阳光电源毕业论文

电梯控制系统设计基于西门子PLC的电梯控制系统

砺石导言： “做成一件事，在专业之上还要有创新的惊喜，以及超出预期”，这种“成事有余”的特质正是阳光电源从一间不足20平米小房子里成长为“新能源电源第一股”的内生力量。

田姗姗 | 作者

“企业失败的理由各式各样，成功的理由只有一个，即在恰当的时刻做了恰当的事情”。这是“新能源电源第一股”阳光电源的创始人兼董事长曹仁贤解释自己公司这两年飞速增长的原因。

在国家明确了“碳达峰”“碳中和”战略目标的背景下，新能源产业迎来了大爆发。作为A股上市的“新能源电源第一股”，阳光电源的股价从最低的9元涨到近100多元，翻了10倍之多，市值超过1400亿元。

而根据2021年3月发布的胡润全球富豪榜，作为阳光电源的创始人和掌舵人，曹仁贤的财富一年暴涨540亿元，以650亿元的身价成为安徽新首富。与榜上其他企业家略微不同的是，曹仁贤还是一个学者型企业家，他是博士生导师，新能源电源行业的知名专家。

所谓“厚积薄发”，在令人羡慕的股价一年增长十倍的背后，是曹仁贤在一间不到20平米的房间里，一步一个脚印走过的二十五年。

最开始，曹仁贤根本接不到新能源的项目，只好生产一些自己并不喜欢做的传统能源产品，比如UPS（不间断电源）和应急电源的产品，然后把赚来的钱投入新能源产品的研发。如今，阳光电源已经是全球新能源电源开发和设备生产的头部企业，业务包括太阳能、风能、储能、氢能、电动 汽车 等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务，其中光伏逆变器的生产销售全球市场占有率第一，锂电储能全球出货量连续五年中国第一。

阳光电源是如何从一家生产传统能源产品的小公司，成为全球新能源电源领域的头部企业？作为一名学者型企业家，曹仁贤有什么独特的经营经验？

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新婚不久的农家子弟，扔掉“铁饭碗”毅然创业

回首过往，曹仁贤颇为感慨，好几次他都差点熬不下去，但他一直铆足了劲儿准备着，等着。

1968年曹仁贤出生在杭州的一个农村家庭，在那个生活困苦的年代，母亲辛劳的身影深深烙在他脑海里，也令他从小就知道努力学习的重要。

1986年他参加完高考填报志愿的时候，因为不想离家太远，就以杭州为中心，以500公里为半径，在地图上画了一个圈，而合肥刚好被圈了进去，于是他报考了合肥工业大学。

读大学期间，他用功学习、成绩优异，被学校推荐为免试研究生。研究生毕业后，曹仁贤选择了留校任教，一边教书一边做研究员，研究方向就是可再生资源发电。

如果不是想要把理论变成实践，他现在可能会是一名优秀的大学教授和研究学者。但曹仁贤选择把自己的研究落到实践中。

他认为太阳能、风能等可再生能源是取之不尽、用之不竭的清洁能源，有无限的发展前景。虽然中国的太阳能资源非常丰富，理论储量达每年万亿吨标准煤，但只有通过实践，才能让人们享受清洁电源，真正创造实在的价值。

1997年，新婚不久的曹仁贤辞去了人人羡慕的“铁饭碗”大学老师的职位，开始创业。他向亲戚朋友借了一些钱，再加上自己攒下的8万块钱，凑齐50万元作为注册资金，然后租下一间不足20平米的小房间，创办了阳光电源。

现在看来，曹仁贤应该是国内最早入局新能源电源产业的人之一。

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先入局者，苦熬机会

创业前5年，阳光电源基本上处于“吃了上顿没下顿”的状态，很少有太阳能项目或者新能源业务。

曹仁贤说，“那时候没有风险投资，我也不会说故事，只好先做一些传统的电源产品，比如应急电源。或者像裁缝一样，帮人家订做一些很偏的电源，赚到小钱之后再开发我的光伏和风能逆变器。但我认为新能源产业迟早会发展起来。机会总是留给有准备的人。”

就像饿了先弄一点儿干粮垫垫肚子，曹仁贤一边靠传统电源产品赚钱维持公司，一边开发光伏和风能逆变器，等待时机。就在他快要熬不下去的时候，转机终于出现了。

2002年，西北开始实施“光明工程”。阳光电源参与了第一个国家“送电到乡”工程项目，其中大部分设备都是由阳光电源提供的。2003年，阳光电源研制的中国具有完全自主知识产权的第一台光伏逆变器，在上海成功并网发电，打破了外国企业的垄断。此后，阳光电源的逆变器开始参与越来越多的国家级光伏发电项目。

好不容易看到了新能源产业的曙光，但曹仁贤却做出了一个遭众人反对的决定。

3

做减法，是为了将来做加法

2004年，曹仁贤砍掉了当时主要的现金流业务，集中公司资源发展光伏、风能等新能源产品。这意味着公司一下子减少了几千万的销售收入。

很多员工不理解，毕竟是依靠着传统能源业务，阳光电源才好不容易摆脱了“活下去”的难题，而且应急电源业务已经做到了行业前三，这样直接放弃未免太可惜。

但曹仁贤认为， 现在做减法，是为了将来做加法。要想保持竞争力，就必须集中精力做好一件事。

他说：“ 先做什么后做什么是战术，做什么不做什么是战略， 这是非常痛苦的决策过程。我面临着先做减法、再做加法的问题，非常难.......基于对市场的判断，加上公司资源有限，2004年我们砍掉了UPS（不间断电源），2008年砍掉了应急电源。这些会减少几千万元的销售收入，但为了保持真正的竞争力，（公司）必须承受销售收入的下降。”

曹仁贤清晰地知道，新能源电源产业有广阔的未来发展前景，阳光电源必须在这个领域成为头部，而且这也是他创办阳光电源的初衷。

他对员工说，“（传统能源业务）现在赚钱，不等于明年还会赚钱。顶尖企业3年以后的产品都在预演了，而我们还在为今天的生活拼命，肯定没有后劲。”

结合阳光电源在太阳能和风能发电上的技术优势，曹仁贤选择先重点发展光伏逆变器和风能变流器这两个新能源电源产品，尤其是光伏逆变器这一产品。

逆变器是一种可以把直流电转变为交流电的工具，也是光伏系统中最关键的电气设备。它在光伏系统中成本占比仅8%-10%，但承担着整个系统的交直流转换、功率控制、并离网切换等重要功能，其可靠性、高效性和安全性将直接影响整个光伏系统的发电量及稳定性。

不过，光伏逆变器本身的技术壁垒不高，再加上光伏产业的技术迭代迅速。如果阳光电源不能集中资源发力，并在产品、技术、服务和品牌等方面占据绝对统治地位的市场份额，是很容易被后来者赶超的。

事实证明，曹仁贤的减法战略是正确的。接下来的几年里，阳光电源在光伏逆变器和变流器这一垂直领域不断积累，做到了专业化。

2006年，阳光电源承担“十一五”国家 科技 支撑计划：以上风能变流器的研发课题。2008年，阳光电源的光伏逆变器成功应用于北京奥运会的鸟巢场馆，市场也越来越大。

2009年，阳光电源已掌握着中国新能源逆变器60%以上的市场份额，居全国第一，其中，光伏电源产品的销售收入超过1亿元，风能电源产品销售收入超过6000万元。2010年，阳光电源积极开拓国际市场，其光伏逆变器出口欧洲市场达到4000万美元。

有人开始把阳光电源称为“新能源电源领域的英特尔”。新能源发电设备产生的直流电都必须经过逆变器才能变成交流电，并入电网或者离网系统，而阳光电源的逆变器在国内市场占据多半的市场份额，这就有点像大多数个人电脑的数据要在英特尔的处理器上流入流出一样。

2011年11月2日，阳光电源在深圳证券交易所挂牌上市，成为“中国新能源电源行业第一股”。此时，阳光电源已是国内最大的光伏逆变器制造商、国内领先的风能变流器制造商。

2013年，阳光电源主持起草了光伏逆变器的国家标准，这意味着阳光电源在这一领域建立了权威的专业话语权。

阳光电源在国内市场狂飙突进的时候，其海外市场表现也非常出色。2018年，阳光电源印度工厂投产，全球供货，当年营收突破百亿。发展到2020年，阳光电源已在全球建设了20多个分公司，110多个售后服务网点，光伏逆变器的海外出货量占比超60%，海外市场营收贡献超80%。

据市场研究机构IHS Markit公布的2020年度全球光伏逆变器市场的排名，华为与阳光电源位列前二，相差不大。因受到疫情影响，全球逆变器行业往头部企业集中，再加上华为被迫退出了美国市场，阳光电源的海外市场爆发。如今，阳光电源是全球光伏逆变器出货量最大的公司， 2020年全球市占率在27%。截至2021年12月，阳光电源在全球市场已经累计实现逆变器装机超过224GW，全球第一。

4

做加法：向新能源电源全面拓展

随着国家政策的支持、市场需求的增加和使用场景的多样化，2011年上市之后，曹仁贤也带领公司做了一系列加法：以光伏逆变器为核心，向新能源电源设备领域的太阳能、风能、储能、氢能、电动 汽车 等五大领域全面拓展。

2013年，依托于光伏逆变器产品的绝对优势，阳光电源开始投入电站业务，并且发展迅速。

2014年，阳光电源携手韩国三星集团，开展储能装备的研制和生产，成为国内最早涉足新能源储能领域的企业之一。

2019年，阳光电源成立了氢能事业部，投建了一个多模式制氢系统示范基地，目前已签订数个光伏制氢示范项目。另外，其还与中国科学院大连化学物理研究所签订制氢产业化战略合作协议，共同成立“PEM电解制氢技术联合实验室”。

在做加法的过程中，曹仁贤是有重点地做加法，目前他重点突破的是储能系统业务。

这是因为：一方面，阳光电源具备一定的技术优势，已经先入局抢占了一定的市场；另一方面，储能系统的发展前景广阔，是实现双碳目标的三板斧之一（新能源发电、储能、电力系统优化），也是目前新能源产业发展中亟待满足的现实需求。

新能源发电过程中容易出现弃水、弃电、弃光的现象，要解决这个问题就需要储能系统。目前全球的储能市场中，抽水储能等机械储能占比达90%，电化学储能的占比非常低。这意味着，拥有随地安装的便捷性、储能电池的经济性等优势的电化学储能系统有巨大的增长空间，将成为未来储能的主流方式。

国家战略的支持也加速推动了电化学储能市场的发展。2021年7月21日，发改委、能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，明确目标至2025年，国内新型储能（除抽水蓄能外的储能系统）装机总规模达30GW以上，而2020年该数据仅为，市场增长空间巨大。

电化学储能系统主要包括储能电池、光伏逆变器、储能变流器、储能充电器、EMS系统、监控平台等部分。这些系统除了储能电池之外，阳光能源都可以做。其中，在储能系统成本中占比约10%-20%的储能变流器是阳光电源的核心产品，因为储能变流器与光伏逆变器技术同源，但储能变流器需要实现电池和电网之间的双边变流，因此功能更加复杂。

而对于储能系统中成本占比超50%的储能电池，阳光电源选择与新能源电池供应商保持良好的供应关系，比如宁德时代。2022年2月，曹仁贤率队拜访了新能源 汽车 电池巨头宁德时代创始人曾毓群，双方继续加强在储能系统产品创新及全球应用的合作。

目前，阳光电源已是国内最大的储能系统集成商和储能变流器供应商。不过储能这一新兴领域的行业集中度不高，所以虽然阳光电源排名靠前，但领先幅度不大。在2020年的储能变流器市场上，阳光电源占据的市场份额。在储能系统集成商竞争中，阳光电源只占13%的市场份额。

另外由于储能系统正处于行业发展初期，2021-2025年有望保持年化50%的高增速发展。高成长性吸引了众多的潜在参与者，目前市场竞争格局尚未明晰，阳光电源要重现在光伏逆变器领域的龙头地位，似乎并不容易。

对此，曹仁贤的判断是，储能行业目前存在创新能力不足、总体成本偏高等问题。只有当储能具备经济性，才可能实现真正的大规模发展。而解决这些问题，需要靠技术，“在源头技术创新和行业应用创新上下苦功夫”。

为此，他不断加大研发投入，让阳光电源从一个产品输出型企业转向技术输出型企业。这可以从阳光电源研发人员占比和投入的研发资金侧面看出。

2011年上市的时候，阳光电源的研发人员为187人，占公司员工总数的。到2020年，阳光电源的研发人员数量达到1824人，占公司员工总数的40%；同时，研发投入金额达到亿元，超过了光伏逆变器领域的其他竞争企业。

5

成事有余，超越预期

作为国内少见的工科类学者型企业家，曹仁贤对经营企业有着自己的解读。

在他看来，阳光电源能走到今天、成为新能源发电领域的头部企业，除了长期看好新能源发电的方向、做对了战略之外，更难得的是一种做成事的价值观。

阳光电源曾征集外界对其的印象标签，得到的标签是“技术实力派”。这一标签肯定了阳光电源的技术强，但并不足以完全概括阳光电源的特质。曹仁贤认为，做成一件事，在专业之上还要有创新的惊喜，以及超出预期，这种能力应该叫 “成事有余”，或者叫超越预期。

阳光电源的第一个新能源项目就是因为“成事有余”而成功的。25年前，南疆铁路的一位技术人员看到曹仁贤的一篇论文，就请他做技术咨询，结果最后把南疆铁路的整个项目都交给了刚成立不久的阳光电源。另一个重要客户，三峡新能源刚开始只是购买阳光电源的光伏逆变器，最终也是被阳光电源的产品专业性、可靠性所征服，后来让阳光电源负责整体电站技术。

阳光电源对“成就客户”也秉持着“成事有余”、超越预期的态度。比如，为了让电站做到成本更低，阳光电源的许多设计都是为了降低客户购买其产品的成本。如果客户用阳光电源的超配优化技术，可以少购买20%-30%的逆变器。2018年，国家相关部门发布了降低光伏发电补贴强度的政策后，很多提前囤货的经销商面临卖不出去、赔本的困境，阳光电源成为唯一一个给全部经销商退款的光伏厂商。由于个别经销商的退款流程走得稍晚，曹仁贤甚至还点名批评事业部的负责人。

这种“成事有余”的特质，大概正是阳光电源从一间不足20平米小房子里逐渐成长，发展成为市值近2000亿元的新能源电源第一股的内生力量。

参考资料：

[1]《从浙江走出的10位大富豪，共计坐拥身价7615亿元人民币》

[2]《光伏开年不利，阳光电源虎头蛇尾？》，长桥海豚投研

[3]《情绪泄完，阳光电源还是“追光少年”》，长桥海豚投研

[4]《曹仁贤：成事有余》，雪球

[5]《阳光电源，安徽老师造就两千亿能源巨头》，市界

[6]《曹仁贤：清洁高效能源的守护者》

[7]中财网

太阳能充电器的设计摘要：设计了基于LP3947的太阳能充电电路，通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率，达到延长电池使用寿命和时间的目的。关键词：太阳能；LP3947；锂电池1.引言 太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注，它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。 目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟，随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品，它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚，甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。2.太阳能电池板种类及工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能。由于太阳电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时，太阳电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压、稳压电路，以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下，可利用系统内部的蓄电池，通过升压电路为后续设备充电。另外，充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急使用。3.充电器设计电池充电原理 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命，图3为锂电池的充电曲线，共分三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例，其终止充电电压为。用1/10C（约80 mA）的电池进行恒流预充，当电池端电压达到低压门限V（min）后，以800 mA（充电率为1C）恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近 V 时，改成恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10C（约80 mA）时，认为接近充满，可以终止充电。 手机电池充电曲线充电器设计思想 太阳能手机充电控制电路的设计思想，从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发，同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时，采用太阳能对手机锂离子直接充电，同时对锂离子蓄电池充电；当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时，采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电，以保证任何情况下不间断.即：系统的设计以太阳能充电为主，在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下，系统能够以太阳能充电为主给手机充电，蓄电池给手机补电；在无阳光或阳光弱时，以蓄电池充电为主给手机充电，太阳能为手机补电。充电控制电路设计升压电路设计由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同，太阳电池板输出电能不稳定，需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。稳压电路设计稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成，此外还有过热和过压保护电路，因此，其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路，在稳压电源启动后处于正常状态下，启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系，这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路，保持输出电压的稳定。充电电路设计 锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点，广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格，如充电控制要求精度高，对过充电的承受能力差等。因此，为了保护锂电他，该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路，用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电，同时也是锂电池的充电电路。电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少，当电池充满电时，充满指示灯亮，逻辑电路控制充电电路断开，停止充电。4结束语 随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。

随着科学技术的快速发展,作为一门新兴的技术,电气工程及其自动化已被广泛应用到各个行业。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化设计 毕业 论文，供大家参考。

摘要：当今世界的科学技术突飞猛进，信息技术也得到了跨越式发展;电力系统为了不落伍于时代，满足社会发展变革的需要，从未停止过发展的步伐，不仅逐渐提高了自动化程度，还将以节能设计为发展的方向。本章就电气自动化的节能设计技术进行深入的探讨，来促进节能技术在电气系统中的运用。

关键词：电气节能;自动化工程;设计应用

中图分类号：TE08文献标识码： A

引言

随着我国经济建设的飞速发展，全球能源危机的爆发，使能源节约成为现代社会、经济以及文明发展的重要课题。无论是供配电系统或用电设备，不同配件的选择，不一样的设计线路方式等，在能源的节约或浪费上都存在一定的差异，在这里，本文主要就电气节能设计的应用谈谈自己粗浅的认识。

一、电气自动化节能设计的重要性

在世界经济高速发展的今天，各领域的生产能力都发生了很大的变化，同时能源的问题也在不断的出现。我国在工业和农业的生产过程中对能源的利用情况并好，对环境缺乏保护的意识。而在总的能源损耗中，工业以及建筑业的占比相对较大，而且还不断成上升的趋势。

目前节能减排已经成为了可持续发展战略中至关重要的环节，今天人们对电气能源的需求在明显增加，电能在很多领域都出现了超出供应，限电以及节电的情况。可见，电气节能已经成为重中之重，国家也在不断出台政策来控制电气能源的浪费和损耗。

二、电气自动化节能设计的 方法

1、将电能在线路中传输的消耗降到最低

电能使用电缆作为传输工具，电缆作为一种电阻，在传输的过程中会有电能消耗掉，而电线中的电流却没有变化。要使得电线中电能在传输的过程中尽量的少损耗，就应该将改变电线的电阻，尽量使电线的电阻降到最低。导线的电阻与与导线的长度有关，线路越长线路的电阻就越大。那么如何来有效降低线路的电阻，将电能的消耗降到最低?可以采用以下几种 措施 ：在电缆的选择上应该选择那些电阻率较小的材质的电缆;优化线路的布局，线路尽量采用最短线路，如能够直线布局最好;在有条件的情况下，供电源与用电源尽量缩到最短;尽量选用横截面较大的导线，导线的横截面与导线电阻成反比，采用较大横截面的导线，将能够有效的降低线路电阻，降低电能在传输中的损耗。

2、合理配置变压器

在电气节能技术的工程设计中，合理配置变压器可有效达到节能目的。对于变压器来说，负载损耗和空载损耗是其主要的有功损耗。在选择变压器时，须从多个方面综合考虑，如产品型号、产品负荷、变压器容量等。从型号上来看，主要以选择空载损耗或者是负载损耗较低的新型产品为主;从容量上来看，变压器的容量不能过大，条件允许的话，尽量选用单台容量低于1000kVA的变压器;从负荷率方面来看，合理的负荷率一般在75%-85%之间。若负荷率低于50%，空载的消耗比重载会增加，使整个系统的电能增加，若负荷率高于85%，会降低变压器使用寿命，也不利于电器的节能设计。

3、无功补偿

在配电设备中，无功功率所占有的容量相当大。这就导致了线路在传输电能过程中损耗变大，也将使电网中电压变低，影响用户的使用。无功率补偿所占容量过大，加大了电网的运行负担，使电力公司蒙受一定的经济损失。功率因数偏低，是无功功率对对用户的直观体现。如果功率因数小于，则用户需要缴纳罚金，这将损害用户经济利益，与此同时，也不利于电力公司长远的经济利益。因此解决此问题需要科学合理选用无功补偿设备，至少是功率因素在1以上，才能维持电压网电压的稳定，保证用户稳定使用电能，实现企业的社会效益与经济效益双佳。

4、有源滤波器的应用

电气设备在正常运行的过程中，出现谐波是没有办法避免的，该谐波不但会降低电气设备的使用性，还会给电气设备的整体质量造成很大程度的损坏，从而导致非常严重的电气能源损耗和浪费。另外，由于谐波会经常的作用于电网上，还会引起电网电压不稳，这样就容易会出现失误操作，从而影响电气设备的健康运行。同时，谐波还会缩短电动机的使用寿命，还会打扰 其它 设备的工作等等。然而，有源滤波器的运行速度很快，可以彻底的滤波，当然价格也要比无源滤波器要高，可是它在工作的过程中不会产生任何副作用，因此，应用有源滤波器可以更加有效的对谐波进行过滤，减少谐波的出现，降低失误率，进一步提高供电的可靠性，还可以保证电气设备的正常运行，对电气设备起到了更好的保护。

5、照明节能灯的选择

在电气节能设计中，“照明”是必不可少的环节，因此照明节能灯的选择，就显得尤为重要。在选择照明灯的时候，我们要根据照明场所的特点、照明空间的大小、照明灯的控制方式等多方面综合考虑，在保证照明充足的前提下，多选用新型的节能灯、太阳能灯、高效荧光灯以及气体放电灯等这一类高效的光源。如普通室内的照明，应避免使用白炽灯，可采用小功率的LED光源灯;阳光充足的南方地区，可以选用太阳能灯作为街道或工业企业厂区的路灯等。从照明灯的控制方法上说，室内的照明灯应注意尽量做到一灯一开关、多灯多开关，避免多灯、多路共用一个开关，使用过程中造成能源的浪费;多层建筑楼梯间、除电梯间的公共区域等尽量采用声控自熄灯，以有效节约能源。

6、电动机的选择

工业用电过程中的节能措施，除上面提到的三种外，另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中，电动机负荷占很大比例，因此当电动机的功率因数和效率提高时，就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时，应该选择高效率的电动机，以提高电动机的功率和效率，减少电动机的电能的损耗，如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是，新型的高效率的电动机，其价格也相对昂贵，高于普通电机很多，因此，在选择电动机前，除考虑电动机的功率与效率，也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的，在到达使用寿命时就需要回收，而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高，电能损耗少，使用寿命就长，回收年限就较高，而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算，当“回收年限”在可接受的范围之内时，即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知，一般当负载率高于、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时，选用新型电动机可以满足经济要求。

三、电气自动化的节能的设计应用

1、优化配电设计

电力系统服务的目标是为电气系统的工程设备提供充足的动力。因此，必须充分考虑电力系统的适用性，以符合配电设计的标准。关于电力系统的适用性，首先应当达到用电设备负荷容量与可靠性的要求，严格控制电气设备的质量，在进行配电时，不但要保障用电设备的基本要求，还应当确保电力系统的灵活性、可靠性，保证其稳定、高效地运作。其次是要保障电力系统的安全性，要选择绝缘性能较好的导线，在布线的过程中要注意导线之间的绝缘应保持适度距离。再次是要保障导线的热稳定、动态稳定以及负荷能力，在电力系统运作时，要保证配电与用电设备的安全性。最后是选择良好的接地和防雷设施。

2、提高电气系统的运作效率

电力系统首先要做的就是对节能设备进行选择，选择一个好的节能设备可以为其本身的节能提供条件，并且还能够采用无功补偿、降低电路损耗，以及均衡负荷的方式来保障电力系统的在运作时的节能效果，比如，在进行配电设计的过程中，可以采用合理选择设计系数与合理调整负荷来实现。通过采用上述办法，在电力系统的安装与运作过程中，能够有效地提高设备的运作效率和电源的利用率，如此一来就能够最大限度地降低电能的损耗。

结束语

进入新世纪以来，节能经济己在我国广泛普及，我国的节能经济战略已全面推广，并为企业节能经济的开展制定了更优惠的政策，我国政府对节能经济的研发提供了积极的扶持。我国正不断地提高企业在节能领域的自主创新能力，使得各种先进的节能技术不断被研发出来。因此，我国电力自动化企业应当抓住机遇，迎接挑战，强化节能意识，积极研发电气自动化技术与产品，推动我国节能经济的快速发展。

参考文献

[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设，2010年.

[2]张欣.建筑电气设计中的节能措施[J].工程建设与设计，2011年.

摘要：随着我国社会经济发展脚步的不断加快，社会各领域对建筑电气工程自动化设计的要求也必然会越来越高，对建筑电气工程自动化设计质量进行严格控制，最大限度发挥其优势也成为了相关部门所面临的一项重大课题。鉴于此，文中笔者根据多年工作 经验 对建筑电气工程自动化设计存在的问题及自动化技术的完善策略进行简要阐述。

关键词：建筑电气;电气工程;自动化;设计;

中图分类号：F407文献标识码： A

在科学技术不断进步的时代，社会各领域逐渐实现了自动化和智能化，建筑电气工程也不例外。随着人们生活水平的不断提高，对电气工程自动化设计质量也有了较高的要求，为了充分满足人们的诸多要求，在分析目前建筑电气工程自动化设计中存在问题的基础上，对电气工程自动化设计进行不断完善具有重要意义。

一、电气工程及其自动化的发展史

按照使用的电子电力器件不同，电气工程及其自动化的发展主要经历了四个阶段，第一阶段所使用的电子电力器件为晶闸管，由于其自身具有硅整流器件的特征，能够在高电压、大电流的条件下工作，因此，对其应用一直延续至今。第二阶段所使用的电子电力器件为全控制式器件，这种器件不仅能够通过信号控制其导通，而且还能够控制其关断，又被称之为自关断器件。第三阶段所使用的电子电力器件为复合型电力电子器件IGBI和MGT，最后，第四代电力电子器件是功率集成电路PIC。经历这四个阶段的电气工程自动化已经逐步趋于完善，被广泛应用到社会各个领域的发展中。

二、目前建筑电气工程自动化设计中存在的问题

随着社会发展对建筑电气工程自动化要求的不断提高，传统建筑电气工程设计中存在的问题也越来越多，不仅不能有效满足人们的根本需求，而且还在很大程度上制约了建筑电气工程的可持续发展，这些问题主要体现在以下几个方面：

1.设计的深度不够

就我国目前建筑电气工程使用的情况来看，经常会出现各种各样的问题，对整个项目的使用功能造成了很多不必要的影响。究其原因，主要是因为设计人员在对工程进行具体设计的时候，忽略了设计内容的可实施性，从而导致整体设计缺乏一定的深度，造成在某些施工安装的环节中存在很大不必要的麻烦，甚至还会出现一些设计上的缺陷问题，导致安装的可操作性大大降低。由此可见，如果设计人员在对工程进行设计的时候，没有按照必要的深度去对工程的各个环节进行计算和标注，那么势必会导致设计内容缺乏科学性和合理性，从而影响到工程的整体质量。

2.设计的标准不够规范

设计的标准不够规范也是目前建筑电气工程自动化设计中存在的一个重要问题，而由于此项问题引起的后果也是不容忽视的。比如说，在对一栋大楼进行设计的时候，设计人员如果没有严格按照设计的标准来进行规范和设计，那么就很有可能将一些重要的设计环节遗漏，在工程投入使用之后，必然也就无法满足人们的日常需求。由此可见，设计标准对于一项工程的整体设计具有不可或缺的作用，如果不能达到设计标准，那么势必会造成较多的安全隐患。

3.设计配合不科学

在目前建筑电气工程设计中，涉及了多个专业的工程设计和安装环节，如果想要从根本上确保工程的顺利施工，那么就必须对各个专业和安装环节进行合理协调，确保彼此之间达到有效配合。但就我国目前建筑电气工程自动化设计的现状来看，很多环节的施工图都没有完善，或多或少都会忽略到一些东西，正是由于这些问题的存在，不仅会给施工人员的施工作业带来麻烦，而且还会给监理人员的工作带来阻碍，甚至还会引起意外事故。

三、建筑电气工程自动化设计的策略分析

就我国目前社会发展对建筑电气工程自动化设计的要求来看，不仅要满足家电用电、照明、安全用电等需求，而且还要保证工程设计的实用性、美观性和便捷性，结合以上几种需求，工作人员在对建筑电气工程进行自动化设计的时候，可以从以下几个方面进行考虑：

1.强电系统网络设计

强电系统主要指的是交流电电压在24V以上的电力系统，比如说电灯、插座等。在建筑电力工程自动化设计中，强电系统的网络设计内容主要包括照明线路、用电弦线路以及消防系统中的控制线路等。由于强电系中涉及到的电压最高，对线路的设计要求也有所增加，相关的制约机制和合计更加复杂，对于难度和精度的要求也越来越严格。因此，为了能够确保强电系统的网络设计达到工程的需求，设计人员在对其进行设计的时候，要将所有的设计内容一次性纳入到设计当中，反复检查，必须确保没有遗漏的项目之后，才能够将工程设计交予施工人员。

2.弱电系统网络设计

一般来说，建筑中的弱点主要可以分为两种类型，一种是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能，有交流和直流之分，交流36V以下，直流24V以下，另一类是载有语音、图像以及数据等信息的信息源，比如说电话、电视以及计算机的信息等。而建筑电气工程自动化设计中所涉及到的弱电系统，通常指的是后者。然而，随着计算机技术的飞速发展，在原有弱电系统的基础上，又加入了计算机终端系统线路、网络终端系统线路以及电化 教育 系统线路的设计等。由于这类系统的网络设计涉及到要对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路，因此，设计人员在对其进行设计的时候，必须要首先将防雷接地装置线路和屏蔽保护接地线路进行事先考虑和安排。

3.电气工程设计中的对策分析

为了确保建筑电气工程自动化设计的顺利实施，在对工程进行设计的时候，设计人员首先要严格按照工程的设计标准来进行工程设计，对于工程中涉及到的设备型号和参数，都要有明确的标准。其次，在对设计图进行审查的时候，一定要认真对待，仔细的核对图纸中的任何一个环节和数据，一旦发现问题，应及时予以改正，只有这样，才能够有效避免由于设计不科学而引起的质量问题，确保设计达到相关标准，使施工顺利展开。

4.建筑中电气工程及其自动化技术的完善

建筑中必须有一套自动化系统框架。这是为了保证建筑的正常运行的同时能够适应多种 外接设备 和用电系统，在建立自动化系统的同时要使其具备能够处理功能，发现问题的能力，这就需要在设计中加入适当的管理模块。并且根据需要，将设备的使用功能加载到管理模块中。

每个建筑都要有一套的自动化框架系统，它要作为后续建设的基本依据，并且在发生功能改变的同事能够发挥系统的指导性作用，在数据管理、监控、设备养护等方面发挥自身的作用。在自动化设备的选择上要符合建筑的使用功能，因为电气自动化技术的基础就是通过自动化设备来提高和完善整个建筑功能的，并且通过合理的自动化技术使设备的运行环境更加的高效。在很多情况下。电气自动化被分为三种，首先是开关的自动化转变，这是对设备实现自动化的基础，自由在设备的开关问题上进行升级，才能体现自动化的有效性。

其次是对设备中信号、监控、网络传输的自动化转变，这通常是使用信号转换器和收集器进行完成的，一般情况下通过对信息的传送和收集能够体现出建筑用电环境的状态，对危险源能够进行及时的消除和预防。第三种是针对设备的运行环境进行控制，这种控制主要来自于环境监控的主要形式，可以通过监测过程对设备的温度、电压、功率等进行控制，并且建立最低容纳性，使外部的环境性能能够被正确的判断出来，当外部链接性较大时，控制中心就会通过数据变化所发出相关的动作指令。

结束语

总之，在未来的时间里，设计人员必须根据工程的实际需求，采取科学合理的设计方法，确保工程质量，从而促进我国建筑行业的可持续发展。

参考文献：

[1]赵光根.刘玉兰.建筑中电气工程及其自动化技术的完善策略分析[J].商场现代化，2013(11).

[2]王喜玲，邱训和.浅谈建筑电气工程施工质量控制及安全管理[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009年

[3]赵文选.建筑电气工程主要节能技术分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C].2010年

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液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它：步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1）动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL——负载力，FL=pLA； pL——伺服阀工作压力； A——液压缸有效面积； υ——液压缸活塞速度， ； qL——伺服阀的流量； q0——伺服阀的空载流量； ps——供油压力。 由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。 （2）负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。 （3）负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 （4）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定 FLmax≤pLA= ，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算： （37） 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。 （5）按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （38） 二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （39） 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素： 1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。 2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a）0型系统；b）I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。