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减少热机的各种热损失,保证良好的 润滑, 可以提高有效利用的能量与总能量之比
同志你好: 以下是我总结的材料,请核对后使用 祝愿你工作愉快 工程热力学 热力学是研究热现象中，物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时，系统与外界相互作用的学科。 工程热力学是热力学最先发展的一个分支，它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用，是机械工程的重要基础学科之一。 工程热力学的基本任务是：通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究，改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环，提高热能利用率和热功转换效率。 为此，必须以热力学基本定律为依据，探讨各种热力过程的特性；研究气体和液体的热物理性质，以及蒸发和凝结等相变规律；研究溶液特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程，溶解吸收或解吸等物理化学过程，这就又涉及化学热力学方面的基本知识。 工程热力学是关于热现象的宏观理论，研究的方法是宏观的，它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础，通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为，对宏观现象和热力过程进行研究。 这种方法，把与物质内部结构有关的具体性质，当作宏观真实存在的物性数据予以肯定，不需要对物质的微观结构作任何假设，所以分析推理的结果具有高度的可靠性，而且条理清楚。这是它的独特优点。 古代人类早就学会了取火和用火，不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末，人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下，人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709～1714年华氏温标和1742～1745年摄氏温标的建立，才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术，为科学地观测热现象提供了测试手段，使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年，朗福德观察到用钻头钻炮筒时，消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年，英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化，这显然无法由“热质说”得到解释。1842年，迈尔提出了能量守恒理论，认定热是能的一种形式，可与机械能互相转化，并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。 英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念，1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年，焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年，法国人卡诺提出著名的卡诺定理，指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限，这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响，他的证明方法还有错误。1848年，英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年，德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律，并在此基础上重新证明了卡诺定理。 1850～1854年，克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认，对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论，正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学，它成为研究热机工作原理的理论基础，使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。 与此同时，在应用热力学理论研究物质性质的过程中，还发展了热力学的数学理论，找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数，研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律 。1906年，德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理；1912年，这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。 二十世纪初以来，对超高压、超高温水蒸汽等物性，和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视，人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。
1、保证活塞滑动灵活，并且密封性好 。
2、保证喷头无损，喷雾均匀。
3、连杆转轴等处摩擦小。
4、使用合适的燃料。
5、对于不可避免的热能损失，可以用来加热水等其他用途。
热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还远远不能满意。
最好的空气喷气发动机，在比较理想的情况下其效率也只有60%。用的最广的内燃机，其效率最多只达到40%，能量被浪费掉了。
扩展资料：
热机效率的背景
1824年萨迪·卡诺发表了著名论文《关于火的动力及适于发展这一动力的机器的思考》，提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定理，这个定理后来成了热力学第二定律的先导。
卡诺取最普遍的形式进行研究的方法，充分体现了热力学的精髓。他撇开一切次要因素，径直选取一个理想循环，由此建立热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。
改进热机结构和性能，减少各种热损失；保持良好的润滑，减少摩擦从而减少已经获得的机械能的损失；改进燃烧条件，尽可能地使燃料充分燃烧，这些都是提高热机效率的重要方法。提高热机效率可以降低消耗，提高经济效益，同时还可以大大地节约能源。
在实施素质教育但应试教育还大有市场的今天，在目前素质教育还难以攻破应试教育这块“坚冰”的情况下，如何在这场较量中求得生存与发展，这是摆在我们每一个教育工作者面前的一个严峻的现实。教育要“松绑”，学生要“减负”，但教育质量要提高，“既要马儿好，又要马儿少吃草”，这于教育一线的所有教师而言确实是一个大难题。正是在这样的一个现实背景下，教育界给自己提出“教学的有效性”这一研究课题，在我看来实在是极有必要的，是“自己拯救自己”之举。要在有限的四十分钟时间内，使学生学有所得（“学会”），掌握学法（“会学”），且学得快乐（“乐学”），这确实是一门学问，值得研究。所谓有效性，顾名思义，就是有效果，有效率，有效益。效果是课堂教学活动的结果与预期的教学目标相吻合的程度；效率是指投入和产出之比，以较小的投入，花费较少的时间和精力，获得较大的教学效果；效益是产出、收益，即通过课堂教学活动促进全体学生素质和个性的最优化发展。那么，如何提高小学语文课堂教学的有效性呢？作为一名小学的语文老师，我有一些这样的思考：一、深入钻研文本，充分开发利用教学资源新课程提倡开发与利用教学资源，其实最重要的教学资源就是语文教科书。提高课堂教学有效性的根本途径在于教师必须先钻研、理解文本，要“在文本中走几个来回”，明确教学目标，确定教学重点，挖掘训练要素，并选取符合教材与学生实际的教学方法。如果教师自身对文本没有吃透，不了解编写意图，教学目标不明，教学重点不详，甚至南辕北辙，便很难做到以文本为凭借，帮助学生提高语文素养。我们常常发现一些教师上各种公开课前，不是先研读文本，而是先从网上寻找相关教案，一味地模仿、因袭他人的教学设计；平日里，个别教师撰写教案视《教师用书》为至宝，甚至完全依赖《教师用书》，课文也很少朗读，上课时对教材内容都不甚了了，“以其昏昏，使其昭昭”，这样的课堂教学自然是不可能取得高效的。其实我觉得要想提高课堂教学的有效性，就应该这样去做：每每钻研一篇新的课文，总应先通读一遍，给每个自然段标上序号，画出学生可能不理解的词语，对这些词语的理解方法作出“预设”，或查字（词）典解释，或对照近义词、反义词理解，或结合生活实际理解，或联系上下文理解。如果要联系上下文理解的，则在一旁作上标记。对于要通过查字（词）典理解的词语，自己先查字（词）典并把义项写在一旁。为了扫除阅读障碍，我们先应认真地把课文朗读或默读几遍，发现一些难于把握停顿或比较拗口的语句，及时做上记号，备课时写入教案，课堂上予以指导。此外，在阅读各种教学参考书的同时，我们还应把文章的结构分析在课本上做好标注，把每一段的段意写在段末空白处。对于重点词句的含义理解的预设，更应写在一旁，方便课堂上参考表述。在对文本内容、教学重点、难点等了然于胸的基础上，接下来我们便可以打开电脑搜集资料，开始撰写教案，而且几乎是一气呵成。钻研教材的主要目的，是充分挖掘教材资源，正确设立教学目标，科学设计教学方法，以最佳的教学设计换取最大的教学效益。这个过程中，要花费许多时间与精力，甚至包括一些“无用功”，但它却是提高课堂教学效益必不可少的、最重要的一环。二、精心设计教学环节，调动学生学习积极性学生学习积极性指在课堂教学中，学生有浓厚的兴趣，主动、自觉地进行学习内容的探索。学生的学习积极性越高，课堂教学效率就越高。苏霍姆林斯基说过：“在每一个年轻的心灵里，存放着求知好学、渴望知识的'火药'。就看你能不能点燃这'火药'。”激发学生的兴趣就是点燃渴望知识火药的导火索。设置悬念，激发兴趣，这确实是提高课堂教学有效性的秘方。课堂教学中激发学生学习兴趣的方法很多，开端引趣就是其中的一种。上课一开始以趣引入，会激发学生强烈的兴趣。开端引趣的方式除“设疑”以外，还有“谜语引趣”、“悬念引趣”、“故事引趣”、“小品引趣”等。一节课的开端实在太重要了，它如同在战斗中选择一个突破口一样，辉煌的战果就是从这里开始的。俗话说，”好的开始是成功的一半”，因此，要提高课堂教学的有效性必须重视开端时的趣味性。在教学中引导学生参与竞争也是提高学生学习兴趣的重要措施。竞争符合学生的心理特点，因而能调动积极性。为了提高学生的积极性，教师要创造条件让学生在课堂教学之中参加竞争。如果你仔细观察，学生在竞争中是非常活跃的，连后进生都不甘示弱。在教生字时让学生比一比，谁认得快，记得牢，谁组的词多；在朗读课文时，让学生比一比，谁读得有感情，谁领会地深刻；在总结课文时，比一比谁的发言有创意。比赛的形式可以是以学生个体为竞争对手，也可以是以小组为单位成为竞争对手等等。刻意求新，同样能激发学生的兴趣。喜新是人的共同心理，好奇更是青少年突出的心理特征。我们的学生最烦教师教得千篇一律，语文课每次是作者介绍、时代背景、划分段落、归纳中心、总结写作特点等等。教师要调动学生的积极性，就要结合教学内容采取灵活多样的教学方法，求新求奇。一位老教育工作者说：必须使你的每一节课有点新东西――哪怕只是一个新词汇。抓住学生求新心理，不断在学生面前展现那个灿烂的知识新天地，你就会受到欢迎。在我们的课堂教学中，教学的方式方法要尽量多一些，活一些。讲述、读书、讨论交替进行，千方百计地让学生在学习过程中感到有新意，有新意就能兴奋起来。只有兴奋性脑力劳动，才会使学习过程本身出现美妙的境界，就好象步入百花盛开的花园到处能够闻到芳香，又好象是品尝了醇香的美酒，充满了醉意。学习的这种境界能使学习者产生无穷乐趣。教师要想方设法使每一堂课都有“新意”。讲戏剧未尝不可以演一演；讲诗歌不妨举行个朗诵会；范读时不妨放一段录音……新的方式可以引起学生浓厚的学习兴趣。联系生活实际，激趣的效果也是相当明显的。学生对学习有浓厚的兴趣，就能喜欢学习，上课能积极参与，精力集中，在学习过程中能自觉学习，能提出各种疑难问题，勤于请教;能积极参加学习小组的讨论研究，设法解决有一定难度的题目，并且主动地寻找具有挑战性的学习任务，他们的学习目标已不是为了分数，而是切切实实地掌握和运用知识。三、组织学生运用多种形式学习，发挥学生的主体作用在课堂教学中，学生的认识内化成行为的具体表现是学生主动参与学习。主动参与，即主体参与认识的行为实践不是被强制的、勉强的、被动的，而是自觉的、积极的、主动的。如果学生主动性越明显，课堂教学的有效性就越大，越表明良好学习习惯的形成。因此，我们应创设情景给学生以主动施展才能的平台，促成学生主动参与课堂教学的全过程。所以，我们教师应该精心组织学生各种形式的学习活动。首先，鼓励学生自主学习，勤思多问。“学以思为贵”。爱因斯坦说：“学习知识要善于思考、思考、再思考，我就是靠这个学习方法成为科学家的。”可以说，一切有成就的人都善于思索，都有好思的习惯。教师在指导学生学习时一定要注意多启发，多反问，不要包办代替，要鼓励他们想问题、提问题、钻研问题。现在有些学生不但手懒，脑子也懒，有一点难题就想问，总想依赖别人。学生一看题目较难尚未好好琢磨就去问老师，这时候如果老师鼓鼓劲，学生仔细一分析，可能就想出来了。如果鼓劲还不行，老师可以给学生指思路。要根据学生所提的问题教给学生思维方法。学问学问，又学又问。好问也应有一定的方法，也是需要培养的，好问不等于胡问瞎问。好问首先要问自己，要多给自己提几个问题，多问几个为什么。不要盲从，别人的答案究竟对不对，还要经过自己思考、鉴别。将别人的答案同自己原先的想法对比一下，想一想自己与别人的差别，从而发现自己思维的毛病，学习人家思维的方法。只有学生自己会思、会问、会学的基础上，才有可能与别人合作交流，也只有在学生个体的潜力得到发挥时，课堂教学才变得有效。其次，提倡学生合作学习，取长补短。在学习过程中，往往会遇到新问题需要解决，当学生独立思考后还是解决不了，是知难而退，是指望老师讲解，还是有意识地寻找伙伴，共同合作解决，这需要教师有意识地引导。“合作学习”把学习中遇到的问题放手在小组内讨论，寻找解决策略，教师所做的正是培养学生合作意识的工作。在小组合作学习、交流中，学生要发言，要听取同学的意见，在评价中要当小老师，这样，学生参与的量和质都得到了提高，主体地位更加突出。课堂教学中，合作学习的时机是很多的，可以在学习新知识的过程中展开“合作学习”。不少新知识是在旧知识的基础上发展起来的，学生进行自主学习后，大部分能解决问题，只要让学生同桌交流一下自己的想法，教师稍加点拨即可，节约大量时间，让学生在练习中巩固发展。对于实践性较强的内容，要强调学生动手操作，而且要引导学生在相互合作下进行，使学生互相帮助、促进、检查。教师要投入到小组中，以一名探索者的身份出现，提高学生积极性。教师也可以在练习的过程中展开“合作学习”。小学生的思维比较单一，题目形式稍有变化往往会影响解决问题方法的选择，甚至失误。设计一题多想，同一问题多种解决等，在学生独立解决的基础上，然后组织小组讨论、辨别、交流，有利于解决问题，有效地提高课堂教学效率。第三、引导学生探究学习，不断完善。作为教师就是要创造条件让学生在大组的交互影响中使自己的个性的优势得到充分发展。在共同的学习活动中，学生能用优势去克服劣势，取人之长，补己之短。现在列举几种例子：例一，发现别人，互相学习。同学们互相学习，发现别人的优势。由于优势原则被同学们理解了,发生了可喜的现象;学习差的学生写了优生的名字;学习优的学生写了差生的名字,他们都在找别人的闪光点,这样的学习形式有利于同学之间的互相学习。例二，组内合作，组间竞争。在组织学生小组学习的基础上，提倡组内合作，组间竞争，效果明显优于单纯的竞争。因为学生不仅要完成自己的任务，同时要与其他组员密切合作，只有这样才能超过别的组。比如同一个问题，看哪一组先解决，解决的方法多，找到了最佳解决办法，这样大大激发了学生学习的积极性，提高了课堂教学的效率。例三，互改作业，重新认识。作业批改过去由教师一手包办，学生的参与性不够。小组中的批改往往特别认真负责，要求特别严格，对于分歧的地方还会争论得面红耳赤，这样，学生对所学知识作了再一次的认识，并逐步锻炼了学生的评判能力，提高了认识水平，使课堂学习显得更加丰满和完善。当然，组织学生批改，内容要选择，如果是开放性题目，会更有价值。当然教师要加强批改指导，逐步提高批改要求。四、发挥评价的激励、导向、调控功能，使学生学有动力，学有方向，学有方法《语文课程标准》指出，对学生的日常表现，应以鼓励、表扬等积极性的评价为主，采用激励性的评语，尽量从正面引导。事实上，任何人都有获得新鲜刺激的需求，对于儿童而言，更是渴望变化，期待惊喜，追求新鲜。我们为何不尝试多种多样的评价，在评价的方式方法上创新求变呢？其一，我们可以在口头语言的评价上机智多变，灵活地采用激励式言语评价、导学式言语评价、明理式言语评价、幽默式言语评价等。最好能广泛收集，加强积累，使评价用语定期更换、常用常新、层出不穷，时时给学生以因时因景因文因人而异的新鲜评价或富有情趣的评价语 ，让学生听而不厌，学而不倦。其二，我们可以将口头语言的评价和体态语的评价相结合，爱抚地摸头、亲切地握手、深情地拥抱、由衷的鼓掌、有力的大拇指，加上真诚的赞语，如此声情并茂，更能传播一种情绪，交流一种感情。在特级教师的公开课堂上我们经常能看到他们这样对学生的真诚的赞许，一切都是那么自然得体。其三，我们可以尝试实物评价，可以赠送有象征意义和纪念价值的小物品，一支书签、一片枫叶、一颗种子、一幅书法作品、一样教具，都会燃起学生的希望和期待。另外，语文评价应加强形成性评价，《语文课程标准》建议：要“采用成长纪录的方式，搜集能够反映学生语文学习过程和结果的资料”，建立学生的语文学习档案，“用最有代表性的事实来评价学生”。在阅读教学中，教师的评价是体现教师主导作用的一个重要方面。值得注意的是，在运用积极性评价的过程中，还要有全人观念，评价的内容应具有广泛性，使评价从智力因素向非智力因素延伸，应重视对学生进步性指导，给予多角度、有创意阅读的评价，才能有效地促进学生认识的提高，情感的发展，价值观的形成。总之，课堂教学是一门很深的学问，具有极强的艺术性。为了提高课堂教学的有效性，我们必须以教学理论作指导，经过自己的不断实践，不断总结，不断完善和创新，熟练地运用课堂教学的有效性策略，这样才能真正提高课堂教学的质量，提高学生学习的质量。
中学英语课堂教学的有效性论文
课堂是教师开展教学活动的主阵地，是学生获取知识的主途径，提高课堂教学有效性是每个教师孜孜不倦、不懈追求的目标。课堂教学的有效性是指通过课堂教学使全体学生获得全面发展。在实际英语教学中，我们在课堂教学中还是存在很多无效的或低效的教学行为。为此，我们每个英语教师应不断地思考，有意识地注意自己的教学行为，关注学生的知识水平的提高和能力的发展，实现有效的课堂教学效果。
一、有效性教学的概念
从理论上来讲，有效性教学（effectiveteaching）是20世纪极具代表性的一种教学理论，亦可称之为是一种教学思想。凡是能够有效地促进学生发展，有效地实现预期教学结果的教学活动，都可称之为“有效性教学”。总体来说有效性教学就是教师运用科学的方法和手段有效地达到教学目标的教学活动。具体地说包含三种含义：一是有效果：指对教学活动结果与预期教学目标的吻合程度的评价，通过对学生学习活动结果考察来衡量；二是有效率：教学效率=教学产出（效果）/教学投入，或者教学效率=有效教学时间/实际教学时间*100%；三是有效益：是指教学活动的收益，教学活动的价值的实现。
课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动使学生获得发展，即学生在学业上有收获，有提高，有进步。所谓"有效"，主要是指通过教师在一段时间的教学之后，学生所获得的具体的进步或发展。教学有没有效益，并不是指教师有没有教完内容或教得认真不认真，而是指学生有没有学到什么或学生学得好不好。如果学生不想学或者学了没有收获，即使教师教得很辛苦也是无效教学。同样，如果学生学得很辛苦，但没有得到应有的发展，也是无效或低效教学。
二、提高英语课堂教学有效性的对策
1．教师要有课堂效益意识
在课堂教学中，教师必须紧紧抓住“善导”、“激趣”、“引思”、“精讲”这四项教学要素，充分发挥教师在课堂中的主导地位，教师要把以“教”为重心逐渐转移到以学生的“学”为重心。教师要注重教学过程中教师主导作用与学生主体作用的协调与统一，尊重学生的主体地位，激发学生的主体意识，把研究指导学生的学习方法放在十分重要的位置，着力培养学生主动学习、自主学习的能力，让学生自主去探索，自己去发展，逐步引导学生掌握自主学习的反复法，培养自主学习的习惯，真正达到让学生“自求得之”的目的。以此提高学习效率。
2．建立融洽的师生关系，创建有效的学习氛围
罗杰斯说：“成功的教育依赖于一种真诚的理解和信任的师生关系，依赖于一种和谐安全的课堂氛围。”在英语课堂教学过程中，创设轻松和谐的课堂教学氛围，可以让学生产生良好的心理效应，使学生处于积极的情感状态，使学生主动而愉快地学习。融洽的师生关系有助于创造和谐的课堂气氛，这需要教师在主观上作积极的努力。教师要做学生的贴心人，要了解他们的心理特点，关心他们的学习、身心健康，体谅他们学习英语的难处，尊重学生的思想，善于激励他们，尤其是对后进生，教师的态度尤其要慎重，不能放弃对他们的努力。教师要努力寻找他们的闪光点加以鼓励，帮助他们树立信心；给他们介绍一些学习方法的书，并教他们一些改善大脑记忆力的锻炼方法。
3．英语课堂上教师应及时有效地获取学情反馈
教学活动的最终目标是有效促进学生的发展。那么，我们就不能按照自己“教”的思路进行教学，而应按照学生“学”的规律进行教学。即：学生“应该怎样学”，我们就“应该怎样教”。所以，我们在教学设计时，要以充分尊重学生已有知识经验为前提，教师设计的教案要符合学生的实际情况，周密地考虑到学生存在“已有知识经验和思想方法基础”的事实。学生的这个基础与教材的编排顺序有关，但与学生自身的学习水平与生活环境关系更大。并根据这一特点来确定教法，力争达到教与学的.统一。
例如在实际的课堂教学过程中，教师与教材所提供的知识内容有可能是学生所没有经历的。要有效地进行课前回顾，课堂小结等环节的落实。为了有效地提高英语课堂教学效益，教师还可以制定科学的、操作性强的、激励性的英语学习效果评价制度，坚持对学生的听课、作业、笔记等方面进行跟踪，及时了解学生的学习、复习状态与状况，以便在课堂教学过程中做出针对性的调整。
4．培养学生自主学习的能力
中学英语教材内容广、时代性强、贴近学生生活，包括文学、体育、娱乐、科技、历史等多方面的主题。它既关注社会的需求，也满足不同学生的发展需求。大部分学生缺乏好的学习方法和自主学习意识。课堂教学是学生学习的主阵地，在平时的课堂教学中，我们教师应该更新观念，改变传统的注重灌输英语知识而忽略了发展学生自主学习的意识。学生的自主学习意识薄弱，就会影响英语学习的效果。因此，教师应引导学生主动学习，帮助他们形成以能力发展为目的的学习方式，鼓励学生通过体验、实践、讨论、合作和探究等方式，培养其自主学习的能力，充分发挥他们学习的潜能，发展听、说、读、写的综合技能。
5．合理运用小组合作，增强有效的教学参与
英语课是语言课，是训练课。许多知识的掌握和能力的培养不是靠教师“教”出来的，而是靠学生“练”出来的。运用小组合作活动，可以加快教学的节奏，加强训练密度和广度。在课堂上教师可以用快速反应的方式通过“pairbypair”的形式，有节奏地让学生练。这样无论学生成绩好、差，都能参与。学生在活动时都被一种积极的情感所支配，将大大激发参与课堂教学的热情，调动积极性。以教师为中心的课堂教学模式将转变为以学生为中心，学生成为教学的主体，他们在一个近似自然的语言环境中运用语言进行交际，以达到语言学习的目的。
6．教学反思
教学反思就是教师自觉地把自己的课堂教学实践作为认识对象而进行全面深入地冷静思考和总结，从而进入更优化的教学状态，使学生得到更充分的发展，教学反思是一种有益的思维活动和再学习活动。一节课上完，总有成功之笔和失败之处。教师可以将自己在教学过程中感受深刻的、达到预期效果的、好的做法及时地记录下来，以扬长避短，精益求精；而对于那些不尽人意的地方，要分析其原因，找到解决问题的方法。及时地记录下这些成功和失败之处，进行取舍，使之成为日后教学的指导和借鉴。
总之，有效课堂作为一种理念，更是一种价值追求，一种教学实践模式。在今后的课堂教学中，将会引起我们更多的思考、更多的关注，我们要踏踏实实地研究“有效性课堂教学”，从学生实际出发，从素质教育的目标出发，合理运用控制论的原理，使我们的课堂教学建立在有效的基础上。
如何增强课堂教学的有效性论文
在平时的学习、工作中，大家都经常接触到论文吧，借助论文可以有效训练我们运用理论和技能解决实际问题的的能力。写论文的注意事项有许多，你确定会写吗？下面是我精心整理的如何增强课堂教学的有效性论文，希望对大家有所帮助。
一、领会意图，把握目标，活用教材：有效课堂的前提
数学教材是一种非常有效的教学资源，是教师进行教学的依据。教师应认真研读教材，精读教材，了解特点，把握教学目标，灵活利用教材资源，让学生经历、体验数学知识的形成过程。如果教师只是对着教材讲一遍，学生对着教材看一遍、做一遍，教材上有什么就教什么、怎样安排就怎样教，在教学中缺乏根据教材的编排特点和班级学生的学习实际对教材灵活使用的意识，教学效果肯定会受影响。
我们应该明确教材只是一种承载知识的文本体现、一种导向，它不能也不可能适合全部学校、全部教师、全部学生，它要靠我们的教师根据当地当时的实际，在把握教材特点的基础上，灵活地使用，合理地挖掘教学资源，创造性地组织课堂教学，对教材进行学习加工，使“教材”进到“学材”，让教材本身所承载着的数学意识、数学思想、数学方法、数学情感等功能释放出来，这样才能使数学课堂教学充满色彩和活力。
二、创设实效性的教学情境：有效课堂的关键
建构主义学习理论认为学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构，情境的创设其实用不着非常复杂，但一定要有实效，能引起学生思维的冲突，能激活学生探究的欲望，有利于反映新旧知识之间的联系，有利于促进学生进行思维联想，有利于学生对知识进行重组和改造。因此，要创设有利于学生开展有效学习的教学情境。
例如数学“小数的性质”时，在“比较米、米、米的大小”之前，先出示3个1，提问：“这3个1相等吗？”在得到肯定的回答后，把数字又改成1、10、100，再一次提问：“这3个数还相等吗？”得到否定的回答后，让学生思考：“怎样才能使它们相等呢？”这时，学生的思维一下子活跃起来，他们积极思考，想出了很多答案：1米=10分米=100厘米，1分米=10厘米=100毫米，1元=10角=100分。
接着老师追问“1分米=10厘米=100毫米这一组数，能不能改成用米作单位的数”，顺利地引入例题，这样教学，学生对于小数的性质就能理解得更深刻、透彻。
三、开展丰富的课堂活动：有效课堂的主线
活动是认识的源泉，又是思维发展的基础，只有通过活动才能引起学生认识的发展，形成富有个性的品质。在小学阶段，教师应注重让学生在活动中获取知识，在活动中培养能力。数学教学是数学活动的教学，数学学习不是单纯的知识的接受，而是以学生为主体的教学活动。让学生在玩中学、做中学，积极参加实践活动，是数学改革的发展趋势。因此，在教学中，教师应向学生提供充分的从事数学活动的机会，让学生在活动中探索、在活动中发现、在活动中理解和掌握数学知识。有位老师的做法值得大家参考，在教学“认识人民币”时，当教到“一元钱可以买哪几样东西”这一环节时，没有“以人为本”，而是创造性地使用教材，将这一环节设计为一个数学活动情境：教师准备了许多价值不等的小物品，让学生分组模拟小商店，有的叫“开心商店”，有的叫“小精灵商店”等等，让学生拿出自己事先准备好的'一元钱，到商店购物，让学生身临其境，真买真卖，好像在超市或商店一样，然后让学生介绍一下他们购买的情况。在这个活动中，学生个个争先恐后，亲身感受到了人民币的价值以及数学活动的快乐，同时也使学生在活动中加深了对人民币的认识和理解。
四、精心设计作业练习：有效课堂的保证
作业是学生学好一门学科不可缺少的实践性活动，它是使学生掌握知识、形成技能、发展智力的重要手段，通过一定量的作业，可以使学生牢固掌握基础知识，形成熟练的技能、技巧，促进学生思维和身心和谐发展。尤其是数学更需要学生用作业来强化知识。
在内容要求方面：1.作业练习必须与课程所讲的内容密切联系，做到有针对性，能够突出课堂内容的重难点。让学生体会到课堂学的知识是有用的，让学生愿练，这样才能产生乐学的情感，才能由被动苦练变为主动乐练。比如在学了“数的整除”后，针对着重解决概念问题，我设计的题目是：“一个分数的分子是偶数中的质数，分母是奇数中最小的合数，这个分数是（）。”2.家庭作业必须在课堂作业的基础上合理拓展，力求做到让学生满足，让他们“能跑的跑，能飞的飞，要帮的帮一把”。3.为了唤起学生的学习兴趣，作业设计要摆脱机械重复、枯燥乏味、烦琐的死记硬背和无思维价值的练习，要通过趣味性作业的设计，让学生能自觉地完成作业。4.作业练习要达到训练学生创新思维的目的。5.作业练习要克服封闭性，追求探索性与开放性。如“开放性作业”能让学生在多种解法或多种答案中灵活运用所学知识，留给学生创新、发现的余地，并引导学生在阅读中广泛获取数学信息，拓展学生思维的空间，培养学生多样化的解题策略，增强学生的创新意识与能力。例如“（8－□）×□=8”，□里的数不确定，能促进学生积极思考，主动探索、创新。
只要我们广大小学数学教师在新课程改革中勇于思考、敢于创新、大胆实践，拥有了新课程下“有效教学”的理念，把研究教材与教学实践相结合，不断积累和掌握有效教学的策略，就会在小学数学教育教学中为全面提高学生的数学素养、促进学生的发展作出更大的贡献，最终实现学生在数学上全面、健康和可持续发展。
卡诺定理错误及热力学第二定律逻辑推理不成立的证明学物理者必知的逻辑证明卡诺定理错误 及热力学第二定律不成立 源自科技创新导报2010年25期10页 邮箱: 源自科技创新导报2010年25期10页本文旨在探索没有任何假说条件下，认识物质的物理规律时如何遵守逻辑规则推理形成正确结论，今后不被证明存在错误。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后，某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时，推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验：用两个乒乓球，一个注满水，一个是空的，然后同时从高处落下，现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象，伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学，亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷——我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形，发现卡诺热机的内部热容可以任意改变。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变，据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。这样逻辑推理就能证明卡诺定理错误。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误，那就难以成立。摘 要：新型理想热机就是在卡诺热机的内部增加了固体物质，因此可以随意改变卡诺热机的内部热容，以前科研工作者还没有发现卡诺热机存在可以随意改变热容这个严重问题。对它的循环工作进行分析发现最高理想工作效率大于η，这样从逻辑形式上证明卡诺定理不成立。关键词：卡诺热机，卡诺定理，热力学第二定律自然界的热量通过温差的形式能转化为有用功后输出动力。1824年，法国工程师卡诺经过对蒸汽机的研究，总结了蒸汽机循环工作的四个过程，即高温恒温膨胀过程、绝热膨胀过程、低温恒温压缩过程、绝热压缩过程。提出了被称为卡诺热机的理想热机 [1]，证明了利用温差的形式产生动力的热机使热量完全转化为有用功的最高工作效率η为[2]：η=(T1-T2)/T1 （式中η卡诺热机效率，T1表示高温，T2表示低温。）卡诺还在证明卡诺热机的循环工作效率的基础上建立了卡诺定理[2]：在理想条件下，任何热机使热量转化为有用功的效率不可能大于η[3]，任何热机无法从单一热源获得有用功。后来，克劳修斯在卡诺定理的基础上建立了热力学第二定律。根据热力学第二定律，热机从单一热源取热作功，就要产生熵 (痕迹) [4]。1新型理想热机 图1 新型理想热机图1是新型理想热机或系统。系统内部分为两部分：上部装有活塞，活塞下面装有理想气体，中部是一块导热良好的隔板把系统隔开为上下两部分，下部装有固体物质。可见，新型理想热机就是在卡诺热机的下部增加了固体物质。卡诺热机的内部增加了固体物质后，我们可以利用固体物质随意改变它的内部热容。当卡诺热机没有增加固体物质时，其内部热容为理想气体的热容Cr气。然而，在增加了固体物质后，其内部热容变为理想气体的热容Cr气和固体物质的热容Cr固之和即: Cr气 + Cr固 。卡诺热机内部增加了固体物质后再进行绝热膨胀或压缩过程时，其内部的温度变化△T与活塞运动距离S的关系为： △T= k×S× P÷Cr（式中△T温度变化，K：k关系常数：S活塞运动距离,m：P压强，kgf / m2：Cr内部热容。）令温度变化△T时，其内部热容Cr越大，要求活塞运动距离S越大。理想气体压强P越大，则要求活塞运动距离S越小。如果再在理想条件下分析利用固体物质随意改变卡诺热机的内部热容，那么逻辑推理就能够证明卡诺定理逻辑上不成立：首先，取卡诺热机置于低温T2之中，在它的内部增加固体物质，使其内部热容随意变大为理想气体热容Cr气的4倍，开始让其从低温T2状态{P2、V2、T2}进行绝热压缩过程达到高温T1状态{P1、V1、T1}[5]，设定活塞压缩的运动距离为1米。然后，先让其在高温热源T1之中进行高温恒温膨胀从热源T1中取热输出功，令活塞膨胀1/2米的运动距离。之后，把卡诺热机内部的固体物质取出，使其内部热容恢复到理想气体的热容Cr气。这时，再让其从高温T1{P1/2、V1/2、T1}开始进行绝热膨胀过程，因为卡诺热机的内部热容变得很小，只有绝热压缩过程的1/4倍，那么，活塞膨胀只需要余下的 1/2 米的运动距离，最后就能够回到低温T2状态{P2、V2、T2}上复原。由于它的膨胀复原过程中存在高温恒温膨胀取热输出功。整个循环工作中其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功，所以，它改变内部热容后获得的效率逻辑上大于η。如果把这个过程循环下去，它就能够不断从单一热源T1取热输出有用功。由于我们在高温T1之中取出了固体物质，这不是痕迹。仍然可以利用固体物质改变卡诺热机的内部热容输出有用功：我们可以另取一个卡诺热机，置于高温T1之中，在它的内部增加固体物质改变内部热容为Cr气的4倍，开始，让其从高温T1状态{P1、V1、T1}进行绝热膨胀过程达到低温T2状态{P2、V2、T2}，并且设定活塞膨胀的运动距离为1米。然后，（利用绝热膨胀得到的输出功）对其进行低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功，令活塞压缩1/2米的运动距离。之后，把卡诺热机内部的固体物质取出，使其内部热容恢复为Cr气。这时，再让其从低温T2进行绝热压缩过程，因为它的内部热容变得很小，只有绝热膨胀过程的1/4倍，那么，活塞压缩只需要余下的 1/2 米的运动距离，最后就能够回到高温T1状态{P1、V1、T1}上复原。由于它的压缩复原过程中存在低温恒温压缩放热耗用功。结果是其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功。这样就让高温T1之中的固体物质又回到了低温T2，不会留下痕迹。以上利用固体物质改变卡诺热机的内部热容的两个方式中，关键是存在高温恒温膨胀从高温热源T1中取热输出功，与低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功，从而保证了它在改变内部热容后复原时获得的效率逻辑上大于η。证明卡诺定理错误。因此：在增加了固体物质后的卡诺热机进行的绝热膨胀和压缩工作过程中，如果我们利用固体物质的热胀冷缩、热磁、热电这样几种物理性质来对外做功，同样有改变卡诺热机的内部热容的效果，并且在改变它的内部热容的贡献中也不留下任何痕迹。所以：热力学第二定律结论不成立。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后，某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时，推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验：用两个乒乓球，一个注满水，一个是空的，然后同时从高处落下，现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象，伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学，亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷，我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变，据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误，那就难以成立。现代又出现了一类新型热机和装置，例如日本研制的“热磁发电机”[7]、中国制造的“无偏二极管’’[8]。反映出自然界还存在一个热动力原理。今后：根据这个新型热机探索物理可以揭示更多的热动力规律。[1] 印永嘉、李大珍编：《物理化学教程》，高等教育出版社，1990年修订本。 [2] 靳海芹 ,王筠.热机及其效率研究[J] .湖北第二师范学院学报,2009,26( 8) [3]董艳红.卡诺定理的证明[J] .佳木斯大学学报(自然科学版),2009,27(4) [4]路俊哲 ,吴建琴 ,马晓栋.关于熵的理解上的几个问题[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2007,26（1） [5]吴建琴 ,马晓栋.循环过程的基本特征[J] .新疆师范大学学报(自然科学版),2008(2) [6]孟振庭 .热量概念的进一步探讨[J].陕西师范大学学报(自然科学版) [7]日本新技术情报志[R].1983（10） [8]徐业林.单一室温环境获得能量的实验与研究[M]. 第一版.科学出版社,1988
热机热引擎或称热机是能够将热源提供的一部分热量转化成为对外输出的机械能的机器。热机对外输出的机械能称为输出功。热机的工作模式一般可以简化为热力学循环的模型，热机的种类也按背后不同的热学模型命名，比如卡诺热机、迪塞尔热机等等。此外，按照热源或工作特性，也各自有约定成俗的名称，如柴油机、汽油机、蒸汽机等等。热机可以是开放系统，也可以是封闭系统。热源可以是使用煤的蒸汽炉，汽车发动机的燃烧室，也可以是太阳能的蒸汽炉，地热和核反应堆。热机分为内燃机和外燃机两种。人们一方面利用已经有的热能，或者燃烧燃料来创造热能给热力发动机，而另一方面却在浪费很多的热能，比如很多电厂不得不利用大量的水来冷却。法国工程师尼古拉·卡诺在1824年的研究推出了卡诺定理。这个定理表示即使是一个理想热机，它利用热能转化成机械能的效率也低于100%。这个公式是：效率 = 有用功/注入系统中的能量对所有热机对一个卡诺热机来说，这个公式变为：在这里，是高温热源给工作系统的热量，是低温热源给工作系统的热量（是负值）。熵变化量表示变化量卡诺热机中之图上之点，最后会回到原来的点，所以代入熵变化量式子将上式代入上上式只适用于卡诺热机根据卡诺提出的定理：在这里，和是温度以卡尔文为单位，等号仅当热机循环是可逆的时候成立。从而我们可以得出：[1]从这个公式我们可以看出，要得到100%的效率，低温热源需要在绝对零度下，或者高温热源温度无限大。
法国数学家和工程学家萨迪·卡诺的父亲拉札尔·卡诺（Lazre Nico－las Carnot，1753—1823）率先研究了这类问题，在他的著作中讨论了各种机械的效率，隐讳地提出这样一个观念：设计低劣的机器往往有“丢失”或“浪费”。当时，在水力学中有一条卡诺原理，就是拉札尔·卡诺提出的，说的是效率最大的条件是传送动力时不出现振动和湍流，这实际上反映了能量守恒的普遍规律。他的研究对他的儿子有深刻影响。1824年萨迪·卡诺发表了著名论文《关于火的动力及适于发展这一动力的机器的思考》，提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定理，这个定理后来成了热力学第二定律的先导。他写道①：“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理，就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑，就必须不仅建立蒸汽机原理，而且要建立所有假想的热机的原理，不论在这种热机里用的是什么工作物质，也不论以什么方法来运转它们。”卡诺取最普遍的形式进行研究的方法，充分体现了热力学的精髓。他撇开一切次要因素，径直选取一个理想循环，由此建立热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。他首先作了如下假设：“设想两个物体A与B，各保持于恒温，A的温度高于B；两者不论取出热或获得热，均不引起温度变化，其作用就象是两个无限大的热质之库。我们称A为热源，称B为冷凝器。”如图2－4。
最好是自己写了、这个你参考一下吧 ABS系统的结构组成及工作原理分析摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。关键词：ABS系统 组成 原理 控制电路一、前言ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。表1 ABS系统各组成部件的功能 组成元件功能传感器车速传感器检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式轮速传感器检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用减速传感器检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低液压泵受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。ABS警告灯ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码ECU接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作二、电子控制系统2．1传感器的结构型式与工作原理(一) 转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。(二) 横向加速度传感器有一些ABS系统中装有横向加速度传感器，因里面主要开关触点组成，因而一般称为横向加速度开关。外形如图1所示。横向加速度低于限定值时，两触点都处于闭合状态，插头两端子通过开关内部构成回路，当汽车在高速急转弯过程中，横向加速度超过限定值时，开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态，插头两端子之间在开关内部形成断路，此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正，以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压，使ABS更有效地工作。此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。图1(三) 减速度传感器目前，在一些四轮驱动的汽车上，还装有汽车减速度传感器，又称G传感器。其作用是在汽车制动时，获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号送入ECU后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。A．光电式减速度传感器汽车匀速行驶时，透光板静止不动。当汽车减速度时，透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大，透光板摆动位置越高，由于透光板的位置不同，允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同，使光电晶体管形成开和关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用，可将汽车的减速度区分为四个等级，此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。B．水银式减速度传感器水银式减速度传感器的基本结构如图所示，由玻璃管和水银组成。在低附着系数路面时汽车减速度小，水银在玻璃管内基本不动，开关在玻璃管内处于接通（ON）状态。在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，水银在玻璃管内由于惯性作用前移，使玻璃管内的电路开关断开（OFF），如图2所示，此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。图2水银式汽车减速度传感器，不仅在前进方向起作用，在后退方向也能送出减速度信号。C．差动变压式减速度传感器2．2电子控制模块（电脑）的结构与工作原理ABS系统电子控制部分可分为电子控制器（ECU）、ABS控制模块、ABS计算机等，以下简称ECU。�0�1 ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成：1）轮速传感器的输入放大电路。2）运算电路。3）电磁阀控制电路。4）稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。各电路的连接方式如图3至5所示图3图4图5a) 轮速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的轮速传感器根据轮速输出交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。 不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时，需要四个传感器，输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时，只需要三个传感器，输入放大电路也就成了三个。但是，要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。b) 运算电路运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分，计算出初始速度，再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算，则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号，对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。c) 电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号，控制通往电磁阀的电流。d) 稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所有5V稳压电压的同时，上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内，并对轮速传感器输入放大器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着电磁阀电动机和电磁阀。出现故障信号时，关闭电磁阀，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表板上的ABS警报灯点亮，让驾驶员知道有故障情况发生。�0�1 安全保护电路ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。系统发生故障时，首先停止ABS工作，恢复常规制动状态，使仪表板上的ABS警报灯点亮，提示整个系统处于故障状态。现在的故障显示方法一般是通过ECU内部的发光二极管（LED）的闪烁、仪表板上的ABS警报灯的闪烁、或用专用的诊断装置加以显示。切断点火开关后故障显示内部消失，重新接通点火开关时若未发现故障，则认为系统正常，ABS可进行正常控制。具有专用诊断装置的ABS系统能够记忆故障内容，并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码，进行显示或消除。1．接通电源时的初始检查接通点火开关、ECU电源接通时，将检查下列项目。（1）微处理机功能检查①使监视器产生错误信息，让微处理机识别。②检查ROM区的数据，确认未发生变化。③对RAM区进行数据输入和输出，判断工作是否正常。④检查A/D转换的输入，判断是否正常。⑤检查微处理机间的信号传递，判断是否正常。（2）电磁阀动作检查使电磁阀产生动作，判断是否正常工作。（3）故障反馈电路功能检查由微处理机来识别故障反馈电路工作是否正常。2．汽车起步时的检查汽车起步时对重要的外围电路进行检查，若检查结果正常，ABS开始工作。（1）电磁阀功能检查①让电磁阀工作，判断是否正常。②比较各电磁阀的开、关电阻，判断电磁阀是否工作正常。（2）电动机动作检查使电动机运转，判断是否正常。（3）轮速传感器及输入放大电路的信号确认。确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。3．行驶中的定时检查（1）12V（载货车为24V）、5V电压监视识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。监视12V电压，并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况，然后加以分析识别。（2）电磁阀动作监视ABS系统工作过程中，电磁阀必定动作，ECU随时监视电磁阀的工作情况。（3）运算电路中运算结果的对比检查 ECU内部通常设有二套运算电路，同时进行运算和传输数据，利用各自的运算结果相互比较、互相监视，能够确保可靠性，及早发现异常情况。另外，各种速度信号和输入、输出信号也在运算电路中相互比较，这些结果必须相同。（4）微处理机失控检查由监视电路判断微处理机工作是否正常。（5）脉冲信号的监视微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。（6）ROM数字的确定计算ROM数据之和，确认程序工作正常。4．自行诊断显示如果安全保护电路检查出有异常情况，则停止ABS系统的工作，返回原有的常规制动方式（不使用ABS），且ECU呈现故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用诊断装置发出故障信号，ECU根据这些信号显示出故障码。汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时，故障码也不一样。�0�1 ECU的工作原理ECU是ABS系统的控制中心，它的本质是微型数字计算机，一般是由两个微处理器和其他必要电路组成的、不可分解修理的整体单元，电脑的基本输入信号是四个轮速传感器送来的轮速信号，输出信号是：给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号，如图所示：1．ECU的防抱死控制功能电子控制模块（电脑）有连续监测四个轮速传感器速度信号的功能。电脑连续地检测来自全部四个轮速传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值，从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。电脑根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻就进入防抱死控制状态，向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压，以控制轮缸上油路的通、断。轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力，使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死（通与断的频率一般在3—12次/秒）。2．ECU的故障保护控制功能首先，电脑能对自身的工作进行监控。由于电脑中有两个微处理器，它们同时接受、处理相同的输入信号，用与系统中相关的状态——电脑的内部信号和产生的外部信号进行比较，看它们是否相同，从而对电脑本身进行校准。这种校准是连续的，如果不能同步，就说明电脑本身有问题，它会自动停止防抱死制动过程，而让普通制动系统照常工作。此时，修理人员必须对ABS系统（包括电脑）进行检测，以及时找出故障原因。图6是ABS系统电脑内部监控工作的简要图解。来自轮速传感器①的输入信号同时被送到电脑中的两个微处理器②和③，在它们的逻辑模块④中处理后，输出内部信号⑤（车轮速度信号）和外部信号⑥（给液压调节器的信号），然后根据这两种信号进行比较、校对。逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中（每个处理器中有一个比较器），在那里进行比较，如果它们不相同，电脑将停止工作。微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦，另一路由液压调节器控制电路⑨经过反馈电路⑩送到比较器⑧。微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。通过比较器进行比较，如果外部信号不能同步，ABS系统电脑将要关闭防抱死制动系统。图6ABS系统电脑不仅能监视自己内部的工作过程，而且还能监视ABS系统中其他部件的工作情况。它可按程序向液压调节器的电路系统及电磁阀输送脉冲检查信号，在没有任何机械动作的情况下完成功能是否正常的检查。在ABS系统工作的过程中，电脑还能监视、判断轮速传感器送来的轮速信号是否正常。ABS系统出现故障，例如制动液损失、液压压力降低或车轮速度信号消失，电脑都会自动发出指令，让普通制动系统进入工作，而ABS系统停止工作。对某个车轮速度传感器损坏产生的信号输出，只要它在可接受的极限范围内，或由于较强的无线电高频干扰而使传感器发出超出极限的信号，电脑根据情况可能停止ABS系统的工作或让ABS系统继续工作。这里要强调的是，任何时候琥珀（黄）色ABS系统故障指示灯点亮不灭，就说明电脑已停止ABS系统的工作或检测到了系统的故障，驾驶员或用户一定要进行检修，如果处理不了，应及时送修理厂。2．3 ABS故障指示灯当有下列的异常现象被发现时，ABS控制电脑会使ABS故障指示灯点亮：① 泵油电动机作用的时间超过一定的时间。② 车辆已经行走超过30S，而忘记放开驻车制动。③ 未收到四轮中任何一轮的传感器信号。④ 电磁阀作用超过一定的时间或是检测到电磁阀断路。⑤ 发动机已经开始动作，或是车辆已经开动，未接收到电磁阀输出讯号。⑥ 当点火开关打开在I段时，ABS故障指示灯会点亮，如果没有异常现象，发动机起动后ABS故障指示灯就会熄灭。ABS系统有两个故障指示灯，一个是红色制动故障指示灯，另一个是琥珀色或黄色ABS故障指示灯，见图7所示。两个故障指示灯正常闪亮的情况为：当点火开关接通时，红色指示灯与琥珀色指示灯几乎同时点亮，红色指示灯亮的时间较短，琥珀色指示灯亮的时间较长一些（约3S）；发动机起动后，储能器要建立系统压力，两灯会再次点亮，时间可达十几秒钟；驻车制动时，红色指示灯也应亮。如果在上述情况下灯不亮，说明故障指示灯本身或线路有故障。图7红色指示灯故障常亮，说明制动液不足或储能器中的压力不足（低于14MPa），此时普通制动系统和ABS系统均不能正常工作；琥珀色ABS故障指示灯常亮，说明电控单元发现ABS系统有故障。三、液压控制系统3．3 循环式制动压力调节器的工作原理此种形式的制动压力调节器在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通，如图8所示。图中的储能器的功能是在减压过程中将从轮缸流经电磁阀的制动液暂时储存起来。回油液压泵也叫做再循环泵，其作用是将减压过程中从制动轮缸流进储能器的制动液泵回主缸。该系统的工作原理详述如下。图81．常规制动状态在常规制动过程中，ABS系统不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀处与“升压”位置。此时制动主缸和轮缸状态如图9所示，由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油液压泵也不工作。图92．保压状态当转速传感器发出抱死危险信号时，电控单元向电磁线圈输入一个较小的保持电流（约为最大工作电流的1/2），电磁阀处于“保持压力”位置，如图10所示。此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸中的制动压力保持一定。图103．减压状态如果在电控单元“保持压力”命令发出后，车轮仍有抱死的倾向，电控单元即向电磁线圈输入一最大工作电流，使电磁阀处于“减压”位置，此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通，轮缸中制动液经电磁阀流入储液室，轮缸压力下降，如图11所示。图114．增压状态当压力下降后车轮转速太快时，电控单元便切断通往电磁阀的电流，主缸和轮缸再次相通，主缸中的高压制动液再次进入轮缸（见图），使制动压力增加。制动时，上述过程反复进行，直到解除制动为止。3．2 可变容积式制动压力调节器的工作原理如图12所示是可变容积式制动压力调节器的基本原理图。它主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。其基本工作原理如下。图12常规制动时，电磁线圈6中无电流流过，电磁阀7将控制活塞14的工作腔与回油管路接通，控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端，活塞顶端推杆将单向阀13打开，使制动主缸2与轮缸10的制动管路接通，制动主缸的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而变化。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况。如上图。需要减压时，电控单元9向电磁线圈6输入一大电流时，电磁阀内的柱塞8在电磁力作用下克服弹簧作用力移到右边。如图13所示，将储能器3与控制活塞14的工作腔管路接通。制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移，单向阀13关闭，主缸2与轮缸10之间通路被切断。同时由于控制活塞的右移，使轮缸侧容积增大，制动压力减小。图13当电控单元9向电磁线圈6输入一较小电流时，由于电磁线圈的电磁力减小，柱塞8在弹簧力作用下左移至储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置，如图14所示。此时控制活塞左侧的液压保持一定，控制活塞在液压压力和强力弹簧弹力的作用下保持在一定位置，而此时单向阀13仍处于关闭状态，轮缸侧的容积也不发生变化，制动压力保持一定。图14需要增压时，电控单元9切断电磁线圈6中的电流，柱塞8回到左端的初始位置，如图12所示，控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞左侧控制液压解除，控制活塞左移至最左端时，单向阀被打开，轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。3．3 制动压力调节器的结构形式压力调节器总成（也叫ABS制动执行器、ABS液压控制总成）是在普通制动系统液压装置的基础上加装ABS制动压力调节器而成的。普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。ABS制动压力调节器装在制动主缸与轮缸之间，如果它与制动主缸装在一起，则称之为整体式制动压力调节器，否则就称为分离式制动压力调节器。除了普通制动系统的液压部件外，ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。实质上，ABS就是通过电磁控制阀体上的控制阀，控制轮缸上的液压，使之迅速变大或变小，从而实现了防抱死制动功能。ABS制动压力调节器总成基本上可分为三类：整体式，制动主缸与液压总成装成一体的，如图15所示；分离式，制动主缸与液压总成是分别独立的总成，如图16所示；真空式，仅控制后轮，并采真空液压控制，如图17所示。图15图16图173．4 电磁阀的结构形式及工作原理电磁控制阀是液压调节器的重要部件，由它完成对ABS系统各个车轮制动力的控制。ABS系统中都有一个或两个电磁阀，其中有若干对电磁控制阀，分别控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等多种型式。三位三通电磁阀的内部结构图如图18所示，它主要由阀体、进油阀、卸压阀、单向阀、弹簧、无磁支撑环、电磁线圈等组成。滑动支架6的两端由无磁支撑环3导向。主弹簧13和副弹簧12相对布置，但主弹簧弹力大于副弹簧弹力。为了关闭进油阀5和打开卸压阀4，滑动支架有约的移动过程。无磁支撑环被压进阀体中，这样可迫使磁通在线圈中穿行时必须通过支架，并经工作气隙a穿出，以保证磁路有稳定的电磁特性。单向阀8与进油阀5并行设置，其作用是当解除制动时，单向阀打开，增加一个附加的、更大的由轮缸到主缸的出油通道，这样能使轮缸的压力迅速下降，即使在主弹簧断裂或支架被卡死的情况下也能使车轮制动器松开解除制动。图18该电磁阀工作过程如下：当电磁线圈中无电流通过时，由于主弹簧力大于副弹簧力，进油阀被打开，卸压阀关闭，制动主缸与轮缸油路接通，所以轮缸压力既能在没有ABS参与的常规条件下增加，也能在ABS系统工作的条件下增加。当向电磁线圈输入1/2最大工作电流时（保持电流），电磁力使支架向下移动一定距离将进油阀关闭。由于此时电磁力不足以克服两个弹簧的弹力，支架便保持在中间位置，卸压阀仍处于关闭状态。此时，三通道间相互密封，轮缸压力保持一定值。当电控单元向电磁线圈输入最大工作电流时，电磁力克服主、副两个弹簧的弹力使支架继续下移，将卸压阀打开，此时轮缸通过卸压阀与回油管相通，轮缸中制动流入回油管路，压力降低。如图19所示为一种常开式二位二通电磁阀的内部结构。当电磁线圈3中无电流通过时，在回位弹簧7的作用下，铁心12被推至限位杆9与缓冲垫圈11相抵触的位置。此时与铁心连在一起的顶杆10没有将球阀6顶靠在阀座5上，电磁阀的进油口A与出油口B相通，电磁阀处于开启状态。当电磁线圈中有一定的电流通过时，铁心在电磁吸力的作用下，克服弹簧力的作用，带动顶杆一起右移，顶杆将球顶靠在阀座上，电磁阀进油口与出油口之间的通道被封闭，电磁阀处于关闭状态。限压阀4的作用在于限制电磁阀的最高压力，以免压力过高导致电磁阀损坏。图19四、总结通过这次写论文让我了解了更多ABS系统的知识，特别是电子控制部分这一块。ABS系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数，使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死，提高汽车制动能力，改善了操纵性和稳定性。在写论文时，我也查阅了许多的ABS相关的知识，它其实跟ASR（汽车防滑电子控制系统）有着同样的作用和原理，很多都是相关连的。通过查阅书籍，使我的视野更加的开阔了，也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。参考文献：[1] 杨庆彪. 汽车电控制动系统原理与维修精华. 北京：机械工业出版社，2006[2] 邯郸北方学校. 怎样维修汽车和SRS系统. 北京：机械工业出版社，2007[3] 鲁植雄. 汽车和ESP维修图解. 北京：电子工业出版社， 2006[4] 邹长庚. 现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（下）——车身与底盘部分. 北京：北京理工大学出版社，2006[5] 董继明、罗灯明. 汽车检测与诊断技术. 北京：机械工业出版社， 2007
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ABS与汽车制动系统 汽车的制动性也是汽车的主要性能之一。自从汽车诞生之日起，汽车的制动性就显得至关重要；并且随着汽车技术的发展和汽车行驶车速的提高，其重要性也显得越来越明显。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关。所以，汽车的制动性是汽车行驶的重要保障。 汽车的制动性及其评价指标 汽车行驶时能在短距离内停车并且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力，以及汽车在一定坡道上能长时间停车不动的驻车制动器性能称为汽车的制动性。汽车的制动性主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三方面来评价。 一、提高汽车安全性的制动控制系统 有汽车参与的交通事故中，事故的预防、事故的回避、乘客保护等安全领域与汽车的运动性能有密切的关系。事故预防中起主要作用的是驾驶员，事故发生瞬间对乘客保护主要是汽车的被动安全设备起作用，而事故的回避则与汽车的制动控制系统有紧密的关系。在事故预防环节中人和环境的作用是主要的，在事故回避环节中车的作用是主要的。在汽车中，提高安全性的制动控制系统除了ABS、TCS、ESP（VSC、VDS）等，另外还有BAS（Brake Assist System，制动器辅助系统）。制动辅助系统BAS是当紧急刹车时，根据踩的速度、力度，制动系统自动感知而输出更强的制动力。它的工作原理是，令刹车泵里的真空量增加，使你一脚踩下去，制动力度大大提高，从而提高了驾驶安全性。即使车子已经熄火了，它还会使刹车制动能力保持一段时间。它的功能是在紧急制动时，提供一个附加的制动力来帮助没能及时形成较大制动力的驾驶员，制动助力加快制动踏板的移动；当司机施加在制动踏板上的制动力不太大时，增加制动力，使车辆的紧急制动性能最佳。有关调查显示，约有90％的汽车驾驶员紧急情况刹车时缺乏果断，而BAS则能从驾驶员踩下制动踏板的速度，探测车辆行驶情况。紧急情况下，当驾驶员迅速踩下制动踏板力度不足时，BAS便会启动，并在不足1秒的时间内把制动力增至最大，从而缩短紧急制动刹车距离。 ABS虽然能够缩短刹车距离，但如果驾驶员采用点刹时，车轮往往不会抱死，ABS没有机会发挥作用。而制动辅助BAS，则让现有的ABS具有一定的智能。当驾驶者迅速用力踩下刹车踏板时，BAS就会判断车辆正在紧急刹车，从而启动ABS，迅速增大制动力。 二、 ABS系统的保养与正确使用 ABS(防抱死制动系统)作为一种主动安全装置，在现代汽车上运用已经很广泛了。由于其在制动过程中的控制方式及工作过程与以往普通的制动系统有所区别，因此在使用保养方面也与传统的制动系统有所不同，否则会引发ABS系统故障。总结多年的维修经验，笔者认为车主在使用装有ABS系统的汽车时要做到“四要”、“四不要”。 四要 (1)要始终将脚踩住制动踏板不放松。这样才能保证足够和连续的制动力，使ABS有效地发挥作用。 (2)要保持足够的制动距离。当在良好路面上行驶时，至少要保证离前面的车辆有3s的制动时间；在不好的路面上行驶，要留给制动更长一些的时间。 (3)要事先练习使用ABS，这样才能使自己对ABS工作时的制动踏板振颤有准备和适应能力。 (4)要事先阅读汽车驾驶员手册。这样才能进一步理解各种操作。 四不要 (1)不要在驾驶装有ABS的汽车时比没有装ABS的汽车更随意。有些车主认为汽车装有ABS后，安全性加大，因此在驾驶中思想就会放松，为事故埋下隐患。 (2)不要反复踩制动踏板。在驾驶有ABS的车时，反复踩制动踏板会使ABS的工作时断时续，导致制动效能降低和制动距离增加。实际上，ABS本身会以更高速率自动增减制动力，并提供有效的方向控制能力。 (3)不要忘记控制转向盘。在制动时，ABS系统为驾驶者提供了可靠的方向控制能力，但它本身并不能自动完成汽车的转向操作。在出现意外状况时，还得需要人来完成转向控制。 (4)不要在制动过程中，被ABS的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的，且可让驾驶者由此而感知ABS在工作。 检举 回答人的补充 2009-04-28 17:10 经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来，但是随着电子（特别是大规模、超大规模集成电路）的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。BBW（全电路制动，Break-By-Wire）系统的出现，将会彻底颠覆使用液压油或空气作为传力介质的传统制动系统。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。与传统的制动系统相比，BBW具有很多优点：结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置、液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；制动时间短，提高制动性能；无制动液，维护简单；系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化结构；采用电线连接，系统耐久性能良好；易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。作为一种全新的制动系统，BBW给制动系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决，比如：当前汽车的电力系统不能满足制动能量要求、控制系统失效时的处理和如何清除其它干扰信号对控制系统造成的影响等。目前BBW系统主要是应用在混合动力制动控制系统汽车上，采用液压制动和电制动两种制动系统；但是随着未来技术的发展，BBW全电路制动系统取代传统制动系统将成为现实。 （抱歉，字数不够，请加些例子）
机电一体化毕业论文绪论现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。二、机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。网络化20世纪 90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。微型化微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。六、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排，协调发展计划目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!(二)强化行业管理，发挥“协会”作用目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。七、结语综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明
浅谈关于钢铁企业节电措施的探讨论文
摘要：根据钢铁企业的供用电特点，结合节电技术，就企业如何节能节电进行分析探讨，提出从供电层和用电层、提高电气系统的功率因数和谐波处理、电能监测与管理层节电等方面采取的节电措施。
关键词：钢铁企业；节电措施；供电层；用电层
能源是人类赖以生存和活动的物质基础，它直接关系到国计民生问题。当前世界金融危机的全球性蔓延，部分行业经济效益出现大幅度的下滑，甚至亏损。所以，积极推进科学发展，全力做好节能减排工作是为企业生产获取利润的最有效途径。
1钢铁行业节能形势
我国钢铁企业在整合和优化的过程中，技术装配和自动化程度已有相当的水平。但是目前钢铁企业仍是生产链中的耗能大户，它是一个由冷到热，再由热到冷的工艺生产线企业，如何利用中间的热能变化，进行能源的再利用是一个企业可持续发展的长期规划。焦化干熄焦发电工程、烧结余热发电、煤气余热回收、锅炉蒸汽制冷等节能技术，逐渐在各钢铁企业得到广泛的应用。
但是，大项目新技术应用的节电技术，这只是实现节能目标的第一层次。而全面地对企业现有配电网及其设备采取整体节电措施，这是实现节能目标的第二层次。所以，钢铁企业目前在节电增效这一环节上，还有巨大的潜力可挖。本文结合实际和查阅相关资料，总结出几点钢铁企业节电思考，供共同分析探讨，为企业节能增效出一点微薄之力。
2钢铁企业部分节电措施
电气设备是以满足生产工艺为原则，新上设备工艺的自身节能是大的前提。作为电气设备来说，以电压电流的形式做功，将电能转换为生产需要的机械能、光能等形式。减少无谓的电能消耗，一是提高电气设备的效率节电，二是提高电气系统的功率因数和谐波处理节电，三是电能监测与管理层节电，四是绿色能源的利用。
提高电气设备的效率
提高电气设备的效率，主要是减少空载损耗、负载损耗和热损耗。可从供电层和用电层分别考虑。
供电设备层的节电措施
配电网重构技术，调整配电网结构。改变配电网络拓扑结构来提高可靠性，降低线损，均衡负荷和改善供电电压质量的技术称为配电网重构技术。配电网重构技术是降低配电网线损的重要途径，是优化配电系统技术、提高配电系统安全性和经济性的重要手段，投资少效益高。配电网重构包括正常运行时的网络重构和故障状态下的网络重构，具体如表1所示。
表1配电网重构
重构时的运行状态重构目标约束条件重构计算正常降低线损、平衡负荷、提高供电质量数学优化算法、最优流模式算法、支路交换法、人工智能算法故障隔离故障源，恢复非故障源区域供电潮流方程，支路电流和节电电压，网络拓扑(辐射状)，开关操作次数，继电保护可靠性故障诊断算法在配电网重构时，把线损最小作为目标函数，把负载均衡、提高供电质量、安全可靠运行等目标作为约束条件。通过降维处理，把多目标非线性混合优化问题简化为单一目标的非线性混合优化问题。可以采取以下措施：(1)合理调整配电线路的联络方式。配电线路应该采取最佳运行方式使其损耗达到最小，如通过互为备用线路、手接手线路、环网线路、并联线路、双回线路等是可以达到的。
(2)环形供电网络，按经济功率的分布选择网络的断开点。对于环形的供电网络，正常需要运机电研究及设计制造《机电技术》2010年第4期67行断开，应根据两侧压降基本相等的原则，找到一个经济功率的断开点，使线路的电能损耗最小。
(3)推广带电作业，减少线路停电时间。对双回线路供电的网络，双回线路并列是最经济的，如因检修工作，其中一条线路停电，则由于负荷电流全部通过另一条运行的线路，会使线损大增加，因此要尽量利用带电作业，减少双回线的停电次数与时间。
(4)调整电网的运行电压。根据各工艺线不同的负荷特点，调整供电网的'运行电压，钢铁行业主要用电设备的静态特性参数及U/U0由降到时，P/P0和Q/Q0变化如下表2所示。
表2钢铁行业主要用电设备的静态特性参数设备工业电机泵、风机和其他电机电弧炉中央空调室用空调炼炉鼓风机工业电视荧光灯PV ＝ ＝ ＝ ＝ 注：P有功功率，Q无功功率降低运行电压，有功功率变化较小，但无功变化较大。对于钢铁工业负荷平均来说，当供电电压大于额定电压时，电压降低5％，无功功率可减少8％左右，设备有功功率减小很少，降至额定功率，不会影响生产，但无功电流产生的线路损耗减少了，同时也减少了无功补偿设备的投入。
变压器改造，通过合理分配变压器负载，使变压器运行效率的提高带来节电效益。可以从根本上改善目前企业配电网经济运行的状况，减小用电协议容量，提高配电网的电磁兼容水平和供电质量。
(1)合理选择变压器容量和台数。选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区内。当负荷率低于30%时，应予调整或更换。当负荷率超过80%并通过计算不利于经济运行时，可放大一级容量选择变压器。对车间内停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器。大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器。
(2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。新建或扩建工程应选用SL7、SLZ7、S9等节能变压器。与老产品比，SL7、SLZ7无励磁调压变压器的空载损失和短路损失，10kV系列分别降低和；35kV系列降低和。S9系列与SL7系列比，其空载和短路损耗又分别降低和，平均每千伏安装SL7系列年节电9kW·h。企业为了节省投资，也可对原有SJ1、SL1高能耗变压器进行技术改造，但改造后应达到国家对配电变压器能耗标准的要求，即：空载损耗降低45%～65%，空载电流降低70%，短路损耗达到SL7标准，阻抗电压4%～。
(3)加强运行管理，实现变压器经济运行。在企业负荷变化情况下，如投运变压器台数和容量不变，其负荷率和运行效率都将发生变化，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载和空载运行。长期轻载(负荷率30%以下)变压器，必要时按实际负荷换小容量变压器。
用电设备层的节电措施
用电设备层的节电措施主要以提高电能转化效率为主要目的。电能转化为机械能的效率涉及四个环节：(1)电动机效率；(2)生产设备的效率；
(3)传动效率；(4)阀门或档风板开度。以下就这四个方面提出一些具体的节电措施。
电动机的节电措施
电动机的经济运行包括如下几个方面：(1)尽可能让电动机运行在经济运行区。电动机的经济运行区，一般为负荷率β在70%≤β≤100%范围内，在这一负荷率范围内运行，电动机《机电技术》2010年第4期机电研究及设计制造68综合运行效率最高，也最节电。β＜40%时，效率会大大下降(η＜60%)，功率因数＜。
(2)电动机轻重载采用Y－△自动切换。电动机在间歇、轻负载(如负荷小于额定功率的40%以下)运行时，为了提高功率因数和降低损耗，可以将其定子绕组接线由△改为Y接线运行。此时绕组上的电压降至1/3额定电压。这样做虽然电动机的功率仅为额定功率的1/3,但轻载时电动机能带得动。而这时电动机的负荷率提高了，铁损降低了2/3,其功率因数和定子电流都明显改善，节电效果显着。
(3)提高电动机与被拖动机械连接效率。采用正确的拖动(传送)机械，减少摩擦力和传动阻力，也是电动机节电的一种措施。
(4)改善环境条件，加强通风，降低电动机运行温度。电动机绕组的电阻是随温度升高而增大的，电动机运行温度越高，其有功功率损耗也越大。
泵与风机的节电措施
泵与风机的有效调节,选用高效设备并不等于就是节能，还要看实际运行工况是否处在设备性能曲线的最高效率点附近，主要决定于以下因素：(1)工作流量的变化规律。工作流量在额定流量的90%以上变化时，一般不采用变速调节；工作流量在额定流量的85%以上变化时,需采用高效变速调节，如变频或串级调速；最小工作流量在额定流量的50%～70%时，可采用较变频调速更加经济、可靠的高频斩波串级调速装置，考虑初期投资可采用“一拖多”的方式，如图1所示。
图1“一拖多”电原理图
在电机起动和停止时将变频器逐台投入，完成后变频器切出采用工频运行。在调速过程中可以根据工况选择电机的投入和切出。
(2)管路性能曲线的静扬程(静压)占全扬程(全压)的比例。当静扬程所占比例很大时，即使泵系统的工作流量变化很大，但由于变速装置的转速变化范围并不大，节能效果也不大。
(3)泵或风机容量(轴功率)的大小。大功率的泵与风机由于每年节约电费数量大，适宜采用初投资很高的高效调速装置。
提高电气系统的功率因数和谐波处理(1)在电动机及其控制方面，积极推广变频器、软启动开关等新型节能产品。大力推广应用以三电平为代表的各种完美正弦波大容量高压变频器。高压电动机采用变频调速控制技术既解决了电机软启动和实现无级调速、满足生产工艺需要的问题，又可以大幅节约能源，降低生产成本。
(2)在各种交流低压电机的调速系统中变频调速系统是性能较好、效率较高的，是目前一些机械调速方式难以达到的。一台变频器可以驱动多台电机同时调速运行。“交-直-交”通用变频器由于前级整流和滤波的隔离作用，电机的感性无功电流不会传递到电网中，因而间接起到了无功补偿的作用，改善了功率因数，但其自身整流器和逆变器产生的谐波，也不可忽视。
(3)由于感性负载产生的无功，采取无功补偿和谐波滤波装置。对于老的电机设备推广应用电动机无功末端就地补偿器，补偿后，电流可以下降10%～20%、无功减少40%～80%、功率因数提高到92%～97%，平均节电在20%左右。该方式投资少见效快，综合效益较多。
电能监测与管理层节电
建立配电网调度中心建立配电网调度中心，在统一的支撑平台上在线组态，根据用户的实际需求，可以灵活实现调度自动化、馈线自动化、电能量计费、电网分析软件、调度管理功能、地理信息系统、配网管理功能等众多应用功能，具有良好的系统应用软件和硬件的扩充性，能够很好满足电力系统和大型工矿企业的调度需求。
节电考核管理
(1)把国内外同行业、同规模、同类型企业的最低电耗指标作为参照体系。
(2)以细化分解能耗考核指标为基础，就每一项细化指标，制订出相应的保证措施，对各项措施进展情况分条建帐进行动态的跟踪考核。
(3)实现全流程损失调查，发现问题，找到潜在的漏洞，从而更加准确细致地掌握了全过程的电损耗情况。
(4)针对存在的突出问题，提出了一系列整改措施，以项目承包的形式落实到各单位，明确了整改责任和整改时限，并将这些项目列入效能监察范围，加大了实施力度。
绿色能源的利用
光伏技术的应用，可以在厂区的景观照明等地方优先使用，在发展中进一步广泛应用。
3结束语
我国是发展中国家，与发达国家相比，技术和专业管理仍相对落后，就能源利用上来说，节能节电潜力还很大，为了企业的生存和发展，钢铁企业必需把节能工作放在优先地位，为建立资源节约型、环境友好型社会而贡献一份力量。
参考文献：
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随着我国电力技术和科技的快速发展，电力变频器广泛的应用于工业生产以及人类日常生活中。这是我为大家整理的变频器应用技术论文参考 范文 ，仅供参考! 变频器应用技术论文参考范文篇一：《变频器节能技术应用与研究》 【摘 要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点，阐述变频调速节能原理，提出泵与风机应采用变频技术，已降低成本，延长设备使用寿命，提高经济效益。 【关键词】变频器;节能;水泵;风机 0 引言 锅炉是比较常见的用于集中供热设备，通常情况下，由于气温和负荷的变化，需对锅炉燃烧情况进行调节，传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力，水泵采用调节阀门来控制流量，风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。但在运行中调节阀门、挡板的方式，不论供热需求大小，水泵、风机都要满负荷运转，拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变，电动机消耗的能量也并没有减少，而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多，因而普遍存在着“大马拉小车”现象。锅炉这样的运行方式不仅损失了能量，而且增大了设备损耗，导致设备使用寿命缩短，维护、维修费用高。把变频调速技术应用于水泵(或风机)的控制，代替阀门(或挡板)控制就能在控制过程中不增加管路阻力，提高系统的效率。变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速，实现电动机无级变速。变频调速范围宽、精度高，是电动机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机，其耗电量就能随负荷变化，从而节约大量电能。 1 变频器应用在水泵、风机的节能原理 图1为水泵(风机)的H-Q关系曲线。图1中，曲线R2为水泵(风机)在给定转速下满负荷时，阀门(挡板)全开运行时阻力特征曲线;曲线 R1为部分负荷时，阀门(挡板)部分开启时的阻力特性曲线;曲线H(n1)和H(n2)表示不同转速时的Q=f(H)曲线。采用阀门(挡板)控制时，流(风)量从Q2减小到Q1，阻力曲线从R2移到R1，扬程(风压)从HA移到HB。采用调速控制时，H(n2)移到H(n1)，流(风)量从Q2减小到Q1，扬程(风压)从HA移到HC。 图1 水泵(风机)的H-Q关系曲线 图2为水泵(风机)的P-Q的关系曲线。由图2可以看出，流(风)量Q1时，采用阀门(挡板)控制的功率为PB。采用变频调速控制的功率为 PC。ΔP=PB-PC就是节省的功率。 图2 为水泵(风机)的P-Q的关系曲线 如果不计风机的效率η，则采用阀门(挡板)时的功率消耗在图中由面积OHBBQ1所代表，而采用调速控制时的功率消耗由面积OHCCQ1所代表，后者较前者面积相差为HCHBBC，即采用调速控制流(风)量比采用阀门(挡板)控制可节约能量。 2 水泵、风机的节能计算和分析 通常转速n与频率f成正比，若将电动机的运行频率由原来的50Hz降至40Hz时，其实际转速则降为额定转速的80%，即实际转速nsn和额定转速nn：nsn=(■)nn=。设K为电机过载系数，则电动机额定功率Pn=Kn■■。因此电动机运行在40Hz时，实际功率为： Psn=Kn■■=K()3=■■= 节能率 =■=■=■= 表1 电动机节能率 供热公司胜利锅炉房将电动机改为变频调速，其中： 表2 补水泵电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表2的数据，一个采暖期按190天计算，工业电费单价为元/kWh。加装变频器后补水泵电动机节约电费： ()×24×190×元 表3 鼓风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表3的数据，胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算，工业电费单价为元/kWh。加装变频器后鼓风机电动机节约电费： ()×24×190××5=元 表4 引风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表4的数据，胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算，工业电费单价为元/kWh。加装变频器后引风机电动机节约电费： ()×24×190××5=元 综上所述，胜利车间安装变频后，一个保温期合计节约电费： 元 节能效果明显。 通过上述分析和实际应用，锅炉水泵、风机采用变频调速后具有以下优点。 (1)水泵、风机的电动机工作电流下降，温升明显下降，同时减少了机械磨损，维修工作量大大减少。 (2)保护功能可靠，消除了电动机因过载或单相运行而烧坏的现象，延长了使用寿命，能长期稳定运行。 (3)电动机实现软起动，实现平滑地无级调速，精度高，调速范围宽(0-100%)。频率变化范围大(O-50Hz)。效率可高达(90%-95%)以上。减小了对电网的冲击。 (4)安装容易，调试方便，操作简便，维护量小。 (5)节能省电，燃煤效率提高。 (6)变频器可采用软件与计算机可编程控制器联机控制的功能，容易实现生产过程的自动控制。 3 结束语 引进变频器可以实现能源的有效利用，避免过多的能源消耗。使用变频器节能主要是通过改变电动机的转速实现流量和压力的控制，来降低管道阻力，减少了阀门半开的能源损失。其次变频状态下的水泵(风机)运行转速明显低于工频电源之下，这样能尽量减少由于摩擦带来的电力损耗。最后变频技术是一种先进的现代自动化技术，自动化的运行能增加电力运行的可靠性，节省人力投入，从而实现了成本的节约。 【参考文献】 [1]赵斌，莫桂强.变频调速器在锅炉风机节能改造中的应用[J].广西电力. [2]吴民强.泵与风机节能技术问答[M].北京：中国电力出版社，1998. [3]梁学造，蔡泽发.异步电动机的降损节能 方法 [Z].湖南省电力工业局. 变频器应用技术论文参考范文篇二：《变频器技术改造实践与应用》 【摘要】介绍了锅炉风机电机以及补水泵、循环泵电机等设备变频器技术改造实例及应用，并对变频器调速改造中应注意的一些技术问题进行了论述。 【关键词】自动化控制;变频器;技术改造 1 锅炉风机电机应用变频器调速控制 以Ⅱ热水锅炉为例，每台锅炉配置引风机和鼓风机各六台，各电机主要技术参数如下： 型号 容量(KW) 电压(V) 额定电流(A) 引风机 Y280S4 75 380 鼓风机 Y200L4 30 380 57 在进行变频器改造以前，各风机在正常情况下的运行数据统计如下： 平均电流 最大电流 最小电流 引风机 142 145 139 鼓风机 59 63 57 首先选择在1#5#炉的鼓、引风机上进行改造尝试，并考虑到风机电机功率设计时配置，选择相匹配功率的变频器来控制电机，变频器的型号为ABB ACS51001157A4(引风机)、ZXBP30(鼓风机)，电压等级为380V，通过一段时间的运行测试，引风机工频电流由原来的平均140(A)下降到现在的平均95―110(A)，鼓风机工频电流由原来的平均57(A)下降到现在的平均30(A)节能效果相当显著，并且变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺的要求(主要是风压、风量、加减风的速率等)，电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。变频调速由安装在锅炉操作台上的启动、停机、转速调整开关进行远程控制，并可同DCS系统接口，通过DCS实现变频器的调速控制，变频调速装置还提供报警指示、故障指示、待机状态、运行状态、连锁保护等保护信息以及转速给定值和风机实际转速值等必要指示，以便操作人员进行操作控制。 2 补水泵、循环泵电机应用变频器进行调节控制 以2台补水泵、4台循环泵实际应用为例，其电动机的技术参数分别为： 序号 型号 功率 额定电流 流量 补水泵 1#泵 Y180M4 25 2#泵 Y180M4 25 循环泵 1#泵 Y315M14 132 237 630 2#泵 Y315M14 132 237 630 3#泵 Y315M14 132 237 630 4#泵 Y2315M4 132 630 正常补水时泵出力太大，紧急补水时一台泵又不能满足耗水需要，同时启动时出力又太大，连续供水补水效率高，效果也好。补水泵改用变频器调节补水，不仅仅在于考虑它对电机的节能效益，更重要的是从生产设备运行安全角度考虑，变频器选用富士FRN132P11S―4CX，电压等级为380V。 为充分利用变频器，采用1台变频器来实现两台电机的调速控制;2台补水泵均可实现变速、定速两种方式运行，变频器在同一时间只能作一台电机的变频电源，所以每台电机启动、停止必须相互闭锁，用逻辑电路控制，保证可靠切换，出口采用双投闸刀切换;2台补水泵工作时，其中一台由工频供电作定速运行，另一台由变频器供电作变速运行，同一台电机的变速、定速运行由交流接触器相互闭锁，即在变速运行时，定速合不上，如下图中，1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上;为确保工艺控制安全、可靠，变频器及两台电机的控制、保护、测量单元全部集中在就地控制柜内，控制调节通过屏蔽信号电缆引接到控制室; 图1 补水泵电机变频器接线，虚框内为改造增加部分3 变频器调速改造中应注意的一些技术问题 锅炉的安全运行是全队动力的根本保证，虽然变频调速装置是可靠的，但一旦出现问题，必须确保锅炉安全供热，所以，必须实现工频――变频运行的切换系统(旁路系统)，在生产过程中，采用手工切换如能满足设备运行工艺要求，建议尽量不要选用自动旁路，对一般的小功率电机，采用双投闸刀方式作为手动、自动切换手段也是比较理想的方法。 对于大惯量负荷的电机(如锅炉引风机)，在变频改造后，要注意风机可能存在扭曲共振现象，运行中，一旦发生共振，将严重损坏风机和拖动电机。所以，必须计算或测量风机――电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术 措施 (如设置频率跳跃功能避开共振点、软连接及机座加震动吸收橡胶等)。 采用变频调速控制后，如果变频器长时间运行在1/2工频以下，随着电机转速的下降，电机散热能力也下降，同时电机发热量也随之减少。所以电机的本身温度其实是下降的，仍旧能够正常运行而不至温度过高。 变频器不能由输出口反向送电，在电气回路设计中必须注意，如在补水泵和循环泵变频器改造接线图中，要求1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上，不仅要求在电气二次回路中实现电气的连锁，同时要求在机械上实现机构互锁，以确保变频器的运行安全。 低压变频器，由于体积较小，在改造中的安装地点选择比较容易些。选择变频器室位置，既要考虑离电机设备不能太远，又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器的安装和运行环境要求较高，为了使变频器能长期稳定和可靠运行，对安装变频器室的室内环境温度要求最好控制在0-40℃之间，如果温度超过允许值，应考虑配备相应的空调设备。同时，室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。 要保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接，保证人员和设备安全。为防止信号干扰，控制系统最好埋设独立的接地系统，对接地电阻的要求不大于4Ω。到变频器的信号线，必须采用屏蔽电缆，屏蔽线的一端要求可靠接地。 随着电力电子技术的发展，变频器的各项技术性能也得到拓宽和提高，在热电行业中，风机水泵类负荷较多，充分应用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前低压变频器，投资较低、效益高，一年左右就可以收回投资而被广泛应用。随着目前国产变频器的迅速发展，使得变频器的性能价格比大大提高，为利用变频器进行节能技术改造提供了更加广阔的前景。 参考文献： [1]王占奎.变频调速应用百例.北京：科学出版社出版， [2]吴忠智，吴加林.变频器应用手册.北京：机械工业出版社， 变频器应用技术论文参考范文篇三：《浅议变频调速技术的应用》 摘要：调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(IntelligentPowerModule)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。 关键词：变频器，控制技术，应用 电力电子技术诞生至今已近50年,他对人类的文明起了巨大的作用.近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其有益的 调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 1.变频调速技术的现状 电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。 国外现状 采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定: 市场有大量需求 随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。 功率器件发展迅速 变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交—交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为60000kW的设备用于抽水蓄能电站;在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电机风车,风机,水泵传动;在小功率变频调速技术方面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化。 IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外围的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。 控制理论和微电子技术的支持 在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。 国内现状 从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。 进入90年代,随着高性能单片机和数字信号处理的使用,国内学者紧跟国外最新控制策略,针对交流电机感应特点,采用高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测,在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了有益的基础研究。在新型电力电子器件应用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的变流主电路大大简化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并联、串联技术应用,使高电压、大电流变频器产品的生产及应用成为现实。在控制器件方面,实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。 因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。 2.变频调速技术未来发展的方向 变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变流器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变流器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。论文检测。 3变频调速技术的应用 纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。论文检测。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有 经验 表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。 有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450。2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25。论文检测。69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4。9倍,印度1。9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。 参考文献 [1]何庆华,陈道兵. 变频器常见故障的处理及日常维护[J]. 变频器世界, 2009, (04) . [2]龙卓珉,罗雪莲. 矩阵式变频调速系统抗干扰设计[J]. 变频器世界, 2009, (04) . 猜你喜欢： 1. 电气类科技论文 2. 电子应用技术论文 3. 电气控制与plc应用技术论文 4. 变频器应用技术论文 5. 变电运行技术论文 6. 光伏应用技术论文