控制元件精选(九篇)

第1篇：控制元件范文

关键词：使用可靠性；二次筛选；破坏性物理分析；失效分折

中图分类号：YN406 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0035-03

Abstract：The reliability of components can be divided into the inherent reliability and the use reliability. The use reliability refers to the reliability performance of the components use process. The use reliability should be from the components selection， secondary screening， destructive physical analysis （DPA）， electronic assembly and debugging， failure analysis， storage and custody， the establishment of components quality information systems etc. to form an effective closed-loop control system， and then to ensure the quality and reliability of military equipment .

Key words： use reliability ；secondary screening；destructive physical analysis （DPA）； failure analysis

1 引言

用装备的最基本单元是元器件。高可靠性的军用装备，意味着必须有高可靠性的元器件。元器件可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性两部分。固有可靠性是指元器件制造完成时所具有的可靠性，主要由元器件的设计、工艺和原材料性能来决定，保证元器件固有可靠性是元器件制造厂商的任务；使用可靠性指元器件在使用过程中表现出的可靠性特征，它与元器件从出厂至失效所经历的工作与非工作条件有关，是通过使用人员正确的选择和使用元器件来反映的。从大量的元器件失效分析结果表明，相当多的元器件失效并非由于元器件本身固有可靠性不高，而是由于使用者对元器件选型或使用不当引起的。因此，在军用装备科研生产中，应不断探索先进方法，加强元器件使用可靠性控制。

2 元器件使用可靠性控制

元器件使用可靠性控制应包括：元器件选型、二次筛选、破坏性物理分析、电装与调试、失效分析、贮存与保管、建立元器件质量信息系统等环节，是一种闭环控制过程。

2.1 元器件选型

元器件选型是元器件使用可靠性控制的首要环节，也是军用装备质量和可靠性的基础。军用装备所出现的故障中，元器件失效往往是引发故障的主要因素，而这类故障很多并非源于元器件本身的质量问题，而是由于使用者选型不当所致。为了保证设计师正确进行元器件选型，应开展以下方面工作：（1）针对不同装备的技术要求、使用要求、环境适应性要求等制定相应的元器件选用依据（型号元器件保证大纲），用以指导元器件选型工作；（2）建立型号元器件优选目录，并进行动态管理；（3）在各研制阶段，依据型号元器件保证大纲开展元器件选用评审工作。

在绝大多数军用装备研制中，元器件选型应遵循以下原则：（1）选用元器件的功能性能、技术指标、质量等级都应与型号产品的使用要求相适应。特别对于元器件质量等级的选择，应以型号使用要求为出发点，选用合适质量等级的元器件，并非一味追求高质量等级；（2）尽量在型号总体单位指定的元器件优选目录中选型，超目录选用时，应按规定填写申请表，经批准后方可选用。这有利于最大限度压缩元器件种类、型号、厂商，更有利于进行元器件质量监控；（3）优先选用国产元器件。目的是提高武器装备的自主保障能力，避免出现进口元器件的“停产”、“禁运”、“安全隐患”等问题，同时也是目前总装对于武器装备研制的重要要求；（4）优先选用质量稳定、可靠性高、有发展前途且供应渠道稳定的标准元器件，杜绝选用已淘汰的元器件；（5）严格控制新研元器件的使用，未经技术鉴定合格的元器件，不能在军用装备中正式使用；（6）元器件降额使用可以有效提高元器件的使用可靠性，在元器件选型中还应充分考虑降额要求，根据使用环境选用合适的降额等级。元器件的降额要求按GJB/Z 35《元器件降额设计准则》执行。

2.2 元器件二次（补充）筛选

第2篇：控制元件范文

关键词：自动控制元件；选修课；课程考核

作者简介：张大为（1979-），男，山东潍坊人，海军航空工程学院控制工程系，讲师；晋玉强（1977-），男，河北阜城人，海军航空工程学院训练部，副教授。（山东 烟台 264001）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0081-01

选修课是大学阶段课程设置的重要组成部分，对于拓宽学员的知识面，启迪学员的创新思维，培养一专多能的“复合型”人才具有重要作用。[1]“自动控制元件”选修课以物理的电学部分知识为起点，以电工电路课程为基础，以各种控制电机的结构、工作原理、特性及应用和选择为研究内容。主要任务是使学员掌握典型电机的基本理论、主要结构及工作性能，并在此基础上学会如何选择和使用控制元件。该课程对提高学员的科学素质，培养创新精神和实践能力以及学习后续相关课程具有重要奠基作用，是学员形成科学世界观和方法论的重要环节。本文从课程总体目标设置、教学过程优化设计、教学方法运用、课程考核改革等方面对“自动控制元件”选修课教学实践进行探析与梳理。

一、课程总体目标

自动控制系统已被广泛应用于工农业生产和军事领域，形形的控制系统都是由一些具有典型功能的元器件所组成，其中各式各样小巧灵敏的控制电机被广泛用作检测、放大、执行和解算元件，它们均为自动控制元件。通过“自动控制元件”选修课的学习，学员应掌握直流测速发电机、交直流伺服电动机、旋转变压器、自整角机和步进电动机的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性，为学习后续课程打下坚实的理论基础；能够了解测速发电机、交直流伺服电动机、旋转变压器、自整角机、步进电动机在自动控制系统中的应用与发展方向；独立完成基本的控制电机实验，并能够对实验结果和实验数据进行初步的分析处理，养成严谨、实事求是的科学态度。

二、因材施教，优化教学过程设计

授课教员在接受教学任务时，首先统一认识，明确教学要求，请有经验的老教员讲示范课，群策群立，集体备课，对教学内容、教学方法及如何培养学员的创新能力等问题进行研讨，合理制定教学实施方案。及时了解学员具体情况，努力做到因材施教、因人施教。通过问卷调查、召开学员座谈会等方式，掌握选课学员的基本情况。密切与学员队干部的联系，通过召开学情分析会、找个别学员谈心等方式，了解学员的思想动态，对学员思想上的误区以及学习方法上的不足及时给予指导和纠正。通过对受训学员基本情况的摸底和梳理，能够进一步明确教学目标，把握教学重点，优化教学过程设计，增强施训的目的性和针对性，保证了任课教员在开课前全部制定了科学可行的教学实施计划和课程进度安排，撰写了符合课程标准又各具特色的个性化教案。

三、丰富教学方法和手段

1.提倡学员多归纳，善总结

围绕课程总体目标，结合选修课自身特点，积极展开教学方法的改革与探索。教员在授课过程中善于深度发掘各部分内容的内在联系，鼓励学员多归纳，善总结。[2]在教学中着重把握“了解结构，熟悉原理，掌握特性，学会使用”这一主线，注意贯彻从实际出发，由浅入深，从感性到理性的原则。学习分析各种典型控制元件都是按照上述主线和原则展开来讲的。讲清思路和方法以后，引导学员积极自学和思考，教员主要发挥提纲挈领、画龙点睛的作用。[3]“授人以鱼，不如授之以渔”，学员一旦掌握了分析控制元件的主线和思路，学习内容完全可以继续拓展，电机类型也可继续丰富。总之，上述举措一方面发挥了学员的主观能动性，激发了学员的学习兴趣，由被动听课变为主动研究。另一方面，锻炼了学员举一反三、触类旁通的思维，提高了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.结构认识教学、参观见学、实验实操有机融合，穿行

选修课的性质及使命决定了它的教学应有不同于必修课之处。选修课不着重强调所学内容的系统性、连续性和完整性，旨在培养学员的学习兴趣，传递最新的科研动态，促进学员养成良好的学习习惯及方法，锻炼学员的实践动手能力。[4]由此即给选修课教学定好位，指好路，提出了更高的要求。要求教员在教学手段和方法上要积极探索，不断改进。授课教员在教学具体实施过程中将课堂授课、结构认识教学、参观见学、实验实操有机融合，穿行。结构认识教学是学员对控制电机从感性认识到理性认识的第一步，为此要开好头，起好步。[5]几年来，授课教员不断探索和丰富电机结构认识教学的方法和手段，采取观看视频录像、参观教学模型等形式。具体而言，依托校园网教学资源可观看变压器、交直流电动机等典型电机的教学录像；购置了直流电动机、步进电动机、三相交流电动机等透明教学模型。一方面在课堂教学中介绍电机结构、绕组构成时方便看到实物；另一方面，在讲授工作原理、输出特性时也可进行动态工作演示。上述举措有效拉近了学员与实际电机之间的距离，激发了学员的学习兴趣和积极性。现场参观见学是增强学员对控制电机的感性认识，实现与实物零距离接触的有效途径之一。结合教研室在航空电源测试和电机控制研究方面的传统优势和丰富资源，组织安排学员参观实验室、科研场所。让学员亲眼目睹各式各样的航空电机和日常工作中的常见电机。并安排相关从业人员进行现场讲解答疑，力求做到让学员看到真人，摸到真物，听到真事。[6]实验实做方面，依托教研室已初具规模的“自动控制元件实验室”，开设了“直流测速发电机性能测试”和“交流伺服电动机性能测试”两个自主性实验，以期提高受训学员的动手能力和锻炼他们的实践操作技能。

四、课程考核改革

课程考核是提高教学质量的重要途径和手段，要始终遵循为教学服务、为人才培养服务的根本宗旨。基于选修课考核应着重考查学员应用和发展该学科知识综合能力的考虑，自动控制元件选修课采用了课堂小抽测、课终大论文的考核方式。课堂小抽测能督促学员积极学习，实时发现动态问题，有效进行教学质量监控。课终大论文则要求学员以提交读书报告或文献综述的形式完成，结合自动控制元件所授内容，归纳梳理学习本课程的所感所获。此举一方面提高了学员的文献查阅水平，另一方面也锻炼了学员的科学归纳能力。

五、结论

从实际教学效果来看，只有在深度把握选修课教学内在本质的基础之上，有的放矢地开展教学方法和手段的改革与探索，才能切实提高选修课教学质量，最终实现提高学员综合素质，拓宽学员知识层面的教学目标。

参考文献：

[1]杨洋，付任重，王百军.专业选修课“生化分离工程”教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2011，（23）：113-114.

[2]贾好来，武兴华.电机学教学中应注意的几个问题[J].电气电子教学学报，2000，22（1）：86-88.

[3]肖鸿杰，宋金煜，韦钢.《电机学》课程教学改革探讨与实践[J].电力系统及其自动化学报，2001，13（5）：75-77.

[4]张秀琴，李涛，王守忠.高等学校选修课设置和教学的现状[J].石家庄经济学院学报，2004，27（6）：747-750.

第3篇：控制元件范文

关键词：计算机；控制系统元器件；可靠性工作时间

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-02

随着我国科学技术的不断发展，计算机控制设备无论在国防、民生、医疗救治、企业生产等各领域都有广泛的应用。因此，如何有效估算计算机控制系统的无故障工作时间也成为了相关工作人员所面临的一项重大课题。为了能够充分实现计算机控制系统无故障工作时间的正确估算，工作人员必须要对相关的设备做到全面系统的了解，从而采用合理的估算方法进行估算，从而避免出现资金浪费和影响生产的现象发生。

一、计算机控制系统可靠性时间估算的理论依据

任何一个计算机控制系统都是由多个模板、半导体或者元器件组成的，这些组成部分是否能够正常工作直接关系到计算机控制系统的正常运行情况。

二、计算机系统平均无故障时间的估算

在计算机控制系统中，我们可以通过其内部模板失效率的计算来就得无故障间隔时间MTBF。而模板的是效率差主要是由计算机控制系统内部的每种典型元器件的标准失效率和各种典型元器件的数量二者相乘，然后将计算的结果累加起来所得到的结果。

三、关于无故障间隔时间估算的评价

（一）估算结果的可依赖性

在上述计算机控制系统运行的过程中，必然会存在一些可能会影响到其正常运行的因素，无故障间隔时间估算作为理论上的一种计算方法，对于计算机控制系统实际应用过程当中的一些因素并没有进行充分的考虑，比如说外界对其产生的各种干扰、震动、粉尘、电源不稳、使用不当、维护不周和静电等。因此，如果在对无故障间隔时间进行估算的时候，将这些因素充分的考虑进去，那么势必会导致计算得来的MTBF值打一些折扣。但是从计算机控制系统实际使用的情况来看，因为加入了这些考虑因素而造成的折扣系数一般都不会小于0.5。而且，这种折扣系数的大小往往直接与计算机系统的日常使用和维护的状态有关。通常情况下，计算机控制系统维护的越好，其产生的折扣系数就会越大，就会越接近于1。因此，计算机自动控制系统中的控制部分，即半导体或电子元器件部份的平均无故障时间少说都在十几年以上。而我们通常所说的系统故障，往往只是设备的故障，计算机系统本身并不容易出故障。

（二）关于系统的无故障间隔时间取值

这里所说的系统，主要是指控制部分，即计算机控制部分。由于计算机系统中往往有若干块模板，也就是有若干个MTBF值，那么我们就选择其中最小的MTBF值作为整个系统的MTBF值。例如，某仪器计算机控制系统有四块模板，它们的MTBF值分别为22年、18年、27年和25年，那么，该系统的MTBF值应取为18年，即该系统的平均无故障工作时间为18年。

四、结束语

综上所述，随着计算机控制系统设备的普及和大量应用，设计和应用部门对其可靠性工作时间的估算也必然会越来越重视。但目前，对计算机控制系统可靠性工作时间估算的认识和重视程度还很不够，在对计算机控制系统可靠性工作时间进行估算时，存在其他相关的问题，有待今后进一步探讨。

参考文献：

[1]戴毅.计算机控制系统元器件可靠性工作时间的估算及评价[J].内蒙古石油化工，2012，4.

[2]张蕊，汪凯蔚，沈峥嵘.高可靠电子设备可靠性仿真试验技术应用研究[J].电子产品可靠性与环境试验，2012，30（6）.

第4篇：控制元件范文

【关键词】 煤矿 电机 转子 位置检测

永磁无刷直流电机除了保留了有刷直流电机起动转距大、调速范围宽等优良性能，其最大特点是无传统换向器和电刷组成的机械换向结构，因此具有结构简单、使用寿命长、可控性强和稳定性好等优点。

随着电机学、现代控制理论和电力电子技术的进步及低成本永磁材料的出现，永磁无刷直流电机获得前所未有的发展，并在能源、汽车、航空和高精度机床等领域获得广泛应用。煤矿生产和运输过程中，对于动力设备的依赖性很大，矿井电能最终消耗主要是通过电机将电能转换为机械能，可见电机是煤矿井下运用较多的电气设备。永磁无刷直流电机凭借其优越的性能，在煤矿井下安全生产、提升运输及输电变电等领域具有广阔的应用空间。

一、无刷直流电机和位置传感器

矿用无刷直流电机与传统有刷直流电机在电磁结构上相同，但它在定子上缠绕电枢绕组，转子上安装径向充磁的稀土永磁材料，定子上的电枢绕组采用典型三相星型缠绕方式，直流电源经过逆变器与绕组相连，采用转子位置传感器取代传统电刷和机械换向器组成的换向结构。根据绕组通电与逆变器内的功率管之间关系对功率管进行合理控制，电机气隙中产生跳跃的旋转磁场与永磁体的磁场相互作用产生电磁转矩，根据转子位置改变绕组通电方式，使电磁场方向与永磁体磁场方向始终相反，保证具有持续的转矩驱动矿用永磁无刷直流电机连续运转。

位置传感器在矿用无刷直流电机中起着检测转子磁极位置的作用，即实现将转子磁极的位置信号转换成电信号，经过信号处理电路发送给处理器，处理器根据电机转子位置控制定子绕组的导通顺序。为了保证电机具有持续的转矩，功率开关的导通顺序必须和转子转角同步，所以位置传感器与功率开关起着与传统有刷直流电机的机械换向器和电刷相相似的作用。位置传感器的种类比较多，可分为直接式和间接式，其中直接式位置传感器以其检测精度高和可靠性好等优点而被广泛采用。典型的直接式位置传感器有光电式、电磁式、磁敏式和接近开关式。

二、矿用无刷直流电机控制系统硬件电路设计

在本文设计矿用无刷直流电机控制系统中，采用TI公司电机控制专用芯片TMS320LF2407A为核心，该DSP内部集成了很多电机控制专用的电路，减少了系统部分硬件电路设计，特别适合矿用无刷直流电机控制。

图1为矿用无刷直流电机控制系统结构图，控制系统由DSP、操作面板、转子位置及转速检测电路、MOSFET驱动电路、MOSFET、电流检测电路、过流保护电路、显示屏和控制对象矿用无刷直流电机组成，其中DSP用于采集数据和发送动作指令，捕捉转子位置及转速检测电路的脉冲信号，判断电机转子位置并发送合理的换向信号给MOSFET驱动电路，根据脉冲信号进行速度计算，并与速度给定比较进行速度修正；转子位置及转速检测电路检测电机的转子位置和转速，为电机的换相和转速调节提供信息；MOSFET驱动电路对控制指令进行隔离放大，保证MOSFET可靠动作。MOSFET用于电机绕组合理换相，保证电机具有持续的转矩；电流检测电路和过流保护电路用于检测电流值，并在过流时向MOSFET驱动电路发送封锁指令，保证系统的安全性。

图1 矿用无刷直流电机控制系统结构图

2.1 转子位置检测电路设计

转子位置检测是矿用无刷直流电机控制系统首先要解决的问题，本文采用三个霍尔传感器对电机转子位置进行检测，位置检测电路如图1所示。三相霍尔元件发送的信号为HA、HB、HC，当某相（C相）霍尔传感器输出高电平时，二极管IN4148截止，光耦TLP521导通，经过施密特触发器74LS14（消除信号斜坡部分）后输出高电平，经过10K的电阻R9（TTL和CMOS之间的匹配电阻）将TTL的高电平信号转换成DSP可识别的高电平信号发送给DSP的信号捕捉引脚CAP3；假如霍尔传感器输出低电平时，则二极管IN4148的阳极被置低，光耦TLP521不导通，所以施密特触发器74LS14输出为低电平信号，此时DSP接收的信号为低电平。

图2 位置检测电路

2.2 电流检测电路设计

本文选用了型号为LA58-P的霍尔型电流传感器进行电流检测，该传感器具有较高的测量精度、良好的线性度、低温漂、反应周期、宽频带、抗干扰能力强及电流过载能力好等优点，传感器典型接线图如图3所示。LA58-P型霍尔电流传感器采用±15供电，信号输出端接一个辅助测量电阻R13，通过测量测量电阻R13两端的电压计算出要测量的电流值。

图3 传感器接线图

三、结论

矿用无刷直流电机是电机和电力电子技术的相结合的产品，在煤矿井下的应用前景广阔。本文结合数字信号处理器（TMS320LF2407A）设计矿用无刷直流电机控制系统整体结构，并对转子位置检测和电流检测电路进行详细设计，控制系统能够实现矿用无刷直流电机的稳定控制，具有结构简单、反应速度快及可靠性强等优点。

参 考 文 献

[1] 王兆安，黄俊.电力电子技术〔M〕.北京：机械工业出版社，2004.

第5篇：控制元件范文

核电站反应堆控制棒位置传感器检测装置是反应堆安全运行的重要保障，一旦出现故障将严重危及反应堆安全运行。国内一核电站控制棒位置传感器检测装置在反应堆运行时出现热态断路故障，为了准确找出位置传感器检测装置故障原因，以便制定有效的预防措施，经过安全性、可行性、合理性多方面分析论证，决定设计一套工况模拟加热装置，进行温度自动控制试验研究，以满足系统的温升要求，并按要求进行热容试验、温度自动控制、模拟压力跟随控制试验，以修正实际温升与理论计算的偏差，使其温控特征达到设计指标要求。研究过程包括参数计算、设备选型、试验实施三个阶段，下面将对具体过程进行详细叙述。

1 计算工艺过程所需的热量

1.1 工况模拟容器热容计算

1.2 加热介质热水计算

工况模拟容器内介质为水，水的热容计算公式：

Q2热容=C2M2T

Q2热容为工况模拟容器内的水加热至设定温度所需的热容；C2为介质（水）的比热，水的比热：kcal/（kg・℃）；M2为介质（水）质量，介质（水）质量：150 kg；T为温升，温升：260℃。

将以上参数代入公式计算工况模拟容器内水的热容为：39000kcal。

1.3 保温层的热耗损计算

保温层热耗损计算公式：

Q热耗损=δ×S×h×1/2×864/1000

Q热耗损系统加热过程中保温层的热损失；δ为保温层散热量，硅酸盐散热量：32W/m2S1为保温层面积，保温层面积：3.95m2。

将以上参数代入公式计算保温层的热耗损为：54.6kcal。

1.4 系统总热容

系统总热容为工况模拟容器热容、工况模拟容器内水的热容、保温层热耗损之和。

Q总热容= Q1热容+Q2热容+Q热耗损

将以上各计算值代入公式计算系统总热容为：60270.6kcal。

2 电加热元件功率计算

电加热元件功率计算公式：

P= Q总热容/864×1

将以上系统总热容计算值代入公式计算电加热元件功率为：69.8kW。

考虑1.2的安全系数，最终选取电加热元件的总功率为：90kW。

3 电加热元件的形式、尺寸及数量

3.1 电加热元件的形式

考虑工况模拟容器的尺寸及安装位置，电加热元件选取单端管式元件，元件外套管选用耐高温高压的不锈钢材料。

3.2 电加热元件的尺寸

根据工况模拟容器的尺寸及安装位置，电加热元件的外径为：Φ25mm，长度为4500mm。

3.3 电加热元件的数量

根据工况模拟容器的尺寸及安装位置，电加热元件总计3根，每根功率为30 kW。

4 加热装置的主回路及控制回路

4.1 加热装置的主回路

电加热元件采用电力调整器进行功率调节，电力调整器输出电压0-380V范围可调。为有效保护电力调整器，在电力调整器主回路输入端介入快速熔断器，进行短路及过载保护。3根电加热元件Y形接法，加热装置主回路原理图如图1所示。

4.2 加热装置的控制回路

加热装置控制回路原理图如图1所示。电加热元件控制回路分为自动控制方式、手动控制方式。

图1 加热装置主回路及控制回路原理图

自动控制方式：利用外部启停开关启动系统，加热过程中的温度信号经PID调节后送至电力调整器控制输出电压，从而控制电加热元件功率。自动控制方式中R1、R2之间必须用短接片连接。

手动控制方式：利用外部启停开关启动系统，加热过程中手动调节可调电位器控制电力调整器输出电压，从而控制电加热元件功率。手动控制方式中R1、R2之间必须取掉短接片。

5 试验实施情况

5.1 热容试验

热容试验系统示意图如图1所示。其系统主要由1台电控柜、1个水箱、9根管式电加热元件、4支热电偶和保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号，并输出可调电压调节电加热元件功率；水箱为加热介质（水）的容器；保温层覆盖于水箱外表面，用于减少水箱的热损失；电加热元件安装于水箱底部，用于加热介质（水）至设定温度；热电偶安装于水箱内部，用于采集介质（水）的温度信号。

5.1.1 自动定速升温

（1）将管式电加热元件以3根为一组连接成星形接法，并分别编号为：1#、2#、3#，将这三组电加热元件连接至电力调整器输出端；

（2）将4支热电偶探头按500mm间隔安装于水箱上，分别编号1#、2#、3#、4#，并将热电偶输出线连接至控制系统接线端子；

（3）将容器充入约700kg的自来水；

（4）将控制程序升温上限设置为99℃，选择开关置于“自动”位置；

（5）启动1#电加热元件组进行进行了三次自动定速升温试验；

（6）记录将水加热至99℃的时间；

（7）分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值，测量数据记录于附录A中；

（8）启动1#、2#电加热元件组进行了三次自动定速升温试验；

（9）记录将水加热至99℃的时间；

（10）分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值，测量数据记录于附录A中；

（11）启动1#、2#、3#电加热元件组进行了三次自动定速升温试验；

（12）记录将水加热至99℃的时间；

（13）分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值，测量数据记录于附录A中；

（14）将测量的电压、电流、时间取平均值后计算功率、温升速度，计算结果记录附录A中；

（15）从试验情况来看，当采用一组电加热元件（功率约27kW）时，温升速度约为112℃/h，低于设计要求350℃/h；当采用两组电加热元件（功率约52kW）时，温升速度约为252℃/h，低于设计要求350℃/h；当采用三组电加热元件（功率约79kW）时，温升速度约为370℃/h，高于设计要求350℃/h；

（16）依据试验数据，功率为80kW的电加热元件即可满足设计的温升速度要求，考虑一定的的安全系数，最终确定电加热元件的功率为90kW。

5.1.2 手动可调速升温

（1）将控制系统选择开关置于“手动”位置；

（2）启动1#、2#、3#电加热元件组进行了三次手动可调速度升温试验；

（3）升温过程中调节电力调整器可调电位器R，测量的电加热元件组电压、电流、加热时间等数据记录于附录A中；

（4）根据测量的数据计算功率、温升速度，计算结果记录于附录A中；

（5）从试验情况来看，可调电位器R的电压与电力调整器输出电压成线性关系，即可调电位器R的电压与电加热元件的功率成线性关系；

（6）当可调电位器R的电压为4V时，此时系统的温升速度为304℃/h，低于设计温升要求350℃/h；当可调电位器R的电压为4.8V时，此时系统的温升速度为351℃/h，基本符合设计温升要求350℃/h；当可调电位器R的电压为5V时，此时系统的温升速度为381℃/h，高于计温升要求350℃/h；

（7）依据设计温升要求350℃/h，将PLC控制程序手动模式修改为功率可调节方式，以实现不同环境下的温升速度要求。

5.2 温度自动控制试验

温度自动控制试验系统示意图如图2所示。其系统主要由1台电控柜、1个容器、3组绳式电加热元件、6支热电偶、保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号，并输出可调电压调节电加热元件功率；容器用于安装绳式电加热元件及支撑保温层；绳式电加热元件安装于容器外表面，用于加热介质（空气）至设定温度；热电偶安装于容器内部，用于采集介质（空气）的温度信号。

5.2.1 自动温度控制

（1）将3组绳式电加热元件敷设于容器外壁，并敷设保温层；

（2）将三组电加热元件以星形接法连接于电力调整器输出端；

（3）将6枝温度传感器探头按1米间隔布置于容器中，分别编号：#1、#2、#3、#4、#5、#6，并将温度传感器输出线连接至控制系统接线端子；

（4）将控制程序升温上限设置为280℃；

（5）将控制系统选择开关置于“自动”位置；

（6）将控制系统PID参数整定设置为“自动”；

（7）启动系统进行了三次自动温度控制试验；

（8）控制系统停止加热时，6个温度传感器测量的温度数据记录于附录B中；

（9）6个温度传感器测量的开始下降前的最高温度数据记录于附表B中；

（10）将最高温度取平均值计算280℃时的温度控制精度，计算数据记录于附录B中；

（11）自动温度控制时（即自动PID参数整定），平均温度控制精度最小为7.75%，最大为8.19%；

（12）从实验情况来看，依据系统自动整定的PID参数进行温度控制都不满足设计要求的平均温度控制精度：280℃±5%。

5.2.2 手动PID参数整定

（1）将控制系统PID参数整定设置为“手动”；

（2）输入比例、积分、微分控制参数，并将数据记录于附录B中；

（3）启动控制系统进行了多次温度控制试验；

（4）控制系统停止加热时，6个温度传感器测量的温度数据记录于附录B中；

（5）6个温度传感器测量的开始下降前的最高温度数据记录于附表B中；

（6）将最高温度取其平均值依据设计要求（280℃±5%）计算280℃时的温度控制精度，系统积分、微分控制参数等数据记录于附录B中；

（7）从试验情况来看，用手动PID参数进行温度控制，其平均温度控制精度均满足设计要求；

（8）试验数据也表明，要对滞后量较大的温度进行控制，需设置较大的微分参数对系统进行提前控制，并且足够大的积分参数（接近最大设置上限）对滞后量较大的温度控制效果尤为明显。

5.3 模拟压力跟随控制试验

模拟压力跟随控制试验系统示意图如图3所示。其系统主要由1台电控柜、1个容器、3组绳式电加热元件、6支热电偶、1台信号发生器和保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号，并输出可调电压调节电加热元件功率；容器用于安装绳式电加热元件及支撑保温层；绳式电加热元件安装于容器外表面，用于加热介质（空气）至设定温度；热电偶安装于容器内部，用于采集介质（空气）的温度信号；信号发生器用于模拟升温过程中的压力信号。

5.3.1 信号发生器模拟系统压力信号

（1）将信号发生器连接于控制系统压力信号输入端子；

（2）将PLC模拟量控制模块依据系统设计最大压力范围（0 MPa-25 MPa）进行零位及满量程刻度；

（3）将信号发生器输出信号选择为“4 mA -20mA”，输出旋钮旋至最低位；

（4）启动控制系统自动升压，逐步加大信号发生器输出信号，控制系统显示的对应压力值记录于附录C中。

5.3.2 升温过程中模拟压力跟随控制

（1）将控制系统程序温度上限值设定为300℃，压力值按表1设置；

（2）调节信号发生器输出旋钮，控制系统显示压力值为0.5 MPa；

（3）启动控制系统进行自动升温、模拟压力跟随控制试验；

（4）升温过程中按表1系统程序压力设定依次调节信号发生器输出旋钮，使控制统显示的压力值与相应的温度对应，加热单元、加压单元运行情况记录于附录D中；

（5）系统温度为100℃时，切除加热单元，检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中；

（6）在确认系统安全状态正常后启动电控制系统继续升温；

（7）系统温度为200℃时，切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中；

（8）调节信号发生器输出旋钮，控制系统显示压力值为0.5 MPa；

（9）启动控制系统进行自动升温、模拟压力跟随控制试验；

（10）升温过程中按表1系统程序压力设定依次调节信号发生器输出旋钮，使控制系统显示的压力值与相应的温度对应，加热单元、加压单元运行情况记录于附录D中；

（11）系统温度为100℃时，切除加热单元，检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中；

（12）在确认系统安全状态正常后启动电控制系统继续升温；

（13）系统温度为200℃时，切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中；

（14）在确认系统安全状态正常后启动控制系统继续升温；

（15）系统温度为300℃时，切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中；

（16）从试验情况来看，升温过程中的压力设置参数均大于对应温度下的饱和蒸汽压，保证了各个单元功能的正常以及整个系统的安全。

5.3.3 保温过程中模拟压力跟随控制

（1）当系统显示温度300℃时，调节信号发生器输出旋钮，当系统显示压力值分别为10MPa、10.1MPa、10.2MPa时，变频器为运行状况，KM8、KM9（KM8、KM9分别为下限和上限压力设定的动作元件）接触器断开（无动作），符合设计要求，试验情况记录于附录E中；

（2）变频器启动运行后，调节信号发生器输出旋钮，当系统显示压力值分别为10.3、10 .4MPa时，变频器停止，KM8、KM9接触器断开（无动作），符合设计要求，试验情况记录于附录E中；

（3）调节信号发生器输出旋钮，当系统显示压力值分别为13.6MPa、13.7MPa、13.8 MPa时变频器停止，KM8、KM9接触器断开（无动作），符合设计要求，试验情况记录于附录E中；

（4）调节信号发生器输出旋钮，当系统显示压力值分别为13.9MPa、14.0MPa时，变频器停止，KM9接触器闭合（开启泄压阀进行泄压），符合设计要求，试验情况记录于附录E中。

6 结论

温度自动控制试验依据制定的方案实施，完成了热容试验、温度自动控制实验、模拟压力跟随控制试验等内容，达到了试验目的：

（1）通过试验，验证了控制系统具有较高可靠性，以及对温度控制的有效性；

（2）通过试验，确定了理论计算电加热功率、温升速度完全满足设计要求；

（3）通过试验，最终确定了PID整定参数、温度控制程序；

（4）通过模拟试验确定了跟随控制整定参数，修正压力控制程序。

这次试验研究，验证了工况模拟装置完全能够提供位置传感器检测装置实际工况。在随后的工作中，通过这套工况模拟装置提供给位置传感器检测装置实际工况条件，对其进行故障分析，准确地查出了位置传感器检测装置故障原因，杜绝了故障的再次发生，保证了反应堆的安全运行，圆满地完成了任务。

执行标准

GB/T 10067.1-2005 电热装置基本技术条件

GB/T 13869-2008 用电安全导则

第6篇：控制元件范文

机电一体化系统中用到的传感器非常多，如检测物体的位置、颜色的判别、材质的判别、姿态判别、液位判别、温度检测、压力检测等，会用到如电感、电容、压力、光电、光纤等各式各样的传感器。学习此类传感器最重要的是分清它们的作用、工作原理和检测方法。我们能很快地教学生将传感器输出端口与控制器进行连接，然后将待检测物通过传感器，对应的PLC输入点就会有一个输入信号，即传感器有输出信号，也可以据此判断传感器是否工作，否则要查明故障。学生对控制器能有输出很有兴趣，表示自己已成功了一步。

二、控制层：控制元件的调试

有了上一步的检测工作，引导学生完成控制层的编程，学生就会跃跃欲试。控制元件是组成自动控制系统的基本单元，按作用主要分为功率元件和信号元件，按功能分为测量、变换、放大、执行和校正元件，按电流分为直流、交流和脉冲元件。控制元件构成的电机主要有直流伺服电动机、直流测速发电机、步进电机、旋转变压器、自整角机、交流伺服电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电机、超声波电机和直线电机等。对于如此多的控制元件，我们教学生的就是分清各种控制元件能接受什么样的信号。根据信号的特点，我们用控制器给其相应的信号，在相应的信号作用下，控制元件能有相应的动作，则表示控制元件能受控。在大的系统中，同样只要将控制信号发出，就能有相应的动作。例如，步进电动机的控制，只要将脉冲信号和方向控制信号发给步进驱动控制器，用控制器输出两个信号，如果步进电动机能工作，则表明控制正常。系统同样只要给出相应信号，步进电动机同样能正常工作。据此，学生调试工作又进了一步。此时要告诉学生，只并差一步的控制工作，我们就会完成系统的分步工作。

三、执行层：驱动元件调试

什么是执行层的调试呢？简单地说，就是我们要执行的工作任务。首先，我们了解一下执行层的情况。执行元件是根据来自控制器的控制信息完成对受控对象的控制作用的元件。在机械自动化系统中，执行元件根据输入能量的不同可分为电动、气动和液压三类。电动执行元件安装灵活，使用方便，在自动控制系统中应用最广。气动执行元件结构简单，重量轻，工作可靠并具有防爆等特点，在中、小功率的化工石油设备和机械工业生产自动线上应用较多。液压执行元件功率大，快速性好，运行平稳，广泛用于大功率的控制系统。对于种类繁多的控制元件，我们要分清其能接的信号是什么类型的，比如是模拟量，还是数字量等。如果是模拟量的，要分清其模拟量大小和性质，据此给相应的量，执行元件就会动作。在大系统中也只要给出相应的信号，执行元件就能正常工作。要分清我们要执行的工作任务，比如将电磁阀接好线，用控制器给出相应的信号，电磁阀就会正常工作。至此，学生完成了每一个分项工作，会有将自己的作品成果全部展示出来的冲动，无形中极大地提高了自己的技能水平。

四、系统层：控制系统综合调试

经过以上分析并进行调试后，学生纷纷将自己上述步骤所完成的工作进行综合。此时，可以设置一个学生比赛环节，让学生进行综合调试。控制系统在调试时，引导学生按如下步骤进行，会取得事半功倍的效果。首先检查接线，核对地址，逐点进行，确保无误。加上各信号后，看输入端口的指示灯的变化。其次，测试输出工种状态，包含各输出端口、模拟量的量值等。测试各工作方式的逻辑关系，如手动、半自动和自动工作模式。最后还要进行异常条件检查。在经过上述调试后，如程序、功能有所变动，也应及时调试，达到完美的效果，确保系统具有正确工作、可靠、简短、省时、可读和易改等特征。掌握了以上分层调试的方法，学生能很快地将一个复杂的系统最小化，进而完成一个综合系统的调试，学生的作品成果也就呈现出来了，学生的综合技能在分步分层调试过程中得到了大力提升。

五、小结

第7篇：控制元件范文

1.1液压容腔

液压系统主要包括液压元件与管路，一般情况下，液压元件自身具有若干油口，同时和管路相连，由上述元件组成的即为液压容腔。所以，在进行数字仿真的过程中，本文通过节点法塑造液压系统的数学模型，也就是将液压管路的汇交点看作节点，塑造所有节点的流量平衡方程，从而对节点压力与进出该节点流量之和的联系进行描述，获取一组方程。对每个元件的油口进行标号，从而直观地对液压元件的不同油口进行判断。完成每个容腔压力-流量方程的塑造之后，依次对每个液压元件的特性方程进行塑造，获取每个油口的流量计算公式，即可实现液压控制过程动态特性的有效描述。

1.2液压控制元件

液压控制元件主要包括定量泵、溢流阀、平衡阀以及换向阀。下面对上述元件在液压控制中的动态特性进行分析。

2液压控制过程的优化设计

2.1改进遗传算法

基于上节获取的液压过程数学模型，采用改进的自适应遗传算法，使得交叉概率与变异概率可自动随适应值变化，获取数学模型的最优解，为塑造液压控制过程的仿真模型提供可靠的依据。

2.2基于simulink的液压控制过程的仿真模型

对液压控制过程中所涉及到的元件进行数学建模后，即可通过Simttlink提供的仿真模块对所有元件的数学模型进行描述，一个子模块可描述一个元件。再将所有组成元件的Simulink仿真子模块之间相应的输入输出相连。Simulink可为液压控制过程的仿真建模提供需要的全部子模块。所以，本文首先塑造能够反映所有元件特征的微分方程，再通过Simulink对其进行描述。同时通过Simulink中非线性模块对液压控制过程中常见的某些非线性因素进行保存，从而获取存在非线性环节的仿真模型，使得液压控制过程的仿真模型更加精确。前文所述的元件子模块均未经封装，在对液压控制过程进行仿真时，若需调整某个参数值，只需打开其所处的子系统进行调整。经过封装的元件子模块，可通过一个参数对话框实现与外界的通信，更加便于使用，适用于已经定型的仿真模块。

3仿真实验分析

本实验依据自适应交叉与变异概率思想，采用群体规模是100，最大进化代数是200的改进遗传算法完成优化。给出每个变量的取值范围，获取优化参数值集，分别采用优化后与优化前的参数值完成液压控制过程中几个元件的仿真，获取动态响应仿真曲线。

4结论

第8篇：控制元件范文

变速器控制单元通过对电磁阀的精确控制，实现正确的换挡时刻，以及出色的换挡品质。变速器控制单元还根据车辆的行驶状态随时控制变矩器、离合器的接合与分离，从而使发动机实现最大燃油效率，同时不降低车辆性能。所有电磁阀以及变速器控制单元，均组装在一个独立的控制总成内。

1 变速器的构成

（1）主要元件

该款变速器由3个行星排、3个制动器、2个离合器、1个单向离合器和1个主减速器组成（图1）。由此可见，该款变速器的特点是制动器较多，而离合器较少。减少离合器数量的目的是为了降低旋转部件的转动惯量，从而提高变速器的整体性能。主减速器也采用了行星排形式，这样可以有效节省变速器的内部空间。

（2）结构特点

离合器C1、C2和制动器B1采用镶套式结构（图2），这样变速器的轴向长度可以充分地缩短。此外，动力输出部分采用链条传动，进一步缩短了轴向长度。

（3）密封件

了解变速器密封件的安装位置及其形状（图3），对维修人员而言是极为重要的。变速器大部分故障都与密封件的失效有关。熟悉变速器的结构，便可根据故障现象和数据流，结合油路图分析，迅速确定故障点。

（4）轴承及垫片

自动变速器的大部分元件都是同轴安装的，所以每个轴承或垫片的配合间隙都要由同一根轴上所有元件总的轴向间隙来决定。维修人员在组装变速器时，必须清楚每个轴承或垫片的正确安装位置及方向，否则不仅会损坏轴承或垫片。严重时还会造成传动元件的损坏。图4给出了所有轴承及垫片的正确安装位置及方向。

2 控制过程

（1）换挡元件表

换挡元件的工作状态如表1所示。

（2）动力传递路线

①1挡

1挡时输入轴的转动送至行星排1的太阳轮（图5），该行星排的齿圈被单向离合器F反向制动，转动从其行星齿轮架输出到行星排3的齿圈。行星排3的太阳轮被制动器B3固定，转动从其行星齿轮架输出到主减速器的齿圈。可见行星排对输入轴的转动进行了2次减速。

②6挡

6挡时输入轴的转动通过离合器C2送至行星排2的行星齿轮架（图6），由于该行星排的太阳轮被制动器B1固定，所以转动加速后从其齿圈输出到主减速器的齿圈。

③倒挡

倒挡时输入轴的转动通过离合器C1送至行星排2的太阳轮（图7），这时该行星排的行星齿轮架已被制动器B2固定，转动经反向减速后送至主减速器的齿圈。

（3）控制系统

①离合器C1的控制

离合器C1在前进挡和倒挡时都要用到，但倒挡的动力油压要高于前进挡的。实际上C1油缸中的油压分别来自2个不同的油道，一个是前进挡动力油道，另一个是倒挡动力油道，由球阀根据油压的来向进行切换（图8）。

C1控制电磁阀为线性电磁阀，它可根据变速器控制单元的指令来调整离合器油缸中的油压。

②离合器C2及制动器B2的控制

这2个执行元件共用一套控制装置（图9），这样便有效简化了控制系统。2个执行元件的动力油压由转换阀进行切换，而控制转换阀的电磁阀为开关电磁阀。

控制阀采用负反馈方式来工作，即柱塞反馈端的油液压力与控制端的油液压力方向相反。采用这种方式的目的，是为了使执行元件油缸中的油压能够更精确地跟随变速器控制单元油压控制指令的变化。

反馈端的反馈量由反馈控制阀进行控制，保证反馈油压与动力油压的输出成正比。

③制动器B1的控制

制动器B1同样采用反馈控制方式，但由于其对换挡品质的影响较小，所以并未单独设置反馈控制阀，而是将反馈阀与控制阀做成了一体（图10）。同样的，其控制电磁阀也是线性电磁阀。

④制动器B3的控制

制动器B3同样采用负反馈，并配有反馈控制阀（图11）。

⑤油压控制

油压控制电磁阀根据发动机的输出扭矩来控制加在油压控制阀控制端的油压（图12）。当发动机的输出扭矩较低时，执行元件承受的扭矩负荷较小。为了提高整车的燃油经济性，应相应地减小变速器的工作油压。这时油压控制电磁阀减小油压输出，油压控制阀的柱塞向左移动，主油道的泄油量增大，工作油压降低。

相反，当发动机输出扭矩较大时，摩擦片需要较大的正压力才防止打滑。这时必须提高执行元件油缸中的油压，在这种情况下只得放弃经济性的要求。油压控制电磁阀增大油压输出，油压控制阀的柱塞向右移动，主油道的泄油量减小，工作油压增加。

⑥变矩器锁止控制

变矩器锁止离合器的受力面积较大，所以其接合时所需的油压非常低，在这里仅用油压即可。锁止离合器控制电磁阀在锁止控制阀的控制端施加油压，使柱塞上移，将变矩器锁止离合器右侧的油道打开（图13），在左侧油压的作用下离合器结合。同时，电磁阀还控制锁止油压控制阀控制端的油压，使锁止油压控制阀输出的油压能够保证离合器的平顺锁止。

3 控制类零件的位置

（1）阀体部分

所有与换挡控制有关的元件都位于同一块阀体上（图14），这使得这款变速器的检查十分方便。

（2）油泵部分

所有与油压控制及变矩器控制有关的元件都位于变速器的油泵部分（图15），这使得承受较高油压部分的元件与控制换挡的元件隔离，可以保证换挡工作稳定。

第9篇：控制元件范文

【关键词】马达控制中心 智能 简化接线 故障诊断

一、智能电机控制中心简介

智能电机控制中心（Intelligent Motor Control Centers）通称智能MCC或IMCC，指采用标准的现场总线或其他数字通讯方式将具有通讯能力的元器件连接起来，通过控制器或上位机实现对现场设备、电网或其他控制器等的遥测、遥控、遥讯中部分或全部功能的成套设备。

二、智能电机控制中心特点和应用

智能电机控制中心主要由智能元器件、网络、软件、配套的柜型组成。较之普通的标准MCC产品，智能型MCC在结构和单元方面都会包含不同的内容，软件也是一个显著的差别。大致可以归纳为：内置的通讯介质，智能电机控制元件和MCC监视软件。

内置的通讯网络，它直接把现场设备连接到网络能够减少硬接线，减少劳动力成本，多数情况下能减少硬件成本，减少起动时间，使错误接线最小化，诊断能预报故障信号，诊断帮助故障检修，通过网络能传递更多的数据信息，由于加强了每个设备的诊断，从而减少停机时间。主要的现场总线有Profibus DP、DeviceNET、Modbus、CANopen。

智能马达控制元件，在高质量的智能MCC中，任意一个单元，都应当具备通讯能力。理想情况下，所有的单元应该具备输入点，以监视像分断开关、接触器、过载继电器或者手动/自动选择开关的状态。需要配置网络扫描器或者网络链接设备进行MCC设备数据的采集和传送。集成智能型MCC至少应当包含以下智能元件：智能电机保护器，MCC产品中最为常见的设备就是电机保护器，所以智能化电机保护器应当是最为基本的要求；内嵌输入输出点的网络通讯接口模块，传统的机电式起动器和进线分断开关无法通过网络进行通讯。

（3）变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。

（4）软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。监视软件，智能MCC应该具备专门的软件，提供马达控制中心和相关设备的监视窗口。MCC软件提供了即插即用的解决方案。通过完善起动网络通讯，显示预先组态的画面，提供最为常见的参数、正面视图、单元视图和电子表格视图，并方便调取事件记录。在网络的任何一个层次上都可以进行数据存取-用户能够在任何一个层次的网络接入来读取MCC数据，例如DeviceNet，ControlNet或者Ethernet。这一特性赋予用户极大的灵活性，即在不同的地点接入移动维护终端，或者是中控室，或者是工程师站。

系统设计与测试，必须进行元件和系统测试，以保证整个系统能够协调一致地运行。下述各项测试保证了集成智能型MCC 能够按照预期要求进行工作。

电器和环境测试-完整的测试程序，包括独立元件测试，也包括系统整体测试。有噪声抑制、IEEE 资格测试、拉弧测试、电钻测试、无线电话测试、堵转过载、短路、UL元件和电缆测试、冲击与震动、地震测试、完整系统测试以检查：布线系统完整性、DeviceNet通讯模块、网络波特率和节点地址、软件内容.

有效解决MCC改造和升级，MCC在应用过程中，经常需要添加或重新布置，所以要求软件能够适应相应的数据变化。要求软件能够很容易处理新的单元，或者现有单元之间的位置重新排布。较好的方式是由用户输入相关信息，跟随软件向导逐步完成重新的配置。智能电机控制中心（IMCC）显著简化了接线、故障诊断、单元重新布置、结构和单元的添加等工作。同时提供了许多新的信息，用来减少停机时间，监视MCC和相关的设备，减少维修时间，最为重要的是，智能电机控制中心（IMCC）的应用彻底改变了过去被动的设备维护模式，利用各种设备运行信息进行预防性维护，可以将故障限制在出现之前，从而大大减少停机时间。因此在实际工业控制，尤其是关键过程工业应用中日益普及。另外随着智能化元件成本的不断降低，集成智能化的趋势会更加明显。

参考文献：

[1]方瑞明.电机智能设计方法[M]. 北京：科学出版社，2010.