变频调速技术论文
论文题目变频调速技术学校名称台州学院
学生学号 0830230020 学生姓名周科海
指导老师王海兵
摘要
变频调速是交流调速中的发展方向，是现代电力传动技术重要发展的方向。本文全面系统地讲述了变频器的基本知识，变频调速的原理，国内外变频技术现状，变频调速的应用以及发展前景。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显，因此随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的发展，政府号召节约资源、企业需要降低生产成本、市场呼吁节能技术和产品，变频技术被认为是最有效的节能方式之一，使用变频器不仅能达到科学用能、节能降耗的目的，而且能够提高自动化水平，改善工艺。
关键词：变频技术、控制、系统、应用、发展
Frequency Control Technology
Abstract
AC variable speed frequency control is in the direction of development is important to modern electrical drive technology development. This comprehensive and systematic knowledge about the fundamental frequency, frequency control principles, domestic and international status of inverter technology, frequency control applications and prospects. Converter is not only a smooth speed, range, high efficiency, starting current, smooth operation, and significant energy savings, so as the increasing levels of industrial automation and power electronics technology, the government called for conservation of resources, companies need to reduce production cost, market appeal to energy-saving technologies and products, conversion technology is considered one of the most effective energy-saving mode, use the inverter can be used not only to science, energy saving purposes, but also to improve the level of automation, process improvement.
Keywords：frequency,conversion,technology,control,systems,applications, development
目录
第1章绪论................................... 错误！未定义书签。
1.1变频技术的历史......................... 错误！未定义书签。
1.2国内变频器主要产品及应用范围........... 错误！未定义书签。
1.3变频调速的未来发展方向 (2)
第2章变频器和变频调速的基本知识 (5)
2.1变频器的结构 (5)
2.2变频器的分类 (7)
2.3变频器控制方式 (7)
2.4变频调速的作用......................... 错误！未定义书签。
2.5变频调速技术在国民经济和日常生活中的重要地位 (10)
第3章变频调速的方法与降耗节能原理 ........... 错误！未定义书签。
3.1变频调速方法........................... 错误！未定义书签。
3.2变频节能............................... 错误！未定义书签。
3.3功率因数补偿节能....................... 错误！未定义书签。
3.4软启动节能............................. 错误！未定义书签。第4章国内外变频调速技术现状对比 ............ 错误！未定义书签。
4.1国外现状............................... 错误！未定义书签。
4.2国内现状............................... 错误！未定义书签。第5章变频调速技术的应用 ..................... 错误！未定义书签。
5.1空调类负载............................. 错误！未定义书签。
5.2风机类负载............................. 错误！未定义书签。
5.3泵类负载............................... 错误！未定义书签。
5.4电梯高架游览车类负载................... 错误！未定义书签。
结束语 (17)
参考文献 (18)
第一章绪论
近年来，交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展，变频调速在调速范围、调速精度、动态响应、低速转矩、通讯功能、智能控制、功率因数、节约电能、工作效率、使用方便等方面的优异性能，是其他的交流调速方式无法比拟的。交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，它以体积小、重量轻、通用性强、适用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，越来越广泛的应用于钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业，使用变频器后经济效益和社会效益非常显著。
纵观我国变频调速技术的应用，总的说来走的是一个由试验到实用，由零星到大范围，由辅助系统到生产装置，由单纯考虑节能到全民改善工艺水平，由手动控制到自动控制，由于低压中小容量到高压大容量，一句话，由低级到高级的过程。
1.1 变频技术的历史
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
20世纪60年代以后，电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。
20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。
20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势，高端产品迅速抢占市场。
步入21世纪后，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。[15]
1.2 国内变频器主要产品及应用范围
目前国内主要的产品状况如下：
（1）晶闸管交流器和开关断器件（DJT、IGBT、VDMOS）斩波器供电的直流调速设备。这类设备的市场很大，随着交流调速的发展，该时常虽在缩减，但由于我国旧设备改造任务多，以及它在几百至一千多kW范围内价格比交流调速低得多，所以在短期内市场不会缩减很多。国产设备能满足需要，部分出口。自行开发的控制器多为模拟控制，近年来主要采用进口数字控制器配国产功率装置。
（2）IGBT或BJT PWM逆变器供电的交流变频调速设备。这类设备的市场很大，总容量占的比例不大，但台数多，增长快，应用范围从单机扩展到全生产线，从简单的V/f控制到高性能的矢量控制。约有50家工厂和公司生产，其中合资企业占很大比重。
（3）负载换流式电流型晶闸管逆变器供电的交流变频调速设备。这类产品在抽水蓄水能电站的机组起动，大容量风机、泵、压缩机和轧机传动方面有很大需求。国内只有少数科研单位有能力制造，目前容量最大做到12MW。功率装置国内配套，自行开发的控制装置只有模拟式的，数字装置需进口，自己开发应用软件。
（4）交-交变频器供电的交流变频调速设备。这类产品在轧机和矿井卷扬传动方面有很大需求，台数不多，功率大。主要靠进口，国内只有少数科研单位有能力制造。目前最大容量做到7000～8000kW。功率部分国产，数字控制装置进口，包括开发应用软件。[15]
1.3 变频调速的未来发展方向
交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变），又要处理信息的收集、变换和传输，因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题和新型电力电子器件的应用技术问题，后者要解决（基于现代控制理论的控制策略和智能控制策略）的硬、软件开发问题（在目前状况下主要全数字控制技术）。
1.3.1 主要发展方向
（1）实现高水平的控制。基于电动机和机械模型的控制策略，有矢量控制、磁场控制、直接传矩控制和机械扭振补偿等；基于现代理论的控制策略，有滑模变结构技术、模型参考自适应技术、采用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观察器，在某种指标意义下的最优控制技术和逆奈奎斯特阵列设计方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神经元网络、专家系统和各种各样的自优化、自诊断技术等。
（2）开发清洁电能的变流器。所谓清洁电能变流器是指变流器的功率因数为1，网侧和负载侧有尽可能低的谐波分量，以减少对电网的公害和电动机的转矩脉动。对中小容量变流器，提高开关频率的PWM控制是有效的。对大容量变流器，在常规的开关频率下，可改变电路结构和控制方式，实现清洁电能的变换。
（3）缩小装置的尺寸。紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模块、紧凑型的光耦合器、高频率的开关电源，以及采用新型电工材料制造的小体积变压器、电抗器和电容器。功率器件冷却方式的改变（如水冷、蒸发冷却和热管）对缩小装置的尺寸也很有效。
（4）高速度的数字控制。以32位高速微处理器为基础的数字控制模板有足够的能力实现各种控制算法，Windows操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术也有很大的发展。
（5）模拟与计算机辅助设计（CAD）技术。电机模拟器、负载模拟器以及各种CAD软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。[3]
1.3.2 主要研究开发项目
（1）数字控制的大功率交-交变频器供电的传动设备。
（2）大功率负载换流电流型逆变器供电的传动设备在抽水蓄能电站、大型风机和泵上的推广应用。
（3）电压型GTO逆变器在铁路机车上的推广应用。
（4）电压型IGBT、IGCT逆变器供电的传动设备扩大功能，改善性能。如4象限运行，带有电极参数自测量与自设定和电机参数变化的自动补偿以及无传感
器的矢量控制、直接转矩控制等。
（5）风机和泵用高压电动机的节能调速研究。众所周知，风机和泵改用调速传动后节约大量电力。特别是电压电动机，容量大，节能效果更显著。研究经济合理的高压电动机调速方法是当今重大课题。[22]
1.3.3 主要研究内容及关键技术
（1）高压、大电流技术：动态、静态均压技术（6kV、10kV回路中3英寸晶闸管串联，静动态均压系数大于0.9）；均流技术，大功率晶闸管并联的均流技术，均流系数大于0.85）；浪涌吸收技术（10 kV、6kV回路中）；光控及电磁触发技术（电/光，光/电变换技术）；导热与散热技术（主要解决导热及散热性好、电流出力大的技术，如热管散热技术）；高压、大电流系统保护技术（抗大电流电磁力结构、绝缘设计）；等效负载模拟技术。
（2）新型电力电子器件的应用技术：可关断驱动技术；双PWM逆变技术；循环变流 / 电流型交-直-交（CC / CSI0）变流技术（12脉波变频技术）；同步机交流励磁变速运行技术；软开关PWM变流技术。
（3）全数字自动化控制技术：参数自设定技术；过程自优化技术；故障自诊断技术；对象自辨识技术。
（4）现代控制技术：多变量解耦控制技术；矢量控制和直接力矩控制技术；自适应技术。
第二章变频器和变频调速的基本知识
变频技术是应交流电动机无级调速的需要而产生的。变频器是通过对电力半导体器件(如IGBT)等的通断控制，将电压和频率固定不变的交流电工频电源，变换为电压和频率可变的交流电的电能控制装置，为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。对于交—直—交型的变频器来说，为了产生可变的电压和频率。首先要把工频 (50Hz或60Hz)的交流电源，变换为直流电(DC)再转换成各种频率(0Hz ～ 50Hz、0Hz ～60Hz 及 0Hz ～400Hz )的交流电，最终实现对电机的调速运行。
2.1 变频器的结构
变频器通常包括：整流电路、中间直流电路、平波电路、控制电路、驱动电路、逆变电路等几大部分，其中控制电路完成对主电路的控制。整流电路将工作频率固定的交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。
2.1.1 交—直部分
①整流:由三相整流桥组成，将电源的三相交流电全波整流成直流电。在电源的线电压为380V(AC)的情况下，三相全波整流后直流电压为513V，峰值直流电压为537V。
②滤波:滤波电路由若干个电容器并联成一组再由两个或两个以上的电容器组串联而成，使直流电压保持平稳。
③限流电阻: 减少冲击电流,保护三相整流桥的二极管。
2.1.2 直—交部分
①逆变: 电路主要包括逆变模块和驱动电路。
逆变模块与逆变桥：常见的低压变频器通常由IGBT①(逆变管)组成逆变桥,
根据驱动电路的驱动信号，把整流所得的直流电再逆变成频率可调的交流电,这是变频器实现变频的具体执行环节,也是变频器的核心部分。
驱动电路：驱动电路作为逆变电路的一部分,对变频器的三相输出有着巨大的影响。驱动电路一般有:分立插脚式元件驱动电路、光耦驱动电路、后膜驱动电路、专用集成驱动电路。其中光耦驱动电路是现代变频器设计时广泛采用的一种驱动电路。
②续流二极管: 逆变桥中每只逆变管旁都有一只续流二极管,其主要作用是为无功电流返回直流电源时提供“通道”,也为在同一桥臂的两个逆变管交替导通和截止的换相过程中提供“通道”。
③制动：包括制动电阻和制动控制单元。
制动电阻:电动机在工作频率急速下降时,被拖动系统的动能要反馈到变频器的直流回路中,使直流电压不断上升,可能达到危险地步。因此必须将再生到直流回路的能量消耗。制动电阻就是用来消耗再生能源的。
制动单元:由GTR或IGBT及其驱动电路构成开关作用,为再生能源流经制动电阻提供通路。[11]
2.2 变频器的分类
2.2.1 按变换的环节分类
①交-直-交变频器：先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。
②交-交变频器：将工频交流直接变换成频率电压可调交流，又称直接式变频器。
2.2.2 按直流电源性质分类
①电压型变频器：电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。
②电流型变频器：电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器。电流型变频器的优点是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。
2.3 变频器控制方式
目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制，转差频率控制，矢量控制，直接转矩控制，非线性控制。
2.3.1 U/f=Φ的正弦脉宽调制(SPWM）的控制方式
① U/f恒定控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因素不下降。这种调节转速的方法我们称为VVVF控制，因为是控制电压与频率之比，简称为U/f控制。
②变频空调器是通过对PWM（Plue-Width Modulation,脉宽调制）的技术在逆变器中的运用，实现v/f变频控制。由于PWM输出的电压波形和电流波形都是非正弦波，具有很多高次谐波成分，这样使的电动机的能量不能充分选用，增加了损耗。为了使输出的波形接近与正弦，提出了正弦脉宽调制（SPWM）。
③所谓SPWM，简单的说，就是在进行脉宽调制时，使脉冲序列的占空比按照正弦波的规律进行，即当正弦波幅值为最大时，脉冲的宽度也最大，当正弦波幅值为最小时，脉冲的宽度也最小。这样，输出的电动机的脉冲序列就可以使得负载中的电流高次谐波成分大为减少，从而提高了电动机的效率。SPWM波形的特点概括起来就是“等幅不等宽，两头窄中间宽”。[9]
2.3.2 电压空间矢量（SVPWM）控制方式
它是以三相波形整体生成效果为前提，一逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边行逼近圆的方式进行控制的。
2.3.3 转差频率控制
它是施加与电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。需要检测出电机转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机的速度与转差频率之和做为变频器的给定频率。
2.3.4 矢量控制方式
矢量控制，也称磁场定向控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。
2.3.5 直接转矩控制
直接转矩控制不是通过控制电流。磁链等量间接控制转矩，而是直接把转矩作为被控量来控制。通过引入定子磁链观察器估算出同步速度信息，实现无速度传感器直接转矩控制。
上述的VVVF变频，矢量控制变频，直接转矩控制变频都是交-直-交变频中的控制方式。其共同缺点是输入功率因素低，谐波电流大，直流电路需要大的蓄能电容，再生能源不能反馈回电网，只能通过制动单元消耗掉。
2.4 变频调速的作用
变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合，由于它能提供精确的速度控制，
因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。变频应用可以大大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分)，同时可以比原来的定速运行电机更加节能。
2.4.1 控制电机的启动电流
当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。
2.4.2 降低电力线路电压波动
在电机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC机、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电压下降。
2.4.3 启动时需要的功率更低
电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款。如果采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的问题。
2.4.4 可控的加速功能
变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行均匀地加速，而且其加速曲线也可以选择(直线加速、S形加速或者自动加速)。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似灌装线上，
以防止瓶子倒翻或损坏。
2.4.5 可调的运行速度
运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。
2.4.6 可调的转矩极限
通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到3％～5％左右。在工频状态下，电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。
2.4.7 受控的停止方式
如同可控的加速一样, 在变频调速中, 停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车＋直流制动)，同样它能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。
2.4.8 节能
离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能耗。由于最终的能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频后投资回报就更快。
2.4.9 可逆运行控制
在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。[13]
2.5 变频调速技术在国民经济和日常生活中的重要地位
（1）应用面广，是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术。
（2）是节约能源的高新技术。
（3）是国际上技术更新换代最快的领域。
（4）是替代进口，节约投资的最大领域之一。[5]
第三章变频调速的方法与降耗节能原理变频器改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器加上交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。
变频器可以优化电机运行，所以也能够起到增效节能的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算，单单该集团全球范围内已经生产并且安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力，相应减少9700万吨二氧化碳排放，这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。
3.1 变频调速方法
三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；适用于要求精度高、调速性能较好场合。
3.2 变频节能
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比。如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降，即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
3.3 功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网
有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×CosΦ，Q=S×SinΦ，其中S—视在功率，P—有功功率，Q—无功功率，CosΦ—功率因数，可知Cos中越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，CosΦ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3.4 软启动节能
由于电机为直接启动或Y／D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。[9]
第四章国内外变频调速技术现状对比改革开放以来，国内的变频调速技术得到了突飞猛进的提高，但是由于起步较晚，加上国内电气传动的技术水平较国际先进水平差距10-15年等原因，国内的变频调速技术整体落后于发展国家。
4.1 国外现状
在大功率交-交变频（循环变流器）调速技术方面，法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10 ~ 2600 kVA和Simovert P GTO PWM变频调速设备单机容量为100 ~ 900 kVA，其控制系统已实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。在小功率交流变频调速技术反面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700 kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。[6]国外交流变频调速技术高速发展有以下特点：
（1）市场的大量需求。随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺，变频器越来越广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业以及风机、水泵等的节能场合，应取得显著的经济效益。
（2）功率器件的发展。近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用，使高抵押、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
（3）控制理论和微电子技术的发展。矢量控制、磁通控制、转矩控制、模糊控制等新的控制理论为高性能的变频器提供了理论基础；16位、32位高速微处理器以及信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）技术的快速发展，为实现变频器高精度、多功能提供了硬件手段。
（4）基础工业和各种制造业的高速发展，变频器相关配套件社会化、专业化生产。[12]
4.2 国内现状
在大功率-交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组起动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷场方面有很大需求。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。
国内交流变频调速技术产业状况表现如下：
（1）变频器的整机技术落后，国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并没有形成一定的技术和生产规模。
（2）变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。
（3）相关配套产业及行业落后。
（4）产销量少，可靠性及工艺水平不高。[21]
第五章变频调速技术的应用
近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被生产生活所使用。5.1 空调类负载
写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大，在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。今年深圳市5月31日电网最高负荷达到590万kW，5月13日当天用电量达到1.1392亿kWh。空调用电占了很大比例。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂，安装有20t/h蒸汽锅炉3台，300万大卡溴化锂制冷机4台，负责对动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭店、新万寿宾馆、国际学校、日本学校、德国学校及丽都饭店宿舍、托儿所、公园等涉外饭店、宾馆、公寓、学校的供热、供冷，供热面积达30万m2，供冷面积达20万m2。91年，对水泵制冷机、引风机采用变频控制，节电明显，一般在30～60%，年节电17.5万kWh,优于其它调速方式。广州市鸣泉居度假村在冷热水、喷泉等设施上采用了变频调速控制。
5.2 风机类负载
风机类负载，系量大面广设备，钢厂、电厂、有色、矿山、化工、纺织、化纤、水泥、造纸等行业应用较多。多数采用调节档板开度来调节风量，浪费大量电能，采用变频调速，即可节电，又减少机械磨损，延长设备寿命。大庆新华电厂200MW发电机组，锅炉引风机为1250kW，6kV两台。1998年采用变频调速技术拖动高压引风机，是我国电厂大型机组首次采用变频调速，经黑龙江省电力科学院测试考核:发电机组在额定工况下(有功负载200MW)与原来未用变频拖动相比，由原来的1790.4kW下降了28.02%，在有功负荷80MW-180MW间运行分别下降了31%~56.3%。石家庄炼油厂65t/h中压锅炉引风机采用变频调速后，年节电67万kWh，节电率为67.7%，锅炉燃烧率提高1.6%，节省燃料油989t。
5.3 泵类负载
泵类负载量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等, 有低压中小容量泵, 也有高压大容量泵。茂名石化公司炼油厂从1990年开始先后在蒸馏、裂解、催化、加氢、糠醛、酮苯等20多条生产线上使用161台变频调速装置。变频器总功率达8091kW。1990年10月至1992年2月对其中30台泵进行测试，在同样工艺条件下，采用调节阀控制电耗为999.9kWh,而采用变频调速电耗为396.7kWh,节电603.2kWh，节电率60.3%。采用变频控制时，电机和泵的转数下降，轴承等机械部件磨损降低，泵端密封系统不易损坏，机泵故障率降低，维修工作量大为减少。94年后,该厂又采用14套6kV大容量变频装置，节电40%到70%。1995年11月14日《中国石化报》第一版“茂名石化公司炼油节能跃居同行业前面”文章称“仅通过变频调速技术一年就节电2000万kWh”。许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速,均产生非常好的效果。
5.4 电梯高架游览车类负载
由于电梯是载人工具，要求拖动系统高度可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，便增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论是日本，还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。许多人坐过深圳世界之窗的单轨高架游览车, 该车行驶中频繁起动、停车、上坡、下坡，并要求起停平稳, 车速恒定。由于是载人车,运行必须安全可靠, 常年日晒雨淋, 环境恶劣。以往要求调速性能高的传动装置, 多采用带测速反馈的矢量控制系统, 价格较高,为了降低价格, 并维修方便,我们采用的转矩矢量控制方式通用型变频器, 成功的解决了起动/加速、停车/减速、恒速/变速行驶等,并防止了“下滑”、“冲站”现象的产生, 达到了安全可靠, 用户非常满意。[3]
基于柯肯达尔效应的空心球制备(哈工大传输原理课程论文)汇编
基于柯肯达尔效应的空心球制备 摘要：介孔空心结构纳米材料与实心纳米颗粒相比具有更低的密度、更大的比表面积、更多元的功能调节维度(光、电、热、磁等)和更灵活的应用方式。故有非常广泛的使用空间，而空心球制备方法有很多，本文结合传输原理传质部分内容以及柯肯达尔效应进行原理分析，应用举例以及改进方法等方面阐述。 关键词：空心球柯肯达尔效应扩散 1空心材料优点 介孔空心结构纳米材料与实心纳米颗粒相比具有更低的密度、更大的比表面积、更多元的功能调节维度(光、电、热、磁等)和更灵活的应用方式。如：中空结构的微/纳米催化剂可以有效增加其在催化反应中的活性位点数；通过改变微/纳米介孔空心结构的组分、形貌、尺寸、壳壁厚度、孔隙率、孔的位置和孔内壁的特性等因素可以实现对其光、热、电、磁和催化等物化性能的调节；将难溶的功能活性成分担载在介孔空心的微/纳米结构的孔隙中，可以提高难溶物质的溶解度；将特异性药物担载在介孔空心微/纳米结构的孔隙中，为药物的缓释和可控释放提供了可能；将介孔空心微/纳米结构作为“纳米反应器”利用其量子限域效应和特殊的反应微环境，能得到特殊的反应结果。因此，具有介孔空心结构的纳米粒子为纳米材料的功能化提供了广阔的空间。 2扩散及柯肯达尔效应简介 空位机制适用于置换式固溶体的扩散"在置换式固溶体(或纯金属)中，由于原子的尺寸相差不大，因此很难进行间隙扩散"晶体中结点并非完全被原子所占据，存在一定的空位"而且空位的数量随温度的升高而增加，在一定的温度下对应着一定的空位浓度"也就是说在一定的温度下存在一定浓度空位的晶体才是稳定的"依靠空位的移动而进行的扩散机制称为空位扩散机制"其扩散过程是这样进行的，与空位相邻原子，由于热振动而可能脱离原来位置而到空位中去，占据了点阵中的空位，而原来原子所处位置就成为空位"这种过程不断进行，就发生了扩散" 在空位扩散时，扩散原子跳入空位，此时所需的能量不大，但每次跳动必须有空位移动与之配合，即原子进入相邻空位实现一次跳动之后，必须等到一个新
传递过程原理论文样本
简谈化工传递原理中的类似性 摘要 在化工行业的生产过程中，有各种各样的单元操作，但是从原理上看就包括流体流动，质量交换，加热或冷却这三类过程。也就是我们所说的动量传递，质量传递与热量传递。本文通过分析化工过程中的传递现象, 总结了动量传递、热量传递和质量传递过程的一些类似性, 并且讨论了这些类似性的理论和应用价值。 关键词: 动量传递；热量传递；质量传递；类似性 一、分子传递的类似性 描述分子传递的三个定理分别是牛顿粘性定理、傅立叶热传导第一定理和费克扩散第一定理。其数学描述依次为： 方程（1）和（2）经过简单的推导可变为如下方程: 在（3）（4）（5）三个方程中，我们可以分析发现以下的类似性： 首先，v,和D 都被叫做扩散系数，单位均为m2/s。它们是物质的动力学物AB 性,且三者之间存在如下关系: 其中u 为分子平均速度，为分子平均自由程。 其次，,, 分别为动量浓度梯度、热量浓度和质量浓度梯度。表明了三种传递都是以浓度梯度作为传递的推动力。 最后，，，都表示了某一物理量的通量，分别为动量通量、热量通量和质量通量。 由以上分析可知这三种分子传递可以用统一的文字方程描述为: 通量扩散系数浓度梯度（） 其中负号表示传递方向与浓度梯度方向相反。我们将上式称为现象方程, 表明三种分子传递过程具有同样的现象方程。
二、对流传递的类似性 我们分析在平板壁面的边界层中, 摩擦曳力系数，对流传热系数h和对流传质系的定义式分别为: （7），（8），（9）三式可以变换如下： 分析上述三式，便可以得出以下的类似性: 第一，对流传递的动量通量、热量通量和质量通量都相应地等于各自的对流传递系数乘以各自量的浓度差，可以用如下文字方程表示： 通量（对流传递系数）（浓度差） 其中负号同样表示方向的差异。 第二，上述三式中的浓度差其实就是表示传递的推动力。 为动量浓度差, 表示动量传递的推动力。由于壁面的动量为，而)，所以用“0”表示壁面动量。 为热量浓度差, 表示对流传热的推动力。 为摩尔浓度差, 可以看做对流传质的推动力。 第三，,, 均表示对流传递的系数，且单位均为m/s 。 三、三传类比的概念 在无内热源，无均相化学反应，无辐射传热的影响，由于表面传递的质量速率足够低, 对速度分布、温度分布和浓度分布的影响可以忽略不计, 可视为无总体流动，无边界层分离，无形体阻力等条件下，许多学者从理论上和实验上对三传类比进行了研究。 雷诺通过理论分析，最早提出了三传类比的概念，得出单层模型。雷诺首先假定层流区(或湍流区)一直延伸到壁面，然后利用动量、热量和质量传递的相似性，导出了范宁摩擦因子与传热系数和传质系数之间的关系式，即广义雷诺类比式如下: 或
通信原理课程论文
目录
前言 随着信息技术的发展，通讯在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。进入21世纪以后，信息的传递更是越来越广泛和快捷，现代通讯的发展方向是数字化，因为数字通信不仅能实现人与人、人与机器、机器与机器之间的通信和数据交换功能。PCM 编码就是一种将模拟信号数字化以及数字信号模拟化的实现过程，编码过程就是将模拟信号经过抽样、量化后变为数字信号的过程，译码是其反变换。本文通过仿真软件MATLAB 强大的仿真功能实现了其编译码的过程，通过编译码图形对比分析了误差，并提出了进一步缩小误差的方案。PCM 原理常应用于现代语音通信中。 工程概况 PCM 的概念是在1937年法国工程师维纳斯提出。PCM ——脉冲编码调试是一种将模拟信号经过抽样、量化、编码变换成数字信号的编码方式。PCM 通信系统的基本组成是先对模拟信号进行抽样、量化、编码，经过信道和新稻种的干扰后再进行译码再经过低通滤波器输出信号。 脉冲编码调制(pulse code modulation ，PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。PCM 的编码原理比较直观和简单，下图为PCM 系统的原理框图： 图中，输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM 信号)，经信道传输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常，将量化与编码的组合称为模/数变换器（A/D 变换器)；而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者则相反，即完成数字信号到模拟信号的变换。 PCM 在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM 编码。 正文 3.1 设计目的和设计意义 3.1.1设计目的 1.进一步学习PCM 编译码器原理； 抽样 量化 编码 信道 干扰 m(t) m s (t) m sq (t) A/D 变换 译码 低通滤波 m sq (t) m(t)
传输原理复习总结
绪论 1.什么是传输过程？ 传输过程是动量传输、热量传输、质量传输过程的总称，简称“三传” 或者“传递现象”。是工程技术领域中普遍存在的物理现象。 动量传输：垂直于流体流动的方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。 热量传输：热量由高温度区向低温度区的转移。 质量传输：物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。 2.“三传”之间的联系： 动量、热量、质量三种传输过程有其内在的联系，三者之间有许多相似之处，在连续介质中发生的“三传” 现象有共同的传递机理。在实际工程中，三种传输现象常常是同时发生的。 3.传输原理主要研究什么？ 传输原理主要研究传输过程的传递速率大小与传递推动力及阻力之间的关系。 4.传输过程的本质： 传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡态转移的物理过程。是某物质体系内描述体系的物理量（如温度、速度、组分浓度等）从不平衡状态向平衡状态转移的过程。 5.金属加工成形的分类 热态成形——金属的成形过程，是在较高温度状态下，通过高温手段，使金属成形。 冷态成形——金属在常温下，使金属成形。如：切削、冲压、拔丝。 5.金属热态成形的四种工艺（“三传” 现象广泛存在于其中） 铸造：液态(或固液态)金属——注入模具中——降温、凝固。
锻压：金属加热至塑性变形抗力小、但是仍然为固体的状态，采用锻打、加压手段，而获得一定的形状的工艺方法。 焊接：焊接是通过加热、加压，或两者并用，用或者不用填充材料，使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。 热处理：热处理就是将工件通过热处理（高温加热，冷却速度不同）达到调整材质（如基体组织发生变化，硬度发生变化），以及削除应力。 动量传输 第一章流体及其流动 1.动量传输起因，以及对热量、质量传输的影响： （1）流体内部不同部位的质点或集团的流动速度不一致。 （2）流动速度的不一致，必然导致动量分布不均匀。属于不平衡态，必然发生动量的交换或传递过程。 （3）这样的动量传递，就会影响到热量和质量的传输过程。 2.流体力学研究的对象 液体和气体。 3.基本概念 流体（Fluid）概念：能够流动的物体（一般指气体或液体）。 4.流体的力学性质（与固体比较）： （A）不能传递拉力， （B）可承受压力，能够传递压力和切力，并且在压力和切力下出现流动。（流动可持续）
传输原理
ECI同步数字传输设备 宽带网络的物理传输媒介是光纤，光同步数字传输网(SDH)将成为宽带网络的骨干网，SDH网是一种全新技术体制，具有路由自动选择能力，上下电路方便、维护、控制、管理功能强、标准统一、便于传输更高速率的业务等优点。该网的推出使电视、图像、话音、数据以及数字微波传输发生了重大改变。SDH网络的引入和使用，就可以比较容易地实现高智能的、高效的、维护功能齐全、操作运行廉价的信息高速公路。因此，在SDH技术推出的短时期内，其产品和应用就得到了极为迅猛的发展。 1 SDH的产生 1.1 PDH的缺陷 以往的准同步(PDH)系统已越来越不适应电信网的发展，因为PDH体制有以下固有的一些缺点。 (1)标准不统一 目前世界上有三种异步复接体制(表1－1)，三者互不兼容，国际互联时必须进行转换。表1－1 三种异步复接体制 次群以15Mbps为基础的系列以2Mbps为基础的系列日本体制北美体制欧洲体制 0次群64 64 64 1次群1554 1554 2048 2次群6312 6312 448 3次群32064 44736 34368 另外，目前只有统一的电接口标准(G.703)，而没有统一的光接口标准，即使在同一种异步复接体制中，也不能保证光接口的互通。同为欧州体制的4次群系统，光接口就可能有几种。如用5B6B码型，输出光信号码率为167.1168Mbps；用7B8B码型，输出光信号码率为159. 1589Mbps；用8B1H线路码型，输出光信号码率又为156.6620Mbps。光信号的码型、码率都不同时，很难互通，只有通过光电变换将光接口转换为电接口后才能保证互通。这增加了网络成本，影响了光纤系统的互联，与目前光纤通信飞速发展的形势不符。(2)复用结构复杂 要完成数字复接，各低速数字支路必须彼此同步，有两种方法可以保证这一点：建立同步网络和采用异步复接。在准同步网络中，各群次独立定时，因此高次群复接都采用以比特为单位的异步复接。异步复接实际上是通过两个步骤实现的：先用码速调整将各支路信息码流调整到速率、相位都一致，然后进行同步复接。一般采用正码速调速，这样在发端就要插入一些码速调整比特，一路低速信号往往要经过多次码速调整，使得在高速信号中很难直接识别和提取低速支路信号，要上下话路，只能采用一系列背靠背的复接器，将高次群信号一步步地解复用到所要解出的低次群上，上下路后，再重新一步步地复用到高次群上(图1－2)。显然，这种异步复用方式结构复杂，成本高，设备利用率低，硬件所占的成分大，因此很不灵活。
【参考借鉴】冶金传输原理课程教学大纲.doc
《冶金传输原理》课程教学大纲 课程名称：冶金传输原理 英文名称：PrinciplesofTransportPhenomenainMetallurgR 课程代码：MPRC3019 课程类别：专业教学课程； 授课对象：材料成型与控制工程专业； 开课学期：第6学期； 学分：2.0学分；学时：36学时； 主讲教师：许继芳； 指定教材：吴铿,冶金传输原理（第2版）,冶金工业出版社,2016； 先修课程：高等数学、线性代数、材料科学基础等 考试形式及成绩评定方式：闭卷成绩60%，平时成绩40% 一、教学目的 传输原理是材料成型与控制工程专业的一门专业主干基础课，阐述了冶金过程中的流体流动，动量、热量、质量传输的基本原理及其传递的速率关系，是冶金动力学过程的主要内容。动量、热量、质量传递有类似的机理和关系，也具有相互的关联和作用。分析冶金过程中三传问题及其基本的计算方法。通过学习本课程，使学生掌握动量、热量、质量传输的基本原理，深入了解冶金过程中各种传输现象，以及各种因素对传输过程的影响，为今后从事专业技术开发，提高控制和设计水平打下坚实的基础。 二、课程内容 第一章传输原理中流体的基本概念 主要内容：主要介绍流体的基本概念。从物理与数学的角度介绍流体的模型，给出流体的基本性质与分类，并对流体力学的分析方法进行介绍。 本章重点：流体力学的主要任务和研究内容。流体的定义和特点；流体的连续介质假设；流体的密度和重度；流体的相对密度；流体的比容。流体的压缩性和膨胀性；可压缩流体和不可压缩流体。黏性的定义；牛顿内摩擦定律；黏度的表达式；影响黏度的因素；黏性流体和理想流体，牛顿流体和非牛顿流体。表面力和质量力；体系和控制容积；量纲和单位。 学习要求：本节都是一些基本概念，需熟练掌握。流体的定义、特点、连续介质假设必须理解，对流体连续介质假设的原因有大致了解。 第二章控制体法(积分方程) 主要内容：依据质量、动量与能量守恒定律，建立流体的质量、动量与能量守恒积分式，并将其结果应用到重力作用下流体平衡基本方程。 本章重点：质量平衡积分方程；动量平衡积分方程；能量平衡积分方程 学习要求：了解质量平衡积分方程、动量平衡积分方程和能量平衡积分方程的推导过程，通学习本节的例题能平衡积分方程进行一些简单的计算。 第三章描述流体运动的方法 主要内容：在介绍流体运动状态的基础上，给出描述流体运动的基本方法：拉格朗日法与欧拉法；同时介绍定常流、迹线、流线、流管、流量等一系列概念。 本章重点：层流状态；紊流状态；雷诺数；卡门涡街。拉格朗日法描述流体流动；欧拉法描述流体流动；拉格朗日法和欧拉法的区别和联系。质点导数。以速度为例，掌握拉格朗日法和欧拉法的转换。定常流动和非定常流动；均匀流动和非均匀流动；平面流和轴对称流；迹线；流线；流管和流束，流量。 学习要求：通过计算雷诺数来判别层流状态和紊流状态。深刻理解描述流体运动的这两种方法。掌握质点导数的含义及拉格朗日法和欧拉法下的质点导数。通过学习本节的例题能对一些简单的情况进行转换。本节的基本概论容易混淆，要熟练地理解和掌握，并能对一些简单的情况进行计算。 第四章动量传输微分方程 主要内容：在介绍连续性微分方程的基础上，对理想流体与实际流体建立了动量守恒微分方程，进而给出伯努利方程，讨论伯努利方程在实际中的应用。 本章重点：连续性微分方程；欧拉方程；伯努利方程及其物理意义；不可压缩实际流体的运动微分方程。 学习要求：了解连续性微分方程的推导过程，记忆连续性微分方程的公式，通过连续性微
哈工大传输原理课程报告论文资料
不同材料激光加热温度场研究 摘要：本文对半无限空间加热(激光加热)温度场分布进行了两个方面的研究，主要分析了不同材料的性质与温度场分布的关系，以及对同一材料激光加热温度场变化的分析，另一方面我们分析了考虑材料相变情况下其温度场分布。 关键词：半无限空间激光加热温度场相变 随着激光器的不断完善，激光处理在金属加工工业得到许多方面的应用。不同材料由于具有不同的导温系数，在激光加热中所产生的温度场分布情况也是不相同的，其分布与材料性质、加热温度以及加热时间等有关。本次我们主要研究温度场分布与这些因素的内在关系，希望能给激光的更广泛应用带来帮助。 一.一维情况且不考虑相变的固态问题研究 1?问题的提出 对于不同材料的激光加热温度场模型研究，限定在一维，且不考虑相变的固态问题。我们需要研究四个方面： (1)在加热时间相同的情况下，不同材料温度场的差异。 (2)同一材料，温度场随加热时间的变化。 (3)同一材料，不同位置的温度随加热时间的变化。 (4)对于不同材料，如何调整加热时间，以使不同材料间的温度分布曲线相同。考虑利用matlab编程，生成图像来研究以上问题。 我们选用Al、Cu Fe三种材料作为研究对象。 2.数学模型 假定有一半无限长金属棒，其初始温度为t o,在x=0处以温度为18的激光源进行加热，使这一端温度瞬时达到仁，假设入不随温度t变化，则其温度t满足： 一维温度场方程：—^—2 (a二一)一一热扩散率 CT CX2PC 初始条件：t(x,O)=t o
边界条件：t(0, .)7： 满足以上条件的方程解为: t =t o (t：： -t o)erfc(
热加工过程传输原理论文
热加工传输原理大作业 题目:焊接传热传质的研究 : 班级: 学号: 日期: 工业大学材料科学与工程学院
动量、热量和质量的传输现象广泛地存在于金属热态成形时所使用的各种工程装备和仪器之中，尤其是焊接机械上显而易见。焊接的处理过程中总是伴随着“三传现象”,所以焊接热过程是一个非常复杂的过程，它具有局部性、瞬时性、非稳态性等特点。作为焊接传热传质过程研究的对象，主要有三个区域：焊接电弧；焊接电弧与熔池界面；焊接熔池与周围固体材料。同时，本文又针对摩擦焊接焊接接头金属流动过程以及焊接熔池金属传热传质有具体研究。 一、三个区域的传热传质 1.焊接电弧中的传热与传质 电弧等离子体是一个电、光、热、磁、声、力等共同作用、相互制约的统一平衡体。其间存在着电能与其它各种能量形式之间的转换。这种转换依赖于质量的传输，如中性粒子的电离与复合。这些不同形式的能量都可通过系统的能与温度联系起来。 可见，电弧是一种包含带电粒子的流体，因而它不但满足描述流体运动的控制方程，而且还满足描述电磁规律的方程组（即Maxwell 方程组）。所以对电弧传输过程的数值分析，就是在一定的边值条件下对上述方程组的解析。 在直流正极性非熔化焊接条件下，阴极与阳极表面（焊接熔池）间的电势差造成电流通过部分电离的气体，并在其间将电能转换为热能。通过导电介质的电流会产生磁场，磁场与电场相互作用形成电磁力场。这种复杂而相互耦合现象的最终效应是形成高温、高速等离子流。 对于焊接工作者来说，研究电弧等离子体的目的主要是探明影响电弧稳定燃烧的因素，为焊条与电极材料的选择和制造及焊接电源及其控制系统的设计提供依据；确定近工件界面处的电弧温度分布、压力分布和电流密度分布，为焊接熔池的传热传质计算模型的建立提供真实可靠的数据。 2.焊接熔池界面处的能量、动量和质量传输
通信原理课程设计论文
信息处理课程设计报告题目：射频遥控门铃系统 学院(系)：机械与电子工程 专业年级：电子信息工程08 学生姓名： 指导教师： 完成日期：2011.07.19 成绩：
摘要 射频门铃即无线电遥控门铃，与有线门铃相比，节省了室内外之间的跨线，而且方便主人在房内各地使用，将门铃按钮安装在门上，来访者只要按下按钮，放在客厅、厨房或卧室的接收主机就会响起“叮咚”声或乐曲声，宏亮悦耳，告知有客人来了，距离在几米到几十米，一般都有15到20米远的距离，具有结构简单，安装方便，使用灵活，抗干扰能力强等优点。本设计采用PT2262与PT2272来做编码和解码的芯片，PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。由于实验条件，本此课程设计模拟用LED替代蜂鸣器，利用编码和解码芯片及通过继电器控制555定时芯片实现延时。 关键词：射频；遥控门铃；延时电路 Rf Remote Control Door Bell Abstract The doorbell of Rf is wireless remote control the doorbell, and comparing with cable the doorbell, it saves cross line between inside and outside, and users conveniently master all over in the room, use the bell button installation on the door. As long as the visitors push the button and the receiving host in room, kitchen or the bedroom will ring pleasant sound and guests arrived. The distance from a few meters to dozens of meters, generally 15 to 20 meters in the distance, the structure is simple, easy installation, use agile, strong anti-jamming capability, etc. This design uses the PT2262 and PT2272 to encode and decode chips, PT2262/2272 is a pair of take the address, data coding function wireless remote control launch/receiver chips. Because the experimental conditions, the course design simulation use LED replace buzzer to simulate and throughl 555 timer chip realize delay. Key words：RfReomtedoorbell ; time-delay circuit
传输原理
绪论 一：传输过程是动量传输、热量传输、质量传输过程的总称，简称“三传” 或者“传递现象”。 动量传输：垂直于流体流动的方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。 热量传输：热量由高温度区向低温度区的转移。 质量传输：物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。 传输过程的本质：传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡态转移的物理过程。是某物质体系内描述体系的物理量（如温度、速度、组分浓度等）从不平衡状态向平衡状态转移的过程。平衡态概念——是指体系内物理量不存在梯度。例如热平衡是体系内的温度各处均匀一致。不平衡态概念——是体系内物理量存在梯度，这时物系内的物理量不均匀，就会发生物理量的传输 传输原理主要研究传输过程的传递速率大小与传递推动力及阻力之间的关系。 二：金属加工成形的分类： 热态成形——金属的成形过程，是在较高温度状态下，通过高温手段，使金属成形。 冷态成形——金属在常温下，使金属成形。如：切削、冲压、拔丝。 三：金属热态成形的四种工艺（“三传” 现象广泛存在） 1. 铸造：液态(或固液态)金属——注入模具中——降温、凝固。 2. 锻压：金属加热至塑性变形抗力小、但是仍然为固体的状态，采用锻打、加压手段，而获得一定的形状的工艺方法。 3. 焊接：焊接是通过加热、加压，或两者并用，用或者不用填充材料，使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。 4. 热处理：热处理就是将工件通过热处理（高温加热，冷却速度不同）达到调整材 质（如基体组织发生变化，硬度发生变化），以及削除应力。 ?流体力学（Hydrodynamics）研究动量传输 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态；以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。 ?传热学（Heat Transfer ）：研究热量传输 主要研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递的规律。 ?传质学（Mass Transfer ）：研究质量传输 主要研究质量传递的有关理论。 四：热态成形过程中的传输现象举例： （1）. 金属液体的流动（铸液填充型腔） （2）. 气体的流动（砂型气体溢出，炉加热，炉气运动等） （3）. 金属件内部之间、金属件与周围介质之间热量交换和物质转移现象（加热过程，热交换，渗炭，渗氮，元素再分布） 五：研究动量、热量、质量传输现象的意义： 以上的现象都属于动量、热量、质量传输现象。不同的传输情况对金属热态成形过程和最后得到的金属件质量有很大影响。研究意义就在于此。 第一篇动量传输 第一章流体及其流动 一：动量传输起因，以及对热量、质量传输的影响：
无线电能传输(课程设计)
无线电能传输(课程设计)实验报告
实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
无线电能传输(课程设计)实验报告
实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
传输原理基础知识
SDH原理 PDH，准同步数字传输体制，PDH采用异步复用方式，从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行，从PDH的高速信号中就不能直接的分/插出低速信号。 SDH，做同步数字传输体制，基本的信号传输结构等级是同步传输模块--STM-1 ，相应的速率是155Mbit/s ，高等级的数字信号系列，例如622Mbit/s （STM-4）、 2.5Gbit/s （STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块，例如STM-1 ，通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如STM-4=4×STM-1(622M)，STM-16=4×STM-4=16*STM-1(2.5G)，STM-64=64*STM-1(10G)。STM-N的信号是9行270×N列的帧结构, 此处的N与STM-N的N相一致，（取值范围1， 4， 16， 64 ），表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。 STM-N的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是8000× 8bit=64kbit/s。 STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销RSOH 和复用段开销MSOH、管理单元指针AU-PTR、信息净负荷payload。 SDH的复用包括两种情况，一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号，主要通过字节间插复用方式来完成;另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s ，34Mbit/s，140Mbit/s ）复用成SDH信号STM-N。传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种: ●比特塞入法，又叫做码速调整法； ●固定位置映射法 各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射（相当于信号打包），定位（相当于指针调整），复用（相当于字节间插复用）三个步骤。 图 G.709复用映射结构
金属热态成型传输原理 课程论文
《金属热态成型传输原理》 课程论文 最终成绩 论文题目热量传输在金属材料工程中的应用 学院材料科学与工程 年级2012级 专业材料类 学生姓名 学号 指导教师 佳木斯大学
热量传输在金属材料工程中的应用 摘要：随着现代科学技术的发展，金属材料发挥的作用越来越越重要，对金属材料的研究也越来越深入，在对金属材料的研究中不得不说热量传输在金属材料工程中的应用，其中热分析技术是一种重要的研究方法，而且这种方法也得到了人们的日益关注，在研究中也得到了人们广泛的使用。 关键词：热量传输；金属材料；关系；应用；趋势 Application of heat transfer in metal material engineering Abstract: with the development of modern science and technology, more and more metal materials play more important, study on the metal materials are more and more in-depth, in the study of metal materials to applied heat transfer in metal material engineering, the thermal analysis technique is an important research method, but this method is get people's attention increasingly, has been used widely in the study. Keywords: heat transfer; metal materials; application; trend 0 引言 材料的发展与社会的进步有着密切的关系，它衡量人类社会文明程度的标志之一，金属材料是现代文明的基础。从人类的起源开始，古人就发现金属材料的优良性能，并把它们制成各种工具使用，金属材料在人类社会发展的过程中越来越重要，而且需求量越来越大，金属资源已经出现了短缺现象。目前，人类还处在金属器时期，虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可以预见的未来，这种情况不会改变。 1热分析技术在金属材料研究中的应用 热分析技术是记录样品在加热或冷却过程中的时间一温度关系曲线, 以表征物质在加热过程中的物理和化学性质及其量的变化[1]。 热分析仪自问世以来，已经在金属及其合金的研究中的到广泛的使用，热分析仪的更新换代使得热分析方法有了迅速的发展.特别是近几年来热分析仪的“计算机化” , 把热分析技术提高到一个更新的高度。目前热分析技术应用的范围在逐渐扩大, 已渗透到物理、化学、化工、石油、冶金、地质、建材、纤维、塑料、橡胶、有机、无机、低分子、高分子、食品、地球化学、生物化学等各个领域中闹。已成为科学技术研究和工业生产中的重要的理化分析手段 1.1热分析原理及实验装置
《传输原理》教学大纲
《传输原理》课程教学大纲 课程名称：传输原理课程编号： 学时/学分：40/2.5 开课学期：第5学期 适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课 一、课程的目的和任务 本课程是材料成型及控制工程专业的专业方向选修课，它涵盖了流体力学、传热学及传质学课程的内容。本课程的目的和任务是系统而全面地从动量、热量及质量传输观点，阐述了流体流动过程以及传质过程的基本理论。要求学生要掌握上述三传输过程的基本概念、基本原理和基本计算方法，以便为学习后续专业课程奠定必要的基础。 二、课程的基本要求 （1）了解动量传输、热量传输和质量传输在材料科学与工程中的作用； （2）掌握动量传输、热量传输与质量传输的基本原理、研究分析方法和对材料制备与加工的影响； （3）学会利用传输原理解释材料制备与加工中的一些现象。 三、课程基本内容和学时安排 第一章流体的主要物理性质（4学时） 1．内容：流体的概念及连续性假设；流体的基本物理性质，包括流体的密度、重度、比容和比重、流体的压缩性与膨胀性；流体的粘性，包括粘性的概念、牛顿粘性定律、温度和压强对流体粘性的影响、理想流体的概念。 2．要求：了解流体的主要物理特性，牛顿粘性定律。 第二章流体静力学（4学时） 1．内容：作用在流体上的力，包括质量力与表面力、流体静压力；流体静力学特性，包括静止流体的平衡方程及其积分、等压面、静止流体中的压强分布、流体静力学基本方程及其能量意义与几何意义、流体压强的测量、测压计的原理及应用；静力学计算，包括静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。 2．要求：掌握流体静力学特性、流体静力学基本方程及其意义；静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。 第三章流体动力学（6学时） 1．内容：基本概念，包括稳定流与非稳定流，迹线与流线，流管与流束，流量与平均流速；连续性方程，包括直角坐标系的连续性方程，一维总流的连续性方程；动量微分方程，包括理想流体的动量微分方程（欧拉方程），实际流体的动量微分方程（纳维尔—斯托克斯方程）；伯努利方程及其应用，包括理想流体的伯努利方程，实际流体的伯努利方程，伯努利方程的应用条件与毕托管原理； 2．要求：掌握流体动力学的基本概念；连续性方程、动量微分方程的导出和物理意义，伯努利方程及其应用。 第四章流动状态与能量损失（4学时） 1．内容：流体的流动状态，包括雷诺试验、流动状态的判据—雷诺数；圆管中的层流，包括速度分布、流量计算、沿程能量损失；圆管中的湍流，包括脉动现象与时均值的概念、
哈工大传输原理课程报告论文(激光加热温度场研究).
不同材料激光加热温度场研究 摘要：本文对半无限空间加热（激光加热）温度场分布进行了两个方面的研究，主要分析了不同材料的性质与温度场分布的关系，以及对同一材料激光加热温度场变化的分析，另一方面我们分析了考虑材料相变情况下其温度场分布。 关键词：半无限空间 激光加热 温度场 相变 随着激光器的不断完善，激光处理在金属加工工业得到许多方面的应用。不同材料由于具有不同的导温系数，在激光加热中所产生的温度场分布情况也是不相同的，其分布与材料性质、加热温度以及加热时间等有关。本次我们主要研究温度场分布与这些因素的内在关系，希望能给激光的更广泛应用带来帮助。 一． 一维情况且不考虑相变的固态问题研究 1.问题的提出 对于不同材料的激光加热温度场模型研究，限定在一维，且不考虑相变的固态问题。我们需要研究四个方面： （1）在加热时间相同的情况下，不同材料温度场的差异。 （2）同一材料，温度场随加热时间的变化。 （3）同一材料，不同位置的温度随加热时间的变化。 （4）对于不同材料，如何调整加热时间，以使不同材料间的温度分布曲线相同。 考虑利用matlab 编程，生成图像来研究以上问题。 我们选用Al 、Cu 、Fe 三种材料作为研究对象。 2.数学模型 假定有一半无限长金属棒，其初始温度为t 0，在x=0处以温度为t ∞的激光源进 行加热，使这一端温度瞬时达到t ∞，假设λ不随温度t 变化，则其温度t 满足： 一维温度场方程：22x t a t ??=??τ )(c a ρλ=——热扩散率 初始条件： 0)0,(t x t = 边界条件： ∞=t t ),0(τ 满足以上条件的方程解为： )2()(00τ a x erfc t t t t -+=∞
计算机网络课程设计报告基于socket在线数据传输的设计与实现--大学毕业设计论文
数据通信与计算机网络 课 程 设 计 报 告 指导老师；苏军 学院：计算机科学学院 专业：2013级电子信息科学与技术 组长：学号： 组员：学号：2 组员：学号： 基于Socket在线数据传输的设计与实现
摘要 近年来随着计算机技术的飞速发展，特别是Internet技术的发展，已经深刻的改变到了人们生活的方方面面。这时过去的种种陈旧的通讯方式，都已经不能满足现代生活的需要。人们希望能够用更低廉的价格，更加方便快捷的方式，来实现即时通讯。这时开发一套基于Internet技术的网络数据传输系统变得尤为重要。 Internet是目前世界上最大的计算机互联网络，它遍布全球，并将世界各地不同规模和大小的网络连接成为一个整体。目前基于Internet的应用已经非常多了，例如网上收发邮件、网上购物、网上看电影等等。这些应用无不在改变人们的生活传统生活方式。 本课题主要研究的是基于Socket的数据传输软件，此软件分为服务器程序和客户端程序，本课题的目标是能实现用户在客户端与服务器端传递信息。主要研究开发内容是：熟悉系统开发平台，探索在此开发平台下，利用Socket编程技术、TCP/IP协议等进行聊天软件的实际开发。 一．课程设计性质： 独立课设 二．课程设计目的和任务： 1、掌握数据通信和计算机网络的基本原理 2、掌握数据通信和计算机网络设计、分析和实现方法 3、提高学生编制网络通信程序、网络应用服务程序的能力三．课程设计基本内容及要求：
基本内容：网络数据通信的基本方法及实现。 基本要求：根据选定的项目，课题小组成员认真查阅相关资料，发挥学生的主体作用，提出设计方案，老师参与，进行讨论和分析，最终确定设计方案。在此基础上，合理分工，协同完成项目的设计与实现，最后完成课程设计的报告撰写。 四．课程设计平台 基于Eclipse集成开发环境 五．课程设计原理： 1. TCP/IP协议 TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议，该协议是Internet 最基本的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。TCP/IP协议的开发工作始于70年代，是用于互联网的第一套协议。 （1）TCP/IP参考模型 TCP/IP协议的开发研制人员将Internet分为五个层次，以便于理解，它也称为互联网分层模型或互联网分层参考模型，如下所示：物理层：对应于网络的基本硬件，这也是Internet物理构成，即我们可以看得见的硬设备，如PC机、互连网服务器、网络设备等，必须对这些硬设备的电气特性作一个规范，使这些设备都能够互相连接幷兼容使用。 网络接口层：它定义了将资料组成正确帧的规程和在网络中传输帧的规程，帧是指一串资料，它是资料在网络中传输的单位。
传输原理课程教学大纲
传输原理课程教学大纲 课程名称：传输原理课程编码：02100030 英文名称：Transformation Principle 学时：32学时学分：2学分 开课学期：第四学期 适用专业：金属材料工程、无机材料工程 课程类别：必修 课程性质：专业基础课 先修课程：高等数学、大学物理、材料力学。 教材：《传输原理》吉泽生哈尔滨工业大学出版社2002年 一、课程性质及任务 本课程是材料类专业的主要专业技术基础课。 课程教学所要达到的目的是：1、了解动量传输、热量传输和质量传输在材料科学与工程中的作用。2、掌握动量传输、热量传输与质量传输的基本原理、研究分析方法和对材料制备与加工的影响。3、学会利用传输原理解释材料制备与加工中的一些现象。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 传输过程的基本概念，产生传输现象的驱动力；传输过程的三个基本定律；三种传输现象的普遍规律。 2、流体的主要物理性质 流体的概念及连续性假设；流体的基本物理性质，包括流体的密度、重度、比容和比重、流体的压缩性与膨胀性；流体的粘性，包括粘性的概念、牛顿粘性定律、温度和压强对流体粘性的影响、理想流体的概念。 3、流体静力学 作用在流体上的力，包括质量力与表面力、流体静压力；流体静力学特性，包括静止流体的平衡方程及其积分、等压面、静止流体中的压强分布、流体静力学基本方程及其能量意义与几何意义、流体压强的测量、测压计的原理及应用；静力学计算，包括静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。 4、流体动力学
基本概念，包括稳定流与非稳定流，迹线与流线，流管与流束，流量与平均流速；连续性方程，包括直角坐标系的连续性方程，一维总流的连续性方程；动量微分方程，包括理想流体的动量微分方程（欧拉方程），实际流体的动量微分方程（纳维尔—斯托克斯方程）；伯努利方程及其应用，包括理想流体的伯努利方程，实际流体的伯努利方程，伯努利方程的应用条件与毕托管原理； 5、流动状态与能量损失 流体的流动状态，包括雷诺试验、流动状态的判据—雷诺数；圆管中的层流，包括速度分布、流量计算、沿程能量损失；圆管中的湍流，包括脉动现象与时均值的概念、层流边界层、水力光滑管与水力粗糙管、湍流切向力与速度分布；局部阻力损失系数的确定，包括断面突然扩大的局部损失，其他类型的局部损失。 6、热量传输的基本概念 基本概念，包括温度场、等温面鱼等温线、温度梯度、热流量与热流密度；热量传输的基本方式与规律，包括导热，对流与辐射 7、导热 导热微分方程，包括微分方程式、初始条件与边界条件；一维稳态导热，包括平面壁的导热、圆柱壁的导热；非稳态导热，包括基本概念、一维非稳态导热。 8、对流换热 对流换热的基本形式，包括基本概念、牛顿冷却方式、换热系数的影响因素；对流换热的微分方程，包括连续性方程、动量微分方程、能量微分方程；相似原理及其在热量传输中的应用，包括相似的概念、相似准数、相似定律、相似模型分析与应用。 9、辐射换热 热辐射基础，包括热辐射的本质、特点、热辐射的基本概念、定律；热辐射的工程应用，包括灰体的的概念、辐射率的工程处理、两物体间的辐射热交换； 10、质量传输的基本概念 质量传输的基本方式，包括扩散传质、对流传质、相间传质；基本概念，包括浓度、速度、传质通量。 11、传质微分方程及其扩散传质 传质微分方程，包括方程的得出、方程的不同形式、定解条件；扩散传质，包括一维稳态扩散、等摩尔逆向扩散、单向扩散；非稳定扩散，包括忽略表面阻力的半无限大介质中的非稳定态扩散、简单几何形状物体中的非稳定态扩散及二维、三维非稳态扩散、影响扩散的因素；扩散的原子理论，包括间隙扩散机制、空位扩散机制。 三、课程的教学要求 1、绪论