其中电源模块仅是该产品的一个组件）的设计没有时间或板级空间来构建外置排序电路。而且，即便不受时间与板级空间的限制，他们也必须考虑组件成本的增加。比较简单的解决方案就是选择采用可利用新型内部排序多输出电源模块的系统电源架构。
例如，诸如德州仪器(TI)PT4850系列的三输出模块的加电特性就能够满足微处理器及DSP芯片组的要求。该模块运行于标准的-48V输入电压下，其额定组合输出电流可达25A。输出电压选项包括一个用于DSP或ASIC内核的低电压输出，以及两个用于I/O和其他功能的额外电源电压。
PT4850提供了最佳的加电顺序，可监视输出电压，并可在短路等错误情况出现时提供所有电压轨道的有序关闭。所有三个输出均在内部进行排序以便同时加电启动。
在加电启动时，Vo1起初升至约0.8V，随后Vo2与Vo3快速增加至与Vo1相同的电压数。所有三个输出而后一起增加，直至每个均达到其各自电压为止。该模块一般在150ms内产生完全自动调整的输出。在关闭时，由于整流器活动开关的放电效果，所有输出快速下降。放电时间一般为100µs，但根据外部负载电容而有所差异。
效率
在低功率应用中，即便最小的dc/dc电源模块可能也会有数百毫瓦的静态损失。这解些损失主要由耗费功率的组件造成的，如整流器、交换晶体管及变压器。如果使用一个部件来提供原本需要二至三个独立分组部件所做的工作，那么就可以减少耗费功率的组件总数量。如表1所示，这提高了9.4%的效率。
一些最新的多输出模块可在全额定负载电流中以90%的效率运行。这样的高效率恰恰是由那些使用MOSFET同步整流器的拓扑实现的。该整流器消耗的电量比上一代dc/dc电源模块中使用的肖特基二极管耗电要少。
互稳压
最新的多输出电源模块采用先进的电路，消灭了互稳压问题，提高了输出电压的波纹和瞬态相应。根据以前的经验，在模块的任何一个输出上增加输出电流均会导致其他输出上的电压改变。TI的PT4850与PT4820系列三输出模块则解决了这一问题。新一代电源模块在隔离阻障的输出端上就每个输出都采用稳压控制电路。通过专有磁耦合设计，控制信号可在模块初级端与二级端之间进行传递。图5显示了输出一(≤5mV)在输出二负载增加情况下的变化。
瞬态与波纹
PT4820与PT4850系列具有出色的瞬态响应和输出电压波纹性能等特点。该模块的三逻辑电压输出是独立调节的，这有助于可与单输出电源模块相媲美的瞬态响应(≤200µSec)和输出电压波纹(≤20mV)。
成本
多输出电源组件不再需要两个或更多单输出器件，这就减少了成本。表1显示了电源相同的一个25A三输出模块与三个单输出模块的对比。
在分布式电源应用中，设计人员通过利用单个多输出模块和非隔离式负载点模块（图2）替代了高成本的单输出砖，从而实现了成本节约。也可以实现，由于多输出模块在更少组件情况下也可得以实施，因此进一步节约了成本（和板级空间）。例如，在某些应用中，多输出模块仅要求一个热插拔控制器和输入去耦电容器。相反，这些组件在电源系统中则必须与每个单输出砖结合使用。
产品上市时间是一种间接成本，利用多输出电源模块可减少该成本。这种成本节约主要是由于OEM厂商减少了设计、测试和制造等资源。
故障管理
设计人员必须确定其电源系统如何对故障情况进行响应。当今的多输出电源模块结合了先进的故障管理功能。这些功能包括过压、过流和短路保护，有助于防止损坏设计者的电路。
输出过电压保护利用的是可不断检测输出过电压情况的电路系统。当电压超过预设级别(presetlevel)时，电路系统将关闭或箝住电源输出，并使模块进入锁定状态。为了恢复正常操作，一些模块必须主动重启。这可通过立刻消除转换器的输入电源得到实现。为了实现故障自动保护运行和冗余，过电压保护电路系统是独立于模块的内部反馈回路的。
过电流保护可防止负载错误。在某些设计中，一旦来自模块的负载电流达到电流限制阈值，如果负载再尝试吸收更多电流的话，那么就会导致模块稳压输出电压的下降。该模块不会因为持续施于任何输出的负载错误而损坏。
当模块各输出的组合电流超过电流限制阈值时（如任何输出引脚上发生短路），短路保护将关闭模块。该关闭将迫使所有输出的输出电压同时降至零。关闭之后，模块将在固定间隔时间中通过执行软启动加电定期尝试恢复。如果负载故障仍然存在，那么模块将持续经历连续的过电流错误、关闭和重启。
灵活性
电压和电流输出以及封装设计的灵活性是多输出电源模块的一个关键特性。某些制造商可提供24V（18V至36V）与48V（36V至72V）两种输入。其采用完全隔离输出的通用架构可使系统设计人员在双或三输出电路中使用模块，而不会造成过多最低负载要求或互稳压降级的情况。
由于芯片供应商开发器件的操作电压不一定符合以前的迭代法，因此电压和电流输出方面的灵活性正变得日趋重要。众多的多输出模块都以独立调节和可调的输出电压来解决此问题。为了获得独特的电压，某些模块上的输出可从外部电压进行远程编程。此外，诸如Tyco公司的CC025等三输出系列模块还可以通过使用连接到调整引脚(trimpin)的外部电阻来允许输出电压设定点调整。
封装灵活性简化了主板设计人员的工作。许多现有的多输出模块都使用业界标准的砖形封装(bricktypepackaging)和面积规格，这确保了引脚兼容性和辅助货源。TI的Excalibur™系列等创新型模块均采用具有表面安装、垂直通孔和平行通孔封装风格的镀锡薄板铜盒。
多输出电源模块的商业可用性为设计人员提供了极佳的灵活性。表2显示了一些制造多输出模块的业界领先供应商。这些模块存储于领先的分销商处，可为设计资格认证和最后时刻的更改提供极快的可用性。
表2、多输出模块制造商
制造商产品类型
Artesyn科技公司15W至60W双、三输出
Astec20W至150W双输出
爱立信30W至110W双、三输出
APower-One2.5W至195W双、三、四输出
SynQor40W至60W双输出
德州仪器3W至75W双、三、四输出
TycoPowerSystems25W至50W双、三输出
可靠性
具有高度可靠性的电源系统设计是系统设计人员始终都要面对的挑战。从内在来说，使用单个多输出模块的电源系统的可靠性要高于所有单输出模块。例如，一个三输出模块可提供1,108,303小时的额定MTBF（902.3FIT）。与此相对照，提供相同输出电压和电流的三个单输出模块则达到了984,736MTBF(1015.5FIT)的额定MTBF。多输出模块之所以具有更高的可靠性，是因为其架构中使用的总体组件数量更少。
结论
随着产业潮流要求设计人员使用体积更小、效率更高的电源供应，电源模块制造商推出了可简化系统设计及操作的多输出dc/dc电源模块，以响应上述潮流。最新的多输出模块能够通过为混合逻辑应用（诸如DSP、ASIC和微处理器等）提供稳压低电压输出而使设计人员受益。与前代产品相比，上述模块显著提高了给定面积上的功能。在某些情况下，该小型架构所占空间仅为单输出电源模块的55%。减少模块数量也可以降低成本，同时提高效率和可靠性。内置的操作和保护特性免除了开发外部电路系统的任务和费用，从而不仅节省了板级空间，而且还大大加快了产品的上面进程。
电源系统中的设备也是耗能较大的一块，因此我们应尽可能地采用节能型设备，降低设备的运行损耗，追求更高的设备效率。
1.1变压器变压器节能可以从效率、容量选择、运行方式等几方面考虑。由于现目前用电负荷高，变压器一般有很多台，单台容量一般都在1600KVA以上，因此，变压器长期运行的话，损耗将是非常庞大的数字。比如，某品牌S10就较S9在80%负载率情况下课每年节能约0.48万KVH.所以选择合适的变压器室非常重要的。尽管可能在前期投入上会相对较多，但是从长期来看，绝对是划算的。同时，应该根据所载负荷的大小及成本，选择合适的变压器容量以及数量。以及根据实际运行情况调整多台变压器的主备用状态。
1.2电容补偿设备电容器是用来补偿系统的功率因素，提高系统效率的。其内部一般都有放点电阻，其作用就是当电容器从系统撤出时，电压能迅速至安全电压。但是投入系统时则有放电损耗。而电子式放电容器能避免这种损耗。进行供配电系统方案设计时，我们应该选择技术先进的节能型设备，减少设备自身损耗，提高节能效果。以及上面讲到的合理选择供电模式、降低导线用量；合理选择导线截面和敷设方式，降低配电线路损耗。设计中也应尽可能地考虑系统的功率因素，积极治理谐波干扰。
1.3无功功率的补偿无功功率的补偿能够有效的提高配电系统的功率因素，而提高功率因素的意义有以下几点：（1）能够提高供电设备的利用率，使其可以带更多有功负载，节约设备投资，达到间接节能。（2）提高输电效率，当有功功率一定时，若供电电压不变，功率因素越大，则电流越小，损耗也就越小。（3）可改善供电质量，提高输电安全。电流小，线路电压损耗小，发热量也小，输电线路安全性也得到提高。
2谐波治理
YD/T50402005通信电源设备安装工程设计规范规定，当交流供电系统总电流谐波含量（THD）大于10%时应配置滤波器。通常选用有源滤波器和无源滤波器。无源滤波技术的主要是利用LC滤波装置来抑制谐波，提高电源质量。其设计简单、成本低，因而被广泛应用。有源滤波技术是通过对谐波进行采样、分析，最后向电网送一个与谐波相反的谐波来抑制谐波。并且它还有一个大功能就是可以调整电压与电流的相位角，提高功率因素。它的成本高，但效果好。通信电源系统比较适用于有源滤波技术。
加入等效像元的单元读出电路如图1所示，该电路结构主要由以下三个本部分组成:等效像元(TheEquivalentBolometer)、MEMS像元(MEMSBo-lometer)、电容反馈互导放大器(capacitorfeedbacktrans-impedanceamplifier，CTIA)。
1.1MEMS像元和积分电路(CTIA)本论文中采用的氧化钒(VOx薄膜)制成的微机械系统(MEMS)，其电特性如下。由表1可知，MEMS的电特性主要是温度的变化引起电阻值的变化，从而导致电流值发生变化，最后引起信号电压的变化。当外界温度发生改变时，MEMS像元中的有效像元的电阻值发生变化，导致其支路电流发生微弱的变化，其微弱的电流值(nA级别)由M4开关管流出。这一微弱的电流值通过积分电路转换为一个电压值。如图1所示，该积分电路为一种传统的CTIA型读出电路结构。在偏压VSK、VGSK、VGFID、VDET(VSS)和数字信号row_sel、integrate_en、rst_en的作用下(其中row_sel为行选通信号，integrate_en为积分使能信号，rst_en为复位信号)，有效像元Rab上产生的支路电流与盲像元Rbb上产生的支路电流之差得到的电流信号输入到积分器上进行积分。微弱的电流信号就转化成电压信号。其中M1可调节有效像元支路电流值，M2为行选择开关，M3可调节盲像元支路电流值，M4是积分使能开关，Rt-rim用于调节盲像元支路上的电阻，rst_en为数字信号控制的复位开关。
1.2等效像元电路等效像元电路的作用就是在晶元测试时替代MEMS像元产生一微弱的电流值，给积分电路一个测试信号。如图1所示，用于替代盲像元功能的等效像元为“等效盲像元”，其结构包括由外部Pad直接控制的MOS管Mbeqv(MOSBlindEquivalent)和行选择开关M2，pad提供的偏置电压为VBEQV，row_sel_test1(数字信号提供)控制开关M2的选通;用于替代有效像元功能的等效像元为“等效有效像元”，其结构包括由外部Pad直接控制的MOS管Maeqv(MOSActiveEquivalent)和行选择开关M2，pad提供的偏置电压为VAEQV，row_sel_test2(数字信号提供)控制开关M2的选通。在等效像元工作过程中，row_sel_test1和row_sel_test2同时开启，其时序和ROW_SEL一样，VSK给等效盲像元提供偏置电压。工作在饱和区的MOS管Mbeqv和MOS管Maeqv其D与S之间的电阻值与W/L，VGS、VTH的关系如。
2仿真结果分析
在盲像元电阻不变，VSK、VGSK、VGFID等偏压值确定的情况下，积分电流随有效像元电阻的变化如图3所示。图3中的横坐标为有效像元的电阻值，纵坐标为积分电流值。由图3可知积分电流的值随有效像元阻值的减小而增大，其阻值(150～160kΩ)与积分电流(0～200nA)呈线性变化，变化率约为51.86nA/kΩ。由MEMS电特性和表1可知，R=160kΩ，当温度从－20℃变化到80℃，其对应的电阻值降低了544Ω和2530Ω，对应的积分电流(信号电流)为47nA和217nA。说明温差越大，电阻值变化也越大，对应的积分电流的值也越大。而图3的仿真结果也说明了Rab与Rbb之间的值相差越大，对应的积分电流的值也越大。所以可以通过调节图3中的Rab的电阻，来对应MEMS电阻的变化。在等效像元电路结构中，当偏置电压VSK、VG-FID的值确定，积分电流随VAEQV、VBEQV的变化如图4、5所示。图4、5中的横坐标为等效像元栅压VAEQV、VBEQV的值，纵坐标为积分电流的值。由图4、5可知积分电流的值随等效像元栅压VAEQV、VBEQV的增大而增大，VAEQV平均每调节9mV变化10nA的电流，变化率约为10nA/9mV，其偏压值与积分电流(0～200nA)也是呈线性变化。所示可以通过调节图4和图5中的VAEQV、VBEQV的值，模拟外界温度的变化。仿真结果表明等效像元的电特性正好与MEMS像元的电特性一致，所以可用等效像元电路替代MEMS物理结构。
3测试结果分析
基于GlobalFoundry0.35μm工艺，对阵列大小为300×400的红外面阵探测器读出电路进行流片，图6为ROIC阵列整体芯片照片，芯片面积为14mm×16mm。芯片中间的重复单元电路部分是单元电路，单元尺寸为25μm×25μm，重复单元的是数字电路部分，即时序控制部分，最是焊盘。图7为图6局部放大的照片即等效像元(等效盲像元和等效有效像元)的芯片照片，图8为测试芯片的PCB板。因为积分电流为nA级别的电流，很难用仪器测量出来，但可以通过电容反馈互导放大器将电流转换为电压信号测量出来。对VBEQV=2.4V，VSK=5.3V，VGFID=3.933V，Vbus=2.65V等偏置电压进行设定后，通过调节等效有效像元栅压VAE-QV的值，产生0～200nA之间的积分电流，其对应的积分电压值为2.65～3.38V，积分电压与VAEQV值的测试结果如表2所示。图9为积分电流Id=50nA对应的积分电压值2.82V，满足公式(2)。此测试结果表明:在ROIC表面尚未构成MEMS物理结构前，可以通过等效像元电路初步探测ROIC的电性能，筛除不良品。在CP之后和MEMS结构完成之后，等效像元不再启用，等效像元行选择信号始终关闭。
4结论
因为要对植被进行处理，所以，园林设计机电一体化技术在实际应用中面临的问题，与农业生产类似。因此，园林设计机电一体化机械在很大程度上与农业机械相似。现在，园林设计机电一体化机械在实际应用中还存在许多缺陷，具体来说，包括以下几点。
1.1种类比较少
现在市场上常见的有各种修剪机、洒水机等，这些比较单一，还有许多机电一体化机械并不常见，如移植机等。在许多发达国家，其园林设计机电一体化设备更加多样化，在美国、欧洲等国家，其园林设计设备种类就更多，用途也更广泛。国内也有许多知名品牌的销售，如绿友、东方园林等，在国内还有许多生产园林机械的著名厂家，在淮安、扬州等地就有许多知名厂家。
1.2普及率低
与数十年前相比，园林设计中采用机电一体化机械的频率虽然有所升高，但就目前来讲，机械的使用率还是偏低，还不够普及。与发达地区相比，我国大部分地方还在用半自动化机械工作，距离全自动机械工作还有一定距离。
1.3利用率较低
部分园林机电设备会投入使用，但机电设备的使用效率不高，其原因有二，一是存在人为操作的问题，错误的操作规程对机电设备造成很严重的破坏，导致维修费用升高，使成本不降反增；二是没有将机电设备的利用效率最大化，导致资源浪费，增加了管理与维护的成本，阻碍了机电设备在园林设计方面的投入和使用。
1.4保管和维护不到位
机械是易损耗的，使用过程中难免会出现故障，但有些企业由于缺乏技术人员维修不到位，有的根本不进行定期维修，故障的机器多数被弃置仓库，却利用人力完成作业，这成为园林设计中机电一体化的缺点。不懂得机械结构和原理，不熟悉机械的操作，不知道如何保养机械，导致机械使用寿命降低。对上述问题，企业必须制定相关的操作规程，让员工认真学习操作规范以及正确的使用方法。另外，在大规模使用园林机电一体化机械时引起的噪音、环境污染等问题也有待解决。机电一体化的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，专业化是必不可少的。由于各类科技学科发展及相互渗透，促使了机电一体化技术和产品在各行业、部门的飞速发展。其中机电一体化在园林设计中也得到了应用。
2机电一体化在园林设计中的应用
随着现代化技术的广泛应用，机电一体化技术也逐渐渗透进了园林设计。经过两千多年的发展，中国古典传统园林所讲究的意境已经到了炉火纯青的地步，虽然可能会有更好的园林出现，但是机电化已经成了一个重要的发展趋势，这是大势所趋。园林设计中会融入更多的机电一体化等元素。沿着这个思路走，创造园林的科技文明和传统意境对园林现代化的普遍需求相结合，是成就上流园林的必要条件之一。
3结语
高职专业教学资源库要遵循以下建设原则：第一，工学结合原则，即按照“工学结合”理念组织资源库素材，满足企业高技能人才需求；第二，标准化原则，即必须有可依的规范和可参照标准，保证教学资源实现共享和互换，便于对教学资源库进行有效管理；第三，结构化原则，即确保网络教学资源的合理性、易用性和可扩展性，方便操作和使用；第四，科学化原则，即专业教学资源库设计、开发、组织要科学，从根本上保证资源库的建设质量。鉴于此，机电一体化专业教学资源库建设总体思路是：“调研需求，循证设计；统筹规划，科学建设；多元合作，机制保障；开放运营，持续发展”，遵循“设计-制作-集成-应用”的技术路线开发，旨在建成一个内容丰富、实用快捷的共享型专业教学资源平台［2］。基本思路如下：1.在行业企业人才需求状况和毕业生就业现状的充分调研基础上，系统设计机电一体化技术专业课程体系及人才培养方案，并以此为依据，结合不同类型的用户需求，构建出资源库的总体框架。2.按照企业的工作流程以及对岗位技能和人才综合素质的要求，建设基于职业化、面向岗位任务的课程资源；并搜集包括文本类、图片类、音频类、视频类、动画类等课程中单元及关键知识点对应的素材。3.将搜集和开发的资源，围绕课标进行科学整合，确定资源库结构，设计页面和导航，资源入库，边制作边修改边调整。4.建立资源库推广应用中心，收集使用者的不同需求、资源库使用过程中存在的不足等，在整理分析的基础上，及时予以调整与改进。积极探索建立资源库运营更新机制，促进资源库持续发展。5.充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验等虚拟工作场所，通过虚拟工作场所开展实训项目，降低开展实训教学的成本。
二、机电一体化专业教学资源库的框架与具体内容
基于学校、企业、社会学习者多方需求，结合共享型教与学、继续教育与培训、就业服务与管理、技术交流推广等功能的实际需要，利用网络信息平台，整合企业和专业优质教学资源，构建出机电一体化技术专业教学资源库的内容框架如图1所示。“专业建设标准子库”是在专业教学资源开发标准的指导下，以职业岗位和社会需求为导向来开发，主要包括：专业介绍、人才需求调研报告、机电一体化技术专业人才培养方案、课程体系、课程建设标准、专业办学条件配置标准、职业资格标准、教字团队信息、专业建设成果等。“课程资源子库”是以《普通机床的零件加工》等7门项目化专业核心课程为基础，以课程项目或学习单元为单位开发课程资源，主要内容包括：课程标准、教学设计方案、课件、授课录像、学习手册、在线测试、工程案例、试题库、课程评价方案、技术资料和参考资料等。“专业基础素材子库”是专业教学资源和课程教学资源的素材提供地。主要的素材形式有：文本文件库、图片素材、视频素材、动画素材等。按应用类型分类，主要有：机械与电气相关技术标准、产品与零件工程图、工艺文件、作业规范、操作说明书等技术文本；企业生产用的各类机床、刀具、夹具、量具、企业产品与零件、生产场景等图片；企业生产过程、学生实习实训、课程录像等影音视频；各类机械机构和机电设备内部结构、工作过程等动画；企业工作项目案例、企业网站链接；课程习题库、试题库及在线测试系统；数字化教材、各类教学课件、校企合作编写的培训教材。
“虚拟仿真资源子库”由仿真动画集、典型机电—体化产品仿真学习包、编程及仿真软件包、自动线安装调试仿真工厂虚拟场景、机电—体化竞赛虚拟平台等5个特色资源包组成。学习者可在一个仿真平台下，建立机电应用系统搭建、程序编制及调试的虚拟环境，根据要求完成仿真训练，以降低实训成本。“自主学习与专业拓展子库”包括精品课程及相关网站链接、校企合作案例、工学结合教学案例、在线测试平台、科技创新与国际交流等。该模块主要为高职机电类专业教师备课教学、高职在校学生及毕业生自主学习提供服务。学生可通过网络课堂、教学录像等多种资源完成课程理论部分的学习，通过虚拟车间、虚拟设备、虚拟实训等资源完成实践阶段的训练，最后通过在线测试平成理论与实践的考核，从而构建“学、练、考”全方位的自主学习与考核体系。“职业培训资源子库”由职业信息、职业资格认证培训、企业员工专项培训、技能大赛平台四部分组成。“职业信息”包含机电行业、各个职业的全部信息内容，分别按照行业分类和职业分类来对每个职业做具体分析。还包括企业人才求职信息与个人求职信息、就业咨询。“职业资格认证培训”包含中、高级车铣工、数控车铣床操作工、钳工、维修电工、工艺员与CAD职业资格取证培训和学习资源。“企业员工专项培训”为机电行业企业生产及相关领域在岗从业人员、高职毕业生提高和更新专业技能，为农民工、下岗人员的再就业提供的专项培训。“技能大赛平台”为全国机电一体化技术专业的师生提供专业技能赛事服务，展示比赛场景和参赛选手的风采。“合作企业资源子库”以合作企业为主，通过校企业合作的方式，汇集行业领先企业的技术标准、典型工程解决方案等，为同业单位在岗员工或其他学习者的专业知识更新、专业技能提高提供全面的企业学习资源，此资源库主要由企业培训教程、行业企业标准、企业解决方案和产品技术资料组成。根据机电行业企业的特点和人员培训需求，企业培训教程可以分为两大类：机电设备制造企业、机电设备使用企业等单位的员工技术培训。国内外机电一体化技术设备生产和应用企业的生产标准、使用标准、操作规范等组成相应行业企业标准集合。以校企合作完成的典型机电一体化技术工程案例和行业领先企业为机电一体化技术应用企业所做的典型解决方案组成企业解决方案，为企业、社会学习者和师生提供实际的企业解决方案，提高学习者的工程应用能力。“职教立交桥资源子库”的建设，有利于机电一体化技术人才职教立交桥的构建，有利于机电一体化技术专业中高职、本科的衔接贯通，有利于各层次人才的成长和终身学习，有利于加工制造类产业的技术进步和转型升级。主要由职业教育各学习层次的课程标准、衔接课程标准、教学共享课程和机电专业对口单招考试等部分组成。
三、专业教学资源库建设体会
教学资源库建设是一项长期、艰巨、复杂、工作量大的系统工程，通过对机电一体化技术专业教学资源库建设的探索与实践，我们的体会可概括为“特色、规范、完善、服务”。首先，教学资源库建设要体现高职院校和专业特色。高职院校采用工学结合人才培养模式，高职机电一体化技术专业的教学模式具有其鲜明的特色，如项目化教学，专业课程教学的内容、策略与教学的方式方法更注重实用性、互动性和动手性。因此，高职教学资源的设计应围绕专业核心知识、专业拓展知识，之后将这些知识与行业企业相关知识信息加以融合，形成校企合作、实训实践等课程内容，设计制作出更多普通教学资源库不具备的特色资源。其次，要规范教学资源库建设标准和要求。教学资源库建设应严格制定相应的质量技术标准、归类属性标准、教学资源评价标准以及开发技术标准，规定教学资源管理系统框架和基本功能，避免教学资源低水平重复建设，实现资源高度共享。然后，教学资源库内容要不断完善、持续更新。新形势下知识技术的变更，要求教学课程必然紧跟更新步伐。教学资源库要利用强大的网络技术支撑，及时获得前沿信息，提高库内教学资源的更新频率。要建立相应的激励机制和配套措施，确保专业教学资源库内教学资源优质、先进，更好地满足用户需求。
（一）学生综合素质水平参差不齐
电脑艺术设计专业对学生的综合素质的要求强于其他专业，主要体现在学生的表现能力、创造能力、想象能力和设计能力。由于主观和客观方面的原因，学生在文化知识、绘画能力、艺术修养等方面存在一定的差异，学生参差不齐的素质给教学带来了一定的困难。
（二）教学理念和思路存在欠缺
就业市场和岗位需求随着社会的发展不断的发生变化，社会对电脑艺术设计专业的要求也在持续提高，当前很多院校依然是传统教学理念和授课方式占主导地位，只重视书本知识的传播，忽略了实践能力和职业能力培养。这些都严重的阻碍了电脑艺术设计专业的良性发展。
（三）实训教学内容存在不足
电脑艺术设计专业注重的是动手实践能力，当前很多高校的电脑艺术设计专业培养模式还是重理论，轻实践。教师更注重对学生理论知识的传播，而忽略了学生动手实践能力的培养。实训内容基本来源教材，实训案例单一、陈旧，与职业岗位要求严重脱离。
二、高等院校电脑艺术设计专业教学改革研究
随着我国政治经济文化综合实力的增强以及文化艺术的繁荣昌盛，我国的艺术设计专业教育已经迎来了新发展契机。电脑艺术设计专业的教学改革体现在教学理念、教学思路、教学内容、教学模式及专业特色创新等方面。
（一）教学内容和教学课程的改革
教学内容和教学课程是实现人才培养目标的主要手段，也是教学过程的重点和难点。在实际的教学过程中依据企业需求和职业技能及电脑艺术设计专业的特点来调整教学计划中课程的侧重点，并且引入企业真实案例及企业合作共同开发的专业教材，教学内容和课程的调整后，采用教、学、做，理论与实践相结合的模式，鼓励学生多动手，多思想、多观察。这样既能够让学生全面的掌握课程知识，又能够培养学生理论应用能力和动手操作能力。通过电脑艺术设计专业教学体系的改革切实帮助学生理解专业知识，提高其动手实践能力，实现理论实践相结合、专业素养和专业素质相结合的教学目标。
（二）人才培养方式的改革
随着教育体制改革的深入，社会市场需求的多样化发展，人才培养方式的改革已经逐渐成为高等院校的重要问题。电脑艺术设计专业的人才培养方案是通过专业的教学体系来实现，在其制定过程中需要组织教师到国内艺术设计较为发达的城市和相关企业进行考察交流，真正的了解市场发展状况和行情，建构新的教学体系和目标。从而能够培养学生的实践动手能力、创新意识、提供新的实践平台、引进市场的竞争机制、来调动学生自主学习能力。在教学中学生是学习主体，教师是教育主导，两者需营造出双向互动、引导与自主学习的教学氛围，促使学生主动地学习，有创造性地获得新的专业知识，提高自身综合素质能力。高等院校只有加强对人才培养方式的改革，才能切实满足市场对人才的要求。
（三）加强师资队伍建设、完善教学条件
建设一支具有过硬的专业素质、较强文化艺术修养并且精通专业知识及职业能力的教师队伍，对于高等院校电脑艺术设计专业的教学改革是非常有必要的。高等院校应当加强对“双师型”人才队伍建设的重视，在保证教学质量的情况下，鼓励教师积极的参与到实体工程设计和建设当中，通过企业真实案例项目来切实提高教师自身的综合素质能力和教学实践水平，促使其具备双师型教师素质。同时，完善的教学条件也是加强教学改革的必要条件，应当安排专项基金，对电脑艺术设计专业在原有的基础上进行设计改造，建设一个体系、配套的教学场所。例如建立一个完善的电脑艺术设计工作室、或者计算机实验机房、多媒体教学中心、电脑艺术设计工作室、专业画室、摄影工作室、喷绘实验室等实训场所，并且可以积极的引入校外资源与社会企业合作，进行联合办学以满足教学的需求。
三、结语
2变压器优化接地的要求
我国低压配电系统绝大多数是中性点接地系统。在这种系统中,配电变压器高压侧避雷器接地端、低压绕组中性点和配电变压器外壳共用一套接地装置。相关规程规定:当配电变压器容量为100kV•A及以下时,接地电阻不得大于10
Ω;当配电变压器容量大于100kV•A时,接地电阻不得大于4Ω。配电变压器接地不良或接地电阻超过上述规定值,虽然危险,但由于它不像相线那样,一有故障就会造成停电,因而常常被人们忽视。为了保证设备和人身安全,对配电变压器接地装置不应忽视,而应该认真对待。
2.1接地装置对土壤的要求
接地装置要敷设在低电阻率的区域里。因为接地装置的接地电阻和土壤电阻率近似成正比关系。相同的接地装置,土壤电阻率越小,则接地电阻越小;反之,则接地电阻越大。在选择配电变压器安装位置时,除考虑靠近负载中心外,还应尽可
能避开高电阻率区域。
2.2接地装置所用材料及规格要求
接地装置应尽可能利用自然接地极,如电力排灌站厂房的结构钢筋、水泵的管道系统等,但应保证接头处有可靠的电气连接。
2.3人工接地极连接的要求
水平接地极的连接宜采用焊接。水平接地极与垂直接地极的连接,也应采用焊接。接地引下线与接地极的连接最好也用焊接。如用螺栓连接时,应有防松螺母或垫片。连接时应将接触面除锈,擦净至发出金属光泽,并涂一薄层中性凡士林,然后拧紧。有条件的地方,接触面最好搪锡。接地引下线与设备的连接,是将引下线接至设备的接地螺栓上,接触面应除锈后涂中性凡士林,然后将接地螺
栓拧紧。
2.4对人工接地极敷设的要求
人工接地极的敷设深度一般来说是越深越好。因为埋得越深,接地电阻越小。但随着深度的增加,施工难度增加很大,而接地电阻却降低甚微,得不偿失。故规程建议埋深为0.6～0.8m。人工垂直接地极长度一般取2.0～2.5m,为降低屏蔽系数,其间距最好是20m。不得已时,最小不能小于其长度的2倍。垂直接地极一般不应少于2根,为便于打入土壤中,其一端应做成尖形。人工水平接地极的间距一般不宜小于5m。接地沟的尺寸没有严格要求,以节省土方工作量和便于施工为原则。所挖出的土方不宜弃置过远,以便于回填。回填土应夯实,土壤越密实,接地电阻越小。
3变压器优化接地应注意的问题
3.1采用TN-C系统需注意的问题
前述配电变压器低压侧中性点接地,并与高压侧避雷器接地共用一个接地装置,适应于大量采用的低压系统为TN和IT但是如采用IT制式,则中性点就不能接地。TN系统又分种TN一C系统、TN一S系统、TN一C一S系统。一般居民用户可用一一系统,即低压从配电变压器引出的主干线可以采取一系统四线制,到用户的支线采取一系统工厂车间可以采用竹系统,电动机用三相电源,照明及其它单相负载用用单相电源,配电变压器中性点接地,到车间后,车间设备的外壳单独接地。需防爆的场所最好采用系统,中性点不接地,外壳单独接地,这样相线碰地或碰外壳,电流很小,不会产生火花,可有效地防止爆炸。有防腐要求
(1)不能一部分设备接零,一部分设备接地,必须所有设备都接零,其原因如下:
1)设备外壳不能单纯采取接地措施,这是因为:某一设备的外壳采取接地后发生火线碰设备外壳时,可能由于外壳接地电阻Rd及配变中性点接地电阻R0的限制,开关不会跳闸。但是,设备外壳可能出现较高的对地电压Ud(见图
2)一旦人体触及设备外壳,人体承受的电压较大,只能减轻触电的危险程度,不能避免发生触电伤亡事故,确保人身安全。所以,在低压中性点接地系统中,设备外壳不允许单纯采取接地方式。
(2)不允许一部分设备接地,一部分设备接零。以图2为例:假设某设备m接地,某设备n接零,一旦设备m外壳带电,设备m对地电压和设备n对地电压都比较大;如人体接触设备m或设备n的外壳,或者人体同时接触设备m和设备n的外壳,都会发生触电,危及生命。所以,在接零系统中,要求所有电气设备的外壳都应该接零,而且零线要多处重复接地,不允许一部分设备接零,一部分设备接地。
3.2铝材在土壤中极易被腐蚀,所以不能用铝线或铝排作接地极。
由于采用三点共地后,高压侧避雷器的放电电流特别当三相同时放电时很大,在接地电阻上的压降也很高。该压降加在低压线圈上,通过低压线路电容接地,在低压线圈中就有一冲击电流使线圈励磁,通过电磁感应使高压线圈感应出很高的电压。高压侧电压受高压侧避雷器残压所限制,高压线圈中性点电位很高,容易在中性点附近,导致对地击穿或匝间短路而损坏变压器,因而必须采取措施限制低压线圈承受的电压。如低压侧也加一组避雷器,当地电位升高时,通过避雷器放电,低压线圈只承受低压避雷器的残压左右,这样过电压就被限制在可承受范围之内,这就是防止逆变换损坏变压器。同样当低压线路感应雷传到配电变压器时,低压侧避雷器也会动作,使雷电流人地,低压线圈的电压被限制在低压避雷器残压之内,防止配电变压器高压侧被按变比由低压而感应的电压所损坏。因此,必须在配电变压器的低压侧安装一组低压避雷器。这种情况属于正变换过电压,由于配电变压器的低压侧绝缘裕度高于高压侧,所以配电变压器雷击事故常发生在高压侧,尤其是中性点附近。低压侧加装避雷器,因其往往采用架空线,容易受雷击,直配变压器因其变比大,更应在低压侧加装一组避雷器。加装低压避雷器后,原来的点共同接地就成了点共同接地,就如图所示。中性线及其连接方法中性线在三相负荷不平衡时流过电流,按有关规定该电流不得大于相线电流的。另外,中性线、中性点接地线与配电变压器低压中性线端头的连接应可靠,应制作接线鼻板,螺栓应压紧,防止接触不良电流流过时发热烧断。
配电变压器高压侧避雷器的接地引下线的接地电阻,应按《电力设备过电压保护设计技术规程》所规定的要求进行,不能接在独立的接地极上,否则,雷电流在接地电阻上产生的电压将和避雷器的残压叠加,加在变压器高压绕组上,可能击穿高压绕组。
如配电变压器坐落在高电阻率区域内,可用外引接地极引至近处土壤电阻率较低的地方,如低洼地、池塘、湖泊、江河、溪流边等。如外引接地极有困难,可在接地极周围放置木炭、化工厂弱腐蚀性废渣或接地专用降阻剂等
3.3变压器低压侧中性点接地
配变低压侧中性点接地也称工作接地。工作接地一般有以下两项作用:
1)减轻一相接地的危险。中性点采取不接地系统若发生一相接地,则中性线及设备外壳对地是相电压(人体接触十分危险),其它两相电压对地升到线电压,故障时间越长,触电危险性就越设备外壳直接接而不接零时,存在触电危险大。中性点采取工作接地方式,发生一相接地时,中性线及设备外壳对地电压比较低。因为,中性
点接地电阻R0≤4Ω,可以把设备对地电压限制在安全范围之内。
2)减轻高压窜入低压的危险。在配变低压侧中性点接地条件下,若10kV/0.4kV的配变发生高压线圈对低压线圈击穿时,10kV高压系统的单相接地故障电流(电容电流,通常为数安培)可通过中性点接地电阻(R0≤4Ω)形成分压回路。此时低压中性线及设备外壳上电压U0较低见。
3.4重复接地
(1)在零线上多处接地(重复接地)的作用:
1)可以降低漏电设备对地电压,减少触电危险性。
2)可以减轻一旦零线断线时的触电危险。图4中,没有重复接地时,一旦零线断线,断线后面的接零设备发生漏电时带全相电压(A设备);有重复接地时,一旦零线断线,断线后面的接零设备发生漏电时只带部分相电压(B设备),减少了触电危险性。
3)重复接地和工作接地构成零线的并联分支。发生单相短路时,会增大单相接地短路电流,提高保护灵敏度,缩短跳闸时间。
4)架空线路采取在零线上重复接地,对雷电流具有分流作用,有利于限制雷电过电压。
(2)对重复接地的要求
1)户外架空线路宜采用集中重复接地。
2)架空线路的终端,分支线超过200m的分支处以及沿线每1km处零线均应重复接地。
3)高低压线路同杆敷设时,共同敷设段的两端低压零线应重复接地。
4)以金属外壳作为零线的低压电力电缆,应重复接地。
5)车间内部宜采用环形重复多点接地。
6)每一重复接地的接地电阻不得大于10Ω,变压器低压工作接地的接地电阻不得大于4Ω。
7)电气设备的接地、接零线不得串联,必须直接接到接地干线联接。
4接地装置的形式
农村低压电力技术规程(DC/T499—2001)要求,配电变压器的工作接地,车间、作坊的接地及零线的重复接地装置,宜采用复合式环形闭合接地网。在接地网中,重直接地体(可用长2.5～3.0m,直径为50mm的镀锌钢管或50mm×50mm×5m的角钢)不少于2根。水平接地网(用50mm×5mm的镀锌扁钢埋深不少于0.6m),面积不少于100m2组成,接地体之间应采用焊接。接地网的工频接地电阻可按式
(1)计算:Re=ρ(1/4R+1/L)(1)式中Re———工频接地电阻,Ω;
R———接地网的等效半径,m;
L———水平接地体和垂直接地体的总长度,m;
ρ———电阻率,Ω•m(砂质粘土为100,黄土为250,砂土为500)。
通常情况下ρ值取100Ω•m,接地网等值半径取10m,垂直接地体长度和水平接地体长度之和达到60m时,Re=4.15Ω,便可满足配变中性点接地电阻的要求。接地装置施工完成以后,还要实测接地电阻值,使之符合要求。
5结束语
从以上分析可知,正确的接线应是:变压器外壳的保护接地线经避雷器横担与避雷器的接地引下线相连后接地,低压侧中性线的工作接地与另一侧的接地极相连
6参考文献
[1]增补刘杰同志为《变压器》杂志编委会副主任委员[J].变压器,2005,(02)
[2]邵碧霞.关于优选变压器推动纺织工业节电的剖析[J].能源技术,1994,(04)
[3]于海年.辛勤耕耘再谱华章——纪念《变压器》杂志创刊300期[J].变压器,1995,(12)
[4]赵令骥.谈农电网络中变压器运行的巡视工作[J].江西水利科技,1996,(01)
[5]贺以燕.关于建立《变压器选用导则》的思考[J].变压器,1997,(04)
[6]何报杏.同容量变压器的择优运行与节能[J].设备管理与维修,2000,(06)
[7]文春柏.变压器的更新与节能[J].大众用电,2001,(05)
[8]周胜,赵凯.置换老旧变压器势在必行[J].机电信息,2001,(05)
[关键词]：电厂辅助系统水泵 温度 原因 轴承
一、引言
安徽淮南平圩发电有限责任公司一期机组是国内首台600MW发电机组，由于投产与上世纪90年代，汽机辅机的转动设备经常发生轴承温度高现象。如积水槽排水泵，有时是加完脂后温度急剧上升；有时是在补油脂时温度有一段上升，保持在50-70度的正常范围内。当再次切换到该泵运行时，发生上部推力轴承温度异常升高，泵的温度最高曾上升到了84度。这些泵在经过一段若干时间的稳定运行后，温度又开始逐渐下降，并最终达到正常温度范围。
二、排水泵轴承温度高的原因分析
排水泵轴承的加油脂周期是运行2500小时加一次油脂，油脂型号是锂基脂#2或#3。驱动端加130克，泵端加225克，加油脂前设备必须运行至少半小时。每次加油脂时，若温度异常上升则停止加油，待温度恢复正常后继续加，因为加油脂后温度异常上升，每次加油脂要分三、四次才能完成。在以前的加油脂中，由于没有经验也没有详细规定加油的操作步骤，加油时工作人员都是一次性将油脂加入，然后轴承温度就直线异常上升。
1.泵轴承油脂的自我更替
在讨论根本原因之前，先解释一下泵轴承油脂的自我更替。给泵轴承新加的油脂，油脂并没有直接加到轴承的滚珠和滚道上，而是首先加到轴承的。油脂的更替有两种情况，在运行的时候加油脂，那么油脂依靠油枪压力就会挤入到轴承的滚道中去；在正常的运行过程中，轴承也会自动将流动性差的老油脂排除，而将新的流动性好的油脂逐渐吸到轴承的滚道上来。下面从微观动力学角度来解释后一种自动更替过程，参考图1中的模型。
图1是一个简化后的物理模型，滚珠滚动，滚道简化为一道直壁板，中间是油脂层，滚珠表面接触压力极大，此时滚珠和滚道的接触区域会发生弹性变形，并且油的粘度不再是恒定的，在极大压力作用下，油膜具有很大的弹性模量，此时可以认为油膜的厚度接近恒定值。当滚珠刚滚过油膜时，油膜入口压力骤然升至极高的压力，此时由于油膜粘度极大，油膜即使很薄，也来不及分开，接触区域已经滑过，而接触区域的出口，压力突然接近于零值，此时油膜压能转化为动能，流动速度加大，一部分油脂脱离原油膜，同时由于空间突然争大，压力被释放而急剧降低，压力低过周围油脂压力，使得旁边的流动性好的油脂向出口区补充，新补充的油脂会随着滚珠的滚动又进入进口区，这样就实现了油脂的动力性流动，即一部分流出，一部分流进。那些流性差的老油脂则逐渐地被排挤出滚道。轴承正是在这种压力的变化和新老油脂的流动性差异下，实现了油脂连续流动和新老油脂的更替。
2.油脂的自然消耗
矿物油脂是矿物基油和添加剂通过稠化剂稠化而成。它是从原油中经过蒸馏制成的，实际是以各种烃为主的多种成份的混合物。这些物质在性能上略有差点异，当设备运行的时候，这些差异会导致矿物基油从稠化剂中分离出来，其组份也会产生各种反应而变质，温度越高变质越快。滚动轴承中，轴承遵循弹性流动压理论，此时接触应力可以达到1-4万大气压；金属表面将发生弹性变形；由于高压，油脂的粘度不是恒定的数值。其的整体状况取绝于油脂厚度分布和弹性变形分布。在高温极压的作用下，脂中的基油和稠化剂会分离，基油析出，形成油蒸汽蒸发或者液体流出，而油脂由于逐渐脱油变干，会失去承压的功能，所以需要定期补充新油，以保证轴承的健康运行。
3.加油过程分析
排水泵轴承油脂不是加得越多越好，也不是越快越好，如果油量过多，不仅会增加油脂内磨擦而产生热量，而且会阻碍油脂散热，导致温度升高。而温度升高，会使油脂粘度下降，同时流动性增大，散热效果变好，使得轴承温度逐渐下降，最终回落到设计温度。这相当于一个负反馈，使得轴承温度总是往设计温度方向平衡。
在正常运行状态下，排水泵轴承温度是稳定的，脂因运行产生的热量和散热在设计温度下达到平衡。当在运行状态加油脂时，油脂是一枪一枪加入的，间隔时间比较长，加油速率非常低，新油和老油融合在一起，所以只会导致轴承温度缓慢上升，但随着油脂温度升高，油粘度下降，流动性增加，散热好，产生热量少，温度朝着下降的趋势走。最终在设计温度下达到平衡。现场表现就是加油脂后温度上升，经过一段时间运行后，温度达到正常。
但是对于排水泵推力轴承，由于轴承室设计不合理，两个轴承并排靠在一起，内部散热不佳（见图2），油脂要穿过两个并排轴承的阻力非常大，况且该泵加油油嘴既不在中间（若在中间，新油会靠油枪压力向两边挤压，将两个轴承内的老油替换），也不是在上面（油嘴在上面新油则可以利用重力、流动性和油枪的挤压力顺利地将老油更换），而是在两个轴承的下面。新加的油，在油枪的作用下，一部分会往下掉，从间隙中流走，一部分靠压力极其缓慢的向上挤，把上轴承的老油挤掉。这中间还有一个过程，如果因排油阻力大致使上推力轴承的油脂消耗得不到补充时，那么该轴承的油脂基油被消耗，但是稠化剂和添加剂并不会被消耗，局部油脂相对变稠。变稠后，不仅更难被替换，而且内摩擦阻力会增大。在这种情况下，如果一定量的油脂稠化到一定的程度，从冷态时启动泵也会发生轴承温度上升现象，高到一个足够高的温度，油脂的流动性能够克服排油通道的阻力，就能够将温度降低。现场表现就是在没有加油脂的情况下，被切换的泵轴承温度升高，运行一段时间后，温度又降低。某些情况下，当泵停止运行之后，脂会得到冷却，粘度增大，此时再启动泵，由于油的粘度已经比正常运行时更大，使它的流动性减小，散热效果差；如果同时轴承室内油量过多，产生热量反而大，散热和产生热不能达到平衡，温度一直上升，直到温度上升到油粘度变得足够低，散热在过产生热，流动性增大，多余油脂排出，在散热和产生热在一个新的动态平衡过程中，轴承温度降低，恢复到正常。这种情况现场出现过好多次。如果在补油过程中，加油过猛，会很快打破散热和产生热的平衡，导致温度上升，这就是以前没有详细规定加油步骤的时候，猛一加油温度就上升的根本原因。
4.排水泵轴承温度高的根本原因
轴承室设计不合理，导致轴承散热和排油都不顺畅，油脂的产生热和散热难以达到平衡，导致轴承温度上升，这就是排水泵轴承温度异常升高的根本原因。再加上油脂过多（因为这种设计的轴承室比较难以消化这些多余的油脂），所以才会诸多发热现象。有时加油脂量过多，或者加油脂太猛，导致轴承温度升高。有时加油脂方法不当而导致温度上升。（事实上，其它设备加油脂也导致轴承温度升高，但由于上推力轴承室结构不合理，降温过程显得漫长而引人注目。）
三、解决排水泵轴承温度高的办法
如果轴承室油脂量已经加多并且持续高温，可以有两种方法处理：一种是在泵运行时用干净的压缩空气将多余的油脂吹出，轴承温度会降低，此时注吹油脂的持续时间不能太长，否则油脂吹至过少，也会导致轴承温度降低后再次升高；另一种是通过外部冷却轴室，经过长时间的运行后，轴承室的油脂掉出，温度自行降低。要消除加油脂后轴承温度升高的现象，可以采取少量多次加油脂的方法，并同时减少每次所加的油脂量。彻底解决排水泵轴承温度高的问题，就需要更换改轴承室设计，使得轴承排油阻力小，内部散热好。
