畢業(yè)答辯-中置柜互感器輔助拆裝升降機(jī)的設(shè)計(jì)

東北電力大學(xué)畢業(yè)論文答辯中置柜互感器輔助拆裝升降機(jī)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：報(bào)告人：目錄CONTENTSPART

ONE選題背景01PART

TWO

研究?jī)?nèi)容與方法02PART

THREE

分析討論03PART

FOUR

控制單元04PART

FIVE

主要結(jié)論05選題背景PART

ONE01PARTONE選題背景

中置柜中互感器的安裝是一個(gè)耗時(shí)耗力的過(guò)程。安裝電流互感器時(shí)，實(shí)際情況中中置柜空間較小，作業(yè)人員需要下蹲式作業(yè)，這樣不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且安裝效率低下，尤其對(duì)于作業(yè)人員而言，長(zhǎng)時(shí)間疲勞作業(yè)，安全隱患增大；同時(shí)由于互感器體積大、重量重等因素的影響，整個(gè)過(guò)程一般需要2~3人相互配合完成，致使安裝難度增大；另外，柜內(nèi)人員由于長(zhǎng)時(shí)間下蹲作業(yè)，易出現(xiàn)手麻腳酸現(xiàn)象，加上高壓互感器自身外殼光滑，易導(dǎo)致互感器滑脫摔壞和掉落傷人的安全隱患。這就要求必須有一種能起到支撐作用的小車或者吊裝架在較小空間中將電流互感器托起，幫助施工人員快速安全地進(jìn)行拆裝作業(yè)。PARTONE選題背景國(guó)外對(duì)于電子式互感器的研究已有30多年的歷史，投入了較大的資金和人力，不斷推進(jìn)電子式互感器的發(fā)展，相關(guān)行業(yè)的一些大公司已邁向產(chǎn)品化、市場(chǎng)化的道路。其中，ABB、西門子、阿?，m（原阿爾斯通）、NxtPhase等公司生產(chǎn)的電子式互感器己有十幾年的成功運(yùn)行業(yè)績(jī)，采用電子式互感器的數(shù)字化變電站在歐洲也已經(jīng)投入運(yùn)行。施奈德電氣、美國(guó)的PhotonicPowerSystem公司、德國(guó)的RITZ公司等公司也在電子式互感器互感器方面進(jìn)行了一系列的研究。三菱、東芝等公司都已開(kāi)發(fā)或正在開(kāi)發(fā)一系列的電子式互感器產(chǎn)品，并有現(xiàn)場(chǎng)掛網(wǎng)。國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀研究?jī)?nèi)容與方法PART

TWO02PARTTWO研究?jī)?nèi)容

1）研究對(duì)中置柜互感器拆裝升降機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析

2）設(shè)計(jì)和對(duì)傳統(tǒng)的控制方式改進(jìn)和分析

3）利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言制作界面并編寫(xiě)相關(guān)控制程序，實(shí)現(xiàn)中置柜互感器拆裝升降機(jī)控制功能。PARTTWO研究方法

本方案采用活動(dòng)平臺(tái)、利用電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)互感器的垂直升降，其最大承載力可達(dá)120kg。其中活動(dòng)平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工費(fèi)用低；另外裝置底座為萬(wàn)向底座，可以實(shí)現(xiàn)360度全方位水平移動(dòng)，方便互感器安裝時(shí)螺孔對(duì)正修正，且萬(wàn)向輪帶有鎖緊機(jī)構(gòu)，一旦位置修正好可以將互感器現(xiàn)有位置鎖定，給互感器安裝拆卸工作帶來(lái)便利。普通互感器安裝模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)1～2部互感器鎖緊、升降功能，鎖緊器夾持力最大可達(dá)680kg;中置柜互感器安裝模式，針對(duì)安裝環(huán)境緊湊場(chǎng)合，其夾緊器最大夾持力可達(dá)60kg。此外，該裝置傳動(dòng)原理簡(jiǎn)單，制作加工方便，對(duì)于各聯(lián)接處結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且易于聯(lián)接，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。該中置柜內(nèi)互感器拆裝的升降裝置總體分為以下五大部分，分別是:1－萬(wàn)向底座、2－升降單元、3-工作臺(tái)部分、4－萬(wàn)能角鐵和5－夾緊裝置。分析討論P(yáng)ART

THREE03PARTTHREE分析討論Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Nuncbibendumeleifend.AddatitletextLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Nuncbibendumeleifend.Addatitletext具體方案的實(shí)施（1）升降單元的設(shè)計(jì)。中置柜內(nèi)互感器拆裝的升降裝置的升降單元總體升降高度范圍為:36cm～86cm，在此范圍內(nèi)工作臺(tái)可在任意位置停止;其升降主體分為三節(jié)，每節(jié)節(jié)高為35cm;其有效載荷:升起時(shí)為50kg，下降時(shí)為100kg;升降速度約為:0.01m/s;額定電壓為:220VAC單相;額定功率為:40W;壽命:升降次數(shù)＞50萬(wàn)次。電動(dòng)升降裝置采用電機(jī)以蝸輪絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)升降的方式。其中蝸輪蝸桿與絲杠連接的三維模型如下圖所示。PARTTHREE分析討論（2）夾緊裝置設(shè)計(jì)。中置柜內(nèi)互感器拆裝的升降裝置的夾緊部分主要由一款“F”型工具夾組成，其最大夾持力為680kg，行程為60mm;把手移動(dòng)角度為180度。“F”型工具夾固定在互感器專用架子一側(cè)，在不影響互感器放置的前提下，可以對(duì)互感器起到水平方向及垂直方向固定的作用。PARTTHREE分析討論（3）萬(wàn)向底座設(shè)計(jì)。在中置柜內(nèi)對(duì)互感器拆裝的過(guò)程中，當(dāng)互感器高度滿足要求以后，大多時(shí)候需要對(duì)互感器在水平方向做適當(dāng)調(diào)整，鑒于此，對(duì)該升降裝置設(shè)計(jì)了萬(wàn)向底座部分，該部分由4套雙倍剎車萬(wàn)向輪組成，其最大承重為500kg;尺寸為43cm～65cm;輪子類型為:4套雙倍剎車萬(wàn)向輪。該萬(wàn)向輪結(jié)構(gòu)可使中置柜內(nèi)對(duì)互感器拆裝裝置實(shí)現(xiàn)水平方向360度任意位置調(diào)整?？刂茊卧狿ART

FOUR04PARTFOUR控制單元THR

在本課題的設(shè)計(jì)中，需要采用無(wú)線遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)升降機(jī)的升降方向控制，其組成主要包括STC89C52單片機(jī)和NRF905模塊。如下圖所示為STC89C52單片機(jī)和NRF905模塊。

PARTFOUR控制單元THR

本系統(tǒng)控制原理框圖如圖所示。其中，電壓轉(zhuǎn)換模塊與中央控制器供電電源的兩極相連，并與12V輸入電壓相連，為單片機(jī)控制模塊來(lái)供電；另一路與控制電機(jī)的2個(gè)繼電器和4個(gè)常開(kāi)觸頭相連，通過(guò)單片機(jī)控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路通斷。從原理框圖中可以看出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制升降機(jī)的升降位置，例如當(dāng)升降機(jī)的位置與理想位置相比過(guò)高時(shí)，則連接在供電電源負(fù)極的常開(kāi)觸頭在繼電器的作用下閉合，從而使升降機(jī)的位置下降；當(dāng)升降機(jī)的位置與理想位置相比過(guò)低時(shí)，則連接在供電電源的正極的常開(kāi)觸頭在繼電器的作用下閉合，從而使升降機(jī)上升。另外，升降機(jī)上升位置的準(zhǔn)確性有檢測(cè)模塊來(lái)判斷。由于，單片機(jī)工作時(shí)的電壓與電機(jī)的工作電壓有所不同，因此還需要電壓轉(zhuǎn)換模塊來(lái)進(jìn)行兩者之間的電壓轉(zhuǎn)換。

PARTFOUR控制單元系統(tǒng)流程圖

本系統(tǒng)主控芯片采用單片機(jī)系統(tǒng)主開(kāi)關(guān)接通后，單片機(jī)開(kāi)啟，首先單片機(jī)執(zhí)行初始化程序，定義各個(gè)端口及必要的功能，初始化完成后，完成指示燈亮起并檢測(cè)系統(tǒng)為電流互感器，安裝地點(diǎn)準(zhǔn)確：如果不正確，立即改變升降機(jī)的位置和方向。然后檢查電流互感器的安裝情況以及當(dāng)前工作狀態(tài)，如果是work1狀態(tài)即短信控制狀態(tài)，則等待短信控制代碼，收到短信代碼后按照短信代碼的命令上升/下降升降機(jī)，回復(fù)應(yīng)答短信；如果不是work1狀態(tài)則為手動(dòng)控制狀態(tài)work2，此時(shí)則等待按鍵按下，按照按鍵的指令上升和下降窗戶，最后結(jié)束。系統(tǒng)軟件流程如圖所示。主要結(jié)論P(yáng)ART

FIVE05PARTFIVE主要結(jié)論實(shí)現(xiàn)效果通過(guò)設(shè)計(jì)和制造中置柜內(nèi)電流互感器安裝的升降機(jī)，并采用無(wú)線無(wú)線遙控技術(shù)來(lái)改變升降機(jī)的位置和方向，從而改變電流互感器的安裝位置，既降低了作業(yè)人員的疲勞強(qiáng)度又提高了工作效率以及減少了人工成本，安全隱患也大大的降低，實(shí)現(xiàn)了文明生產(chǎn)，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟(jì)效益。如圖，為升降機(jī)的成品圖。

PARTFIVE主要結(jié)論

構(gòu)建專用的升降機(jī)來(lái)拆卸和安裝中間機(jī)柜的互感器，節(jié)省安裝時(shí)間，提高工作效率。在整個(gè)設(shè)計(jì)中用戶通過(guò)為整個(gè)設(shè)計(jì)最主要的部分，也是設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。升降機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)于智能窗系統(tǒng)的順利運(yùn)行不可忽略，在實(shí)際拆裝過(guò)程中，為了節(jié)約成本，同時(shí)也為了適應(yīng)環(huán)境等因素的影響，本設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)也是式，但是與有很大的區(qū)別，其提高整個(gè)系統(tǒng)的可操作性能；由于升降機(jī)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，所以控制其行程也是很有必要的，可以根據(jù)具體的要求來(lái)實(shí)