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三相异步电动机论文

时间:2022-04-13 08:44:15

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇三相异步电动机论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

三相异步电动机论文

第1篇

关键词:三相异步电动机;电力拖动;机械特性;启动;制动;调速

异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点,因此,异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中。尤其是随着电力电子技术的发展和交流调速技术的日益成熟,使得异步电动机在调速性能方面大大提高。目前,异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。就三相异步电动机的机械特性出发,主要简述电动机的启动,制动、调速等技术问题。

1三相异步电动机的机械特性论文

三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Tem之间的关系。由于转速n与转差率S有一定的对应关系,所以机械特性也常用Tem=f(s)的形式表示。三相异步电动机的电磁转矩表达式有三种形式,即物理表达式、参数表达式和实用表达式。物理表达式反映了异步电动机电磁转矩产生的物理本质,说明了电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用而产生的。参数表达式反映了电磁转矩与电源参数及电动机参数之间的关系,利用该式可以方便地分析参数变化对电磁转矩的影响和对各种人为特性的影响。实用表达式简单、便于记忆,是工程计算中常采用的形式。

电动机的最大转矩和启动转矩是反映电动机的过载能力和启动性能的两个重要指标,最大转矩和启动转矩越大,则电动机的过载能力越强,启动性能越好。

三相异步电动机的机械特性是一条非线性曲线,一般情况下,以最大转矩(或临界转差率)为分界点,其线性段为稳定运行区,而非线性段为不稳定运行区。固有机械特性的线性段属于硬特性,额定工作点的转速略低于同步转速。人为机械特性曲线的形状可用参数表达式分析得出,分析时关键要抓住最大转矩、临界转差率及启动转矩这三个量随参数的变化规律。

2三相异步电动机的启动论文

小容量的三相异步电动机可以采用直接启动,容量较大的笼型电动机可以采用降压启动。降压启动分为定子串接电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动和自耦变压器降压启动。定子串电阻或电机降压启动时,启动电流随电压一次方关系减小,而启动转矩随电压的平方关系减小,它适用于轻载启动。Y-D降压启动只适用于正常运行时为三角形联结的电动机,其启动电流和启动转矩均降为直接启动时的1/3,它也适用于轻载启动。自耦变压器降压启动时,启动电流和启动转矩均降为直接启动时的l/k2(k为自耦变压器的变比),适合带较大的负载启动。

绕线转子异步电动机可采用转子串接电阻或频敏变阻器启动,其启动转矩大、启动电流小,适用于中、大型异步电动机的重载启动。

软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电动机控制装置,国外称为SoftStarter。它的主要构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。运用串接于电源与被控电动机之间的软启动器,以不同的方法,控制其内部晶闸管的导通角,使电动机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至启动结束,赋予电动机全电压,即为软启动。在软启动过程中,电动机启动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。软启动器实际上是个调压器,用于电动机启动时,输出只改变电压并没有改变频率。

3三相异步电动机的制动

三相异步电动机也有三种制动状态:能耗制动、反接制动(电源两相反接和倒拉反转)和回馈制动。这三种制动状态的机械特性曲线、能量转换关系及用途、特点等均与直流电动机制动状态类似。

4三相异步电动机的调速

三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速。其中变转差率调速包括绕线转子异步电动机的转子串接电阻调速、串级调速和降压调速。

变极调速是通过改变定子绕组接线方式来改变电机极数,从而实现电机转速的变化。变极调速为有级调速,变极调速时的定子绕组联结方式有三种:Y-YY、顺串Y-反串Y、D-YY。其中Y-YY联结方式属于恒转矩调速方式,另外两种属于恒功率调速方式。变极调速时,应同时对调定子两相接线,这样才能保证调速后电动机的转向不变。

变频调速是现代交流调速技术的主要方向,它可实现无级调速,适用于恒转矩和恒功率负载。

绕线转子电动机的转子串接电阻调速方法简单,易于实现,但调速是有级的,不平滑,且低速时特性软,转速稳定性差,同时转子铜损耗大,电动机的效率低。串级调速克服了转子串接电阻调速的缺点,但设备要复杂得多。

第2篇

关键词:电动机,电容器,就地无功补偿,无功功率

 

0.概述

现代工矿企业中,三相异步电动机是最常用的电气设备之一,在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷,所以在企业内部的生产运行中,功率因数一般都比较低,需要从电源中吸收大量的无功功率,才能正常工作,给企业造成较大的电压损失和电能损耗。无功补偿是指采用另加无功补偿装置的办法,让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功功率交换,以提高系统的功率因数,降低能耗,从而大大减少供电线路,改善电网电压质量。

许多企业一般都是在企业内部配电室里低压母线上集中安装一些电容器柜,对变配电系统的无功功率进行补偿,这对于提高企业内部的供电能力,节约变配电损耗都有积极作用。可是,由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接,分散在各个生产车间,形成企业内部的输配电网络,由此,大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动,这些无功电流在企业内部所造成的损耗,依然不能解决。

电动机无功功率就地补偿,就是把电动机所需要的无功电流局限在电动机设备的最终端,实现无功功率就地平衡,使得整个变配电网络的功率因数都比较高,有效地减少输配电线路的无功损耗。

1.三相异步电动机运行功率因数及损耗

三相异步电动机运行时,所消耗的功率包括有功功率和无功功率两个分量。有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率,它的电流随负载的增加而增加,而无功功率,则是用于电动机内部的电场与磁场随着电源频率的反复变化,在负载与电源之间不断地进行能量交换时所消耗的功率。无功电流在负载变化的情况下,其变化很微小,在相位上,电流的变化总是滞后于电压90°,所以是纯电感性质的。在实际运行中,电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和,当电动机处于满负荷运行时,有功电流大于无功电流,总电流的功率因数较高,而当负载下降时,有功电流减小,无功电流基本不变,所以功率因数降低。

可以这样认为:当电动机的输出功率一定时,功率因数越低,就意味着其所需的无功功率越大,因而造成的损耗也较大。实践证明,无功功率所产生的电能损耗,主要是发生在输配电线路上的,对于那些距离电源较远,线路电阻比较大,电动机运行功率因数低的终端设备,所造成的无功损耗就更加突出了。

2.无功功率就地补偿原理及电容量的选择

2.1因为在电容负载中产生的超前无功电流与在电感负载中产生的滞后无功电流能够相互补偿,所以在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器,就可以使电动机所需的无功电流大部分由并联的电容器供给,从而减少输配电线路上的总电流,降低线路损耗。

若对该电动机的无功功率进行就地补偿,使其无功功率为Q2,视在功率为S2。这时我们可以看出,就地并联安装了一个Qc=(Q1-Q2)的无功电容量以后,电动机从电源吸收的无功功率就由原来的Q1减到Q2,视在功率S2<S1,功率因数得到提高。很显然,无功功率就地补偿后,就等于减少了线路输送的视在功率。。

2.2在给电动机选择补偿电容量时,根据电动机功率的大小,以及补偿前后的功率因数值进行如下选择:

即:Qc=Q1-Q2

Qc——补偿电容量

P——电动机功率

一般情况下,选择的补偿电容量,只要能够补偿0.9~0.95就可以了,不宜选择过高补偿,否则会使投资费用大幅度增加。

在选择补偿电容量时,如果无法确定电动机的运行功率因数值,也可以根据以下的经验公式进行选择:

即:Qc=(1/4~1/3)P

这种选择一般可以达到补偿要求,而且不会出现过补偿的情况。

3.无功功率就地补偿的经济效益

从以上的分析中,我们了解到,电动机无功功率就地补偿后,实际上是节约了线路输送的视在功率,而视在功率转换为有功功率,就相当于节约了有功功率。

P——相当于节约的有功功率

S——节约的视在功率

P——电动机有功功率

S1——补偿前的视在功率

I1——补偿前线路电流

则其节电率为:

×100%=11.76%

电流节约率:(I1-I2)/ I1×100%=(105-94)/105×100%=10.48%

电流节约率<η说明补偿正确。

注意:电流节约率不等于节电率。

如果每年按运行250天计算,则年可节电为:

(1.73×380×105×0.85×0.1176×24×250)/1000

=41400kWh

每kWh电价按0.5元计算,年可节约电费:

0.5×41400=20700元

每kVar电容量以55元的价格计算,投资回收期为:

T=(19×55×250)/(20700)=13天

可见,无功功率就地补偿,是一种投资少,见效快的节电措施,仅节约线损这一项,一般在一个月以内就可收回投资。

4.补偿电容器的安装位置及注意事项

4.1安装就地补偿电容器时,应把它并接到电动机控制接触器的负荷侧,或者电动机的进线端,使之与电动机一起投入一起停用。但对于Y-起动的电动机,应将补偿电容器的三个接线端子连接到电动机的D4、D5、D6三个端子上,使电动机在Y连接起动时,同时也将三相电容器短接起来,当起动完毕后,电动机进入连接运行时,电容器与电动机绕组并联,投入正常的运行。。

4.2安装补偿电容器的电动机,不能承受反转或反接制动。

4.3电动机仍在继续运转,并产生相当大的反电势时,不能再起动。。

4.4应避免电容器和电动机产生自激电压。

5.电动机无功功率就地补偿的应用范围

5.1长期连续运行的电动机,经常轻载或空载运行的电动机。

5.2离供电变压器距离较远的电动机,一般不小于10米。

5.3单台容量较大的电动机,一般高压电动机不小于90千瓦,低压电动机不小于5.5千瓦。

参考文献

[1]三相异步电动机经济运行. 国标(GB12497-1995).

[2]供配电系统设计规范. 国标(GB50052-1995).

第3篇

论文关键词:电机及拖动;项目教学法;应用实践;教学体会

“电机及拖动”是湖北水利水电职业技术学院电气类专业重要的职业基础课程,该课程不仅是后续职业技术课程的基础,而且与学生从事职业岗位的联系非常密切。基于高职教育的技能应用型人才培养目标,笔者在教授“电机及拖动”课程时尝试采用项目教学法。教学实践证明,项目教学法在“电机及拖动”课程中应用后,学生更容易了解掌握相关职业工作情况,培养了职业意识,更好地做好就业准备,更快地进入职业角色。

从效果来看,近几届的毕业生中有数量较多的学生直接进入电机、变压器生产企业工作,如湖北电机厂、江西特种电机厂等,或在大型企业中从事电机、变压器的进场试验工作,并且这些学生表现优秀,受到企业的重用。

一、项目教学法在“电机及拖动”课程中的应用方法

项目教学法,是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。在“电机及拖动”课程中采用项目教学法,利用项目任务将电机理论知识和电机应用实际结合起来,且与企业实际生产过程直接联系;学生在完成项目的过程中发现问题,并通过实践解决问题,这样既可以培养学生的学习能力,又可使学生更快地掌握理论知识与操作技能,同时实现与将来从事相关职业岗位工作的零距离对接。

“电机及拖动”课程是一门实践性较强的课程,与工程实际密切联系。各类电机的空载、短路、运行及电动机的起动、调速等实验也是实际的检修、维护和试运行及出厂实验项目。由此在“电机及拖动”课程教学中,直流发电机的运行分析,直流电动机起动、调速、制动,变压器空载短路试验、运行分析,交流绕组,异步电动机起动、调速、制动,同步电动机起动、运行分析等主要内容都可采用项目教学法。

二、项目教学法在“电机及拖动”课程中的应用实例

1.明确项目任务:三相异步电动机的维修

交流绕组是交流电机最重要的部分,又是最容易发生故障的部分,而电动机修理的大部分工作是对绕组的修理。例如三相异步电动机一相断线,如果保护设备不完善,只需十几分钟的单相运行,绕组就会烧坏。另外,电机长期过热,使绝缘老化,或者绕组局部修理无法挽救,都需要全部拆换绕组。通过三相异步电动机的维修实习,让每个学生更深入、全面地掌握交流电机的结构和电枢绕组在铁芯中的分布规律及连接方式;学习定子绕组的重嵌工艺,学会对维修后的电机进行测试、实验、试运行;使学生能将所学的电磁理论与实际电机相结合,为将来从事相关专业技术工作打下一定的基础。

项目要求:掌握定子绕组常用术语及展开图。24槽四极单层链式绕组下线。掌握电机的结构和电枢绕组在铁芯中的分布规律及连接方式。掌握电机的拆装、检修、试验的基本知识,培养初步操作技能。培养学生良好的职业道德和严谨的工作作风。项目重点:定子绕组的空间分布与连接规律。项目难点:快速准确的嵌放线圈。项目教学准备:旧三相异步电动机15台;绕线机及线模三套;万用表;绝缘电阻表;漆包线、绝缘纸、竹片若干;包扎带4捆;电烙铁10把;划线板30个、压线脚15把、橡皮锤15把、铁锤15把、起子15把等。

2.制订项目计划

由于高职学生文化基础不好,学习自觉性差或不会学习,学习较被动,普遍缺乏逻辑思维能力,导致学生自主进行项目设计有一定难度。因此教师要加以详细指导,明确告知学生应该准备的相关学习内容,并将制订的项目计划发给学生。

(1)定子绕组常用术语及绕组分布与连接方式(1节)。

(2)24槽单层链式绕组展开图(1节)。

(3)异步电动机的工作原理与结构(1节)。

(4)电机拆卸(1节)。

(5)电机绕组拆除(2节)。

(6)绝缘结构及工具、材料(1节)。

(7)24槽4极单层链式绕组绕线(2节)。

(8)24槽4极单层链式绕组下线(8节)。

(9)24槽4极单层链式绕组出线焊接(2节)。

(10)24槽4极单层链式绕组端部整形包扎(2节)。

(11)电机试验(2节)。

(12)电机故障及处理(2节)。

(13)电机装配(2节)。

(14)总结与评价(1节)。

(15)教师项目测评:观察电机通电运转情况(2节)。

总计项目计划用时30节。

3.项目实施

(1)合理进行学生分组:项目小组大概2~4人为宜。先由学生自由组合成项目小组,教师再适当调整,力求各个小组的实力较为均衡,小组内部能做到优势互补,各成员能发挥各自的特长和优势。确认每组组长即项目负责人,负责协调小组内部的各种问题及向教师汇报小组的进展情况和所遇到的问题。

(2)按照已确定的工作步骤开展工作:在项目教学开展的初期,由于学生缺乏解决问题的能力和自信,项目进展相对比较缓慢。这时教师要根据知识的难易程度,将项目涉及到的理论知识和操作技能进行必要的讲授或演示。比如教师要演示定子绕组绕线、下线步骤等,讲解注意事项及工艺要求。教师还要随时协助解决学生提出的问题,并予以引导、表扬和鼓励。

(3)各组进行总结写出项目总结报告及项目体会。

4.项目评价

(1)提交成果、评价总结。根据每个学生在该项活动中的参与程度、所起的作用、合作能力及成果等进行评价。项目结束后,学生应提交一份报告书。先由学生对自己维修的电机质量进行自我评价,总结自己的收获,分析自己的不足之处,确立以后应努力的方向;并给出自我评定等级。然后由教师进行检查评分。通过对比师生评价结果,找出造成评价结果差异的原因。

(2)教师对本项目进行评价总结。主要包括本项目的重要知识点,解释重要概念,学生在项目实施过程中出现的共性问题及解决方法,总结内容要求学生整理成文字资料以备今后复习巩固。

(3)成绩评定。1)组内评定:由各小组成员根据各组员对本项目贡献的情况进行互评,占成绩的40﹪,包括:工作量、努力程度、知识运用、合作互助四方面,各占25分。2)组间互评:学生们互相交流学习,取长补短,并推荐优秀电机,占成绩的20﹪。包括:实用、创新、工作态度、质量、知识运用五方面,各占20分。3)教师评定:由教师对各小组完成项目情况进行评定,占成绩的40﹪。如果只检查成果的话,小组内每个学生的成绩相同,这显然是不公平的,因此应对项目的全过程进行评价。观察小组工作中哪些学生是主角,做的工作多而且重要,哪些学生处于次要地位,是在别人的指导下工作的;和不同的学生谈话并提出一些问题来了解学生的知识技能掌握情况。包括实用、创新、工作态度、质量、知识运用五方面,各占20分。

(4)综合三个评定情况,确定每一名学生的学习成绩。

三、采用项目教学法的教学体会

(1)采用项目教学法组织教学,学生的热情高,往往能给教师意外的惊喜,发现了不少实践能力很强的学生,再以他们为各小组的组长,调动了他们的学习积极性。在整个项目实施过程中,学生不懂的问题能积极主动的向教师寻求帮助,学生的学习自觉性和主动性都有明显提高。

(2)项目教学法又称为“跨学科的课程”,它可以让不同的课程内容在教学中反映出来,事实上是相关课程整合的一种方式。因此采用项目教学法组织教学,对教材的要求也很高,项目教学中往往一本教材不能满足教学的需求,需要多本教材甚至多门学科结合使用。因此需要教师自编项目教材。

(3)采用项目教学法组织教学,在学生合作学习过程中极易出现成绩较好学生包办代替成绩相对落后的学生的工作,给一些喜欢偷懒的学生钻空子的现象,个别自学能力和自控能力都比较差的学生容易产生依赖思想。如果这部分学生的学习积极性没有充分调动起来,项目教学法也就没有创新和发展,很难取得好的教学效果。因此教师应该抽出大量的时间帮助程度比较差的学生,进行“因材施教”。

第4篇

关键词:变频调速,厂房桥机,变频器

 

一、工程概况

龙江拉浪水电站位于广西宜州市拉浪乡上游11km处的珠江流域柳江支流龙江河段中游,是龙江开发的第八梯级,下游宜州市64km。其扩建工程为坝后式电站,设计装机台21000kW轴流转桨式机组。 电站厂房配备一台110/20t厂房桥机,该桥机要求能精确控制主、副钩升降距离,大、小车平移距离的操作系统,精确范围达到1mm~5mm之间,使安装设备之间能精确就位,同时要求具有快速的动态响应,不会出现溜钩并真正实现“零速交叉功能”。

二、设计方案

交流电机有多种调速方式,目前较为先进的调速方式为变频调速。使用变频器控制电机的运行控制,可以进行电机的软启动,而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速;另外对电机的一些参数做到补偿;对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施保护电机。根据此项目中的桥机运行控制要求,选用变频调速方式。

1、 电动机选型

电动机采用YZP系列变频调速三相异步电动机,该系列电动机可在3~100Hz范围内连续调速运行。3~50Hz范围内为恒转矩运行;50~100Hz范围内为恒功率运行。

2、 调速方法

采用目前国际先进技术具有矢量控制功能的变频调速系统。变频器的速度指令采用电位器控制0~+10V电压信号,使其连续可调,实现无级调速。

3、 运行状态的显示

在桥机上的大、小车,主、副钩的运行机构上都装置了绝对型编码器,通过PLC采集编码器的信息,经转换后在桥机司机室里的触摸屏上显示各个运行机构运行的相对距离。

4、 制动方式

采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。

三、主要元器件的选择

1、 可编程序控制器(PLC)的选择

此方案,选用西门子S7-200系列PLC,这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要。由于其具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令,使得S7-200可以近乎完美的满足小规模控制要求。同时选用了西门子TP170A触摸屏,用于显示桥机的各种运行数据。

2、 变频器的选择

从实用性与经济性上考虑,该方案选择安川G7系列变频器。通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器,或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器,通常令变频器的额定电流≥(1.05~1.10)电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。

I1nv≥(1.05~1.10)In或(1.05~1.10)Imax

式中I1nv--变频器额定输出电流(A);

In--电动机的额定电流(A);

Imax--电动机实际最大电流(A)。

此项目所选变频器的容量均为大于电机一个级别的容量。主、副起升机构的电机装置了增量型编码器,与变频器形成带PG的矢量闭环控制。主起升变频器还选用了安川起重专用的软件,提高了变频器的可靠性和安全性。

四、实际运行情况

1、调试

此台桥机的主、副钩采用带PG矢量控制,小车电机无PG矢量控制,大车电机由一台变频器拖动两台电机,采用无PG V/f 控制。。安川G7系列变频器在运行前,有必要进行变频器的自学习模式。这里一般采用停止型自学习模式,参数里设置T1-01=1。首先,进入变频器T参数设置里,根据电动机铭牌上的数据,设定好电动机的额定电压、电流,电机极数、转速等参数。然后按下数字数字操作器上的RUN键,约1分钟后完成自学习。

值得注意的是,由于起升机构采用的变频器采用的是安川的起重专用软件,必须按起升方向作为电机正转,下降方向作为电机反转。同时该变频器对抱闸时序有着严格的控制。起动和停止时,为了在确保符合负载力矩的状态下进行抱闸开闭,变频器根据内部频率指令、电机电流、力矩指令大小,

输出抱闸松开指令。

2、试运行

在试吊过程中,轻载时桥机一切正常。然而在试吊1.25倍额定载荷的重物的时候,出现了下滑飞车的情况。经过对变频器抱闸松开指令的调整,及制动器预紧力的调整,下滑现象得到消除。

3、实际应用

该桥机已交付使用有1年多的时间,在2009年10月份成功吊装了重约75t的发电机转子。至今该桥机使用状态良好。

五、结束语

变频调速系统在水电站厂房桥机上的应用,能够满足水电站对桥机吊装设备高精度的要求,改善了传统电阻器桥机在吊装水电站设备时精度较低,设备就位难的情况。。。如今,越来越多的水电站采用了变频调速的厂房桥机,极大的提高了电站安装及检修时的效率。

第5篇

我于2009年4月份进入鹤煤煤化工,至今已有两年时间,在这两年时间里,遵守公司的各项规章制度,按照岗位职责要求和行为规范,努力做好本职工作,认真完成领导交办的各项工作,认真学习专业技术知识,不断充实完善自己。回顾过去一段时间的工作,既忙碌又充实,现将这段时间工作总结如下:

一、思想政治方面

我身着强烈的主人翁意识,时刻关注煤化工甲醇项目的进展,对煤化工的未来充满热情和希望;在思想上积极向上,认真贯彻党的基本方针政策,积极主动学习专业知识,工作态度端正,认真负责,从做好本职工作和日常工作做起,从身边小事做起并持之以恒,在本职工作中尽心尽力,通过学习不断提高自身技术水平。

二、学习专业知识,提高技术水平

自进入煤化工以来,我转变思想观念,端正工作学习作风,不断充实完善自己。在郑州学习期间,认真学习专业理论知识,并与实际工作相结合;在中原大化实习期间,认真熟悉电气设备及工作原理,对以前没接触过的新设备尤为关注学习;自2010年1月份到煤化工以来,不断学习电气图纸及技术资料,虚心向同事请教。通过不断学习,自身技术水平得以提高,为以后更好的工作奠定基础。

三、具体工作

由于煤化工正在施工中,2010年主要工作是学习电气图纸,并对之审查校对、整理相关电气资料等。具体工作如下:

1、将所有电气图纸归类整理入档,便于以后查找管理。

2、会同设计院对总降压站和水系统电气图纸进行审查,对设计不合理及错误的提出修改意见。

3、会同厂家对全厂配电箱及操作柱图纸进行审查,修改不合理之处。

4、修改煤气化进线及母联电气原理图,确保电气设备安全可靠运行。

5、统计全厂电气设备明细,将各技术参数整理归档。

6、对职工进线技术培训,讲解高低压电气原理图。

7、对电气图纸进行整理,将工作中需用图纸整理出来印刷成册,供职工学习工作之用。

8、参与总降压站电气设备调试工作,勤入工作现场,了解施工进度及调试中存在的问题,学习综合保护及后台操作程序。

9、编制总降压站电气运行规程及水系统电气运行规程,规范运行操作,对提高电气运行人员的理论水平和技术水平都有一定的促进作用;便于电气运行人员正确操作,检查和监视电气设备正常运行;可以迅速采取应急预案,一旦发生事故,将损失降至最低程度;预防和消灭电气设备事故,以保证企业的安全生产运行。

四、专业论文

2010年主持著作的“5800KW氮气压缩电动机的起动和继电保护选择”在《科技传播》上发表。

2010年主持著作的“浅谈三相异步电动机故障分析及处理办法”在《内江科技》第七期上发表。

五、存在的不足

主要有以下几个方面:

1、在基层工作时间较短,实际工作经验不够丰富。

2、对新设备了解不够深入。

第6篇

[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态,降低电能损失,与电网稳定工作、电力设备安全运行、工农业安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。

无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低电能的损耗,改善电网电压质量。

从电网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配

置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。

一、低压配电网无功补偿的方法

随机补偿:随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。

随器补偿:随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

跟踪补偿:跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。

二、无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论,即单负荷就地补偿容量的选择(主要指电动机)和多负荷补偿容量的选择(指集中和局部分组补偿)。

(一)单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

1.美国:Qc=(1/3)Pe

2.日本:Qc=(1/4~1/2)Pe

3.瑞典:Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )

若电动机带额定负载运行,即负载率β=1,则:Qo

根据电机学知识可知,对于Io/Ie较低的电动机(少极、大功率电动机),在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高,即两者相差较大,在考虑导线较长,无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下,此式来选取是合理的。

4.按电动机额定数据计算:

Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数:2468 10

K值: 0.70.750.80.850.9

考虑负载率及极对数等因素,按式(4)选取的补偿容量,在任何负载情况下都不会出现过补偿,而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用,特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下,其补偿效果较差。

(二)多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

1.对已生产企业欲提高功率因数,其补偿容量Qc按下式选择:

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中:Km为最大负荷月时有功功率消耗量,由有功电能表读得;Kj为补偿容量计算系数,可取0.8~0.9;Tm为企业的月工作小时数;tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切,tgφ1=Q1/P,tgφ2= Q2/P;tgφ(UI)可由有功和无功电能表读数求得。

2.对处于设计阶段的企业,无功补偿容量Qc按下式选择:

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn为年平均有功负荷系数,一般取0.7~0.75;Pn为企业有功功率之和;tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单,运行可靠、利用率较高。

三、无功补偿的效益

在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。

(一)节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的,因为国家电价制度中,从合理利用有限电能出发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用,而且减少了运行后的基本电费。

(二)降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变,P= IUCOSφ,由于COSφ提高,补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便,可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损 P减少的百分数为:

ΔP%= (1-I2/I1)×100%=(1- COSφ1/ COSφ2)× 100%

当功率因数从0.70~0.85提高到0.95时,由上式可求得有功损耗将降低20%~45%。

(三)改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例,假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为:

U=(PR+QX)/Ue×10-3(KV) 两部分损失:PR/ Ue输送有功负荷P产生的;QX/Ue输送无功负荷Q产生的;

配电线路:X=(2~4)R,U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器:X=(5~10)R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出,若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定,有利于大电动机的起动。

(四)三相异步电动机通过就地补偿后,由于电流的下降,功率因数的提高,从而增加了变压器的容量,计算公式如下:

S=P/ COSφ1×[( COSφ2/ COSφ1)-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机,补前功率因数为0.857,补偿后功率因数为0.967,根据上面公式计算其增容量为:(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24KVA

四、结束语

在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化,是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中,要具体问题具体分析,使无功补偿应用获得最大的效益。

参考文献

第7篇

【关键词】集中供热节能技术措施

中图分类号: TU995 文献标识码: A 文章编号:

引言

取暖是寒冷地区生活的必要条件。供热行业作为对国民经济发展有着全局性、先导性影响的基础产业,与人们的生活息息相关。由于当前能源和环保问题越来越多地受到关注,能源节约、环境保护、经济可持续发展己成为我国的基本国策。本文探讨了集中供热系统节能技术和措施。

一、锅炉房鼓、引风机、循环水泵以及补水泵的变频设备

在区域供热锅炉房的设备中,锅炉房的风机、水泵是耗能大的电气设备,其负荷占锅炉房用电负荷的80%以上,当用户需要的热负荷变化时,锅炉的负荷量也相应的随着变化,这种变化是随机的。在实际中通常采用角行程电动执行器来控制风机吸风处的调节门,用节流阀来调节水的流量,这是很不经济的,这种调节方式虽然控制了风机的风量和水泵的流量,但风机、水泵转速基本不变,电动机所消耗电量降低很少。因此,鼓、引风机及水泵系统的节能是锅炉房节电的重点。另外,通过程序的控制,变频鼓、引风机和变频炉排相配合,可以达到节省燃煤的效果。

1、水泵、风机的相似定律

根据流体力学原理,相似工况点的水泵或风机具有以下的相似性:

相似定律表明水泵、风机流量与转速成正比,水泵、风机的扬程和流量或转速的平方成正比,输出功率与流量或转速的立方成正比。这里特别强调的是,水泵、风机相似定律式。

2、变频调速风机的节能分析

由电机理论知道,三相异步电动机定子每相电动势的有效值为:

利用变频器实现调速节电运行,风机的节电效果最为显著。对风机负载采用变频器驱动的方案取代风门挡板调节风量控制流量的方案。

下图为采用输入端风门、变频调速控制的风量和电机输入功率的关系曲线。图中,L1为输入端风门控制时的关系曲线;L2是变频调速控制时的关系曲线:图中示出输入端风门控制、变频调速控制方式下将风量调制到印%时的节电情况,此时变频调速控制方式为全风量时电动机输入功率的15%,而采用输入端风门控制方式为全风量时电动机输入功率的60%,因此采用变频调速控制方式比采用输入端风门控制方式节电为全风量功率的45%。

图:风机的输入功率一风量特性曲线

二、锅炉房热量总表

热量表可以像水表测量用水量一样测量出用户的用热量,热量表本身并不具有节能的功能,但有热量表的存在,供热单位可以很明确的知道自己供了多少的热量,管路消耗了多少热量,方便的得出锅炉供热的综合效率以及平均管网输送效率,以便及时的发现供热系统浪费能源的地方,及时的维修,促进供热系统的节能运行。

三、计算机监控系统

由于计算机监控系统自动化程度高,能大幅度提高劳动生产率,提高热效率,节约能量,降低燃料成本,所以在我国也得到了特别重视。现在,为了实现供热系统的节能运行,系统需要采用质量并调的运行模式。变流量运行的调节技术比简单系统模式和质调节复杂,人工操作的调节控制是难于达到节能的目的的,所以在一些供热锅炉房也已经安装了计算机监控系统,节能意识比较好。

四、换热站中的节能设备和系统

大多数情况下,热源是通过换热站向热用户供热的,所以.换热站是连接热源和热用户的枢纽,是供热系统中另一个耗能大户,同时也是供热系统的另一个节能关键点。换热站主要由换热器、气候补偿器、温度和压力测点、一次侧电动调节阀、二次网循环水泵以及二次网定压补水泵等设备组成。另外,为了保证一次网水力工况的稳定,建议在换热站的一次网入口处安装可调压差的差压式控制器。换热站控制的任务是改变供水温度,使之适应室外温度的变化,并保证室温在允许的范围内。其温度调节系统以二级网供水温度作为被调量,以改变换热器一次侧水的流量为调节手段.换热站控制的核心是气候补偿器(通过一次侧电动调节阀),流量控制的核心是二次网变频循环水泵。

五、热力入口平衡装置

对于供热计量的系统,在用户热力入口处应该安装差压控制器,以抵抗用户调节对系统水力工况的干扰。

差压控制器是自力式比例调节控制阀,它可以恒定被控环路压差。差压控制器主要是由弹簧、膜片、阀芯、压差调节手柄和导压管构成的,其中膜盒为主要控制器,导压管将被控环路的压差分别导入膜盒,作用在膜片上,使得膜片受力和弹簧受力达到平衡。目前,许多国产差压控制器是没有压差调节手柄,也就是说不能进行压差设定的。此类产品出厂时,被控压差就己经限定,现场不可在调节被控环路压差。如许多国产差压控制器被控差压只能是30 kPa或50kPa。而进口差压控制器几乎都是可调被控压差的,非常有利于现场调节。

结束语

通过对集中供热锅炉房的设备、锅炉房热量总表、计算机监控系统、、换热站中的节能设备和系统等的分析,提出了降低供热运行成本、节约能源消耗措施,以保证集中供热系统的经济和安全运行。

【参考文献】

[1]田雨辰,计量供热相关问题的研究[D],【博士论文】,天津大学,2006

第8篇

摘  要  针对故障诊断知识的模糊性和模糊控制理论在故障诊断领域的广泛研究和应用,结合基于模糊模型故障诊断方法的优越性,本文提出了基于takagi-sugeno模糊模型的故障诊断方法,将其应用到三相异步电机轴承的模糊故障诊断中,并通过实验充分验证了该方法的有效性。     关键词  t-s模糊模型;故障诊断;异步电机轴承       故障诊断一直是人工智能的一个重要研究内容,而且已经得到广泛的研究和应用;现在模糊控制技术在国内外也得到了极大的重视和研究,已经应用于工业控制、汽车驾驶、电梯群控、家用电器等。本文在鉴戒国外故障诊断方法研究的最新动态基础上,对基于模糊模型的故障诊断方法作了进一步的研究和考证。本文提出了基于takagi-sugeno模糊模型的故障诊断方法,使用模糊聚类法划分数据空间,确定最优模糊规则数,并使用最小二乘法对模糊规则的后件参数进行辨识,最后通过对三相异步电机轴承故障进行模糊建模,并使用matlab工具进行仿真实验验证了该方法的诊断有效性。 1  基于模糊模型的故障诊断方法优越性     基于模糊模型[6]的故障诊断方法,(1)它可以克服传统的故障诊断方法(基于规则、基于人工神经网、基于案例)对新的待诊断对象和尚缺乏诊断专家经验和诊断案例的待诊断对象无法进行诊断的弊端;(2)同时它又可以克服基于模型故障诊断方法的建模难题。这种方法可以不依赖诊断专家经验和案例,也可以无需建立待诊断对象的精确数学模型,只需待诊断对象(大多数是非线性的复杂系统)模糊模型,根据模糊模型所描述的待诊断对象输入输出变量的模糊映射关系的模糊规则进行诊断。目前,在故障诊断领域的,模糊诊断和模糊控制的研究和应用越来越广泛。 2  t-s模糊模型     自从1965年zadeh提出模糊集合理论以来,对复杂非线性系统地模糊识别和模糊控制受到了人们的很大重视,被广泛应用到工业生产中。其中takagi-sugeno模糊模型是一类基于规则描述的模糊模型,是由takagi和sugeno提出的,所以简称t-s模型。这种模型可以克服多维模糊推理过程中模糊规则过于庞大的弊端,用少量模糊规则生成较为复杂的非线性函数。由于t-s模型的后件参数与输入有关,在逼近性能上要优于mamdani模糊模型。1998年ying证明了结论部分为线性的t-s模糊模型能够以任意精度逼近任何连续函数。目前,在模糊系统研究中,t-s模型占有重要的地位。 takagi-sugeno模糊模型与传统的模糊模型相比有许多独特的优点[5],主要有三个:⑴该模糊模型包括两种知识:一个是由模糊if-then规则表示的定性知识,另外一个是由局部动态模型表示的定量知识;⑵takagi-sugeno模糊模型可以看作是非线性控制中普遍采用的分段线性近似方法的扩展;⑶takagi-sugeno模糊模型是一个普遍的近似器,即,任何在紧集上的连续函数都可以用该模型以任意精度逼近。       takagi-sugeno 模糊模型的数学描述如下:       t-s模糊模型可由一组模糊规则表示: l(l):如果x1为f1l,且...,且xn为fnl,     则                yl=c0l+c1lx1+...+ cnlxn                                  (1)     其中,fil为模糊集合,ci为真值参数,yl为系统根据规则l(l)所得到的输出,l=1,2,…,m; i=0,1,2,…,n。     可以看出,这种模糊模型其输出结果为输入变量的线性组合,给定输入变量x=(x1,…,xn)t,则输出y(x)等于各yl的加权平均                               (2) 其中,加权系数包括了规则作用于输入所能取得的所有真值,ωl的计算公式如下:                             (3) 3  故障诊断 3.1 异步电机轴承故障建模     t-s模糊模型的主要思想是把输入空间划分成若干个模糊子空间,在每个模糊子空间内建立一个输入与输出的简单线性关系模型,每个模糊子空间表示一条模糊规则,模糊规则的前件用来表示模糊子空间,后件用来表示这个模糊子空间的输入输出线性关系。     t-s模糊系统的建模主要包括结构辨识和参数辨识[1,3]。结构辨识指模糊规则数目的确定,主要有网格法、模糊树法和聚类法;参数辨识则是指对模糊规则前件部分的隶属度函数和模糊规则后件的线性表达式所包含的参数进行辩识,可以采用梯度下降法、最小二乘法、遗传算法等优化算法。     t-s模糊模型的本质是将非线性系统通过模糊区间划分表示为若干简单的线性关系,然后再对模型的输出进行模糊推理,从而来表示复杂的非线性系统。t-s模糊模型的主要优点是,它的输出能由规则库中变量的诸隶属度函数以及规则的输出精确确定。     理论上,t-s模型可以确保其输出表面的连续性,并以任意精度逼近连续的非线性系统,它很适合于基于模型的控制系统。尽管t-s模型能够以较少的模糊规则去描述一个高度非线性系统,并且还有巨大的应用潜力.但建立其模型也不是一件容易的工作,其辨识步骤中的结构辨识和参数辨识混在一起,计算量大,所以其参数辨识过程的复杂性又在某种程度上限制了其应用的场合。     在异步电机发生的故障中,轴承故障、定子绝缘故障与绕组股线断股、鼠笼转子断条等故障约占鼠笼异步电机故障的80%[4],本文把其中典型的一类轴承故障作为研究对象。实验在一个三相异步电动机上完成,设定调速为30hz,负载为10转矩,分别在正常情况下和故障情况下(少两个珠,一个上有中坑),用传感器测量轴承(深沟63系列)得到的不同时刻振动信号。     由于建模的需要,对所获得的振动信号经过小波分析转换成不同频段的能量值。实验共获得两组数据样本,每组19个,从两组数据对比,我们可以很明显地看出轴承出现了故障,数据如下: 表1 正常与故障数据 正常特征值 0.3340 0.1594 0.1557 0.3252 0.2333 0.3340 0.1474 0.1817 0.1205 0.0105 0.0164 0.2900 0.0011 0.0030 0.0038 0.0180 0.0163 0.0014 0.0217 故障特征值 0.7032 0.3346 0.3077 0.4104 0.1644 0.7032 0.4416 0.2585 0.4617 0.3288 1.1680 0.4923 0.0172 0.0433 0.0466 0.1904 1.0021 0.0124 0.0600     取15个正常数据样本对进行分组,分别作为在高、中、低三个频率分析得到能量数据。     x高={0.3340 0.1594 0.1557 0.3252 0.2333}     x中={0.3340 0.1474 0.1817 0.1205 0.0105}     x低={0.0164 0.2900 0.0011 0.0030 0.0038}     使用模糊聚类法对输入变量进行分类,确定最优的模糊规则数。首先,通过建立相似关系矩阵,使用绝对值减数法确定元素x高,x中,x低,之间的关系值rij:                                                               (4)     其中,c适当选取,使0≤rij≤1。这里取c=0.5,计算得相似关系r矩阵为  

        

  其次使用编网法[23],如下图所示,可将输入变量分为两类,从而可以确定模糊规则数。 图1 编网法     模糊规则如下:     规则1:if x高 and x低, 则y1=c10+c11x高+c12x低     规则2:  if x中, 则y2=c20+c21x中     ①前件参数辨识     模型前件参数辨识即是确定前件中隶属度函数,这里使用高斯函数,即令                                            (5) 

   这里ρ为均值,σ为方差    可分别获得x高、x中、x低的隶属度函数:              

    由这些隶属度函数可以根据公式(3)得到各条规则的权重,分别为:       ②后件参数辨识     模型的后件参数辨识使用最小二乘法,我们知道最小二乘法可以用来处理一组数据, 可以从一组测定的数据中寻求变量之间的依赖关系, 这种函数关系称为经验公式。这里我们假定在正常情况下的输出曲线为抛物线型。假定为y=x2。利用最小二乘法,每次只计算一条规则后件参数。最后使用极值原理令总偏差最小获得方程组,解得各规则的系数,得到各规则后件的线性表达式: y1=-0.4491+1.3561x高+3.2343x低 y2=0.0322+0.025x中     则最终根据公式(2)得出轴承故障的t-s模型的总输出:              3.2  基于故障模型的计算机仿真     matlab软件maths works公司1984年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数学计算、图形计算、语言设计和模糊逻辑等30多个工具为一体,具有极高的编程效率,由于它是一个开放环境,已经成为国际控制界广泛使用的语言之一。本文采用t-s模型动态逼近非线性系统,利用matlab软件中的模糊控制工具箱,以异步电机轴承的故障模型的仿真实验,验证了该方法的有效性。

            (a)正常数据仿真对比曲线    

  (b)故障数据仿真对比曲线

图2 仿真结果 4  总结     由此实验结果,可以明显看到该模型的有效逼近性。由t-s模糊模型的良好逼近性,把该类模糊模型应用到本人硕士毕业论文所研究的基于模型的多agent诊断系统中,作为各类故障诊断agent的诊断知识库中的诊断模型,可以更精确地对故障部件作出诊断。当进行故障诊断时,由故障诊断agent内的故障诊断推理器根据诊断知识库中的这个模糊诊断模型和一些诊断知识,进行诊断推理与决策,最后给出诊断结果。 参考文献 [1] 赵恒平,俞金寿. 一种基于t-s模糊模型的自适应建模方法及其应用[j] .华东理工大学学报, 2004.04 442-446 [2] 刘正士, 刘立华. 基于模糊神经网络的滚动轴承滑动擦伤诊断[j]. 农业机械学报, 2002.01 97-99 [3] 扬杰 ,张晓莉等. 基于模型的故障诊断中的模糊建模和推理[j] .上海交通大学学报, 1999.04 418-421 [4] 叶立明, 姜建国, 苏鹏声 .感应电机常见故障的模糊诊断(之一)[j]. 电工电能新技术,1997.01 30-34 [5]刘忠信, 陈增强, 袁著祉 .基于t-s模型的模糊广义预测控制[j] 南开大学学报 2000.12 114-119 [6] x.ren s.m.hargrave h.a.thompson p.j.fleming multi-agent systems for model-based fault diagnosis (2001)[j] ifac new technologies for computer control

第9篇

论文摘要 通过微型工程钻机在四川省开江县金山寺滑坡治理工程抗滑桩坚硬岩石开挖施工过程中的应用,重点对其施工工艺进行了论述,并通过与传统人工挖孔桩施工的对比分析,指出了微型工程钻机在保障工期、满足环保要求等方面的优势,是以后抗滑桩施工的发展方向。

抗滑桩是滑坡治理施工中最常用的抗滑结构之一,由于桩孔断面大,一般都大于1.25m,无法用普通钻孔机械进行桩孔施工,只有采用人工开挖。抗滑桩施工中如果遇到坚硬岩石,靠传统人工施工非常困难,很难满足施工工期要求。滑坡治理工程施工中一般都不允许使用炸药进行爆破开挖,以免爆破产生的强烈震动及冲击波等影响滑坡稳定性及周边建筑物、构筑物的安全。下面结合具体工程四川省开江县金山寺滑坡治理工程介绍微型工程钻机取芯开槽与凿岩机破碎成孔相结合的新工艺。

1.工程概况

四川省开江县金山寺滑坡(A区)采用28根抗滑桩进行加固,各桩多嵌于中风化砂岩,局部嵌于强风化砂岩与强风化泥岩。以基岩(砂岩)面以上为受荷段,以下为嵌固段,各型桩的设计参数见表一。

表一

抗滑桩参数表

由于滑坡一直处于持续变形状态,一旦发生剧烈滑动,势必彻底摧毁整个金山寺寺庙,对国家财产和人民的生命安全将造成巨大损失,其后果不堪设想。鉴于该工程的特殊性,原设计3个月的工期被压缩为40天,按照传统人工施工工艺很难保证工期。

为保证工程如期完工,在桩孔施工中采用了微型工程钻机取芯开槽与凿岩机破碎成孔相结合的新工艺,进行砂岩地层坚石、特坚石的抗滑桩开挖作业,效果非常显著。

该技术是利用微型工程钻机沿抗滑桩孔四壁钻孔取芯,在桩壁形成一道回形凹槽,再使用凿岩机由四周往桩心逐渐破碎而成孔。该技术可以在无爆破震动、无冲击波、无飞石等条件下破碎岩石,具有非常高的安全性和工作效率。

2.钻孔参数设计及方法

根据开挖岩层的物理力学性质及施工条件的不同,在使用不同的微型工程钻机进行钻孔开槽时应选用不同的施工方案及参数。

2.1 工程钻机选择

微型工程钻机的选择主要考虑岩层的物理力学性质及现场动力电类型、吊装设备、操作面大小等具体情况。若现场没有电源,可以选用汽油工程钻机,若桩孔下部需要扩底,则可以选用万向工程钻机。常用的微型工程钻机设计参数见表二。

表二

常用微型工程钻机设计参数表

经过对Z1Z-180型台式工程钻机(图1)和Z3Z-160型台式工程钻机(图2)的比选,金山寺滑坡治理工程最终采用了Z3Z-160型台式工程钻机。该型钻机采用三相异步电动机作为动力,扭矩大、转速稳定、钻孔速度快,并且是采用双速设计,使用范围广泛,钻孔过程中遇到硬度较大的岩石层时可以调节至低速,以较大转矩钻进。

图1 Z1Z-180 台式工程钻机

图2 Z3Z-160 台式工程钻机

2.2 钻孔布置设计

对于凿岩机破碎,临空面(自由面)越多,单位破石量就越大,经济效益也就越好。采用微型工程钻机钻孔取芯,形成槽形空间,增加临空面,以方便凿岩机对基岩进行破碎。通常采用的开槽形式有“L”型、“U”型和“回”字型,以“回”字型布孔开槽居多,开江县金山寺滑坡治理工程采用的便是这种形式。

图3 常见的钻孔布置形式图

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2.3 钻孔参数设计

2.3.1 钻孔孔距

孔距的大小与岩石硬度有直接关系,硬度越大,孔距越小,反之则大;孔距的大小与岩石破碎效果及施工成本有直接关系,孔距越大,破

碎效果越差,成本越低,孔距越小,破碎效果越好,但是成本越高。

根据长期的施工经验,钻孔孔距宜采用0.85D~0.90D(D为钻孔直径)。

图4 钻孔孔距设计示意图

2.3.2 钻孔孔径

钻孔直径与开槽破碎效果有直接关系,钻孔过小,不利于凿岩机充分发挥效力破碎成孔;钻孔太大,不利于工程钻机充分发挥效力取芯开槽。根据长期的施工经验,钻孔孔径宜选为130mm~160mm,金山寺滑坡治理工程选用的钻孔孔径为150mm。

2.3.3 钻孔深度

根据选用的微型工程钻机的单次最大进尺,综合考虑桩孔截面大小对布置凿岩机数量的影响、破碎岩石所需时间等因素,确定钻孔深度。

以四川省开江县金山寺滑坡治理工程Ⅲ型桩为例,桩截面尺寸为2.0m×2.5m,设计桩长18.5m,桩孔每米开挖量为5.0m3/m。拟采用每两台Z3Z-160型台式工程钻机为一个机组同时施工一个桩孔,钻孔孔径150mm,“回”字型布孔开槽,每段布孔72个,钻孔深度0.6m,总进尺43.2m,平均每桩钻进时间约2小时。每0.6m的桩孔开挖凿岩机破碎工程量为3.0m3,充分利用工作面布置4人为一组同时施工一个桩孔,平均每桩每段用时约6小时。

组织成倍节拍流水施工,每两台钻机负责四个桩的钻孔取芯开槽工作。比如1#桩钻孔完成后,依次施工2#、3#、4#桩钻孔,共需时6小时。在这段时间里,采用凿岩机破碎的班组正好能完成本段桩孔的开挖,完成4#桩钻孔后,可以充分利用工作面,立即开始1#桩下一段的钻孔开槽,进行合理的流水作业,最大限度的加快工期。

根据以往统计数据,采用传统施工方式每8小时施工同类岩层深度为0.2~0.3m,而采用微型工程钻机取芯开槽与凿岩机破碎成孔相结合的新工艺每8小时便可完成0.6m桩段的坚石开挖,工效是传统作业方式的2~3倍。

3.结束语

第10篇

论文摘要: 本文立足中职学生生源现状,从以学定教、将 现代 信息技术有机地渗透到课堂教学中、落实“能力本位”三个方面对中职电工专业课的教学进行了探析,使学习的内容更好地体现为学生就业服务、为学生 发展 服务。 

 

随着 教育 结构的变化,中等职校的生源越来越差,他们因为文化成绩不理想才到职校,目的是为了学到一技之长。因此,我们的教学方法再也不能沿用过去而一成不变,必须找到符合目前学生现状的教学方法。我经过多年的努力探索,认为从以下三个方面入手可以取得较好的教学效果。 

 

一、以学定教是当今课堂教学的核心理念 

 

学习不是完全由教师向学生传递知识,而是学生自己建构知识的过程,学习者不是被动的信息吸收者,而要主动地建构信息。因此,在教学中要把握好师生角色定位,教学实践中教师要深刻地了解学生的最近发展区和当前兴奋点,坚持以学生为主体,以学生的发展为本,在此基础上通过对教学内容的重组、整合,努力引发学生的积极情感,使学习内容更好地为学生的就业服务,为学生的发展服务。 

1.鼓励学生质疑问难 

学贵有疑,创新意识来自质疑,因为提出问题是创造的开始。只有善于发现问题和提出问题的人才能产生创新的冲动。教师让学生自己发现并提出问题,可以改变学生等待教师传授知识的思维定势,消除学生学习上的依赖心理,使学生由被动的接受者变为主动的探索者,充分挖掘学习的潜力和动力。提倡学生质疑问难,还能培养学生不唯书、不唯师的敢想、敢说的创造精神。学生是课堂的主人,他们的每一次质疑,都闪烁着他们思维的光芒,教师应正确诱导,及时调节, 科学 控制。教师应当将学生的“疑”归入到自己的教学目标之中,并对事先拟定的“教案”进行必要的调整、充实,而不是唯教案是从。这是对教师的教学机智、教学素质的一个极大考验。教师由“疑”开始,直奔要点,抓住学生的认知冲突,才能收到事半功倍的奇效。 

初次教学《三相异步电动机自动控制y—降压启动线路》时,我直接画出教材上的线路图,分析工作原理,但教学效果不太理想。“y—降压启动”在实际工作中经常遇到,有不同的线路,很有实用价值。这正是学生开展研究性学习的一个契机,于是我决定让学生以探究、质疑的方式对“y——降压启动线路”进行学习。我的思路是:(1)写出控制要求。a.启动时,km1、km3、kt得电;b.正常运转时,kt作用,km3先失电,km2后得电。(2)学生独立地画控制电路图。(3)小组进行交流,教师给予指导。(4)挑选典型线路(不一定是完整线路)进行班级交流,对疑点通过分析进行解惑。5.进行线路安装,通电演示,看接触器、时间继电器、电动机的动作过程,加强感性认识。 

2.把学生的“学”贯穿课堂教学的始终 

教师组织学生进行自主有效的学习,要面向全体学生,使每一位学生能积极地、主动地投身到学习活动中去。如今相当一部分中职生在学习上不是成功者,长期以来较多地受到责备和批评,学习上缺乏自信心,遇到困难容易放弃。专业理论课的学习对他们来说是一个难点,不容易学好。我在上电工专业理论基础课——《电工基础》中的交流串联电路时,通过实验,使学生对于电路中各电压有效值之间的关系有一个真实的体验,让学生根据实验数据自己用相量图分析各电压有效值之间的关系,并用实验数据来验证公式,使学生了解科学研究的方法,以及实验数据的重要作用。用相量图进行正弦量的加减是研究正弦交流电的一种非常有效的方法,我把相量图分析法运用于教学中,以学生为本位,让学生成为学习的主人。通过研究方法的正迁移,学生自主地实现了知识的内化,提高了学习兴趣。 

 

二、将现代信息技术有机地渗透到课堂教学中 

 

教师充分利用现代教育技术手段,调动尽可能多的教学媒体、信息资源,构建一个良好的学习环境,在教师的组织和指导下,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,能够使学生真正成为知识信息的主动建构者,达到良好的教学效果。 

以 计算 机为主的现代教学媒体(主要指多媒体计算机、教学 网络 、校园网和因特网)拥有传统教学媒体所无法具备的特性:计算机交互性、多媒体特性、超文本特性、网络特性。这些特性能够使学生在课堂上的地位有所改变,使学生能够真正积极主动地探索知识,而不再是被动接受知识信息,成为知识信息的主动建构者。教师成为课堂教学的组织者、指导者,学生建构知识的帮助者、促进者,而不是教材的复述者和课堂的主宰者。 

由于现在中职学生学习的主动性、积极性普遍不高,但喜欢新、奇、快的东西,教师应用信息技术进行教学可以满足学生的需求,同时可以提高教师应用现代技术的能力。 

1.用powerpoint、director制作学习的内容 

利用powerpoint或director的强大功能,将原先《电工基础》、《 电子 技术》课中的板书、推导、作图等,制作成放映文稿。不仅可以在文稿中写字、画图,还可以穿插动画,引入其它应用程序等。这样的板书规范、美观,再配上声音,使原本枯燥的讲解变得活泼有趣,能强烈地吸引学生的注意力。例如我在上《电工基础》课中画相量图时,像在黑板上一样一根根地画出来,对电路图一个一个地引入元件,再用导线连接起来。 

2.应用 电子 工作台ewb进行实验教学 

ewb具有界面形象,操作方便,且采用图形创建电路等特点,对元器件提供了理想模型和实际模型,并可对它设置不同的故障,所使用的测试仪器其外形和操作方法与实际仪器很相似,因此非常适合电子、电工类课程的实验教学。我主要应用ewb对电路进行实物模拟和调试,一方面验证《电子技术》给出的电路是否达到所要求的技术指标,另一方面通过改变电路元器件的参数,使整个电路性能达到最佳值。掌握电子技术,不仅需要理论知识,更要通过实际操作来加深对内容的理解。ewb不仅可以弥补实验仪器、元器件缺乏带来的不足,更可以排除原材料损耗和仪器损坏等因素,帮助学生更快、更好地掌握学习的内容,加深对概念、原理的理解。通过电路仿真,学生可以熟悉常用电子仪器的测量方法,进一步培养综合分析能力、排除故障能力、创新能力。 

我国现在每年有数百万台电脑被安装到企事业单位,国家及许多部门都启动了各项信息网工程。学生进入 企业 后,进行交流的设施都是 网络 化,教学应用多媒体技术,可以为他们胜任岗位创造良好的条件。 

 

三、落实“能力本位”的教学思想 

 

《电力拖动》课程教学是为《电工实习》课程学习打基础的,传统教学模式是《电力拖动》课以理论教学为主,《电工实习》课以学生动手为主。我的体会是把课堂变成学堂,《电力拖动》课程与《电工实习》课程相整合,边讲理论边实践,这两门课程教学全部可以在实习工场中完成。 

教师应探索新的以实际操作技能为主、理论教学为辅的教学方式,边讲边练,发挥学生的主观能动性,在实际操作练习中掌握操作技能和相应的理论知识,并达到熟练的程度。而不是片面要求全面地系统地在理论上掌握一门门课程。专业理论学习对中职生来说是一个难点,我通过增加学生操作动手的机会,变原来被动听课为主动练习,增强学生学习的主动性。同时,教学从学生容易接受的动手方面入手,学生容易掌握,点滴积累,获得了成功,而且学习自信心不断增强,从而提高了学习积极性。 

电工专业课的内容涉及的实践问题较多,感性较强,教师采用理论与实践相结合的教学方法,可使学生理解准确,记忆扎实,技能操作规范,既培养学生的兴趣,又提高学生的动手动脑能力,使学生技能的进一步提高有保证。 

中职肩负着职业 教育 的重任。中职学生在社会上的竞争力主要体现为实际动手能力。若在中职教育的教学方法、模式、手段能有很好转变,必将较大地提高学生的实际动手能力。 

实践证明,在整个学期教学过程中阶段性的技能比赛与综合技能比赛不仅能提高学生的专业技能兴趣,增强实习的趣味性,而且能培养学生的竞争生存意识,对培养学生的综合职业能力有良好效果。例如,学生学习《电力拖动控制系统与技能训练》课程时,每完成一个独立单元内容,进行一次与单元测验相类似的阶段性的技能比赛,组织评选,规范评分,选出优秀作品进行学校展示,增强学生的荣誉感和竞争意识。这样到期中、期末进行综合性的技能比赛,一方面可以检查学生的学习效果,另一方面也可以考查学生的综合职业能力,使学生在看到自己成绩的同时,增强走向社会竞争生存的自信心。 

教师在电工专业课教学中注重实践环节,突出学生的技能训练,能很好地落实“能力本位”的指导思想,提高学生的综合职业素质,使学生毕业后面对人才市场的竞争有更强的适应性。 

 

参考 文献 : 

[1]黄克孝.职业和技术教育课程概论[m]. 

第11篇

关键词:装备制造业;发展

中图分类号:F424文献标识码:A文章编号:1003-4161(2009)01-0006-06

1.装备制造业是我国国民经济的脊梁

装备制造业是一个国家实力的象征。装备制造业在制造业中起着龙头作用。很多工业化强国都有强大的装备制造业。

1.1制造业是我国国民经济的支柱

先简要介绍一下制造业的概况。我国制造业的增加值占GDP的35.75%,超过1/3;制造业增加值占全部工业增加值的78.68%,接近80%;制造业上缴的税金约占全部工业的90%,从业人员占全部工业的90.7%。在我们这样一个发展中大国推进工业化,必然要发展制造业。

1.2我国制造业位居世界前列

我国制造业现在已经进入世界前三位。一大批产品在世界上占有重要位置,一些产品产量居世界第一,不少产品有很强的国际竞争力。虽然我国制造业的规模已位居世界前列,但仅是制造大国而非制造强国。

从三次产业比重看,2002年,第二产业占全国GDP的51.7%,第三产业只占33.7%;2004年全国工业普查以后,这个比例结构有所调整。2005年第二产业占GDP的比重是47.1%,第三产业占40.2%。如果我国制造业始终是现在这个比重,按现在这个速度增长,即制造业增长速度高于服务业增长速度,对整个工业化进程、缓解资源和环境压力、提升制造业自身的竞争力不利。1999年我国第三产业的增长速度高于第二产业,因为那时整个制造业和装备制造业处在停滞或低速增长阶段。2002年以后,制造业、第二产业增长速度超过第三产业,这种势头到目前一直保持着。中央现在提出来要加快发展服务业,使我们制造业从价值量的低端走向高端。1995年到2005年10年间,第二产业占GDP的比重一直高于第三产业。制造业占工业的79.3%,装备制造业占工业的23%、占制造业的29.9%,机械工业又占装备制造业的63%。装备制造业的主体就是传统意义上的机械制造业。

装备制造业是实现工业化的必备条件,是国民经济的脊梁,是衡量国家国际竞争力的重要标志,也是决定国家在经济全球化进程中国际分工地位的关键因素。国家提出振兴装备制造业,原来从事机械制造业的人感到非常兴奋,觉得现在到了非常好的时期。

2.我国装备制造业正处在高速发展期

我国这些年对装备制造业的发展特别重视。装备制造业发展正处于一个前所未有的战略机遇期。

(1)各方上下取得了共识。

20世纪末和本世纪初对信息经济、新经济的重视,在某些方面形成了一些泡沫。现在反省这个时期,都认识到我国在工业化进程中还是要发展制造业和装备制造业。制造业和装备制造业在我国不是夕阳产业,在全世界也不是夕阳产业。

(2)中央重视、国务院了文件。

从2003年开始酝酿一直到2006年,国务院形成了8号文件。这个文件的形成过程也是一个统一认识的过程。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》中确定了16个重大专项:核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品;极大规模集成电路制造装备及成套工艺;新一代宽带无线移动通信网;高档数控机床与基础制造装备;大型油气田及煤层气开发;大型先进压水堆及高温气冷堆核电站;水体污染的控制与治理;转基因生物新品种培育;重大新药创制;艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治;载人航天与探月工程。其中的第四个即高档数控机床与基础制造装备,正处在编制实施方案的阶段。《国务院关于加快振兴装备制造业若干意见》中确定了16个重点领域:发展大型清洁高效发电装备、特高压输变电装备、大型石油化工装备、大型煤化工成套设备、大型薄板冷热连轧设备、大型井下采掘设备、大型海洋工程设备、铁路和轨道交通设备、环保设备、大型施工机械、自动化控制系统、数控机床、新型纺织机械、新型大马力农业装备、集成电路关键设备、民用飞机。

(3)国民经济处于高速发展期。

工业品的市场需求非常大,这样好的市场机遇拉动了我国装备制造业发展。

(4)装备制造业有一定基础和规模。

装备制造业完全有可能在这样的基础上腾飞。

(5)有较好的国际环境。

这五点充分说明我国装备制造业正处在很好的发展时期。再用装备制造业中的主体――机械工业增长速度的变化来佐证。

从2001年开始,机械工业增长速度一直保持在百分之十几,2003、2004、2005年一直保持在20%~30%,2007年上半年在33%左右。机械工业增长速度连续六年都在20%以上,这是建国以来各个历史时期所没有的。与此同时,很难得的是利润也同步增长。产值、增加值、利润同步增加的同时,对三种所有制进行比较:国有企业的发展情况、利润增长速度要好于和高于民营和三资企业。2003~2005年,全国装备制造业总产值分别是:2003年42.000亿元,2004年56.000亿元,2005年接近70.000亿元,2007年超过75.000亿元;增加值分别是:2003年10.000亿元,2004年13.000亿元,2005年17.000亿元;人均增加值分别是:2003年7.9万元,2004年8.8万元,2005年10万元,2007年已经超过了10万元。

在上下取得共识的情况下,各地对装备制造业发展都非常重视,各省市都划出了相当大的土地面积要搞装备制造业基地。如天津的滨海、唐山的曹妃甸、辽宁的五点一线,还有渤海湾周边的营口、锦州、葫芦岛,上海的临港工业区。杭州提出要适度发展重化工业,福建提出要建海峡西岸的装备制造业基地,广州南沙、珠海、四川德阳也有很强的装备制造业。等等。

在这样好的形势下,我们很多产品的产量已经跃居世界第一位。发电设备的产量最能说明问题。20世纪末我国发电设备行业曾处在谷底,2001年发电设备产量只有1.340万千瓦。到2005年发电设备制造业又处在非常兴旺的时期,2006年发电设备产量达到11.000万千瓦,当年的产量和装机容量超过英国。在世界历史上,发电设备一年的产量达到11.000万千瓦,中国是第一个。现在汽车产量也位居世界前列,汽车尤其是轿车产量直线上升、突飞猛进。2003年、2004年很多轿车厂都是供不应求,排队、写条子才能买到。2005年汽车销售情况有所转变。2006、2007年汽车工业又处在高速发展时期。机械工业的工作母机机床,精细机床产量从2001年的27~28万台增长到2006年55万台左右,数控机床产量2001年不到2万台,2006年已经达到86.000台,2007年可接近10万台。而当时作规划时曾认为到“十五”末需求量最多5万台。由于国家农业政策和农村产业结构的变化,大中型拖拉机的需求也猛增。2006年大中型拖拉机的产量达到20万台。有一个时期很多大中型拖拉机厂的产品供不应求。

在国内装备制造业迅速发展的同时,很多企业也在积极拓展国际市场。机电类产品出口增长很快,使进出口逆差由大变小,2006年首次出现顺差。当年进口1.416亿美元,出口1.423亿美元,顺差7亿多美元。2007年上半年机械工业进出口顺差70多亿美元。这表明我国产品的国际竞争力有所提高。同时我们还存在着很多不足。

3.我国制造业大而不够强

前面说我国制造业和装备制造业都处在很好的发展时期,装备制备业已经很大,但为什么是大而不够强?

首先是资金周转次数少,利用率比较低,企业效益不高。我国制造业流动资金一年的平均周转次数是两次左右,大大低于一些工业发达国家的先进企业,所以很多企业都觉得流动资金不足。制造业的库存率比较高,大都在12%~15%左右,占用资金比较多,加之银行贷款利息又比较高,自然会影响企业效益。

第二是产品以低端为主,增加价值不高。2003年我国制造业工业增加值率仅为26.23%,与美国、日本及德国比分别低22.99、22.12及11.69个百分点。2003、2004、2005年我国装备制造业工业增加值率分别为25.28%、24.27%、24.83%,低于美国、日本及德国十几个百分点。电子及通信设备制造业工业增加值率更低,分别为22.43%、20.38%、21.47%。消耗同样的劳动力、资源等,人家创造的价值几乎是我们的一倍。2002年到2005年,我国制造业大中型企业的工业增加值率从28.2%下降到25.5%,不增反降不是好现象。随着技术进步、企业内部机制转换,工业增加值率应该提高才正常。

第三是利润率不高。规模以上制造企业主营业务收益率、利润率都偏低。整个工业是5.97%,制造业只有4.56%。制造业中利润率最低的是电子计算机制造业。这是因为我们没有核心技术,是组装式生产,而组装创造的增加值比较低。发展装备制造业当然要发展利润率高的产业。我们不能规模做得很大,但得到的实惠很少,只图虚名。现在船舶制造在很多地方很热,沿海地方几乎没有不搞船舶制造的。船舶制造的利润要低于修船利润。2005年我国规模以上船舶制造企业的平均销售收入利润率只有2.32%,工业增加值率只有23.66%,资产负债率却高达79.89%。而我国大中型企业的平均利润率是4%~5%。因此在选择产业、确定发展方向的时候,要考虑产业的投入产出,效益高才能有发展后劲。

第四是装备制造业附加价值不高。我国装备制造业的工业增加值率大约是24.2%到25.2%,低于美国、日本和德国。装备制造业七大产业门类金属制品、通用设备制造、专用设备制造、交通运输设备制造、电气机械及器材制造、通信设备与计算机及其他电子设备制造、仪器仪表及文化办公用机械制造中,工业增加值率最高的是仪器、仪表、专用设备,比较低的是通信设备与计算机及其他电子设备制造。

我们现在需要思考的是,制造业在今后十年乃至几十年中,能不能保持高速增长?能不能把资源和成本优势转化成技术和效率优势?装备制造业能否为制造业发展提供支撑和保障?这是摆在我们面前的突出问题。

4.我国制造业发展面临资源与环境压力

研究制造业发展首先要考虑我们现在面临的资源和环境问题。我国耕地、淡水、森林等多数资源的人均量都低于世界平均水平,天然气只占世界人均水平的3%。我们面临的资源环境问题主要是:

第一,世界资源逐渐枯竭,我国的矿产资源更加短缺。按照全世界目前的开采速度,地球上的金属矿产只够开采100~300年,其中铁只够开采100~160年,钛、铜、银不足50年。我国的铁矿石总储量为530亿吨,按目前的生产规模只能供应20年。当然这是基于现状而言的,将来还可能发现新的资源。但地球上的资源总是有限的,不是无穷无尽的。

第二,我国水资源短缺问题突出,耕地资源很紧张。我国虽然南方水资源多,但整个国家总体是水资源紧缺。到2030年,人均水资源大概只有1.706~1.819立方米,会成为全球用水最紧张的国家。从北京到陕西再到甘肃,从飞机上看下去全是黄色的山丘、土地、沙漠,看不到河流。我国耕地面积1996年是19.51亿亩,人均1.57亩;2002年是18.89亿亩,人均1.47亩;预计到2030年为15~16亿亩,人均1亩以下。国家现在虽然采取了措施,要求各地搞开发区都必须保护耕地。但是变成开发区的那些耕保面积都是原来的好地,再开发出来的新地都是一些生地。

第三,能源消耗大,环境污染严重。我国制造业能耗和制造业产品能耗合计约占全国一次能耗的63%,单位产值能耗远高于国际先进水平。如钢铁、乙烯、水泥及载货车能耗比国际先进水平分别高出19.5、20、31.3及55.2个百分点,而单位产值产生的污染却远远高于发达国家。以GTP物耗能耗为例,我国在世界上占的比例很高。水泥消耗全世界的40%,钢铁消耗全世界的20%。按理说GDP在世界占的比例也应该比较大。但实际是我们GDP只占全世界的4%,投入产出比明显比较低。

有的专家不大赞成这些数据,认为应该比单位产品的能耗比例。单位产品能耗跟世界平均水平比,我国也高于世界平均水平。每万元GDP综合能耗,假如中国是100,全球平均水平就是55.6,我们是全球的1.8倍、美国的2.5倍、欧盟的4.9倍、日本的8.7倍。这些年我国能源消费增长远远高于GDP增长。而2002年之前,我们能源消费增长是低于GDP增长的。这就说明我们的单位能耗也是很高的。所以中央特别提出要节能降耗。每个产业、每个地区都要有节能降耗的硬指标,目的就是要解决GDP增长和能源消耗增长之间的不协调,因为长此下去将难以为继。

能源、资源的大消耗对环境带来了大影响,污染非常严重。全国67.6%的二氧化硫排放量是火电站和工业锅炉产生的。这些年对电厂脱硫脱硝重视了,大气环境相对好了一些,但是水污染情况相当严重,很多水系都有污染,很难找到一个非常清洁的水系,很多城市的用水都处于警戒线以下。这些问题需要我们认真思考。

5.我国装备制造业发展中突出的几个问题

5.1 增长方式不佳

我国制造业和装备制造业目前的增长依然是投资拉动型。资源、能源消耗高,环境污染严重,产业效率和效益整体不够高,高速增长的代价太高。分析1996~2005年我国固定资产投资和GDP的比例关系,就会发现固定资产投资率是逐年升高的。2005年固定资产投资占GDP的比例接近48%。这样高的投资率对装备制造业和制造业应该是一个强大的拉动力。但我们需要思考能不能长期靠投资拉动。

5.2 产业结构不良

我国装备制造业占制造业的比重为26%,发达国家一般在40%。我国的比重偏低,工业产业结构不尽合理。在产业组织结构上,既缺大企业也缺专、精、特的中小企业。在产业技术结构上,基础尤其是基础零部件、功能部件、基础技术薄弱。在产品结构上,出口产品中劳动密集型和附加值不高的产品比重偏高,技术附加值高的偏低。在企业结构中,缺乏一批支撑产业的强大的领军龙头企业。经济学有一个公式认为,一个国家拥有世界500强企业的数量跟这个国家的GDP规模和人均GDP存在幂函数关系。随着我国经济增长,1995年到2006年我国进入世界500强的企业数量在增加。这反映了我国经济增长比较好。但也要看到,进入500强的中国公司大部分是垄断行业如石油、化工、发电、银行、通讯企业,装备制造业企业很少。2006年的500强只有一汽、上汽是装备制造企业。中国装备制造业中销售收入前100名企业,除汽车企业外,上海电汽一直是第一名。但其690多亿元人民币的规模,跟世界知名大公司比只是个小兄弟。

5.3 一些产业的集中度不够高

我国制造业的集中度这几年不但没有提高,反而有所降低,1亿元以上企业所占的比重比较低。烟草行业比较集中,装备制造业行业集中度都很低。通用设备制造产业中亿元以上的企业占企业总数的1.2%,专用设备占1.8%,交通运输占3.0%,汽车制造占2.9%,电器占2.8%。现在18个省市有轿车工业,生产轿车的企业有40家。2006年电线电缆行业有3.000家企业,平均一个企业的主营业务收入是1.2亿元,利润530万元。工程机械里装载机生产企业有20家,年产量最多的2万多台,少的就几百台。钢铁行业是产业集中度比较高的,可是2000年到2006年,前十佳企业占全国钢铁产量的比重却是下降的。2005年前十佳占35.34%,2006年下降为34.85%。我国钢铁大企业宝钢,原来占全国钢铁产量的6.5%,到2006年只占5.38%。这些都说明,我们的产业结构存在的问题比较多。

5.4 自主创新能力不强

技术来源依靠国外,技术创新动力不足,技术创新能力薄弱,产业共性技术研究“缺位”,研发投入强度不够高,基础、系统设计“两头”薄弱,创新文化和氛围不强是我国装备制造企业普遍存在的问题。

2001~2005年我国R&D经费支出占GDP的比重是百分之一点几,没有达到很多专家呼吁要求的2%。制造业R&D投入强度与产品销售收入比从1995年的0.46%提高到了2005年的0.76%,发达国家先进企业一般都在3%,我们虽有所提高但还是偏低。大中型制造业企业设立科技机构的比例2000年接近30%,到2005年反而降低了,这是非常反常的现象。发展我国的制造业必须重视科技,自己设立研发机构的企业应该多起来,比例应该大起来。现在不升反降,一个因素就是大中型企业数量这几年增加了,但设立科技进步基金的企业数没有同步增加。2005年大中型企业科技经费占销售收入的比例为1.85%左右,R&D人员占从业人员的1.7%;每百家企业发明专利拥有数是80件,全部规模以上企业更低些。大中型企业引进技术费用与消化吸收费用之比,我国2005年是1∶0.22,韩国、日本分别是1∶7、1∶8。近五年,我国仪表、农机、汽车、电工电气、重型矿山、石化通用、机床工具、工程机械行业的研发费用占销售收入的比例,基本在1.5%~2%。

我国装备制造业存在产业共性技术的研究“缺位”问题,自主创新能力不很乐观。我国装备制造业大中型企业R&D经费支出仅占销售收入的1.24%。主导产品的技术相当部分来自国外。装备制造业企业还不够强不够大,尚无实力从事产业共性技术研究和前瞻性研究。

我们曾经做了三次调查,研究我国产品的技术来源。“七五”期间,引进技术大体上占75%,到20世纪90年代引进技术占57%,2006年占到39.4%。这说明来自国内自主开发技术的比重增加了,这是一个好现象。但是仔细分析我们自主开发产品的性能、质量、水平,与世界先进水平比起来还不够。总之,我们自主技术比例提高了,但处于世界先进水平的比例还不高。

5.5 利用外资质量不高

原来我们寄希望于通过引进外资,利用外资的技术溢出效应带动国内产业发展。但并没达到所期望的程度。技术溢出有前后项联系效应、人力资本流动的竞争效应、示范效应。跨国公司的技术转让一般是内部转让,即转到其国内控股的企业,不是转到我们的企业。其次我们对引进技术的消化吸收不足,妨碍了技术示范效应的发生。再次外资企业一般在主机进来以后,将零部件企业带进来,自己形成配套关系,我国企业配不上套。这就影响了前后项联系效应的发生。寄希望于通过人力资本从合资企业到内资企业流动来实现,实际上也不行。事实是从内资企业流到合资企业的人才远远大于从合资企业流到内资企业的人才。这几年很多行业已经形成了外资垄断,这些都是我们装备制造业发展中不得不引起重视的重要问题。

总之,国际技术转让在很大程度上被内部化,外资的技术溢出效应很不明显,本地企业过度依赖引进现成技术,消化吸收投入严重不足,妨碍了技术示范效应的发生;外资企业进出口依存度高,与国内经济的联系不够紧密,妨碍了前后项联系和竞争效应的发生;外资企业的吸引力强于本地企业,FDI的人力资本流动效应不明显;外资企业在某些行业形成垄断,抑制了本地企业的创新活动。

5.6 出口产品结构不优

出口产品结构不够优主要是我们出口的是劳动密集型和技术含量低的产品,是资源型产品和初级制成品,缺乏自己的品牌,多数是加工贸易。另外出口产品的地域、地区和市场分布有偏倚,发达国家比较少,中东国家比较多。杜祥琬院士讲,我们出口八亿件衬衫的利润等于一架空中客车,这个空中客车还是330型,不是现在的380型。我看八亿件衬衫也不够。贴牌生产仅是初始阶段、粗级制成品的出口,某种意义上等于出口资源。我们装备制造业的出口产品基本上也是附加值低的产品。我们平均进口一台机床的单价是7.86万美元,而出口一台机床的平均单价是2.231美元,拿单价来比,进口是出口的35倍。这种状况还导致贸易摩擦增加,已引起中央特别重视。

概括而言,我国机械产品出口的现状和特点是,出口产品技术含量偏低,劳动密集型产品和中低档产品为主的格局未根本改变,但中高档产品明显增长;出口比重上升,有些产品出口量激增,贸易摩擦显现;出口贸易提速增长,三资企业产品在中高档出口品中所占比例较高。

5.7 企业生产模式不适应

我国企业生产结构和模式仍带有较强的计划经济特点。生产模式的改变滞后于技术变革,管理理念落后,基础管理薄弱,生产业发展迟缓。但整个机械工业出口贸易方式有了变化,一般贸易占出口贸易的比重逐年提升。到2007年上半年,一个非常明显的变化,就是出口贸易中一般贸易的比重已经大于加工贸易。

5.8 信息化的深度不够

装备制造业信息化应用面比较广,但深度不够。主要体现在三方面,一是信息化发展不平衡,二是重视管理信息化、忽视技术开发和生产过程的信息化,三是信息化投入效果不够理想,关键是底层信息化相对薄弱。具体可概括为四点,首先是基础管理薄弱,数据不全,流程不畅;其次是产品设计中的计算机辅助技术应用仍然处在低层次,多半还是CAG,不是真正的CAD;再次是系统设计、系统集成、系统优化技术差别很大;最后是产品本身数字化水平不高。所以在重大装备产品制造上,是外国公司拿订单,我们做分包,做价值量多而附加值低的部分。

5.9 人才结构不合理

缺学科带头人和领军人物,缺优秀企业家,缺高技能、复合型人才,缺大量在一线工作的工程师。不少领域存在人才断层,制造业的一些技术工种后继乏人。一般来说初中高级研究技术人才队伍结构应该是金字塔形,但现在好多领域是倒三角形。初级的少,中级的大,高级的更大。我们最近统计了摩擦学71个教学单位的调查表,其中教授170人,副教授99人,讲师37人,其他人员101个,是典型的“倒三角”结构。

6.对提升我国装备制造业的思考

世界装备制造业的发展趋势是:市场多样化、个性化,产品高效低耗、大容量、高参数化,服务在价值链中增值化,生产过程及设备柔性化,产品和制造过程绿色化,企业“虚拟化”、制造网络化,信息技术与高新技术融合实现信息化。将来的制造业模式是小批量、多品种、高质量、低成本、研发期短、柔性生产、环境友好。

跨国公司在中国的战略正在变化,我们也要考虑自己装备制造业的发展战略。跨国公司在中国战略的变化归结起来是,从合资到独资,从单一产品到成立扇形公司,从取得部分市场到形成控制再到取得垄断地位,从到中国建生产基地到在中国建研发基地。中国装备制造业发展,必须考虑这个变化,适应这个变化。我们有两种可能的选择,一种是继续成为世界加工车间(接受订单、接纳转移、出口产品、出口劳务、来料加工、招商引资……),另一种是成为全世界的制造基地(协同设计、网络制造、企业集成、出口技术、高端产品、自主创新……)。

要大力加强整个装备制造业的自主创新能力,提升自主产业(国内资本占控制地位的产业)和内资企业的技术创新能力。构建企业技术创新机制,培养自主创新精神和创新人才,营造好的创新环境和氛围。形成创新的氛围和政策环境。

自主创新能力的提升应从两个层面来讲,在产业层面、体系结构上,第一要解决共性技术“缺位”问题;第二要解决创新主体问题;在技术供应链上要加强两个环节,一个是引进技术消化吸收环节,一个是加强已有成果的工程化环节。这两个环节加强了,就有能力形成装备制造业比较顺畅合理的技术供应链。在技术供应链上,企业内部的技术中心着重前瞻性研究、换代产品改进更新以及群众性的技术革新;要与大专院校、科学院的研究所、产业部门的研究所从事的基础研究、应用研究、工程化研究联合,形成良好的产学研模式。引进技术应该好好消化吸收,形成较好的技术创新链。

技术能力是一个机构(区域、国家)在长期的技术创新活动中积累起来的知识、技能、队伍、条件的结合和总和,是技术创新活动持续、旺盛开展的根本保证。技术能力积累对企业、机构、区域、国家至关重要。技术能力主要由体系、机制、文化、队伍、设施所构成。

技术能力包含五个要素,一是创新体系―纵深部署、“三层”体系;二是创新机制――激励、动力、制度;三是创新文化――氛围、精神、理念;四是创新队伍――领军人物、团队、技能人才;五是创新设施――关键实验研究手段的建立。

提高企业的技术创新能力,一是制订正确的技术创新战略;二是选择正确的技术创新途径;三是构建技术创新体系;四是营造技术创新氛围和机制;五是以信息技术促进技术创新能力提升;六是培养技术创新人才和队伍。

技术创新能力是一种内生能力。产品可以模仿,技术也可以引进,技术创新能力无法引进,要靠企业自身积累。技术创新能力是企业的核心竞争力所在。

要充分估计制造业前端、中端、后端附加价值及其变化。原来一般是中端的附加价值比较高。随着技术进步,中端的附加值降低了,两端的附加值升高了。因此制造业发展中必须重视前端和后端的附加值。不要只满足于在中端加工组装、创造低附加值,虽然规模很大但效益比较低。

要改变计划经济中形成的思维模式和生产模式。着力提高技术进步能力,加强自主革新技术,把辅助业务逐渐外包出去,请专业化企业来做。

我们以前比较偏重于大规模生产。现在要按照个性化、多样化需求,转变大规模定制生产模式,逐步转到全球化网络制造模式。产品研发、加工制造、财务管理以及采购供应、市场销售等等通过网络来进行。真正用信息化手段创造财富,优化资源配置,分享知识和资源。

加快发展生产业。要往两头延伸,从附加值较低的加工、组装向附加值较高的研发、设计、采购、材料以及品牌、物流、销售和经营延伸。提高服务在制造价值链中的比重。发展能为中小企业服务的应用服务提供商ASP。

大力推进供应链管理(SCM)。按供应链管理理念,制造业就要将企业内部物流与上、下游及社会物流连接起来,实现精益生产(准时生产)与精益物流,使制造业与现代服务业对接,加速供应链企业群体发展,带动第三方物流产业形成,从整体上提升制造业的效益。

加快由生产型制造向服务型制造转变,即第二产业第三产业化。服务型制造是制造与服务相融合的新产业形态。服务型制造向客户提供的不仅是产品,还包括依托产品的服务或整体解决方案。发达国家的制造业在不断实现产业升级,服务创造的价值在制造业价值链中的比重越来越高。

生产性制造向服务性制造转变是全球制造业发展的一大趋势。这种趋势要求我们加快发展现代装备制造业。

我们理解,现代制造服务业就是围绕制造业生产过程前端和后端的一些业务开展专业的服务活动。现代制造服务业的产业门类包括各类咨询、专业设计、租赁维修、会展培训、专利商标等中介、下料配送中心、生产力促进机构、网络制造服务平台、工程总承包、单项业务承包、应用服务提供商(ASP),第三方、第四方物流提供商以及供应链管理等等。

我国资源约束严重,提升装备制造业,要积极开发节能产品,大力推广。这里列出一些需要开发与发展的产品和节能技术:

(1)集中供热和热电联产所需的中、大容量工业锅炉系列;高效燃煤锅炉和清洁燃烧锅炉;循环流化床锅炉和水煤浆锅炉;适合国内外市场需要的、使用各种燃料的特种用途锅炉;超临界和超超临界火电机组;整体煤气化联合循环技术。

(2)为提高工业炉窑的节能效果,发展自动控制技术和智能监测技术,使这些炉窑成为应用微电子技术、计算机技术、信息技术的高技术产品;采用新型、高效保温材料和隔热材料,减少热能损失;开发新型、高效电热材料,提高电热效率。开发、推广余热余压利用设备。

(3)为提高电动机的效率,积极推行用冷轧矽钢片代替热轧矽钢片;发展超高效率三相异步电动机;开发铸铜转子电机;开发高效率高起动转矩永磁同步电机。积极开发应用电机交流变频调速技术。提高风机、泵和压缩机的能效指标,大力发展节能型风机、泵和压缩机产品。

(4)重点发展缸径80mm以下直喷型单缸柴油机,直喷、增压、增压中冷、电控、四气门多缸柴油机,电控、增压车用汽油机及节能环保小型通用汽油机,代用燃料内燃机,电控高压燃油喷射系统。节材技术主要有近净成形、净成形技术,快速制造(RM)技术以及热加工工艺模拟及优化技术。

6.1 大力推行绿色制造

面临资源和环境的压力,装备制造业必须往绿色制造这个方向走。绿色制造是指从产品的设计到原材料的使用、加工制造包装以及维修、拆卸、回用、处置、再生等全寿命周期的环境管理体系。

6.2 重视系统设计、集成与优化技术

重大成套设备的系统设计、系统成套和工程总承包能力是我国装备制造业的“软肋”。提高制造系统集成能力,有利于解决我国装备制造业特别是重大技术装备只能“干粗活”、“干体力活”、“干单机”的问题,提高国产重大装备的市场占有率。由于这个环节薄弱,我们往往做了80%的工作量,只得20%的价值量。这两年价值量的比重在逐渐提升,情况有了改善。这一块加强了,我们将来的工作量和获得的价值量相比就比较相称。

6.3 重视制造业的信息化

信息化本身是一个过程。它是指把自动化技术、现代管理技术、信息技术跟原有的制造技术融合,改善企业生产、经营、管理、产品开发,最后实现产业升级。装备制造业信息化可以分为五个层次:企业间信息互通互联;管理数字化;生产过程自动化、智能化;设计数字化;产品智能化、数字化。这五个层次当中,我们把产品的智能化和数字化、设计的数字化、生产过程的自动化和智能化叫做底层信息化。我们现在的薄弱环节是底层信息化。我们建议今后要加强底层信息化,加强基础管理。为此,要大力推进计算机辅助工程;抓好系统设计、集成与优化技术;强化装备和产品的数字化;加强企业各项基础管理。通过加强这些薄弱点形成信息化企业,提升整个产业。装备制造业企业如果能够成为信息化企业,在信息化时代就有很强的竞争力。

信息化企业的特征是:建立了计算机网络,实现了企业资源共享;企业的组织结构为“哑铃型”; 企业内部组织为“扁平型”,柔性生产组织; 快速响应市场,交货及时;不断开发市场所需的产品,有技术储备;生产技术装备为柔性、可重构;与合作伙伴(包括用户)有良好的关系,实现双赢;环境优美,绿色工艺、绿色产品,环保型企业;以人为中心,不断提高人的素质;领导群体具有远见卓识。最关键的是产品应该快速响应市场,处于市场生命周期的上升期。如果产品处在市场生命周期的下降期,虽然企业的信息化系统、手段形成了,但产品没有生命力,企业就要走入困境。

6.4 呼唤工业文明

工业文明主要体现在以人为本、诚信为怀,绿色生产、循环经济,节约资源、技术进步,公平竞争、合作共赢。现在好多地方都在追求快速增长,粗放式甚至近似于野蛮式的生产随处可见。《大宅门》中同仁堂的店规值得学习:品位虽贵必不敢减物力,炮制虽繁必不敢省人工。装备制造业企业包括食品企业,都要呼唤工业文明,使产品让消费者都放心。

6.5 工程教育制度值得深思

我们培养的工程技术类人才,是要对装备制造业作出贡献的。但现在学校中有一些现象需要深思。中专升大专,大专升学院,学院改大学,理工科大学改成综合性大学,大学合并进“211”工程。这是否就是一条好路子?另外,现在考核老师就是文凭、学位、SCI检索,以论文论英雄。这个是不是就好?还有现在学校大规模扩招,就业压力后移,好多学校都是三、四个平方公里圈地、建校舍,不少都是负债经营,等等。这些也是人才培养面临的问题。我们的教育制度值得深思。

6.6 健全人才培养体系

改变人才结构,从“倒三角形”变为“金字塔形”。 要建立各类实训基地,实施“653工程”,强调继续教育,强调工程教育。装备制造业振兴要重点培养五类人才:企业家,首席专家,高素质的创新科研人才,高级技能人才,复合型战略人才。

7.对甘肃装备制造业发展的几点建议

第一,要着力提高效益。一个企业没有效益、没有持续的技术,就没有发展的资本、潜力,靠输血不行,要靠造血。造血就要有利润,就要提高效率、提高效益。有了钱才能办事。提高效益途径很多,要从内部挖潜。

第二,激活国有资本。国有企业在装备制造业里起主要作用。装备制造业是技术密集、资金密集、人才密集性行业,很多民营企业要进入这个领域还有一定的难度和过程。眼前最现实的就是把国有企业搞好,把国有资本激活。它发展壮大以后就能够带领或者带动一批企业。民营企业有钱以后就会发展跟这些国有企业配套的产品。

第三,加强技术创新。甘肃地处边远地区,唯有在产品更新上有自己的强项,才能立于不败。甘肃的装备制造企业跟沿海来比,相当多的处在粗放经营阶段。要加强技术创新。

第四,转变生产模式。很多装备制造企业的生产模式还是计划经济体制沿袭下来的,在经济全球化、信息化、绿色化、智能化发展阶段,企业必须适应这种变化。为此生产模式必须改变,最终走向网络化生产制造模式。

第五,加速市场响应。发展风电现在是各地的一个热点。大众大启、东方电气集团、上海电气集团、哈尔滨电站集团,还有新疆南通,很多企业都在上马。兰州电机厂也在发展风电。建议甘肃省把风电作为发展重点之一,加大支持,加速发展。整合兰州、天水两边的资源,完全能够在风电上形成一定的优势。

综合这五条,关键就是要形成自己的优势特色。这样我们的企业就有不可替代性,沿海的企业就代替不了我们。展望未来,在全球化、信息化、绿色化这个环境下,整个装备制造业和机械行业都处在不断提升过程中,其中一部分产业会上升到更高级产业,有可能演变成为高新技术产业。