導(dǎo)語：如何才能寫好一篇壓力管理論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文摘要：在社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，人們的工作壓力達(dá)到了前所未有的高度。企業(yè)中的壓力管理關(guān)系到員工的身心健康和企業(yè)的績(jī)效。本文在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料，對(duì)壓力、壓力源的概念及理論進(jìn)行了研究綜述。

引言

當(dāng)前快節(jié)奏的工作和生活，使人們的觀念、心理、行為發(fā)生了一系列的變化，產(chǎn)生了各種適應(yīng)或緊張癥等與壓力有關(guān)的疾病。壓力問題已經(jīng)開始引起社會(huì)各界的高度重視，已成為社會(huì)的焦點(diǎn)問題,有關(guān)壓力的研究已經(jīng)成為心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、社會(huì)學(xué)、管理學(xué)等共同關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng) 域。

在企業(yè)管理中，工作壓力管理已成為人力資源管理的一個(gè)重要方面。過度、持續(xù)的工作壓力不但是造成員工健康和安全隱患的重要問題，還會(huì)導(dǎo)致一些組織問題，如員工不滿、消極怠工、高離職率、缺勤和低生產(chǎn)率等。對(duì)壓力進(jìn)行管理，尤其是對(duì)工作壓力源的分析與探討極為必要。

一、壓力的內(nèi)涵和相關(guān)理論

1.基本概念的界定

(1)壓力

“壓力”這個(gè)詞對(duì)我們并不陌生，幾乎每個(gè)人都經(jīng)歷過壓力。它被廣泛地應(yīng)用在人們的生活和工作之中。對(duì)壓力的認(rèn)識(shí)最初源自物理學(xué)，是指物體受到試圖扭曲它的外力的作用，在其內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的力。以后對(duì)壓力的認(rèn)識(shí)擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。隨著工業(yè)化、城市化以及信息革命的發(fā)展，壓力的研究在強(qiáng)烈的社會(huì)需求推動(dòng)下，從醫(yī)學(xué)領(lǐng)域迅速擴(kuò)展到社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)等幾乎所有學(xué)科研究領(lǐng)域，引起如社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等許多學(xué)科專家的關(guān)注。關(guān)于壓力的定義也有很多種，綜合各界學(xué)者對(duì)壓力的定義，對(duì)壓力含義的界定總體上可以概括為刺激說、反應(yīng)說和刺激—反應(yīng)說三大類。

第一，刺激說。刺激說認(rèn)為壓力就是作用于個(gè)人的力量或刺激，從而導(dǎo)致人的緊張的反應(yīng)。這種定義借助物理科學(xué)中壓力的定義，認(rèn)為壓力是某些可能會(huì)導(dǎo)致分裂性結(jié)果的特質(zhì)或事件。把壓力看成是人對(duì)外界的刺激所引起的生理的緊張、恐懼等，強(qiáng)調(diào)的是人的一種生理反應(yīng)，認(rèn)為人們所承受的壓力是有限的，當(dāng)壓力超過人所能承受的極限時(shí)，將會(huì)造成永久的破壞。這是早期對(duì)壓力分析的觀點(diǎn)。這種觀點(diǎn)的主要代表有Weiss等。刺激說的觀點(diǎn)主要集中注意于壓力刺激的實(shí)質(zhì)，關(guān)心壓力的來源是什么。主要強(qiáng)調(diào)了壓力的外部因素，而較少考慮到個(gè)人對(duì)壓力程度的感知和評(píng)價(jià)，也沒有注意到對(duì)壓力反應(yīng)的處理策略。

第二，反應(yīng)說。反應(yīng)說把壓力看做是個(gè)體對(duì)某些刺激物的反應(yīng)，是由于環(huán)境刺激物的影響，使人們呈現(xiàn)出的一種心理的反應(yīng)。這一理論強(qiáng)調(diào)壓力是個(gè)體對(duì)環(huán)境要求的一種反應(yīng)，而不是外界環(huán)境對(duì)個(gè)體的一種壓力。把壓力看成是人的主觀感受，著眼于人們對(duì)待壓力的體驗(yàn)和認(rèn)知，并且認(rèn)為壓力是以反應(yīng)為基礎(chǔ)的模式，它強(qiáng)調(diào)人的心理和精神方面。

第三，刺激—反應(yīng)說。刺激—反應(yīng)說認(rèn)為壓力是個(gè)體與壓力源之間一個(gè)相互作用的過程，個(gè)體感受到的壓力來源于個(gè)體對(duì)情境的察覺和評(píng)估，不同的人在不同的時(shí)期對(duì)壓力的感受不同。根據(jù)刺激—反應(yīng)說，壓力是個(gè)人特征和環(huán)境刺激物之間相互作用的后果，是形成個(gè)體生理心理及行為反應(yīng)的過程。不僅包括環(huán)境刺激造成的緊張也包括人們對(duì)環(huán)境刺激的主觀反應(yīng)，更重要的是它還包括個(gè)體特征差異及對(duì)待壓力策略的其他因素。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的認(rèn)知過程，它全方位、多視角地考察了個(gè)人特征與外界刺激之間的相互作用、相互影響的關(guān)系。

(2)工作壓力

在企業(yè)壓力管理中，我們以研究工作壓力為主。在本文中，壓力即指工作壓力。工作壓力（WorkStress）概念是從壓力定義衍生而來，簡(jiǎn)單來說是指當(dāng)壓力發(fā)生在工作場(chǎng)所時(shí)就稱之為工作壓力。我國(guó)學(xué)者徐長(zhǎng)江（1999）把工作壓力定義為：在工作環(huán)境中，使個(gè)人目標(biāo)受到威脅的壓力源長(zhǎng)期地、持續(xù)地作用于個(gè)體，在個(gè)體及應(yīng)付行為的影響下，形成一系列生理、心理和行為的反應(yīng)過程。工作壓力概念有廣義和狹義之分。廣義上的工作壓力包括個(gè)體在工作情境中體驗(yàn)到的壓力和來自工作場(chǎng)所之外的對(duì)工作產(chǎn)生影響的壓力，而狹義的工作壓力僅為工作情境中的壓 力。

2.有關(guān)壓力研究的理論

壓力管理研究在西方已經(jīng)近100年，研究者從不同角度提出了有關(guān)壓力管理的相關(guān)理論。

(1)壓力主體特征理論

壓力主體特征學(xué)說認(rèn)為壓力的產(chǎn)生與個(gè)人的某些主體特征，特別是主體的需求與能力有關(guān)，當(dāng)個(gè)體有較高的需求與期望發(fā)生，但又感到自我能力有所不及時(shí)，就會(huì)在行為活動(dòng)過程中感到壓力。這一學(xué)說思想強(qiáng)調(diào)了個(gè)人主觀因素，特別是需求與能力對(duì)于壓力形成于反應(yīng)過程中的重要影響，解釋了不同個(gè)體在同樣壓力環(huán)境中的個(gè)別差異原 因。

(2)個(gè)體—環(huán)境匹配理論

個(gè)體—環(huán)境匹配理論或稱為P-E模式，該理論認(rèn)為環(huán)境變量和個(gè)人相關(guān)特征決定壓力是否會(huì)產(chǎn)生。French和Caplan(1972)提出的這一理論是工作壓力領(lǐng)域中運(yùn)用最多、得到最廣泛接受的理論之一。French等人認(rèn)為引起壓力的原因不是單純的環(huán)境因素或個(gè)人因素，而是個(gè)人和環(huán)境相聯(lián)系的結(jié)果。工作的壓力是由于個(gè)體能力與工作要求不匹配(misfit)。只有當(dāng)個(gè)性特征與工作環(huán)境相匹配(fit)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)較好的適應(yīng)(3)工作需求—控制理論

Karasek(1979)提出的工作需求—控制模式(簡(jiǎn)稱JD-C模式)也是研究工作壓力的一個(gè)很有影響的理論模式。Karasek以大量有關(guān)職務(wù)再設(shè)計(jì)和員工壓力的研究為基礎(chǔ)建立了JD-C模式，從工作特征出發(fā)，對(duì)工作壓力做出解釋和預(yù)測(cè)。所以它還被稱為工作壓力模式。Karasek認(rèn)為工作壓力來源于工作本身所包含的兩個(gè)關(guān)鍵特征，即工作要求和工作控制的共同影響。它包含兩個(gè)基本假設(shè)：

①高工作要求，低工作控制導(dǎo)致高工作壓力。

②當(dāng)工作要求和工作控制均處于高水平時(shí)，工作動(dòng)機(jī)增強(qiáng)，因此有利于提高員工的工作績(jī)效和工作滿意度。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，這一模式中又加入了一個(gè)社會(huì)維度：社會(huì)支持，使這一模式成為工作需求—控制支持模式(簡(jiǎn)稱JDCS模式)。

(4)認(rèn)知交互作用理論

認(rèn)知交互作用理論是一個(gè)以認(rèn)知評(píng)價(jià)過程為基礎(chǔ)的工作壓力模式。該理論提出者是美國(guó)心理學(xué)家RichardS.Lazarus。Lazarus認(rèn)為在壓力源與壓力反應(yīng)之間存在著兩個(gè)階段的認(rèn)知評(píng)價(jià)過程。個(gè)體首先要評(píng)價(jià)外界事件是否具有挑戰(zhàn)性或威脅，然后對(duì)自己所能獲得的應(yīng)對(duì)資源如個(gè)人能力和社會(huì)支持等進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)個(gè)體認(rèn)為后者不足以應(yīng)對(duì)外界的威脅性事件時(shí)，工作壓力便產(chǎn)生了。

Lazarus認(rèn)為傳統(tǒng)的工作壓力研究將環(huán)境條件和個(gè)體特點(diǎn)看做是分離的和不變的，沒有正確地描述工作壓力的問題。個(gè)體—環(huán)境匹配理論雖然比傳統(tǒng)理論的思維推進(jìn)了一步，通過對(duì)個(gè)體和環(huán)境之間的關(guān)系來考慮工作壓力產(chǎn)生的原因，但這一理論的問題是它仍然把個(gè)體和環(huán)境都看做是靜止的、不變的。Lazarus(1995)認(rèn)為，壓力不是個(gè)人特點(diǎn)的產(chǎn)物，也不是環(huán)境的產(chǎn)物，壓力的產(chǎn)生是某一種環(huán)境與某一種人所做的對(duì)環(huán)境所可能產(chǎn)生的威脅的評(píng)價(jià)結(jié)合的結(jié)果。在交互理論中，壓力是一個(gè)過程，這一過程隨著時(shí)間和面臨的任務(wù)而產(chǎn)生變化。個(gè)體和環(huán)境的關(guān)系，以及個(gè)體與環(huán)境的匹配程度，無論在時(shí)間上、工作任務(wù)或活動(dòng)上，都不是固定不變的。由于這一理論對(duì)數(shù)據(jù)的涵蓋性和易檢驗(yàn)性，使得它受到很多工作壓力研究領(lǐng)域者的重 視。

二、壓力源及其理論研究

1.壓力源概念

壓力源即壓力的來源，又稱應(yīng)激源或緊張性刺激。是指導(dǎo)致壓力的刺激、事件或環(huán)境，可以是外界物質(zhì)環(huán)境、個(gè)體的內(nèi)在環(huán)境及心理社會(huì)環(huán)境，主要包括兩部分，即生活壓力源和工作壓力源。

工作壓力源包括導(dǎo)致工作壓力反應(yīng)的情緒、刺激、活動(dòng)等。是員工在工作活動(dòng)中所承受的對(duì)其身心活動(dòng)造成一定影響的外在刺激因素，是個(gè)體對(duì)工作壓力感知的一種主觀評(píng)價(jià)。它是改變個(gè)體心理和身體健康狀態(tài)的主要原因。構(gòu)成壓力源的因素很多，各個(gè)因素之間會(huì)相互影響，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)，當(dāng)個(gè)體長(zhǎng)期處于這些壓力源系統(tǒng)中，不僅僅是對(duì)他個(gè)人，對(duì)組織也同樣會(huì)帶來消極影響。在壓力管理過程中，了解壓力源是基礎(chǔ)。所以工作壓力源成為研究者和實(shí)踐者關(guān)注的重點(diǎn)。

2.壓力源研究的理論回顧

Weiss(1976)認(rèn)為工作組織中的壓力源主要有：工作本身因素；組織中的角色；職業(yè)發(fā)展；組織結(jié)構(gòu)與組織風(fēng)格；組織中的人際關(guān)系。

Whettent和Cameron把壓力源歸納為時(shí)間壓力、互動(dòng)壓力、情景壓力和期望壓力四個(gè)方面。

Cooper，C.L.和Marshall(1978)對(duì)白領(lǐng)工作人員的工作壓力研究認(rèn)為，工作壓力源主要有：工作本身因素、組織中的角色、工作中的關(guān)系、職業(yè)發(fā)展、組織結(jié)構(gòu)和組織傾 向。

Ivancevich和Matteson(1980)借鑒了以前的研究成果，認(rèn)為工作壓力源可分為組織內(nèi)部壓力源和組織外部壓力源兩部分，強(qiáng)調(diào)了個(gè)體差異和個(gè)人對(duì)壓力感知的影響作用。他們把壓力源分為五個(gè)基本類型：生理?xiàng)l件、個(gè)人層面、團(tuán)隊(duì)層面、組織層面和組織外因素。其中，個(gè)人層面涉及角色和職業(yè)發(fā)展，組織層面包括組織傾向、組織結(jié)構(gòu)、工作設(shè)計(jì)和任務(wù)特征。

Hendrix，W.H.（1995）等人的研究中，將引起壓力的因素分為3類：組織內(nèi)部的因素、組織外因素和個(gè)人特 征。

Summers，T.P（1995）等人將引發(fā)工作壓力的原因分為四類：個(gè)體因素特點(diǎn)、組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、組織過程特點(diǎn)、角色特點(diǎn)。

羅賓斯((1997)確認(rèn)了三種類型的潛在的壓力源：環(huán)境、組織和個(gè)人壓力因素，并認(rèn)為這三種因素是否會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)壓力感的形成取決于個(gè)體差異(如工作經(jīng)驗(yàn)、個(gè)人認(rèn)知等)。環(huán)境因素包括經(jīng)濟(jì)、政治和技術(shù)的不確定性；組織因素包括任務(wù)要求、角色要求、人際關(guān)系要求、組織結(jié)構(gòu)、組織領(lǐng)導(dǎo)作風(fēng)和組織生命周期；個(gè)人因素則包括家庭問題、經(jīng)濟(jì)問題和個(gè)性特點(diǎn)。

近幾年，我國(guó)對(duì)工作壓力源的研究比較多，研究的內(nèi)容主要有兩方面，一類是通過調(diào)查，對(duì)某一行業(yè)、某一崗位的工作者的壓力源進(jìn)行識(shí)別；另一類是以壓力源中的某一變量為研究對(duì)象，剖析該變量與其他變量的關(guān)系。

第一種研究所涉及的對(duì)象包含了各個(gè)行業(yè)、崗位的工作者，有醫(yī)生、教師、公務(wù)員、科技工作者、知識(shí)型員工、經(jīng)理人員等，基本上都是通過問卷調(diào)查的形式對(duì)該類工作者的工作壓力源進(jìn)行了分析，也有的學(xué)者只做了定性分 析。

張繼紅（2005）通過對(duì)航天科技人員工作壓力與績(jī)效的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)航天科技人員所承受的工作壓力主要來自于“工作環(huán)境”、“工作角色”、“組織、人際關(guān)系”、“工作回報(bào)”和“工作時(shí)間”五個(gè)方面。

舒曉兵（2006）對(duì)我國(guó)國(guó)有企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)管理人員的工作壓力源進(jìn)行了比較和分析。

趙春燕（2007）對(duì)國(guó)有企業(yè)、外資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)三類研發(fā)人員的工作壓力狀況進(jìn)行比較研究。

第二種研究一般就工作壓力源中的不同變量之間的關(guān)系進(jìn)行研究，以進(jìn)一步明確工作壓力源中的變量之間是否相互影響及影響程度。馬可一(2000)在工作情景中認(rèn)知資源與職業(yè)關(guān)系的研究中，把管理人員的工作壓力分為任務(wù)壓力、競(jìng)爭(zhēng)壓力、人際壓力和環(huán)境壓力四個(gè)部分。

湯毅暉（2004）對(duì)管理人員工作壓力源、控制感、應(yīng)對(duì)方式與心理健康的關(guān)系進(jìn)行研究，探討工作壓力源、控制感、應(yīng)對(duì)方式和心理健康關(guān)系。

曹靜（2005）研究管理人員工作壓力源與工作倦怠的關(guān)系及其影響因素。其中將應(yīng)對(duì)方式和社會(huì)支持作為中介變量同時(shí)引入工作壓力源—工作倦怠的研究。

弋敏（2007）對(duì)知識(shí)型員工工作壓力實(shí)證研究，知識(shí)型員工的主要工作壓力源分別為工作任務(wù)、工作背景和氛圍、職業(yè)發(fā)展、人際關(guān)系及組織結(jié)構(gòu)和文化。

三、壓力源的測(cè)量

工作壓力的準(zhǔn)確測(cè)量是研究工作壓力管理的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)目前尚未研制出較為成熟的工作壓力測(cè)量工具，大多直接借鑒使用國(guó)外的壓力測(cè)量工具。比較有影響的、廣泛使用的工作壓力測(cè)量工具主要有：

1.職業(yè)壓力指標(biāo)量表(OSI)

職業(yè)壓力指標(biāo)量表是CooperSloan和Williams于1988年設(shè)計(jì)的測(cè)量工作壓力的一個(gè)指標(biāo)體系。它從壓力源、個(gè)性特征、控制源、應(yīng)對(duì)策略、工作滿意度、生理健康狀況和心理健康狀況七個(gè)方面來全方位地衡量工作壓力狀況。

2.McLean’s工作壓力問卷

McLean’s工作壓力量表中的問卷是美國(guó)心理學(xué)家McLean教授編制的。該問卷由應(yīng)對(duì)能力、工作滿意度和工作壓力源三個(gè)量表組成。

3.工作內(nèi)容問卷

著名的工作壓力JD-C模式的提出者Karasek教授于20世紀(jì)70年代研制了工作內(nèi)容問卷。該問卷原用于工作壓力與高血壓、心臟病的關(guān)系研究，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)職業(yè)人群的工作壓力水平。

4.工作控制問卷

工作控制問卷是美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所的Hurrell和McLaney于1988年研制的，該問卷主要從工作壓力源的角度來衡量個(gè)體面臨的壓力，調(diào)查內(nèi)容與個(gè)體對(duì)工作情境中的人、事、物的控制程度密切相關(guān)。

5.職業(yè)壓力問卷調(diào)整版（OSI-R）

職業(yè)壓力調(diào)查量表最早是由Osipow于1981年設(shè)計(jì)的工作壓力測(cè)量問卷，經(jīng)過20年的使用和反復(fù)修訂完善，于1998年重新推出了該量表的調(diào)整版本。OSI-R量表由職業(yè)角色問卷、個(gè)體緊張反應(yīng)問卷和個(gè)體能力問卷三個(gè)量表構(gòu)成，共有140個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。

6.工作壓力量表

Paker和Decotiis（1983）編制的工作壓力量表，已在許多研究中得到使用，并被證明具有較高的信度和效 度。

目前國(guó)內(nèi)還沒有較為成熟的工作壓力測(cè)試工具，研究者大多是借鑒和使用國(guó)外的壓力測(cè)量工具，但還有部分學(xué)者在對(duì)我國(guó)不同行業(yè)職員工作壓力的研究中，結(jié)合國(guó)情和行業(yè)特點(diǎn)，在傳統(tǒng)測(cè)試工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和完善，設(shè)計(jì)出了新的壓力測(cè)量工具。

四、研究展望

綜上所述，各種理論從不同的側(cè)面分析了壓力的形成，如何將上述工作壓力理論加以綜合考慮，以期能完整解釋實(shí)際的工作壓力現(xiàn)象，這值得進(jìn)一步研究。

現(xiàn)實(shí)生活中極少有純粹的單一性壓力源，多數(shù)壓力源都包含兩種以上的因素，幾種壓力源之間既互相區(qū)別又互相聯(lián)系，今后對(duì)壓力源的研究，一般都應(yīng)該把幾種壓力源作為整體加以考慮。

不同的壓力源測(cè)量工具，對(duì)企業(yè)的壓力管理提供了指導(dǎo)。早期的壓力研究較多采用橫切面法,最近的壓力研究中注意更多運(yùn)用縱向研究設(shè)計(jì)。

壓力管理中的相關(guān)理論，幾乎都是以國(guó)外特別是西方企業(yè)文化為背景的,這些理論和模型在我國(guó)企業(yè)文化背景下的適用性有待進(jìn)一步驗(yàn)證和深入研究。

作者單位：首都經(jīng)貿(mào)大學(xué)

北京服裝學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：性能帶變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)穩(wěn)態(tài)特性

1前言

汽車空調(diào)系統(tǒng)的無級(jí)變排量搖板式壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱變排量壓縮機(jī))摒棄了傳統(tǒng)的離合器啟閉壓縮機(jī)調(diào)節(jié)方式，可以根據(jù)車內(nèi)負(fù)荷變化改變搖板角度和活塞行程，實(shí)現(xiàn)了汽車空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，不會(huì)引起汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周期性的負(fù)荷變化，車內(nèi)環(huán)境熱舒適性好，降低能耗，節(jié)約燃油[1,2]。但是在由變排量壓縮機(jī)和熱力膨脹閥組成的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩[3,4]和蒸發(fā)器結(jié)霜現(xiàn)象，為了解決這些問題，必須對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行分析。

只有很少研究者對(duì)變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)特性進(jìn)行過分析。Inoue等人[3]在對(duì)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中七缸變排量壓縮機(jī)和熱力膨脹閥的匹配問題進(jìn)行了試驗(yàn)研究，但是沒有理論分析。Lee等人[5]對(duì)變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，但是認(rèn)為在變活塞行程情況下參數(shù)是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

本文在變排量壓縮機(jī)穩(wěn)態(tài)模型基礎(chǔ)上，建立變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，然后對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析。

2系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型

變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)由變排量壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和儲(chǔ)液干燥器、熱力膨脹閥以及連接管道組成，制冷劑采用R134a。為簡(jiǎn)化模型，忽略各連接管道的壓力損失和熱損失。與定排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)最大的不同是變排量壓縮機(jī)，所以重點(diǎn)介紹變排量壓縮機(jī)模型建立。

2.1變排量壓縮機(jī)模型

本文研究的壓縮機(jī)為五缸變排量搖板式壓縮機(jī)，其排量可以在每轉(zhuǎn)10cm3到156cm3范圍內(nèi)無級(jí)變化。根據(jù)變排量壓縮機(jī)的控制機(jī)理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，圖1給出了壓縮機(jī)模型關(guān)系圖。首先建立控制閥數(shù)學(xué)模型從而確定搖板箱壓力Pw隨排氣壓力Pd和吸氣壓力Ps的變化規(guī)律，然后建立壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)力學(xué)模型確定活塞行程Sp與排氣壓力、吸氣壓力、搖板箱壓力和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速Nc的關(guān)系，再通過壓縮過程模型由排氣壓力、吸氣壓力、吸氣溫度、活塞行程和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來確定壓縮機(jī)制冷劑流量Mr和排氣溫度，這樣以上三個(gè)模型就組成了變排量壓縮機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型。

圖1壓縮機(jī)模型關(guān)系圖

根據(jù)我們的研究發(fā)現(xiàn)，變排量壓縮機(jī)由于活塞行程減小時(shí)運(yùn)動(dòng)部件（如軸套同主軸之間）的摩擦力矩與活塞行程增大時(shí)相反，活塞行程減小時(shí)摩擦力矩與吸氣壓力形成的力矩同向，行程增大時(shí)摩擦力矩與吸氣壓力形成的力矩反向，所以行程增大時(shí)臨界吸氣壓力（活塞行程剛要增大時(shí)的吸氣壓力）Ps,cu大于行程減小時(shí)臨界吸氣壓力Ps,cd。當(dāng)Ps,cd≤Ps≤Ps,cu，壓縮機(jī)出現(xiàn)了一個(gè)“調(diào)節(jié)滯區(qū)”，活塞行程Sp不會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)控制閥的數(shù)學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)力學(xué)模型，可以計(jì)算出不同排氣壓力、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和搖板角下行程增加和行程減小時(shí)臨界吸氣壓力，并擬合出行程減小時(shí)和行程增加時(shí)的臨界吸氣壓力與排氣壓力、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和活塞行程的如下關(guān)系式：

（1）

（2）

式中，Pd0為基準(zhǔn)排氣壓力，Ad(α,Nc)，Bd(α,Nc)，Au(α,Nc)，Bu(α,Nc)是與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速Nc和搖板角а有關(guān)的系數(shù)。

根據(jù)壓縮機(jī)幾何關(guān)系，可以導(dǎo)出活塞行程Sp與搖板角а的關(guān)系式，則公式（1）和（2）給出了活塞行程與排氣壓力、吸氣壓力和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

壓縮機(jī)流量和出口焓值可用下式計(jì)算：

（3）

（4）

最大活塞行程情況下的容積效率和指示效率計(jì)算公式根據(jù)我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到。在部分活塞行程情況下，我們提出相對(duì)容積效率和相對(duì)指示效率的概念。相對(duì)容積效率是部分行程的容積效率同相同工況與轉(zhuǎn)速下最大行程容積效率之比，而相對(duì)指示效率是相同工況和轉(zhuǎn)速下部分行程指示效率與最大行程指示效率之比。我們的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)工況對(duì)相對(duì)容積效率和相對(duì)指示效率的影響可以忽略不計(jì)。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以擬合出相對(duì)容積效率和相對(duì)指示效率計(jì)算公式如下：

（5）

（6）

公式（1）～（6）就組成了變排量壓縮機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，可以由排氣壓力、吸氣壓力、吸氣溫度、活塞行程和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來確定壓縮機(jī)制冷劑流量和排氣溫度。

2.2其它部件模型

本文研究的蒸發(fā)器為四通道五列管片式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器長(zhǎng)0.2625m,高0.228m，厚0.084m,外表面?zhèn)鳠崦娣e5.5m2。蒸發(fā)器穩(wěn)態(tài)模型采用集總參數(shù)法，將蒸發(fā)器分為兩相區(qū)和過熱區(qū)兩個(gè)區(qū)域。

考慮到汽車空調(diào)部件組成特點(diǎn)和求解方便，將冷凝器和儲(chǔ)液干燥器組合在一起，儲(chǔ)液干燥器作為冷凝器過冷區(qū)的一部分。本文研究的冷凝器為平行流冷凝器，傳熱管為多孔矩形通道扁管，13/9/7/5通道分布,冷凝器長(zhǎng)0.35m，高0.56m,厚0.02m,外表面?zhèn)鳠崦娣e5.58m2。冷凝器穩(wěn)態(tài)模型采用集總參數(shù)法，將冷凝器分為過熱區(qū)、兩相區(qū)和過冷區(qū)三個(gè)區(qū)域。

熱力膨脹閥為交叉充注吸附式H型球型快開閥,公稱容量為2冷噸。通過熱力膨脹閥閥桿受力方程得出閥開度，采用熱力膨脹閥流量計(jì)算公式計(jì)算流經(jīng)熱力膨脹閥的制冷劑流量。

將變排量壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和儲(chǔ)液干燥器和熱力膨脹閥四個(gè)部件穩(wěn)態(tài)模型按照部件進(jìn)出口參數(shù)關(guān)系有機(jī)結(jié)合，就組成了變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型。

2.3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型驗(yàn)證

圖2為處于行程減小和增大臨界狀態(tài)不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果的比較，試驗(yàn)條件：在Teai＝25℃，Tcai=33℃，蒸發(fā)器高檔風(fēng)速，冷凝器迎面風(fēng)速2.8m/s。按照試驗(yàn)條件對(duì)蒸發(fā)壓力Pe和制冷量Qe隨Nc的變化進(jìn)行了模擬計(jì)算。

（a）Pe-Nc關(guān)系圖（b）Qe-Nc關(guān)系圖

篇3

特別是農(nóng)村電網(wǎng)改造專項(xiàng)投入的增加，供電電壓質(zhì)量有了明顯提高，但此過程中也出現(xiàn)了許多新情況、新問題，這些問題在個(gè)別單位還比較嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在以下方面。

一是低電壓治理規(guī)劃不科學(xué)。個(gè)別地區(qū)低電壓治理沒有規(guī)劃，沒有統(tǒng)籌考慮所轄供電區(qū)域中低電壓?jiǎn)栴}，沒有認(rèn)真分析低電壓出現(xiàn)的原因，簡(jiǎn)單將低電壓原因歸結(jié)于變壓器容量小、供電線路健康水平低等，從而使低電壓治理方案缺乏科學(xué)性、針對(duì)性和實(shí)用性。

二是低電壓治理工程項(xiàng)目立項(xiàng)不科學(xué)。有些企業(yè)在制定投資計(jì)劃時(shí)，工作不深入，項(xiàng)目的立項(xiàng)僅僅依靠供電所的上報(bào)數(shù)據(jù)和公司的可投入資金，先將項(xiàng)目資金數(shù)量明確，然后以供電所上報(bào)的改造項(xiàng)目為準(zhǔn)，個(gè)別供電所甚至讓農(nóng)電員工自己上報(bào)改造臺(tái)區(qū)或線路，或者依據(jù)與行政村的關(guān)系確定臺(tái)區(qū)和線路改造與否。出現(xiàn)一個(gè)臺(tái)區(qū)五年改四次、另一個(gè)臺(tái)區(qū)十年沒有改一次的狀況。

三是低電壓治理項(xiàng)目設(shè)計(jì)不科學(xué)。目前臺(tái)區(qū)線路改造標(biāo)準(zhǔn)不符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況比較突出，在制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有體現(xiàn)實(shí)事求是的差異性，盲目按照上級(jí)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有進(jìn)行投資技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)超高現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)。

四是低電壓治理項(xiàng)目建設(shè)過程管理不科學(xué)。工程建設(shè)監(jiān)理不嚴(yán)，個(gè)別工程沒有進(jìn)行全過程管理，沒有按圖施工，施工隨意性大，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督缺失，驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致供電設(shè)備解決舊問題的同時(shí)出現(xiàn)了新問題，設(shè)備帶病投入運(yùn)行，為電網(wǎng)安全運(yùn)行埋下隱患。

五是電壓質(zhì)量的改善出現(xiàn)了新問題。過去電壓質(zhì)量不合格的情況中，主要問題是電壓低，特別是在比較偏僻的地區(qū)，人們基本的照明也不能保證，電氣設(shè)備無法正常工作。經(jīng)過中低壓電網(wǎng)建設(shè)改造，整體電壓合格率有了明顯提升，電壓不合格主要問題表現(xiàn)為局部電壓超上限，電壓超下限的問題數(shù)明顯減少。

二、總結(jié)

篇4

沈陽(yáng)金通汽車公司要求“金通燃?xì)夤芫€”的壓力始終保持在80-90kPa之間，沈陽(yáng)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)一般都在50kPa左右，顯然不能滿足金通公司的用氣要求。2000年6月到11月沈陽(yáng)市煤氣總公司和上海市公用事業(yè)研究所在現(xiàn)有工況的基礎(chǔ)上，因地制宜開發(fā)了“燃?xì)夤芫€壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)”經(jīng)半年多的實(shí)際運(yùn)行滿足了金通用氣要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。

一、燃?xì)夤芫€壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、燃?xì)夤芫€壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

(1)實(shí)際工況：沈陽(yáng)市煤氣總公司儲(chǔ)配站有一座15萬立方米干式氣罐；四臺(tái)壓送機(jī)，其中二臺(tái)12000米3/時(shí)，二臺(tái)7200米3/時(shí)；2200公里城市管網(wǎng)；管網(wǎng)壓力在用氣低峰時(shí)處在50kPa以下，用氣高峰時(shí)保持在50kPa以上?！敖鹜ㄈ?xì)夤芫€”0．8公里，口徑DN300與壓送機(jī)出口連接，并與城市管網(wǎng)相通；

(2)工藝設(shè)計(jì)方案：由于“金通燃?xì)夤芫€”口徑小，管線短，用氣量少，但需要壓力高；而城市管網(wǎng)口徑大，管線長(zhǎng)，用氣量大，可以在“金通燃?xì)夤芫€”與城市管網(wǎng)之間加裝一個(gè)閥門，平時(shí)開一臺(tái)壓送機(jī)，很容易提升“金通燃?xì)夤芫€”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去；

(3)設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)：

第一、投資少，只要增加一臺(tái)能根據(jù)壓力而自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟度的電動(dòng)閥門，如采用變頻電機(jī)等調(diào)壓方法其投資都比這種方案大得多；

第二、城市管網(wǎng)的可容性很大，通過城市管網(wǎng)卸壓不會(huì)造成城市管網(wǎng)壓力的急劇變化；

第三、平時(shí)只開一臺(tái)壓送機(jī)足以保證“金通燃?xì)夤芫€”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去可以少量提高城市管網(wǎng)壓力，減少用氣高峰時(shí)開動(dòng)壓送機(jī)的臺(tái)數(shù)；

2、系統(tǒng)組成和各部分功能

根據(jù)工藝方案形成的燃?xì)夤芫€壓力自動(dòng)監(jiān)控系由壓送機(jī)、電動(dòng)閥門、管線壓力變送器、壓力自動(dòng)監(jiān)控儀和輔助電器組成：

(1)壓送機(jī)是金通管線的升壓設(shè)備，將儲(chǔ)氣罐的燃?xì)鈮核瓦M(jìn)金通管線，提高管線壓力；

(2)電動(dòng)閥門是調(diào)節(jié)管線壓力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，金通管線壓力高時(shí)，電動(dòng)閥門受控開啟，將壓力卸放到城市管網(wǎng)，金通管線壓力低時(shí)，電動(dòng)閥門受控關(guān)閉，提高金通管線壓力，通過閥門開啟度的變化來調(diào)節(jié)金通管線的壓力；

(3)管線壓力變送器是系統(tǒng)監(jiān)控管線壓力的一次儀表，一方面檢測(cè)和顯示管線壓力情況，另一方面為壓力自動(dòng)監(jiān)控儀提供管線壓力監(jiān)控依據(jù)；

(4)壓力自動(dòng)監(jiān)控儀是管線壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的心臟，它接受壓力變送器的信號(hào)，根據(jù)使用者預(yù)先設(shè)定的工況參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，控制電動(dòng)閥門的開啟度從而調(diào)節(jié)管線壓力穩(wěn)定在需要的范圍內(nèi)。壓力自動(dòng)監(jiān)控儀設(shè)定參數(shù)在壓力變送器量程范圍內(nèi)(0～160kPa)可設(shè)定上上限、上限、下限、下下限四點(diǎn)五段，線區(qū)》lkPa，響應(yīng)速度1秒鐘；

3、系統(tǒng)自控運(yùn)行基本原理

在壓送機(jī)開機(jī)情況下，壓力自動(dòng)監(jiān)控儀檢測(cè)到金通管線壓力低于下下限時(shí)，指令電閥關(guān)閉，電閥緩慢關(guān)閉過程中金通管線壓力隨之上升，到達(dá)下限時(shí)指令電閥停止，由于壓送機(jī)仍在加壓金通管線壓力繼續(xù)上升，金通管線壓力到達(dá)上上限時(shí)壓力自動(dòng)監(jiān)控儀指令電閥開啟，電閥緩慢開啟過程中壓送機(jī)管線壓力隨之下降，到達(dá)上限時(shí)指令電閥停止。壓送機(jī)每小時(shí)的壓送量基本穩(wěn)定，如果金通用氣量也基本穩(wěn)定，那么經(jīng)過幾次調(diào)整，閥門開啟度就會(huì)穩(wěn)定在某個(gè)數(shù)值，金通管線壓力也會(huì)穩(wěn)定在原設(shè)置的數(shù)值內(nèi)；如果金通用氣量產(chǎn)生波動(dòng)，自控系統(tǒng)重新調(diào)整達(dá)到新的平衡；

二、燃?xì)夤芫€壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)

1、壓力變送器：采用中日合資橫河儀表公司生產(chǎn)的EJA壓力變送器，其主要特點(diǎn)是精度高(±0．075％)、穩(wěn)定性好、對(duì)環(huán)境要求低且免維護(hù)，有LED四位數(shù)顯，符合長(zhǎng)期連續(xù)使用的要求；

2、電動(dòng)閥門：雙閘板燃?xì)鈱Ｓ瞄y門，配用隔爆型電動(dòng)裝置，具有限位控制、過轉(zhuǎn)矩控制、運(yùn)行指示和開啟度信號(hào)輸出等功能；

3、壓力監(jiān)控柜：集檢測(cè)和控制于一體的立柜，主要功能有

A、采集金通管線壓力變送器信號(hào)；

B、采集閥門全開、全關(guān)、過轉(zhuǎn)矩和開啟度信號(hào)；

C、根據(jù)設(shè)置要求自動(dòng)控制電閥開、停、關(guān)；

D、輸出電閥開、關(guān)動(dòng)力源；

E、RS232接口與上位計(jì)算機(jī)連機(jī)；

F、LED四位數(shù)顯金通管線壓力、電動(dòng)閥門開啟度，燈光顯示電閥開、停、動(dòng)、關(guān)和壓力越上上限、上限、下限、下下限，壓力越上上限、下下限時(shí)拌有聲響報(bào)警信號(hào)；

4、系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)：

A、系統(tǒng)采用單片微機(jī)技術(shù)，軟件采用匯編語言和MBASIC混編方法，適用于功能比較專一的設(shè)計(jì)要求，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠；編制的基本程序固定在EPROM內(nèi)，增加運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)工況設(shè)置參數(shù)采用功能鍵，其內(nèi)部采用可擦寫的E2pROM芯片，具有靈活性，適應(yīng)各種需要；

B、壓力自動(dòng)監(jiān)控儀采集信號(hào)、設(shè)置、運(yùn)算等都是弱電，而拖動(dòng)電動(dòng)閥門卻是強(qiáng)電，以弱控強(qiáng)在理論上是可行的，但在實(shí)踐中往往會(huì)碰到一些問題，主要是干擾問題。在解決干擾問題中采取多種措施并用的辦法，主要是繼電器隔離、對(duì)干擾源增加吸收電路、電抗性元件遠(yuǎn)離弱電部分、提高儀器抗干擾能力、軟件部分利用其智能性濾除干擾等；

C、系統(tǒng)在整體設(shè)計(jì)中考慮工況實(shí)際需要采用一用一備、人工、自動(dòng)切換、燈光顯示和聲音報(bào)警等多種功能；

三、編后語

1、本系統(tǒng)經(jīng)過半年多的運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，說明原設(shè)計(jì)思路是正確的、可行的，現(xiàn)在進(jìn)行總結(jié)以完善和提高系統(tǒng)水平；

篇5

在分析工作原理與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的力學(xué)分析模型。針對(duì)電動(dòng)功率為1kw的R410A房間空調(diào)器用轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的動(dòng)力性能進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)比較適合處理HFC類制冷工質(zhì)；轉(zhuǎn)缸的摩擦損失較大，克服此缺點(diǎn)將是提高該壓縮機(jī)效率的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；空調(diào)器；動(dòng)力性能；R410A

HFC類制冷劑不含氯原子，會(huì)使壓縮機(jī)性能降低，因此在開發(fā)新一代R410A旋轉(zhuǎn)壓縮時(shí)，要求運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，滑板的滑動(dòng)速度和承受的壓力差盡可能低，以保證機(jī)器具有較高的可靠性和效率。根據(jù)這一思路，二十世紀(jì)90年代末開發(fā)出了轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)[1]。本文旨在建立轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的力學(xué)模型，并對(duì)其力學(xué)特性進(jìn)行分析。

1轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)

與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)相比，轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的最大特點(diǎn)是省去了滑板，氣缸隨滾動(dòng)活塞一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要由帶偏心輪的主軸、滾動(dòng)活塞、轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸和缸殼等四個(gè)基本零件組成，氣缸同心地裝入缸殼內(nèi)孔中，其外表面為圓形，內(nèi)表面呈橢圓形（腰形孔），套在偏心輪上的滾動(dòng)活塞安裝在氣缸內(nèi)孔中，吸、排氣孔分別對(duì)稱地布置在氣缸內(nèi)孔短軸兩側(cè)的氣缸端蓋上。結(jié)構(gòu)上做成主軸中心Os與氣缸中心Oc的距離等于主軸的偏心距，活寒半徑理論上等于氣缸內(nèi)孔的半短軸。這樣一來，活塞外表面與氣缸內(nèi)表面之間就出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)稱的切點(diǎn)，將氣缸內(nèi)孔分為兩部分，即吸氣腔和壓縮腔。主軸帶動(dòng)活塞旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞撥動(dòng)氣缸體在缸殼內(nèi)孔中繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)尺寸的保證，氣缸相對(duì)其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的速度僅為主軸轉(zhuǎn)速的一半，于是活塞相對(duì)氣缸內(nèi)孔作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使吸氣腔和壓縮腔的容積連續(xù)發(fā)生變化。

圖1基本結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)制工作過程如圖2所示。在θ=π時(shí)，滾動(dòng)活塞中心Op與氣缸中心Oc重合，這時(shí)活塞對(duì)氣缸的推動(dòng)力矩為0，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)"卡死"現(xiàn)象，即此時(shí)活塞無法撥動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這種機(jī)構(gòu)理論上要求兩缸或多缸錯(cuò)開一定角度布置。

圖2工作過程

2運(yùn)動(dòng)與受力分析

2.1工作腔的幾何關(guān)系

轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的幾何關(guān)系如圖3所示，由于OcOs=OsOp1,于是氣缸繞其中心的轉(zhuǎn)角ψ與主軸轉(zhuǎn)角之間θ的關(guān)系為：

ψ=θ/2（1）

從圖1可以看出，氣缸內(nèi)孔長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度L為：

L=2（2e+rp）(2)

式中e--主軸中心偏離氣缸中心的距離

rp--滾動(dòng)活塞的半徑，理論上等于氣缸內(nèi)孔的半短軸

圖3運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系

由圖4可知，滾動(dòng)活塞中心Op1在OcXcYc坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：

式中r--偏心輪的旋轉(zhuǎn)半徑，即r=e

滾動(dòng)活塞中心Op1與氣缸中心Oc之間的距離s1為：

將θ=0即滾動(dòng)活塞片于止點(diǎn)作為位移計(jì)算的參考位置，則滾動(dòng)活塞的位移為：

s=2r-s1=2r[1-cos(θ/s)](5)

滾動(dòng)活塞的行程為：

S=4r=4e（6）

吸氣腔容積為：

Vs=2rpHs=4eHrp[1-cos(θ/2)]（7）

式中H--氣缸軸向高度

圖4作用于氣缸體上的側(cè)向力

最大吸氣容積為：

Vsmax=2rpHs=8eHrp(8)

壓縮腔的容積為：

Vc=Vsmax-Vs=4eHrp[1+cos(θ/2)](9)

壓縮機(jī)的理論容積流量為：

qVth=VsmaxnZ=8eHrpnZ(10)

式中n--主軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)

Z--氣缸數(shù)

假設(shè)壓縮腔內(nèi)的壓縮過程為多方過程，則其內(nèi)的壓力Pc為：

式中Ps--吸氣壓力

m--多方壓縮指數(shù)

2.2運(yùn)動(dòng)分析

轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，只有主軸、氣缸和滾動(dòng)活塞三個(gè)運(yùn)動(dòng)件。通過上述分析可知，主軸和氣缸均繞其中心作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸繞Os的轉(zhuǎn)動(dòng)角度速度為ω（=nπ/30）,氣缸繞Oc的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ωc為：

ω=ω/2（12）

滾動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)為復(fù)合運(yùn)動(dòng)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)為繞偏心輪中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)為繞主軸中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)為繞主軸旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。

若以氣缸體為參照物，滾動(dòng)活塞沿氣缸內(nèi)孔作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其沿氣缸內(nèi)孔滑動(dòng)的速度為：

滾動(dòng)活塞沿氣缸內(nèi)孔滑動(dòng)的加速度為：

滾動(dòng)活塞沿氣缸內(nèi)孔滑動(dòng)的平均速度為：

2.3受力分析

（1）作用于滾動(dòng)活塞的氣體力如圖5（a）所示，以滾動(dòng)活塞與氣缸的切點(diǎn)為界，滾動(dòng)活塞的兩半部分分別處于吸氣腔和壓縮腔中，氣體力顯然是沿著氣缸長(zhǎng)袖方向作用的，于是作用于滾動(dòng)活塞1的氣體力為：

作用于滾動(dòng)活塞2的氣體力為：

圖5滾動(dòng)活塞的受力分析

（2）氣缸體的受力分析

如圖4所示，作用于氣缸體的力有：與滾動(dòng)活塞之間的支反力Fn1、Fn2及其摩擦力Ft1、Ft2；氣缸體與周圍油膜之間產(chǎn)生的粘性摩擦力矩有：外表面處的力矩Mcp，端面處的力矩Mct。建立沿氣缸內(nèi)孔軸線方向的力平衡方程為：

式中Ft1、Ft2--Fn1、Fn2作用處的摩擦力，且Ft1=fFn1,Ft2=fFn2

f--滾動(dòng)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦系數(shù)，其推薦值見文獻(xiàn)[2]

于是可將式（18）整理為

假設(shè)氣缸與缸殼之間的環(huán)形縫隙內(nèi)充滿油，且油作穩(wěn)態(tài)層流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則作用于氣缸外表面的粘性摩擦阻力矩為：

式中μ--油的粘度

rc--氣缸體外半徑

r2--缸殼內(nèi)半徑

氣缸體下端面與缸蓋平面構(gòu)成推力軸承并承受氣缸體的重量，假定此軸承處于邊界狀態(tài)，則摩擦力矩為[3]：

式中f1--摩擦系數(shù)

Wc--氣缸體的重量

r0--氣缸體平均內(nèi)半徑

（3）滾動(dòng)活塞的受力分析

如圖5（b）所示，作用于滾動(dòng)活塞的力有：氣體力、與氣缸體間的約束力及摩擦力；滾動(dòng)活塞與周圍油膜之間產(chǎn)生的粘性摩擦力矩有：內(nèi)表面處的力矩Mpi,端面處的力矩Mpt。

滾動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)為繞偏心輪中心和繞主軸中心兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)合而成，于是滾動(dòng)活塞繞主軸中心形成的摩擦力矩為：

Mpts=f2Wpe(22)

式中f2--摩擦系數(shù)

Wp--滾動(dòng)活塞重量

滾動(dòng)活塞繞偏心輪中心形成的摩擦力矩為；

式中rpi--滾動(dòng)活塞內(nèi)半徑

轉(zhuǎn)子與偏心輪構(gòu)成一軸頸軸承，則此處的摩擦力矩為：

式中ωp--滾動(dòng)活塞相對(duì)運(yùn)動(dòng)角速度

rc--偏心輪半徑

le--偏心輪長(zhǎng)度

δe--軸承間隙

建立滾動(dòng)活塞繞自身中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程為：

Ipωp=Ftrp+Mpi-Mpt(25)

式中Ip--滾動(dòng)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

ωp--滾動(dòng)活塞的角加速度

用數(shù)值方法求解上式可以求出滾動(dòng)活塞1、2的相對(duì)角速度ωp1、ωp2的變化規(guī)律，具體步驟見文獻(xiàn)[4]。

（4）主軸的受力分析

作用于滾動(dòng)活塞上的氣體力和約束力通過活塞與偏心輪間的油膜傳遞到偏心輪上構(gòu)成壓縮機(jī)的阻力矩，阻力矩的分析見后。除了偏心輪外表面處的摩擦力矩Mpi外，作用于主軸上的力矩還有支撐軸承處的粘性摩擦力矩Ms和原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩Mm，Mm由原動(dòng)機(jī)的特性確定。根據(jù)典型軸頸軸承粘性摩擦力矩的計(jì)算公式，則：

式中rs--主軸半徑

lb--軸承的長(zhǎng)度

δb--軸承的間隙

2.4慣性力及其平衡

雙缸壓縮機(jī)有兩套氣缸-活塞組件，主軸的兩個(gè)偏心輪錯(cuò)開180°，兩個(gè)氣缸互呈90°，故它們產(chǎn)生的離心力大小相等、方向相反，對(duì)于整機(jī)而言，旋轉(zhuǎn)慣性力得到了完全平衡。但兩偏心輪的旋轉(zhuǎn)慣性力未作用在同一直線上，從而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)慣性力矩，因此轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)仍需加平衡重以平衡其慣性力矩，其平衡重大小及加裝位置與全封閉雙缸壓縮機(jī)相同，詳見文獻(xiàn)[4]。

3阻力矩

氣體力形成的阻力矩如圖5所示，對(duì)于雙缸壓縮機(jī)，氣體力產(chǎn)生的阻力矩為：

(27)

(2)約束力形成的阻力矩：氣缸體對(duì)滾動(dòng)活塞的約束力通過滾動(dòng)活塞傳遞到主軸的偏心輪上，構(gòu)成壓縮機(jī)的工作阻力，其形成的阻力矩為：

(28)

(3)總阻力矩：壓縮機(jī)的總阻力矩為：

(29)

式中Mf--主軸的總摩擦阻力矩，

4機(jī)械摩擦損失

前面分析了轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中各摩擦部位位產(chǎn)生的力矩，對(duì)應(yīng)的機(jī)械摩擦損失計(jì)算公式列于表1中。

表1機(jī)械摩擦損失的計(jì)算公式

摩擦部位損失的計(jì)算公式算例

絕對(duì)值（w）相對(duì)值（%）

氣缸外表面

氣缸端面

滾動(dòng)活塞外表面

滾動(dòng)活塞內(nèi)表面

滾動(dòng)活塞端面

支撐軸承Mcpω/2

Mctω/2

FtV

Mpi(ω-ωp)

Mptsω+Mpteωp

Msω18.4

34.8

20.7

2.1

9.8

16.118

34

20

2

10

16

5分析模型的應(yīng)用

利用以上建立的分析模型，對(duì)電機(jī)功率為1KW的房間空調(diào)用轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)進(jìn)行分析。壓縮機(jī)的技術(shù)參數(shù)為；rp=21mm,H=9.2mm,re=11mm,e=2.9mm,Vsmax=9.0cm3。工質(zhì)為R410A。分析工況為：冷凝溫度45℃，蒸發(fā)溫度13℃，過冷度0℃，過熱度10℃，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速2700r/min。

圖6為氣體形成的阻力矩隨主軸轉(zhuǎn)角的變化曲線，從圖中可以看出，該曲線的變化周期為π；阻力矩的波動(dòng)幅度較小，約為0.5N·m。另一方面，該轉(zhuǎn)缸機(jī)構(gòu)無往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，旋轉(zhuǎn)慣性力可以完全平衡。這樣可使轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的振動(dòng)保持在較低的水平上。

圖6氣體力形成的阻力矩

圖7示出滾動(dòng)活塞與氣缸之間的約束力隨主軸轉(zhuǎn)角的變化。從圖中可以看出，該約束力在0～60N之間波動(dòng)，其值相對(duì)較小。另一方面，滾動(dòng)活塞與氣缸之間為滾動(dòng)線接觸，因此在處理R410A時(shí)的磨損會(huì)較小。

圖7滾動(dòng)活塞與氣缸之間的約束力

壓縮機(jī)各摩擦部位產(chǎn)生的機(jī)械損失列于表1中。從表中可以看出，轉(zhuǎn)缸產(chǎn)生的機(jī)械摩擦損失較大，約占總損失的一半，因此，降低轉(zhuǎn)缸的機(jī)械摩擦損失將是進(jìn)一步改善壓縮機(jī)效率的關(guān)鍵。

6結(jié)論

本文建立的轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析模型可用于實(shí)際產(chǎn)品的研究與開發(fā)。

利用該模型對(duì)房間空調(diào)用轉(zhuǎn)缸壓縮機(jī)進(jìn)行全面分析，分析結(jié)果表明：

(1)轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)沒有滑板，所有運(yùn)動(dòng)件都作滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)和磨損均比較小，因此，它比較適合處理HFC類制冷工質(zhì)，有望發(fā)展成為新一代環(huán)保房間空調(diào)用壓縮機(jī)。

(2)轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)副多，機(jī)械摩擦損失大，因此降低機(jī)械摩擦損失特別是轉(zhuǎn)缸的損失，將是進(jìn)一步改善壓縮機(jī)效率的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

1KiyoshiSawaietal.DynamicAnalysisofNewVolumetricCompressorwithRotatingCylinderandPiston.ProceedingsofFifteenInternationalCompressorEngineeringConferenceatPurdueUniversity,USA.,2000:777～784

2郁永章.容積壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè)（第25章）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000

篇6

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力樁基礎(chǔ)

90年代以來，廣東湛江沿海灘涂和軟土地區(qū)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁已被推廣應(yīng)用于房屋建筑和橋梁、碼頭等工程中。軟土地基廣泛采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，用柴油錘擊入樁時(shí)噪聲大且拌有濃煙油污，尤其在市區(qū)中心和居民區(qū)內(nèi)的施工中，有悖于環(huán)境和文明施工要求。以液壓法壓入式施工樁工藝替代錘擊，既無噪聲也對(duì)環(huán)境無任何污染，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以湛江自來水公司、湛江海運(yùn)集團(tuán)公司工程的樁基工程為例，介紹高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法，設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)及適用條件以及樁的質(zhì)量控制。

1工程概況

(1)湛江自來水公司綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層，總高度為31．50m。位于湛江市海濱地帶，地質(zhì)狀況：地面以下2．5～4m為機(jī)械吹填海砂層，地表平坦，砂層往下為淤泥層，屬?zèng)_刷和淤泥環(huán)境沉積類型。第四紀(jì)軟土厚度較大，特別是第二層的淤泥層，厚度達(dá)8．50～15．20m，層面為極具特色的海陸沉積湛江組層型。場(chǎng)區(qū)下水位于地表下1．20m層面，屬上層滯水帶類型。該工程樁基設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(樁徑為500mm，壁厚100mm，管樁混凝土強(qiáng)度C80)，單樁承載力為700kN，有效樁長(zhǎng)為26—29m，總樁數(shù)230根，采用三節(jié)接樁。基礎(chǔ)采用群樁上的整體筏板及局部承臺(tái)。

(2)湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層，總高度為32．10m。地質(zhì)狀況屬軟土地基，從第l層～第8層均為松軟地層，力學(xué)性質(zhì)差，第9層持力層為地表下深25m以上的厚8～14m的粘土層(?κ＝190kPa)。本工程位于市區(qū)中心，周圍的東、北、西三面為多層住宅群，距離6～8m；南面臨街。該工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用先張高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(直徑為400mm，管樁壁厚95mm，混凝土強(qiáng)度為C80)，單樁承載力為700kPa，樁長(zhǎng)27～30m，總樁數(shù)289根，采用三節(jié)接樁，基礎(chǔ)采用群樁上分組承臺(tái)。

2預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)

樁的質(zhì)量檢驗(yàn)液壓法壓樁同錘擊法沉樁，但可利用靜力壓樁機(jī)作反力平衡裝置進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn)，可省去設(shè)置錨樁和反力梁等。為了保證工程的質(zhì)量，必須分階段進(jìn)行單樁承載力的靜載和動(dòng)測(cè)試驗(yàn)。

2．1靜載試驗(yàn)法

以湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓的樁基質(zhì)量試驗(yàn)為例：管樁的靜載試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況，通過靜力加壓，得出3根試樁荷載一沉降關(guān)系曲線近似試樁的入土深度分別為－28．50m、－29．70m和－29．90m，表明均進(jìn)入第9層粘土層。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線，綜合評(píng)定確定其容許承載力，它已較好地反映單樁的實(shí)際承載力，滿足設(shè)計(jì)要求。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于粘性土，不應(yīng)少于15d，且待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。

上述試驗(yàn)曲線表明，試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常，樁身質(zhì)量良好，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值均大于設(shè)計(jì)要求700kN的標(biāo)準(zhǔn)值。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件采用如下方法：

(1)錨樁橫梁反力裝置：由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測(cè)量?jī)x表等組成。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1．2～1．5倍。

(2)壓重平臺(tái)反力裝置：由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤項(xiàng)及測(cè)量?jī)x表等組成。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1．2倍；壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上，并均勻穩(wěn)固的放置于平臺(tái)上。

2．2動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法

動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法，又稱動(dòng)力無損檢測(cè)法，是檢測(cè)樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)。高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試法，也是作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。采用PDA打樁分析儀樁基測(cè)試方法，是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個(gè)永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整資料。

海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基的動(dòng)測(cè)試驗(yàn)的試樁數(shù)為9根。

3液壓入樁的施工方法

3．1施工程序

液壓管樁的施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位一樁機(jī)就位—)復(fù)核樁位一吊樁插樁一樁身對(duì)中調(diào)直一靜壓沉樁一接樁一再靜壓沉樁一送樁一終止壓樁一樁質(zhì)量檢驗(yàn)一切割樁頭一填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土。

3．2施工要點(diǎn)

(1)靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對(duì)比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值?κ，即?κ＝k?s。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。

壓樁應(yīng)控制好終止條件。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基工程，壓樁到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)，壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2．7倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長(zhǎng)，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。

(2)壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(zhǎng)(正常氣溫下為10～18min)3接樁面應(yīng)保持干凈，澆注時(shí)間不應(yīng)超過2min；上下校中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm；節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1％樁長(zhǎng)。

(3)垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下人土30～50㎝為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長(zhǎng)的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫方向保持水平，調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)分一二個(gè)行程逐漸調(diào)直。

3．3沉樁線路的選定

預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著人樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門樁)，這樣地基土在人樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程毗鄰居民集聚地，東、北、西三面房屋較近，沉樁線路應(yīng)為樁中心離建筑物近處開壓，企圖將各土層自北向南排擠(南面臨街無建筑物)，盡可能地降低擠土效應(yīng)影響?！?/p>

3．4管樁與承臺(tái)的連接方式

上述工程管樁與承臺(tái)采用剛接。管樁的樁頭均采用專用工具鋸斷，斷口平齊，故不能利用樁身內(nèi)的鋼筋伸入承臺(tái)作為連接的鋼筋。在樁頭的樁管內(nèi)填充4200mm高的C30細(xì)石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺(tái)連接。圖1為管樁與承臺(tái)連接大樣。

4管樁的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

(1)管樁的造價(jià)較高，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多，以免造成施工困難，特別是注意避免造成施工錯(cuò)誤。

(2)綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度，確定單樁承載力。管樁為開口樁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓樁觀察分析，在入土過程中，會(huì)較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無異，故在確定單樁承載力時(shí)將開口樁按閉口樁考慮。

(3)適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在lm／min左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要避免壓偏。

(4)壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。

(5)若采用焊接法接樁時(shí)，須分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿，為加快施工速度，減少接樁時(shí)間，可設(shè)2～3名焊工同時(shí)施焊，焊畢停約lmin即可進(jìn)行沉樁。

(6)管樁身不受損壞；樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合；壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。

(7)壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1．5m，即每入樁1．5m即松開抱樁器。開動(dòng)油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開始的第一二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。

(8)記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。

(9)為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng)，應(yīng)采取如下措施：

a)設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。袋裝砂井直徑一般為70～80mm，間距l(xiāng)～1．5m，深度10～12m。塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井相同。

篇7

在電網(wǎng)中,高壓交流隔離開關(guān)用來合、分無負(fù)荷的電路及電氣設(shè)備,其功能主要包括實(shí)現(xiàn)輸送電力和安全隔離的作用,即在合閘狀態(tài)能可靠地通過正常工作電流和規(guī)定短時(shí)間內(nèi)的異常(故障)電流,而在分閘狀態(tài)時(shí)觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開點(diǎn),使負(fù)荷側(cè)電力設(shè)備與電源安全隔離。對(duì)隔離開關(guān)的功能要求相對(duì)較少,所以其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流。高壓交流隔離開關(guān)是戶外式結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)處在比較惡劣的戶外條件下運(yùn)行，直接暴露在大氣環(huán)境中工作,容易受到環(huán)境和氣候條件的影響，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造應(yīng)充分考慮這個(gè)因素，以保證在雨、風(fēng)、冰、雪、灰塵、嚴(yán)寒和酷熱等條件下均能可靠地工作。

2隔離開關(guān)常見的故障

隔離開關(guān)運(yùn)行中常見的故障類型有以下幾種：瓷瓶斷裂故障、機(jī)構(gòu)問題、導(dǎo)電回路發(fā)熱。在系統(tǒng)運(yùn)行中,隔離開關(guān)有比較多的缺陷和故障,涉及到多方面的問題?？梢詺w納為機(jī)構(gòu)問題,包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進(jìn)水受潮、干澀、機(jī)構(gòu)卡澀、輔助開關(guān)失靈等,這些缺陷不同程度上導(dǎo)致開關(guān)合分閘不正常,拒動(dòng)和合分閘不到位；其次是導(dǎo)電系統(tǒng)接觸不良使得導(dǎo)電回路發(fā)熱異常，其原因是開關(guān)觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位,還有導(dǎo)電回路松動(dòng)、開裂等,還有的是導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu)不良的問題；對(duì)安全運(yùn)行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障,影響最為嚴(yán)重。

2.1瓷瓶斷裂故障

發(fā)生這種故障的隔離開關(guān)尤以220kV等級(jí)為多,有的發(fā)展成重大事故,所以影響極大，支柱絕緣子和旋轉(zhuǎn)瓷瓶斷裂問題歷年來都有發(fā)生，有的是運(yùn)行多年的老產(chǎn)品,也有是剛投運(yùn)才一年多的新產(chǎn)品。

絕緣子斷裂與電瓷廠產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān),也與隔離開關(guān)整體質(zhì)量有關(guān)，絕緣子澆制不均等問題,此外還有水泥膠裝的問題。另外質(zhì)檢手段不嚴(yán)也給運(yùn)行留下隱患,有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測(cè)出來,被組裝成產(chǎn)品后,對(duì)安全運(yùn)行構(gòu)成極大的威脅。

除了支持絕緣子外,旋轉(zhuǎn)絕緣子斷裂故障也時(shí)有發(fā)生,旋轉(zhuǎn)絕緣子操作時(shí)主要受扭力作用,瓷瓶斷裂事故至今仍不能有效的予以防止。

對(duì)瓷絕緣子斷裂問題,必須要綜合進(jìn)行治理,首先從源頭上抓起,絕緣子制造廠要嚴(yán)格工藝,穩(wěn)定生產(chǎn)過程,每個(gè)絕緣子都應(yīng)經(jīng)過認(rèn)真檢驗(yàn),保證合格品才能出廠，隔離開關(guān)制造廠要把好外購(gòu)件關(guān),加強(qiáng)檢驗(yàn),提高隔離開關(guān)整體質(zhì)量。對(duì)同型號(hào)隔離開關(guān)在手動(dòng)操作時(shí)比較其操作力矩,如出現(xiàn)操作困難,切忌強(qiáng)行進(jìn)行操作。更好的方法是要開展隔離開關(guān)支柱瓷瓶缺陷檢測(cè)新技術(shù)的試點(diǎn)和推廣,進(jìn)一步研究開發(fā)瓷瓶缺陷在線監(jiān)測(cè)工作。建議在小修或大修檢查時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加空載機(jī)械操作次數(shù),以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率,有的檢修時(shí)只操2～3次,實(shí)在太少了。

2.2機(jī)構(gòu)問題

機(jī)構(gòu)問題表現(xiàn)為拒動(dòng)或分合閘不到位,往往在倒閘操作時(shí)發(fā)生。很多情況下故障不會(huì)擴(kuò)大,現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行臨時(shí)檢修和處理,當(dāng)然會(huì)耽誤停送電時(shí)間。發(fā)生問題的以老舊的GW4、GW7型開關(guān)居多，還有GW6隔離開關(guān)曾發(fā)生合閘后自動(dòng)分閘故障(主要是平衡彈簧材質(zhì)和工藝不良,甚至在運(yùn)行中平衡彈簧銹斷)；GW10、GW11產(chǎn)品曾發(fā)生閘刀三相拐臂的角度調(diào)整不對(duì),機(jī)構(gòu)輸出軸法蘭角度調(diào)整不到位,扇型齒輪爆齒,導(dǎo)致萬向節(jié)法蘭與機(jī)構(gòu)法蘭連接螺絲被切斷、機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)鑄鐵件被打斷、分合閘不到位等故障。

隔離開關(guān)在出廠時(shí)或安裝后剛投產(chǎn)時(shí),合分閘操作還比較正常。但過不了多久,有的在一、二年后,就會(huì)出現(xiàn)各種各樣問題。有的因機(jī)構(gòu)進(jìn)水,操作時(shí)轉(zhuǎn)不動(dòng),有的會(huì)發(fā)生操作時(shí)連桿扭彎,甚至轉(zhuǎn)動(dòng)瓷瓶與滑線軸間已擰成麻花,還有的在連桿焊接處斷裂而操作不動(dòng)?？傊?由于機(jī)構(gòu)卡澀問題會(huì)引起各種故障。

操作失靈首先是機(jī)械傳動(dòng)問題,早期使用的機(jī)構(gòu)箱容易進(jìn)水、凝露和受潮,轉(zhuǎn)動(dòng)軸承防水性能差,又無法添加油，長(zhǎng)期不操作,機(jī)構(gòu)卡澀,軸承銹死,強(qiáng)行操作往往導(dǎo)致部件損壞變形。另外,產(chǎn)品的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,操作阻力大也是重要原因。有些產(chǎn)品導(dǎo)電桿合閘限位與電動(dòng)機(jī)配合不當(dāng),操作中造成渦輪開裂。有的GW4型隔離開關(guān)的閘刀機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸與垂直傳動(dòng)軸連結(jié),采用半圓柱吻合結(jié)構(gòu),在電動(dòng)操作時(shí)由于半圓柱變形發(fā)生相對(duì)位移,使合分閘不到位。還有由于接地刀銹蝕,使軸銷斷裂而無法操作。此外還有輔助開關(guān)問題,包括切換不到位或接點(diǎn)接觸不良,導(dǎo)致電動(dòng)操作失靈，這類問題,在設(shè)計(jì)制造階段要進(jìn)行認(rèn)真的分析和試驗(yàn)研究,并且負(fù)責(zé)地做好每一臺(tái)開關(guān)的出廠試驗(yàn),決不能把缺陷遺留到運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)。

隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水以及軸承部位進(jìn)水現(xiàn)象很普遍。金屬零部件的銹蝕問題也十分嚴(yán)重，包括外殼、連桿、軸銷、彈簧等。曾發(fā)現(xiàn)有的GW6開關(guān)的中間機(jī)構(gòu)箱上的防雨罩竟會(huì)銹蝕到不能碰的情況。操作機(jī)構(gòu)箱外殼也會(huì)嚴(yán)重銹蝕。加之措施不當(dāng),導(dǎo)致機(jī)械傳動(dòng)失靈,導(dǎo)電接觸系統(tǒng)造成接觸不良。改進(jìn)措施如機(jī)構(gòu)箱改用不銹鋼材料,對(duì)觸頭系統(tǒng)采用干工藝,對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部位做到全密封防水,以實(shí)現(xiàn)終生免維護(hù)。

2.3導(dǎo)電回路發(fā)熱

2.3.1隔離開關(guān)發(fā)熱原因及特點(diǎn)

①運(yùn)行年數(shù)長(zhǎng)，設(shè)備趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞,也可能是靜觸指單邊接觸,觸頭夾緊彈簧松弛變形，夾力不夠?qū)е虏糠钟|指與動(dòng)觸頭不接觸，使觸指與動(dòng)觸頭接觸面減少，動(dòng)靜觸頭存在污垢，還有是長(zhǎng)期運(yùn)行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點(diǎn)而造成。②合閘不到位或剪刀式鉗夾結(jié)構(gòu)夾緊不良。合閘角度存在偏差，致使接觸面不夠，連接螺栓緊固不夠或過度致使螺栓斷裂。③迎峰度夏負(fù)荷較大時(shí)發(fā)熱頻繁。④常年處于穩(wěn)定大負(fù)荷狀態(tài)。

2.3.2隔離開關(guān)發(fā)熱的處理

①進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),根據(jù)發(fā)熱溫度及發(fā)展速度決定是否需要向調(diào)度申請(qǐng)改變運(yùn)行方式或減少負(fù)荷。②改變運(yùn)行的方式。③檢修：隔離開關(guān)檢修一般更換靜觸頭彈簧夾和燒傷觸指，清除動(dòng)靜觸頭氧化層，清洗動(dòng)靜觸頭，涂導(dǎo)電膠，緊固螺栓，徹底的辦法是更換靜觸頭。采用動(dòng)觸頭兩步運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)式或插入式觸頭結(jié)構(gòu)將使產(chǎn)品質(zhì)量有所提高,用戶加強(qiáng)維護(hù)和堅(jiān)持紅外監(jiān)測(cè)是減少和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電回路發(fā)熱故障的有效手段。運(yùn)行部門還應(yīng)繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),希望通過制造廠和用戶的共同努力,使國(guó)產(chǎn)高壓隔離開關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行水平得到提高。

3隔離開關(guān)的運(yùn)行巡視及維護(hù)

巡視工作是發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的有效手段，運(yùn)行人員巡視中多次發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)處有微微蒸汽，然后測(cè)溫發(fā)現(xiàn)過熱點(diǎn)，在特殊天氣組織人員巡視，檢查接點(diǎn)有無冒汽，雪水融化，設(shè)備上有無懸掛物等。應(yīng)每月對(duì)端子箱、端子排清掃，清除浮灰，堵洞，用丙酮擦除機(jī)構(gòu)部分油垢，檢查三相動(dòng)力電源及激勵(lì)電源是否正常，處理操作失靈等缺陷。每次設(shè)備停電，都安排檢修人員對(duì)隔離開關(guān)支撐瓷瓶及相關(guān)的獨(dú)立支撐瓷瓶進(jìn)行防污清洗，采用灰垢型清洗劑涂在瓷瓶上，數(shù)分鐘后即可擦干凈，然后用清水濕布擦幾遍即可。對(duì)加熱器進(jìn)行改造，對(duì)端子箱、操作箱加裝密封圈。在維護(hù)中發(fā)現(xiàn)端子松動(dòng)，保險(xiǎn)熔斷，小開關(guān)接觸不好，接地刀閘輔助接點(diǎn)轉(zhuǎn)換不良等故障，都應(yīng)及時(shí)給予了處理。每年冬季來臨之前，對(duì)GW7-220型隔離開關(guān)支柱瓷瓶下部鑄鐵鉆孔進(jìn)行疏通，保證出水正常，防止結(jié)冰凍裂設(shè)備。

4隔離開關(guān)運(yùn)行維護(hù)、檢修方面建議

①年度開關(guān)單元檢修時(shí)，加強(qiáng)對(duì)220kV母線隔離開關(guān)檢修，應(yīng)列入計(jì)劃和規(guī)定。②隔離開關(guān)觸頭彈簧部件更換或整個(gè)靜觸頭的更換應(yīng)該視老化程度縮短周期。③動(dòng)靜觸頭接觸面的電阻是發(fā)熱的主要原因，檢修后隔離開關(guān)導(dǎo)電回路電阻測(cè)量也是檢驗(yàn)檢修質(zhì)量的手段，合格與否作為檢修設(shè)備投運(yùn)的條件。④接點(diǎn)在線溫度監(jiān)測(cè)是發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)發(fā)熱的主要手段，設(shè)備接點(diǎn)發(fā)熱比較隱蔽，巡視發(fā)現(xiàn)較為困難，在線測(cè)溫應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)；重點(diǎn)測(cè)溫是對(duì)普測(cè)發(fā)現(xiàn)溫升超過一定值的部位定期進(jìn)行測(cè)溫；疑點(diǎn)測(cè)溫就是負(fù)荷較大時(shí)對(duì)大負(fù)荷點(diǎn)及可能發(fā)熱的部位進(jìn)行在線測(cè)溫。⑤建立接點(diǎn)過熱的有關(guān)規(guī)定。⑥隔離開關(guān)接觸器很多無防護(hù)罩,運(yùn)行中容易發(fā)生誤碰，應(yīng)考慮補(bǔ)裝完善。運(yùn)行維護(hù)中要注意端子的緊固。箱門的密封圈易老化，要經(jīng)常更換，良好的密封可減少維護(hù)工作量。

5結(jié)語

通過對(duì)部分隔離開關(guān)故障引起的事故的了解，對(duì)造成設(shè)備損壞甚至大面積停電的現(xiàn)象，我們必須對(duì)此加以足夠的重視。應(yīng)加強(qiáng)工藝質(zhì)量管理，根據(jù)設(shè)備自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活處理；對(duì)于日常巡視，應(yīng)及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)故障盡快查明原因并排除隱患，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，隔離開關(guān)的不斷完善，性能不斷提高，建議各單位以安全為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行完善化和更換，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]史國(guó)超.中小型水電站金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備制造安裝檢測(cè)實(shí)用技術(shù)[M].鄭州:黃河水利出版社,2006.

篇8

關(guān)鍵詞：變壓器熱穩(wěn)定保護(hù)配置整定

1引言

電力變壓器的故障分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障。內(nèi)部故障指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障，主要靠瓦斯和差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除變壓器；外部故障指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，一般情況下由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除變壓器。速動(dòng)保護(hù)（瓦斯和差動(dòng)）無延時(shí)動(dòng)作切除故障變壓器，設(shè)備是否損壞主要取決于變壓器的動(dòng)穩(wěn)定性。而在變壓器各側(cè)母線及其相連間隔的引出設(shè)備故障時(shí)，若故障設(shè)備未配保護(hù)（如低壓側(cè)母線保護(hù)）或保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，則只能靠變壓器后備保護(hù)動(dòng)作跳開相應(yīng)開關(guān)使變壓器脫離故障。因后備保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作，所以變壓器必然要承受一定時(shí)間段內(nèi)的區(qū)外故障造成的過電流，在此時(shí)間段內(nèi)變壓器是否損壞主要取決于變壓器的熱穩(wěn)定性。因此，變壓器后備保護(hù)的定值整定與變壓器自身的熱穩(wěn)定要求之間存在著必然的聯(lián)系。

2變壓器設(shè)計(jì)熱穩(wěn)定指標(biāo)

文獻(xiàn)［1］中要求“對(duì)稱短路電流I的持續(xù)時(shí)間：當(dāng)使用部門未提出其它要求時(shí)，用于計(jì)算承受短路耐熱能力的電流I的持續(xù)時(shí)間為2s。注：對(duì)于自耦變壓器和短路電流超過25倍額定電流的變壓器，經(jīng)制造廠與使用部門協(xié)商后，采用的短路電流持續(xù)時(shí)間可以小于2s?！?/p>

GB1094．5—85中僅提供雙繞組三相變壓器對(duì)稱短路電流I值的計(jì)算式：

式中：Zt為折算到所考慮繞組的變壓器的短路阻抗，Zs為系統(tǒng)阻抗。

當(dāng)以平均電壓作為基準(zhǔn)電壓，以1000MVA為基準(zhǔn)容量時(shí)，可以計(jì)算出與表1相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值電抗標(biāo)幺值如表2。

按以上設(shè)計(jì)考慮，一臺(tái)220kV/120MVA普通三卷變壓器，取變壓器典型參數(shù)（高低壓阻抗比為22．4）計(jì)算可知：低壓側(cè)能夠承受的熱穩(wěn)定電流標(biāo)幺值約為0．51。當(dāng)兩臺(tái)這樣的變壓器并列運(yùn)行，低壓側(cè)母線故障本側(cè)分段開關(guān)跳開時(shí)，變壓器低壓繞組中可能的短路電流可達(dá)到0．75倍標(biāo)幺值，比設(shè)計(jì)值增大了近50％。若三臺(tái)這樣的變壓器并列運(yùn)行，變耦變壓器，按技術(shù)規(guī)程［2］要求，裝設(shè)瓦斯保護(hù)、過激磁保護(hù)、雙重差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)了阻抗保護(hù)及零序方向電流保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)過流保護(hù)。這些保護(hù)均作用于跳閘。高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)和低壓側(cè)過流保護(hù)屬變壓器的相間后備保護(hù)。由于500kV變壓器多為單相式變壓器，所以變壓器本體不會(huì)發(fā)生相間故障。在變壓器所連接的高、中壓系統(tǒng)中，線路保護(hù)一般配置了雙重縱聯(lián)保護(hù)，并有完整的后備保護(hù)，這樣線路的故障一般會(huì)較快地切除，對(duì)變壓器影響較小。因此，變壓器的相間后備保護(hù)應(yīng)主要在其各側(cè)母線故障時(shí)起作用，特別是中、低壓側(cè)母線的故障（500kV側(cè)母線設(shè)有雙套母差保護(hù)）。中、低壓母線故障流過變壓器的短路電流大，不僅引起變壓器繞組過熱，還可能造成繞組的動(dòng)穩(wěn)定破壞，誘發(fā)嚴(yán)重的內(nèi)部故障。零序方向電流保護(hù)屬變壓器的接地故障后備保護(hù)，可以反應(yīng)變壓器內(nèi)部、高中壓側(cè)母線及與高中壓母線鄰近的電氣設(shè)備的接地故障。

3．2220kV及以下變壓器

220kV變壓器多為三相式三卷變壓器，按技術(shù)規(guī)程要求，一般裝設(shè)瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)了復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。各側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)綜合，可以反應(yīng)變壓器內(nèi)部、各側(cè)母線及母線鄰近的電氣設(shè)備的接地與相間故障，作為變壓器自身主保護(hù)及各側(cè)母線及母線鄰近的電氣設(shè)備的后備保護(hù)。110kV及以下變壓器一般裝設(shè)瓦斯保護(hù)（對(duì)油浸式變壓器）、差動(dòng)保護(hù)，110kV側(cè)零序過電流保護(hù)、間隙保護(hù)及各側(cè)過流保護(hù)或復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，這些保護(hù)的作用與220kV變壓器的作用相似。

4可能考驗(yàn)變壓器熱穩(wěn)定性的故障

4．1500kV變壓器

由于變壓器自身主保護(hù)裝置及其交、直流回路的完全雙重化配置，應(yīng)可以不再考慮變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)故障對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的考驗(yàn)。500kV系統(tǒng)母線、線路保護(hù)的完全雙重化配置，快速保護(hù)在保護(hù)范圍上的交叉布置，及完善的失靈保護(hù)，筆者認(rèn)為可以不考慮500kV系統(tǒng)側(cè)故障對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的考驗(yàn)。

220kV系統(tǒng)側(cè)線路保護(hù)雙重化配置，母線保護(hù)目前多為單配置。因此，當(dāng)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動(dòng)時(shí)，變壓器只能靠其后備保護(hù)動(dòng)作使其脫離故障點(diǎn)。變壓器開關(guān)（或轉(zhuǎn)帶時(shí)旁路開關(guān)）與TA間的故障很可能靠變壓器后備保護(hù)脫離故障點(diǎn)。

變壓器低壓側(cè)一般經(jīng)由母線帶站用變、電抗器及電容器，有的變電站可能帶較少的站外負(fù)荷。很多站低壓母線未配母差保護(hù)，因此母線故障變壓器只能靠其后備保護(hù)動(dòng)作使其脫離故障點(diǎn)；再者，當(dāng)站用變或電抗器及電容器故障而其開關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，變壓器也要靠其后備保護(hù)動(dòng)作使其脫離故障點(diǎn)。

4．2220kV及以下變壓器

對(duì)于兩側(cè)系統(tǒng)都有電源的聯(lián)絡(luò)變壓器：任何一側(cè)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動(dòng)時(shí)；變壓器開關(guān)與TA間故障時(shí)；旁路轉(zhuǎn)帶方式在主變套管TA至旁母引線、旁路母線、旁路開關(guān)與TA間故障時(shí)；母線（220kV母線除外）上其他開關(guān)所帶電氣設(shè)備故障而其開關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)時(shí)變壓器只能靠其后備保護(hù)動(dòng)作使其脫離故障點(diǎn)。

對(duì)于僅高壓側(cè)系統(tǒng)有電源的降壓變壓器：中、低側(cè)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動(dòng)時(shí)；中、低壓側(cè)變壓器開關(guān)與TA間故障時(shí)；中、低壓側(cè)母線上其他開關(guān)所帶電氣設(shè)備故障而其開關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)時(shí)變壓器只能靠其后備保護(hù)動(dòng)作使其脫離故障點(diǎn)。

5變壓器相間后備保護(hù)的配置與整定

變壓器接地故障保護(hù)定值與其所帶負(fù)荷的關(guān)系不大，因此接地故障后備保護(hù)的整定延時(shí)一般較短，能夠滿足2s的熱穩(wěn)定時(shí)間要求。在此僅關(guān)心變壓器相間后備保護(hù)的定值問題。

5．1整定規(guī)程要求

《220～500kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中要求［3］：

變壓器各側(cè)的過電流保護(hù)均按躲變壓器額定負(fù)荷整定，但不作為短路保護(hù)的一級(jí)參與選擇性配合，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于所有出線保護(hù)的最長(zhǎng)時(shí)間。

變壓器短路故障后備保護(hù)應(yīng)主要作為相鄰元件及變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。主電源側(cè)的變壓器相間短路后備保護(hù)主要作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。其它各側(cè)的后備保護(hù)主要作為本側(cè)引線、本側(cè)母線和相鄰線路的后備保護(hù)，并盡可能當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)起后備作用。以較短時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，以較長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。

主電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)變壓器的短路故障后備保護(hù)整定：高（中）壓側(cè)（主電源側(cè)）相間短路后備保護(hù)動(dòng)作方向可指向變壓器，作為變壓器高（中）壓側(cè)繞組及對(duì)側(cè)母線相間短路故障的后備保護(hù)，并對(duì)中（高）壓側(cè)母線故障有足夠的靈敏度，靈敏系數(shù)大于1．5；如采用阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，且不裝設(shè)振蕩閉鎖回路，則其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)躲過系統(tǒng)振蕩周期，其反方向偏移阻抗部分作為本側(cè)母線故障的后備保護(hù)。

供電變電所降壓變壓器的短路故障后備保護(hù)整定：高壓側(cè)（主電源側(cè)）相間短路后備保護(hù)動(dòng)作方向指向變壓器，對(duì)中壓側(cè)母線故障有足夠靈敏度。

5．2500kV變壓器的保護(hù)

當(dāng)220kV側(cè)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動(dòng)及開關(guān)與TA間故障時(shí)，變壓器高壓側(cè)及本側(cè)的阻抗保護(hù)對(duì)于金屬性短路故障應(yīng)能可靠動(dòng)作，且保護(hù)整定延時(shí)可以在1．5～2．0s之間。如果短路為非金屬性的，經(jīng)弧光短路時(shí)，阻抗保護(hù)可能靈敏度不足或整定延時(shí)長(zhǎng)于2．0s。最好在本側(cè)設(shè)一個(gè)保變壓器熱穩(wěn)定的反時(shí)限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。如果只設(shè)一個(gè)電壓閉鎖定時(shí)限的過流保護(hù)，則其電流定值應(yīng)保證在變壓器本側(cè)流過的電流接近熱穩(wěn)定電流時(shí)可靠動(dòng)作，如整定為0．8倍的設(shè)計(jì)允許熱穩(wěn)定電流值（主要考慮TA和保護(hù)裝置本身的測(cè)量誤差），且使變壓器脫離故障點(diǎn)動(dòng)作延時(shí)不長(zhǎng)于2．0s。問題是當(dāng)實(shí)際故障電流略小于保護(hù)定值時(shí)，保護(hù)將不能動(dòng)作使變壓器脫離故障點(diǎn)，故障電流仍有可能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)造成變壓器熱穩(wěn)定的破壞。所以，還需要有一個(gè)延時(shí)較長(zhǎng)（如3．0～5．0s），動(dòng)作值更小的電壓閉鎖過流保護(hù)。筆者認(rèn)為：220kV側(cè)母差保護(hù)雙重化配置，并合理設(shè)計(jì)失靈保護(hù)，由它們共同實(shí)現(xiàn)使變壓器快速脫離故障點(diǎn)，也應(yīng)是較好的方案。（220kV母差保護(hù)直接跳變壓器各側(cè)開關(guān)，雖也可解決開關(guān)與TA間故障及母線故障變壓器該側(cè)開關(guān)拒動(dòng)的問題，但在多數(shù)情況下多跳了開關(guān)，在一些情況下還可能導(dǎo)致500kV另一元件停電。）

變壓器低壓側(cè)一般采用三角形接線，高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)很可能對(duì)低壓側(cè)短路起不到保護(hù)作用［4］。因此，變壓器低壓側(cè)的電壓閉鎖過流保護(hù)多重化配置，才可以保證在任何情況下運(yùn)行設(shè)備都由兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。單相式500kV變壓器的低壓側(cè)設(shè)有套管TA，可測(cè)量到變壓器低壓側(cè)各相線圈流過的電流。在近低壓側(cè)斷路器處還設(shè)有外附TA。這樣的TA布局方便了低壓側(cè)保護(hù)多重化的交流電流回路接線要求，可將過流保護(hù)分別接于套管TA和外附TA。在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)和制造時(shí)，要做到過流各有自身的直流逆變電源和出口跳閘繼電器。在二次回路設(shè)計(jì)時(shí)，要做到使它們的直流電源受不同的熔斷器控制，其中一套保護(hù)的直流熔斷器熔斷時(shí)不影響其他過流保護(hù)的正常運(yùn)行。在保護(hù)出口所跳斷路器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)滿足既有跳低壓側(cè)斷路器的保護(hù)段，又有跳變壓器各側(cè)斷路器的保護(hù)段。實(shí)際計(jì)算表明：此過流保護(hù)應(yīng)能保證對(duì)低壓母線的故障有足夠的靈敏度且動(dòng)作時(shí)間在1．0s以內(nèi)。

5．3220kV聯(lián)絡(luò)變壓器的保護(hù)

一般中壓側(cè)的電源較弱（不以中壓側(cè)的電壓等級(jí)為主網(wǎng)架的電網(wǎng)），高壓側(cè)故障時(shí)流過變壓器的故障電流遠(yuǎn)小于中、低壓側(cè)故障時(shí)流過的電流，應(yīng)重點(diǎn)考慮中、低壓側(cè)相關(guān)設(shè)備短路時(shí)對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的影響。

變壓器低壓側(cè)：過流保護(hù)對(duì)于未裝設(shè)母差的低壓側(cè)母線，應(yīng)是此母線故障的主保護(hù)；裝設(shè)了母差的低壓側(cè)母線，主變開關(guān)與TA間的故障（TA未在開關(guān)近母線側(cè)時(shí)）也只能靠后備保護(hù)切除；作為出線保護(hù)的后備?；诹硗鈨蓚?cè)并列運(yùn)行及故障時(shí)分段開關(guān)跳閘的因素，低壓側(cè)過流保護(hù)切除故障的時(shí)間不僅要不大于2．0s，而且要盡量壓縮到更短的時(shí)間。實(shí)際運(yùn)行中定值整定的可行性取決于低壓側(cè)是否有送出線路。低壓側(cè)為10kV的變壓器，其出線一般直供用戶，出線保護(hù)延時(shí)應(yīng)限制在1s，主變低壓側(cè)過流保護(hù)的延時(shí)可控制在2s內(nèi)。低壓側(cè)為35kV的變壓器均有送出線路，此線路帶下一級(jí)變電站，因此，此線路保護(hù)的延時(shí)按正常配合一般要長(zhǎng)于1．5s，這就使得主變低壓側(cè)過流保護(hù)的整定延時(shí)大于2s。若將主變低壓側(cè)過流保護(hù)的延時(shí)整定為2s，必然與出線后備保護(hù)失配，有越級(jí)跳閘的可能。需要增加與出線保護(hù)限時(shí)電流速斷配合的變壓器低壓側(cè)短路過流保護(hù)，綜合考慮有配合關(guān)系的保護(hù)定值，提高保護(hù)的速動(dòng)性和選擇性。此短路過流保護(hù)應(yīng)有跳變壓器各側(cè)的功能。

變壓器中壓側(cè)：使本側(cè)相間后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不大于2s應(yīng)該說有很大的困難。在現(xiàn)有按躲變壓器負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)整定原則不變的情況下，增加一段短路保護(hù)過流定值。為了壓縮動(dòng)作時(shí)間，可考慮與出線的阻抗II段配合，但要求此II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度，聯(lián)絡(luò)線的阻抗II段因有電源的助增很難滿足此要求。因此，變壓器本側(cè)電流定值應(yīng)躲過出線阻抗II段保護(hù)范圍末端的短路。對(duì)于輻射線可考慮與出線的阻抗II段配合（II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度），躲過出線相聯(lián)變電站其他側(cè)母線短路流過本變壓器的故障電流。短路過流保護(hù)動(dòng)作后先跳本側(cè)母聯(lián)再跳變壓器本側(cè)開關(guān)最后跳各側(cè)。實(shí)際系統(tǒng)試算表明，在變壓器并列運(yùn)行、系統(tǒng)有檢修時(shí)此保護(hù)對(duì)本側(cè)母線兩相短路的靈敏度難以達(dá)到1．5的要求。可以考慮增加負(fù)序電流保護(hù)以提高兩相短路的靈敏度，但綜合考慮各種短路的需求，最好還是在本側(cè)設(shè)一個(gè)保變壓器熱穩(wěn)定的反時(shí)限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。

變壓器高壓側(cè)：作為主電源的短路過流保護(hù)應(yīng)作為變壓器中、低壓側(cè)故障的后備保護(hù)。在中、低壓側(cè)故障但保護(hù)拒動(dòng)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，高壓側(cè)過流保護(hù)應(yīng)動(dòng)作切除故障，并與中、低壓的短路過流段配合，但對(duì)中、低壓側(cè)故障可能靈敏度不足，在220kV變壓器保護(hù)微機(jī)化并實(shí)現(xiàn)雙重配置，且中、低壓側(cè)過流都具有滿足延時(shí)要求并跳三側(cè)的保護(hù)段后，高壓側(cè)過流可不做嚴(yán)格要求。高壓側(cè)母線故障時(shí)，流過變壓器繞組的電流一般較中、低壓側(cè)故障時(shí)小，變壓器熱穩(wěn)定允許的情況下，由按躲額定負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)動(dòng)作（延時(shí)在5s左右）使變壓器脫離故障。

5．4220kV及以下僅高壓側(cè)有電源的變壓器保護(hù)

只考慮變壓器中、低壓側(cè)相關(guān)設(shè)備短路時(shí)對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的影響。

變壓器低壓側(cè)：應(yīng)與聯(lián)變低壓側(cè)的保護(hù)相同。

變壓器中壓側(cè)：增加一段短路保護(hù)過流定值，可考慮與出線的阻抗II段配合（II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度），躲過出線相聯(lián)變電站其他側(cè)母線短路流過本變壓器的故障電流，確保變壓器的熱穩(wěn)定，其動(dòng)作后先跳母聯(lián)再跳變壓器各側(cè)。對(duì)于多級(jí)串供的線路保護(hù)要做好保護(hù)定值的綜合考慮，盡量減少不配合。此短路過流保護(hù)若在某方式下對(duì)中壓側(cè)母線靈敏度不足時(shí)，應(yīng)核算此時(shí)流過變壓器的故障電流是否允許持續(xù)到按躲變壓器負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)動(dòng)作。

變壓器高壓側(cè)：與聯(lián)絡(luò)變類似，作為變壓器中、低壓側(cè)故障的后備保護(hù)。也可增加一段短路過流保護(hù)，與中、低壓的短路過流段配合。在中、低壓側(cè)故障但保護(hù)拒動(dòng)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，高壓側(cè)過流保護(hù)動(dòng)作切除故障。

以保大容量主設(shè)備安全為首，并盡量兼顧對(duì)用戶供電可靠性的原則。盡可能將不配合點(diǎn)靠近用戶，使保護(hù)越級(jí)動(dòng)作造成的影響范圍盡量縮小。重要用戶負(fù)荷可以考慮用備投方式解決供電可靠性。

6建議

1）變壓器作為電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行各環(huán)節(jié)都應(yīng)注意其安全性。其動(dòng)、熱穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮變壓器是否并列運(yùn)行，并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，幾側(cè)有電源及電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式等要求。

2）為了確保變壓器運(yùn)行中承受故障的熱穩(wěn)定性，制造廠應(yīng)提供變壓器繞組流過故障電流大小與允許時(shí)間的關(guān)系曲線，類似于發(fā)電機(jī)允許承受負(fù)序的A值要求。

3）變壓器保護(hù)的配置與整定時(shí)，應(yīng)根據(jù)制造廠提供的變壓器繞組流過故障電流大小與允許時(shí)間的關(guān)系曲線配置與之相適應(yīng)的保護(hù)。

4）變壓器差動(dòng)保護(hù)的范圍應(yīng)包括低壓側(cè)開關(guān)，使低壓側(cè)開關(guān)與TA間的故障不對(duì)變壓器的熱穩(wěn)定構(gòu)成威脅。

5）變壓器保護(hù)應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，可以有較多的過流保護(hù)段，使各側(cè)的過流保護(hù)能有相對(duì)較快的延時(shí)段跳變壓器各側(cè)開關(guān)，特別是中、低壓側(cè)保護(hù)跳變壓器各側(cè)開關(guān)的保護(hù)段有利于變壓器盡快脫離故障點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］GB1094．5—85，電力變壓器［S］．

［2］GB14285－93．繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程［S］．

篇9

該器件組成的雙電源主要應(yīng)用于TFT-LCD顯示器、手持式電子裝置、便攜式電子產(chǎn)品及膝上計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品

引腳排列與功能

LM2717-ADJ的引腳排列如圖1所示,各引腳的功能如表1所示。

有關(guān)參數(shù)(典型值)

LM2717-ADJ有關(guān)參數(shù)如下;靜態(tài)電流IQ=2.7mA;基準(zhǔn)電壓VBG=1.267V;輸入電壓VIN為4~20V開關(guān)電流限制值:第1路為2.2A,第2路為3.2A;頻率設(shè)定是電阻RF:RF=4.64kΩ時(shí),Fsw=300kHz;RF=2.26kΩ時(shí),Fsw=600kHz;關(guān)閉控制電源正常工作,VH>1.8V,電源關(guān)閉,NL<0.7V;輸入電壓VIN低于3.6V時(shí)低壓鎖存,輸入電壓VIN高于3.8V時(shí)正常工作。

典型應(yīng)用電路

LM7217-ADJ的典型應(yīng)用電路如圖2及圖3所示。圖2是一種輸入17～20V,輸出15V及3.3V的應(yīng)用電路;圖3是在相同輸入電壓下,輸出5V及3.3V的應(yīng)用電路。這兩個(gè)電路的基本參數(shù)都相同,主要差別在設(shè)定輸出電壓到反饋端的電阻分壓器的阻值不同。圖2、3中的CBOOTx,(x值是1或2)是自舉式升壓電容器,它可以提高驅(qū)動(dòng)器的電壓,保證N-MOSFET有足夠的VQ電壓,如圖4所示。在上電的瞬間,從VINDCBOOSTLXCOUTS到地的電流給CBOOST及COUTX(包括COUTXA)充電,由于CBOOST<(COUTS+CBOOST),所以VIN的電壓大部分降在CBOOST上。CBOOST上的電壓VCBOOST等于驅(qū)動(dòng)器電VDRI,保證了N-MOSEFT的VGS電壓值。本文主要介紹電路中一些元器件參數(shù)的選擇。

1輸出電壓的設(shè)定

輸出電壓VOUT與圖1、2中的反饋電路分壓電阻RFB(3)及RFB2(4)有關(guān),其關(guān)系式為:

VOUT=(1+RFB1(3)/RFB2(4))X1.267V(1)

現(xiàn)RFB2(4)設(shè)為20kΩ,則在要求的VOUT下可求出RFB1()3值。例如,VOUT要求3.3V,RFB2設(shè)為20kΩ,按上式可求得RFB1,為32.09kΩ,可取33kΩ(圖中RFB1=36.5kΩ、RFB2=20.4kΩ,則按公式計(jì)算出VOUT=3.53V,這考慮是在有負(fù)載時(shí),輸出電壓有下降的原因,將電壓提高了0.23V)。

篇10

多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)，幾乎都有同步運(yùn)行的技術(shù)要求。尤其在重載不平衡的工況下，同步要求更為突出：否則，即會(huì)引起設(shè)備性能低劣、失效，甚至?xí)?yán)重?fù)p壞。因此，對(duì)同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、控制方法、同步性能等方面的研究有重要的技術(shù)意義。

本文根據(jù)多年的實(shí)踐和試驗(yàn)，提出一種新型同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)在主油路上用泵控方式獲得較高同步性能的基礎(chǔ)上，還設(shè)計(jì)了一個(gè)輔助閥控補(bǔ)償系統(tǒng)。由于閥控補(bǔ)償系統(tǒng)的高控制精度和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)補(bǔ)償了主油路上因負(fù)載變化和不平衡以及泄漏等因素產(chǎn)生的同步誤差，從而使系統(tǒng)具有高同步精度和最大功率利用系數(shù)。

2設(shè)計(jì)方案及工作原理

新系統(tǒng)如圖1所示。在主油路(主系統(tǒng))上，由泵元件分別輸入相同(或成比例)的流量到缸5及缸6，即用泵控方式實(shí)現(xiàn)了一定精度的同步動(dòng)作。同時(shí)，如改變泵元件的排量，即可改變油缸活塞速度，實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制(有關(guān)泵控同步運(yùn)行問題，已有論文敘述，這里不再詳細(xì)介紹)。

由泵源1、溢流閥2、控制閥3、單向閥4等組成了閥控補(bǔ)償系統(tǒng)。控制閥3可選用比例閥、電液伺服或機(jī)液伺服閥等閥件，它的兩個(gè)輸出口A、B分別與主系統(tǒng)油路相接，向油缸5、6補(bǔ)償部分油液。當(dāng)兩缸因負(fù)載不平衡(泄漏及幾何尺寸誤差等因素，而出現(xiàn)不同步運(yùn)行時(shí)，則由傳感器、變換電路、比較電路等檢測(cè)及比較，得出的偏差值將作為控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制閥3的閥芯作微小位移(其傳遞路徑如圖上虛線所示)，此時(shí)閥口A或閥口B有液壓油輸入缸5或缸6，補(bǔ)償兩油缸的同步誤差。因此，新系統(tǒng)是由泵控主系統(tǒng)和閥控輔助系統(tǒng)組成，是泵和閥復(fù)合控制的同步系統(tǒng)。

在主油路中，每個(gè)油缸能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載力的變化，是“變壓式”系統(tǒng)，其輸出流量?jī)H受容積效率的影響，不存在節(jié)流閥的“壓力—流量特性”，故其同步精度較高。而且，無“節(jié)流效應(yīng)”，它的功率利用系數(shù)最高，理論上其效率系數(shù)可達(dá)η≈1。另外，還應(yīng)注意到，由于泵的工作容積(總控制容積)大，液壓固有頻率低(見公式)，響應(yīng)速度較低。又泵控流量增益在工作范圍內(nèi)近似為常數(shù)(僅由泵的變量擺角、幾何參數(shù)決定)，由于泵控方式的流道簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，其泄漏系數(shù)較小，變化量亦小，泵控機(jī)構(gòu)可視作線性元件。

在補(bǔ)償系統(tǒng)中，采用閥控方式，控制容積較小，液壓固有頻率較高，響應(yīng)性能較好。但總存在壓力—流量系數(shù)的影響，即在負(fù)載的工作范圍內(nèi)變化時(shí)，由于閥組必然會(huì)受到節(jié)流特性限制，故非線性影響大。閥控方式還存在功率利用系數(shù)低的缺點(diǎn)。如在定量泵—溢流閥油源時(shí)，最大效率僅為38%。

在新系統(tǒng)中，輔助閥控油路正好發(fā)揮了動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、補(bǔ)償靈敏的優(yōu)點(diǎn)，而主油路則有功率利用系數(shù)高，能量損失小的特點(diǎn)。例如，輔助補(bǔ)償系統(tǒng)的功率設(shè)計(jì)為全系統(tǒng)功率的10%，該系統(tǒng)的功率利用系數(shù)理論上可達(dá)93.8%?？梢?，用泵控和輔助閥控的復(fù)合控制方式的同步系統(tǒng)，在提高同步精度和合理利用能源方面都是十分有效的。

3控制閥的選擇與分析

(1)零開口三通閥

如圖2所示，這類閥的特點(diǎn)是通過閥口A、B作單向補(bǔ)償，即根據(jù)同步誤差，由電液轉(zhuǎn)換或電磁轉(zhuǎn)換或機(jī)械轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)閥芯位移xv，向缸5或缸6補(bǔ)償液壓油。其補(bǔ)償流量為

(1)

或(2)

其中：Cd—流量系數(shù)；W—面積梯度；

xv—閥芯位移量；ps—供油壓力；

p1、Q1及p2、Q2—分別為在兩個(gè)主油路上的負(fù)載壓力和流量。

由此可見，其補(bǔ)償流量(Q1、Q2)與負(fù)載壓力(p1、p2)成非線性關(guān)系。實(shí)際上，零開口閥仍有極小的遮蓋量，存在較小死區(qū)，并且制造或改裝較困難。

(2)正開口三通閥

如圖3所示，圖上u為正開口量，此時(shí)，

由于補(bǔ)償?shù)街饔吐返牧髁縌1、Q2是使兩油缸產(chǎn)生“差動(dòng)效應(yīng)”，所以實(shí)際補(bǔ)償?shù)街饔吐返牧髁繛閮砷y口流量之差值，定義為ΔQ，即

(5)

當(dāng)主油路兩缸負(fù)載相近時(shí)，即p1≈p2，則ps-p1≈ps-p2，則有，

(6)

對(duì)比式(1)和式(6)，可知正開口閥的實(shí)際補(bǔ)償流量(當(dāng)xv為定植)為零開口閥的兩倍。由于負(fù)載壓力p1與p2經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相差不大的工況，所以正開口三通閥的補(bǔ)償靈敏度接近為零開口閥的兩倍。又由于正開口閥的節(jié)流口的差動(dòng)工作，非線性的互補(bǔ)作用較強(qiáng)，它的壓力—流量特性的線性度也將比零開口閥改善許多。

(3)四通閥

可以選用零開口或正開口的四通閥作為補(bǔ)償流量的控制閥，其特性與零開口或正開口的三通閥相似。但在工作時(shí)(xv≠0)，即會(huì)出現(xiàn)對(duì)一個(gè)油缸供油，而另一油缸泄油(返回油箱)。泄油的油缸則起“放出”能量的作用，故能量利用率降低。克服的方法，是對(duì)閥芯實(shí)行改裝等方法，變?yōu)閷?shí)質(zhì)上的三通正開口或零開口閥。

負(fù)開口閥的死區(qū)大，不靈敏，且流量特性非線性，在補(bǔ)償系統(tǒng)中沒有必要選用。

4控制信號(hào)

補(bǔ)償系統(tǒng)的油液輸出受控于同步運(yùn)行誤差信號(hào)，也就是檢測(cè)得出的誤差信號(hào)。但對(duì)于長(zhǎng)行程的油缸是難以實(shí)現(xiàn)的。原因是大量程傳感器難于制造及安裝。經(jīng)反復(fù)研究，用相對(duì)法檢測(cè)，能很好解決該難題。

如圖4所示，將光柵位移傳感器的定尺固定在缸1上，而滑尺則借助連桿固定于缸2上。運(yùn)行時(shí)，若兩缸是同步運(yùn)行，則定尺與滑尺沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，讀數(shù)頭無信號(hào)輸出；若兩缸不同步運(yùn)行，定尺與滑尺即有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，讀數(shù)頭即有位移誤差信號(hào)輸出。誤差信號(hào)經(jīng)變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)送至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)按控制程序發(fā)出指令并經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)及比例放大器輸入到伺服閥的電機(jī)轉(zhuǎn)換元件(如比例電磁鐵或力矩馬達(dá))，驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生流量輸出，對(duì)油缸運(yùn)行實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償作用。它們構(gòu)成了一個(gè)自動(dòng)補(bǔ)償閉環(huán)控制系統(tǒng)。

用機(jī)械裝置檢測(cè)同步誤差，并進(jìn)行反饋、比較的同步補(bǔ)償控制原理如圖5所示。若兩缸出現(xiàn)位移誤差時(shí)，例如缸1運(yùn)行有微小的超前，彈簧的張緊力即通過鋼帶，使反饋桿繞支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，導(dǎo)致伺服閥的閥芯上移，閥口A節(jié)流作用增大，輸出流量減小，缸1運(yùn)行速度減慢；而閥口B節(jié)流作用減小，輸出流量增大，缸2運(yùn)行速度增快，結(jié)果兩缸運(yùn)行趨于同步運(yùn)行。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，同步誤差可小于0.1mm。

用機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)控制補(bǔ)償作用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可通過調(diào)整反饋桿的支點(diǎn)位置來改變反饋放大系數(shù)，達(dá)到最佳控制閥芯位移的目標(biāo)，其傳遞路線簡(jiǎn)捷，將檢測(cè)、反饋、比較等環(huán)節(jié)集結(jié)于一身。缺點(diǎn)是安裝空間會(huì)受到設(shè)備條件的限制，環(huán)境因素(如溫度影響、鋼帶變形)會(huì)降低其控制精度。

5實(shí)驗(yàn)研究

新系統(tǒng)選擇極限環(huán)境條件下，進(jìn)行試驗(yàn)研究，以期能最大限度地把未能考慮到的因素都“加入”試驗(yàn)中。試驗(yàn)系統(tǒng)的原理如圖6所示。其中一組“對(duì)頂油缸”無加載，而第二組“對(duì)頂油缸”通過調(diào)整節(jié)流閥開口度來施加不同數(shù)值的負(fù)載，造成在大負(fù)載差的工況下反復(fù)運(yùn)行，并作出對(duì)比分析。

圖7是兩組“對(duì)頂油缸”壓力差為15MPa時(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)曲線?？梢姳M管兩組油缸負(fù)載懸殊，但它們的運(yùn)動(dòng)曲線仍是十分平行的，即表明系統(tǒng)速度同步性能良好。缸1及缸2在負(fù)載產(chǎn)生很大變化時(shí)，由于實(shí)行閥控補(bǔ)償，兩缸的輸入流量仍然保持“等量”關(guān)系，幾乎不受負(fù)載變化、泄漏等因素影響，新系統(tǒng)的同步性能是較理想的。

圖8是加載壓力為15MPa實(shí)時(shí)檢測(cè)到的同步誤差曲線，其中最大誤差為0.15mm，表明系統(tǒng)具有較理想的同步性能。同步相對(duì)誤差的計(jì)算公式為：

式中：n—采樣次序數(shù)(n=0,1,2,…,k)

k—采樣總次數(shù)

Δtn—第n次采樣時(shí)間間隔(采樣周期)，

Δtn=tn-tn-1

xn—第n次采樣的無加載缸的位移

yn—第n次采樣的加載缸的位移

vt—理論速度

由實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，加載壓力為15MPa時(shí)，三次測(cè)量的系統(tǒng)相對(duì)同步誤差為Δ1=0.0377mm,Δ2=0.04mm,Δ3=0.0531mm。

上述試驗(yàn)系統(tǒng)中，如果將形成加載壓力的節(jié)流閥的開口度改用電控方式，按某一規(guī)律變化或隨機(jī)變化，產(chǎn)生變化的外負(fù)載，即可進(jìn)行動(dòng)態(tài)同步試驗(yàn)。

6結(jié)束語

(1)閥控補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)控制使系統(tǒng)獲得高同步精度，而主油路采用泵控方式，充分利用液壓能量，效率高。因此，復(fù)合控制方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值是顯著的。

(2)正開口閥，由于節(jié)流口的差動(dòng)工作，其靈敏度高，響應(yīng)快，且制造及改裝容易。盡量增大該閥的面積梯度，節(jié)流損失可以減小，有利于提高能量利用系數(shù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，為避免對(duì)油液清潔度的苛刻要求，采用電液比例閥為宜。