前言：中文期刊网精心挑选了电气设计和电路设计范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电气设计和电路设计范文1
关键词：断路器设计；低温；混合气体
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.192
我国地域辽阔，东西南北气候差异巨大，在我国的新疆、内蒙部分地区及东北地区，由于冬季气候非常寒冷，混合气体断路器在这些温度条件下使用时会发生六氟化硫气体液化而无法正常工作，同时由于环境温度太低，导致断路器操动机构特性发生变化，特别是液压机构的阀系统，在低温环境下严重的可能会发生拒动，严重威胁着断路器的安全运行。为适应这些特殊环境的需要，需对断路器采取特殊措施，以适应极端环境下的工作。
1 使用壳体加热器
为防止在低温条件下断路器性能降低，可以使用一个加热器来避免六氟化硫液化引起气体密度的降低。当断路器表面覆盖一个外绝缘体时，可明显降低加热器的功率要求。罐式断路器和罐式紧凑型断路器普遍采用加热带和绝缘体。通常情况下，如果是罐式断路器，那么壳体和安装的套管共用一个气室，这意味着气室中的热量可以经过瓷套表面或复合套管表面散发。加热器的功率必须增加上这部分的热耗。
2 六氟化硫和氮气或四氟化碳的混合气体的使用
添加氮气或四氟化碳可使最低操作温度降低到-60℃。两种气体在相当低的温度液化。当使用含有氮气或四氟化碳的六氟化硫混合物时，如果六氟化硫的局部要压力达到液化极限时，仅六氟化硫部分液化。六氟化硫的局部压力越低，在相同的充气压力，断路器的最低操作压力越低。在低温使用混合气体时，就没必要使用加热带。
表1规定了混合气体断路器气体不同比率下的各气体分压（额定充气压力0.85MPa）。
3 混合气体的处理及其特性
给断路器充混合气体有三个不同的确定过程：
（1）从制造厂作为最终产品得到混合气体，这个混合气体用于充到断路器单元内。必须规定气体容器内的气体混合压力，以确保在整个处理过程中（包括运输和充气过程）六氟化硫不会出现局部液化。液化会导致气体混合物发生变化和断路器绝缘性能下降。（2）可以从独立的气体容器按顺序向断路器内充气，每个气体容器包含混合气体成分。在这个过程中，在相对应的分压值充六氟化硫气体，然后添加其它成分气体（氮气或四氟化碳）直至达到规定的充气压力。经验证明，甚至断路器在较长的时间没有动作，混合物也保持充分混合。一般在充气三天后检查混合物比例，以防断路器性能受到影响。（3）使用商用混合设备，在充气过程中控制气体成分和流速，断路器内的混合气体满足目标密度关系，这个充气过程非常准确，因而没有必要进行控制测量。
如果断路器在装配安装或运行中出现漏气，断路器内的混合气体就会发生变化，这种情况下，要使用六氟化硫比例测量仪测量混合物气体成分，根据测量结果，添加单个成分气体。
4 作为灭弧介质的六氟化硫和六氟化硫混合气体
对于断路器的灭弧和开合能力来说，在热和绝缘灭弧能力之间有所区别。在气体密度降低情况下，两个方面都有所劣化，这用于两种情况，即短路开合能力和容性电流开合能力。
当与最低温度为-30℃的标准断路器比较时，充有混合气体的低温断路器的灭弧和操作能力也有所降低。当使用N2作为最低温度为-50℃的混合气体断路器中的第二种气体成分时，根据IEC标准，下降接近额定短路电流的一个额定值水平；然而，如果使用CF4，预计最大下降仅为电流水平的一半。如果保持满短路电流水平，那么根据IEC标准，额定电压水平必须下降一个额定值水平。
5 耐低温断路器的设计
5.1 操动机构和控制元件用辅助加热器
弹簧操动机构和控制元件安装在一个柜内。每个柜包含一个冷凝加热器和通风系统。冷凝加热器经常操作来模拟通风。对于-40℃或更低的环境温度，连接一个经过恒温器控制的辅助加热器，这可防止弹簧操动机构缓冲器中出现较高的液体粘度。
5.2 特殊材料
将低温不脆化的耐低温钢用于断路器的支撑结构，比如断路器支架、底架和支柱。凹口杆构件要足以承受断路器的重力。用在低温保持足够弹性的橡胶材料制造的衬垫用于密封气室和拐角X轮上。用在温度范围从-60℃到130℃使用的脂对弹簧操动机构中的所有轴承、运动环节和拐角齿轮进行。灭弧室单元与标准设计中的相同。
6 型式试验
所有耐低温混合气体断路器和其它断路器一样，都要进行整套型式试验。这个型式试验包括相关标准中规定的绝缘试验、短路电流开断试验和负载电流开合试验。正如要求那样，根据IEC标准进行M1或M2机械寿命试验。试验的焦点是所谓的气候试验，这个试验中，在最低和最高操作温度的温度循环中检查机械操作特性。
7 结语
耐低温混合气体断路器包括良好的和经过试验测试过的元件，通过使用气体混合物，提高了这些元件和其他密封材料、剂和附件加热器（如要求）的性能。这意味着对每种应用都有一个良好的解决方案。
参考文献：
[1]黎斌.SF6高压电器设计[M].机械工业出版社，2015.
电气设计和电路设计范文2
关键词：组合钻床 电气控制线路 梯形图 设计及调试
中图分类号：TG511 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0201-01
在现代化工业生产中，PLC和变频器得到越来越广泛的应用，如电梯、自动化生产控制等。经过多年教学发现，现有组合钻床电气控制线路已显得比较落后，现结合生产和教学需要，对原有电气控制线路作出改进设计，以适应教学并使同学学习PLC和变频器的综合应用，更接近生产过程的技术操作。
组合钻床电气控制系统改进设计主要包括以下几个方面。
1 输入输出I/O分配表
2 电气控制系统器件的清单
PLC可编程控制器一个、变频器一台、计算机一台、通信电缆一条、电机4台、开关3个、限位开关7个、接线端口若干、导线若干。
3 电气控制系统梯形图（如图1）
4 电气控制程序分析如下
连接好电气设备，按下X0，工件夹紧（Y0）；夹紧2秒后启动，大钻（Y1）、小钻（Y2）同时转动，电机（Y3）正转下降；大钻（Y1）碰到下限位开关（X1）停止；小钻（Y2）碰到下限位开关（X3）停止。2秒后电机（Y4）反转上升，大钻（Y1）上升碰到上限位开关（X2），小钻上升碰到上限位开关（X4），电机（Y4）停止。旋转台（Y5）旋转120度，碰到旋转限位开关①（X5），大钻（Y1）、小钻（Y2）重新转动；电机（Y3）下降，进行第二次工作，然后到下限位后再返回到上限位，旋转台（Y5）旋转120度碰到限位开关②（X6）。电机（Y4）反转上升后旋转台（Y5）旋转120度碰到限位开关③（X7）后工件加工完成，（Y0）松开工件，可取出工件。按下（X10）程序循环，工件自动加工；按下（X11）进行手动加工。
5 电气控制梯形图调试
将指令录入GX Developer进行仿真运行，观察程序在梯形图中正确运行后；再把梯形图写入FXGP_WIN-C软件中，然后运行程序，检测输出Y值；最后把硬件设备连接并用仪表检测线路正确后，连接电源进行调试，电气设备在程序的控制下运行正常。按下X0，工件开始加工，若要加工循环，再按下X10；若要停止循环，按下X11恢复手动控制，经试验工作正常，达到了改进设计要求。
6 电气控制线路改进设计总结
经过对组合钻床电气控制线路的改进设计，加强了同学们对PLC控制器、变频器的综合使用，更加方便学习和掌握技能。在实际操作中注意如下情况。
（1）对PLC控制器与变频器有了更深的认识， 有很多程序在仿真时正确，但在真正实物连接运行时，由于定时或扫描周期的不同造成错误，使实物无法工作。
（2）有些程序在运行一次或几次时没有问题，但运行多次后，会出现一次或多次故障，造成机器的损坏。有些程序在运行时，会衍生出一些其它的效果，这些效果在模拟板上实习看不出来，在实物模拟操控过程中会导致程序出错，硬件损坏。
通过电气控制线路的改进设计，使在电气维修的教学过程中更加得心应手，学生也更容易掌握操作技能。
参考文献
[1]梁耀光，余文烋.《电工新技术教程》.中国劳动社会保障出版社，2006年.
电气设计和电路设计范文3
摘要：随着我国经济的不断发展，为了不断的满足消费者的需求，各种大型商场也分别多了起来，如今大型综合性商场已经是随处可见。然而大型商场是物资库存较多、人流量较大的场所，如果大型综合性商场的防火措施不能得到及时落实,一旦发生火灾，就会给商场和顾客带来严重的经济损失。本文结合多年从事大型综合性商场的消防电气设计思路分析工作积累的一些经验，通过对综合商场的消防电气设计思路的简要分析，并且就如何设计大型综合性商场的消防电气，提出了一些自己的看法与建议，目的是为了进一步提升化工企业电气系统的设计水平，从设计上确保消防电气的安全与运行。
关键词：大型综合性商场 消防 电气设计 思路
1.前言
随着我国经济的不断发展，越来越多的大型综合性商场拔地而起来满足消费者的需求，如今大型综合性商场已经是随处可见。然而，近些年来，火灾事故频繁发生于大型综合性商场中，这些事故的发生给全社会敲响了警钟。大型综合性商场是一种使用功能比较全的建筑物，并且在其营业期间人员密集程度高，且很繁杂，而对与顾客来说，大多数人对楼内的结构设计不熟悉。在这种状况下，一旦发生火灾，而又没有及时指引进行疏散，势必造成慌乱局面，甚至造成严重的经济损失以及人员伤亡。大型综合性商场的消防电气设计工作自然成为全部消防配套系统里面的极为重要内容。因此，对大型综合性商场的消防电气设计进行简要的探讨是非常必要的。
2.大型综合性商场消防电气设计思路
在进行大型综合性商场消防电气设计时，我们应当严格遵守建筑设计防火规范以及大型综合性商场消防电气设计要求，本着性能可靠、技术先进、使用方便以及经济合理等原则，并且配合其他专业进行消防联动系统、防火卷帘控制系统、火灾自动报警系统、火灾广播系统等的设计。
（1）消防联动总线与报警总线的设置设计
联动系统包括：启动消防广播、防火卷帘、排烟机、消防水泵、非消防电梯迫降首层、非消防用电断电等。一般的消防报警系统与消防联动系统有以下两种接线方式：一种是将两系统各自独立，联动回路只有输出模块，而报警回路有报警探测器和接收信号的输入模块；另一种是将消防联动系统和消防报警系统合二为一，同一回路中既有联动消防设施动作的输出模块，也有火灾报警探测器。而在设计大型综合性商场消防的过程中，应当考虑到工程层数多、总编码点较多、建筑面积大的特点，选择合适的消防设施设置方式。虽然选择合二为一的接线能够方便、灵活的接线，同时可以节省管线，但是采用各自回路的方式接线，在报警及联动系统的可靠性上要更胜一筹。此外，进行设计时，应当把火灾自动报警装置的可靠性放在第一位，其对早期及时扑灭初期火灾具有着十分重要的作用。因此，火灾自动报警装置必须采用报警与联动分设系统的接线方式。
（2）火灾事故广播
大多数大型综合性商场的火灾自动报警系统，按照相关的自动报警系统设计规范要求，采用的是集中报警系统，而集中报警系统宜设置火灾应急广播。由于大型综合性商场建筑物使用功能比较全，并且营业期间人员密集程度高，且很繁杂，而对与顾客来说，大多数人对楼内的结构设计不熟悉。在这种状况下，一旦发生火灾，而又没有及时指引进行疏散，势必造成慌乱局面，从而导致商场火灾不断发生。而设计火灾事故广播的目的就是，当出现火灾时，通过火灾事故广播进行统一指挥，进而及时疏散人群。此外，大多数大型综合性商场中也会有正常广播，可以将火灾应急广播与平时广播采用一套系统，这样平时具有实用性，而当火灾事故发生时，还能强制转入火灾应急状态功能，在火灾初期保证较高的可靠性，从而有效地疏散人员以及用于扑救伤员，将火灾所造成的损失尽可能的降到最低限度。
（3）防火卷帘门的控制
大型综合性商场常常设有多道用于分隔防火分区，或是用于楼梯间或电梯前室的防火卷帘门，从而保证人员顺利通过楼梯逃生。而这些防火卷帘都具有三种控制方式：手动就地控制、自动控制以及消防控制室远距离控制。此外，由于大型综合性商场中防火卷帘数量较多，在设计防火卷帘门的控制的过程中，应当采取在多个回路供电，即按防火卷帘功能及所在防火区域，将防火卷帘分组。这样不仅能够有效减小了管径，缩小电源故障的范围，而且可以使卷帘所在处的防火卷帘将成组进行动作。
（4）复示盘的设置
大型综合性商场的各层楼梯口都会设有火警声光讯响器，它的作用是：一旦现场发生火灾后，由消防控制中心启动火灾报警控制器，发出强烈的声光警号，提醒现场人员注意。此外，在设计大型综合性商场消防电气的过程中，应当将复示盘设置在消防电梯前室。因为设置复示盘能够代替区域显示器，这样做便于救火人员从消防电梯上楼后，第一时间看到复示盘，从进而尽快确定失火部位，及时灭火。
（5）防排烟等电气方面的特殊要求
大型综合商场建筑发生火灾时，烟气是火灾中的隐形杀手，常常由于人员疏散不及时而导致受毒烟气窒息死亡的人员有许多。所以,在进行商场的消防电气设计时，应当充分考虑建筑内设置防排烟系统的重要作用。电梯井、楼梯间已及各种竖向管井容易形成“烟囱效应”，因而成为大型商场建筑火灾垂直方向蔓延的主要途径，而发生火灾时，人员常常把楼梯间、其前室以及合用前室作为临时避难、疏散的场所，同时消防队员进人建筑灭火的主要通道消也是防电梯间以及其前室。因此,为了尽可能的排出这些部位的烟气,同时阻止烟气的进人，保证人员的安全疏散和扑救，大型综合商场应当在上述部位装设机械加压送风系统,从而达到疏散和扑救通道无烟的目的。
3.结束语
综上所述，分析大型综合性商场的消防电气设计思路对确保消防电气的安全与运行具有重大意义。因此，这就要求我们进行大型综合性商场的消防电气设计时，要根据建筑物的不同具体实际情况，进行反复论证,认真做好建筑物的消防设计，从而确保人民财产以及生命的安全。
参考文献:
[1]杨春发.建筑电气消防设计分析[J].城市建设理论研究,2012,16(5):36-37.
[2]庄苏滨.高层建筑消防设备配线防火设计思路[J].中国新技术新产品,2013,6(18):89-90.
电气设计和电路设计范文4
关键词：电荷泵锁相环；低通滤波器；环路带宽；相位余度
中图分类号：TN713 文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2008)09-087-04オ
Parameters′ Design and Analysis of the Charge Pump Phase-locked Loop′s Loop Filter
ZHANG Tao,CHEN Liang
(Information Science and Engineering College,Wuhan University of the Science and Technology,Wuhan,430081,China)
オ
Abstract：Based on the basic concept of loop filter,the paper mainly discusses the design method of the parameter of a charge pump phase-locked loop loop filter(concluding one order,two order,three order).According to compare with the design method of the parameter of closed loop,it puts forward a kind of design method which is the design method of the parameter of the opened loop,and make a summary.At last,making use of the Virtuoso series of the Cadence firm mainly to two order without source low-pass filter carry on imitate really,the accuracy of this method is verified,there is certain practical value.
Keywords：charge pump phase-locked loop;low-pass filter;loop bandwidth;phase remaining
环路滤波器的设计是电荷泵锁相环设计中的重要环节。环路滤波器实际上是一个低通滤波器，由电容、电阻、还可能有电感或者放大器组成的线性电路。一方面他滤除鉴相器产生的高频成分以及输出波纹，还有抑制带外噪声，取出平均分量(即控制电压)去控制VCO的输出频率；另一方面他也是锁相环的一个重要参数调节器件，决定了锁相环的杂散抑制、相位噪声、环路稳定性、锁定时间以及捷变时间等重要的环路参数。目前国内外已发表过许多相关文献，例如：文献［1］中对三阶的无源低通滤波器参数计算过程没有使用任何近似，所以运用了许多数学方法，过程比较复杂，但这些方法在设计过程中被证明是很有效的；文献［2］对三阶电荷泵锁相环锁定时间的研究中提出了一种估算锁定时间的新方法，并给出了三阶电荷泵锁相环锁定时间的计算公式，思路很新颖。
1 电荷泵锁相环基本原理
电荷泵锁相环结构如图1所示，包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器。鉴频鉴相器简称PFD，是比较两个信号的相位与频率差，并产生控制信号给电荷泵，然后电荷泵相应地给环路滤波器充放电，此时压控振荡器输出频率正比于环路滤波器上的控制电压，最终使参考时钟与分频器的输出信号同频同相，即压控振荡器的输出信号频率为参考时钟频率的N倍。
图1 电荷泵锁相环结构图
一个电荷泵锁相环的工作过程分为频率牵引过程和相位锁定过程，频率牵引过程是一个完全的非线性过程，相位锁定过程是一个近似的线性过程。电荷泵锁相环本质上是一个离散时间采样的动态系统，当环路带宽远远小于参考时钟频率时，可以采用连续时间近似；当相位误差在PFD的鉴相范围内时，可以采用线性近似。那么当电荷泵锁相环处于相位锁定过程时，就可得到一个线性连续时间相位域模型，如图2所示。
图2 电荷泵锁相环的相位模型
其中Kd是PFD和电荷泵一起构成的鉴相器增益，并有Kd=IP/2π，IP为电荷泵的充放电电流，Ko为压控振荡器的增益，N为分频器的分频比，F(s)为环路滤波器的传输函数。
2 环路滤波器设计公式
对于电荷泵锁相环而言，常用的环路滤波器有一阶RC积分滤波器、二阶无源低通滤波器、三阶无源低通滤波器等。最近几年国内外发表了许多环路滤波器设计类似的相关文献，但是极少有将设计方法总结与归纳，或者在参数上的适折衷，本文将一一陈述。
2.1 一阶RC低通滤波器的参数设计
如图3所示为RC积分滤波器电路图，其传输函数为：
И
F(s)=11+sτ, τ=RC
(1)
И
根据图2电荷泵锁相环的相位模型可得出闭环传输函数：
И
H(s)=KF(s)Ns+KF(s)=K/Nτs2+s/τ+K/Nτ,K=KdKo
(2)
И
可以得出：
И
ωn=K/Nτ， ξ=12N/Kτ
(3)
И
由于阻尼因子Е蔚拇笮《韵低澄榷ㄐ院退俣榷加幸欢ǖ挠跋欤而系统的稳定性和速度对阻尼因子ξ的要求又是相互矛盾的，所以要在速度和环路的稳定性之间折衷，通常取ξ=0707为较好的选择。为了保证电荷泵锁相环的数学模型近似为线性系统，环路带宽必须小于输入信号频率的十分之一[3]，那么ωBWЩ本上确定。由式(3)可得：
И
ωn肠=12肠
(4)
И
设Е鬲BW为一阶3 dB带宽，即有ωBW=1/τ，那么：
И
ωBW=1.414ωn
(5)
И
对于一阶RC积分滤波器，他具有低通特性，且相位滞后。当频率很高时，幅度趋于零，相位滞后接近于π/2，在工程实际设计当中应用的很少，这里不再详细论述。
图3 RC积分滤波器
图4 无源比例积分滤波器
2.2 无源比例积分滤波器
无源比例积分滤波器作为电压型电荷泵常用低通滤波器，他的电路图如图4所示，其传输函数为：
И
F(s)=1+sτ21+sτ1,
τ1=(R1+R2)C,
τ2=R2C(6)
И
根据图2电荷泵锁相环的相位模型可得出闭环传输函数：
И
H(s)=K(1+sτ2)/N1τ1s2+s［1τ1+Kτ2Nτ1］+KNτ1
(7)
这里Е为取05~10，可以保证环路稳定，余量足够大以及瞬态响应快，则有：
И
C1 =IP Ko 2πNω2n ，
R2=2ξC1ωn
(15)
И
下面来推导一下开环的环路带宽：
И
Ho (s) = K(1 + sτ2 )Nτ1 s2 = ω2n 1 + sτ2 s2
(16)
И
令：
И
当Е稳0707时:
И
ωBW=1554ωn
(17)
И
2.4 二阶无源低通滤波器
常用的二阶无源低通滤波器电路图如图6所示，其传输函数为：
F(s)=1C1+C21+sτ21+sτ1,
τ1=R2C1C2C1+C2，τ2=R2C2
(18)
如果将上式代换整理得到：
И
F(s)=R2b1+sτ2sτ111+sτb
对于式(19)，当C1C2时，附加低通滤波器11+sτb的相位滞后量远小于超前因子(1+sτ2)的相位超前量，故可以认为他对环路稳定性影响不大，对于他的滤波器参数设计与23节二阶电流型电荷泵锁相环的环路滤波器类似，这里不再重复。
可以看到对于二阶无源低通滤波器的参数设计，上面的方法用了近似处理，使得原本二阶滤波器变成一阶的,如果不作近似处理，三阶电荷泵锁相环传输函数比较复杂，由此代换的阻尼系数ξ和无阻尼振荡频率ωn的求法就更加困难。一般附加低通滤波器的加入，显然可以减小二阶环中控制电压纹波，以及改善输出信号频谱纯度，所以这里是从开环增益带宽ωBW和相位余度φP为出发点来设计环路滤波器的参数[5]。И
三阶电荷泵锁相环开环传输函数为：
И
Ho(s)=KNsF(s),K=IPKo2π
(20)
2.5 三阶无源低通滤波器
为了更好地抑制环路带宽频率数十倍以上的波纹，三阶无源低通滤波器是一个较好的选择。与二阶无源低通滤波器相比的不同之处在于我们将得不到环路元器件的准确值，在这里做了很多近似及数学推导，过程相当复杂，这里只给出简要步骤，具体参看文献［6］。电路图如┩7所示。
三阶无源低通滤波器传输函数为：
И
F(s)=1+sτ2C┆tots(1+sτ1)(1+sτ3)=1+sC2R2s(s2C1C2C2R3+s［C2R2(C1+C3)+C3R3(C1+C2)］+C┆tot)
τ2=R2C2，C┆tot=C1+C2+C3
(27)
И
还是根据开环增益带宽Е鬲BW和相位裕度φPУ某龇⒌憷瓷杓坡瞬ㄆ鞑问,如下：
И
C┆tot = KNω2BW (1 + ω2BW τ22 )(1 + ω2BW τ21 )(1 + ω2BW τ23 )
(28)
C1=C┆totτ1τ2，C2=C┆tot－C1，R2=τ2C2
И
图7 三阶无源低通滤波器电路图
2.6 小 结
综合以上各种滤波器参数设计可以发现，对于低阶的环路滤波器参数可以通过电荷泵锁相环的系统函数对比阻尼系数Е为Ш臀拮枘嵴竦雌德湿ЕnЮ辞蟮,然而对于二阶以上的环路滤波器即三阶以上的电荷泵锁相环则采用以开环增益带宽Е鬲BWШ拖辔辉6泉ЕP为出发点的设计方法更加精确，表1为不同阶数环路滤波器传输函数的参数，其传输函数为：
И
F(s)=1+sτ2C┆tots(1+sτ1)(1+sτ3)
(29)
И
那么我们把相位裕度定义为环路开环增益除以分频比以后对应的单位增益频率点加上180°得到的值：
И
φP=π+arctg(ωBWτ2)－arctg(ωBWτ1)－arctg(ωBWτ3)
(30)
И
时间常数Е1,τ2的设定由相位裕度φP的偏微分在频率为环路带宽ωBW处等于零来确定，此微分方程保证了相位裕度在环路带宽ωBWТΦ淖畲蠡，有：
dφP dω|(ω = ωp) = τ2 1 + ω2τ22 -τ1 1 + ω2τ21 -τ3 1 + ω2τ23
(31)
表1 不同阶数环路滤波器参数
对于二阶环路滤波器来说,式(30)和式(31)中Е3У扔诹悖因而由上述两方程可确定二阶环路滤波器的时间常数，那么也应证了2.4节二阶无源低通滤波器的参数设计过程。
3 仿 真
以2.4节二阶无源低通滤波器为例，假如频率合成器输出频率为600~800 MHz，并且有Kd=5 mV/rad，Ko=80 MHz/V，N=8，φP=60°，ωBW=60π kHz，代入式(24),┦(25),式(26)求得：
τ1=388 μs，τ2=228 μs，C1=168 μF，C2=82 μF，R2=28，Ы以上数据代入电路┩6中利用Spectre仿真可得到该环路滤波器的幅频和相频特性曲线，如图8所示。
4 结 语
环路滤波器是电荷泵锁相环设计的基本环节，本文从理论上对一阶、二阶、三阶环路滤波器的参数设计进行了论述，以具体实例分析计算出二阶无源低通滤波器环路参
数，并进行了仿真验证。在具体工程应用中可以根据需要选择合适的环路带宽Е鬲BWб约跋辔辉6泉ЕP，Т佣有效地计算出环路参数。
图8 环路滤波器幅频和相频特性曲线
参 考 文 献
［1］姜梅，刘三清，李乃平，等.用于电荷泵锁相环的无源滤波器的设计\[J\].微电子学,2006,33(4):339-343.
［2］张丽,王洪魁,张瑞智.三阶电荷泵锁相环锁定时间的研究\[J\].固体电子学研究与进展,2004,24(2):196-199.
［3］万心平,张厥盛,郑继禹.锁相技术\[M\].西安:西安电子科技大学出版社,1995.
［4］鲁昆生，王福昌.电荷泵锁相环设计方法研究\[J\].华中科技大学学报：自然科学版,2000,28(1):62-64.
［5］William O Keese.An Analysis and Performance Evaluation of a Passive Filter Design Technique for Charge Pump Phase-Lockd Loops.National Semiconductor,1996.
［6］ 赵彦芬.频率合成器环路滤波器的设计\[J\].无线电工程,2006,36(4):39-41.
作者简介 张 涛 男，1967年出生，博士，副教授。研究方向为数模混合集成电路设计以及信号处理。
电气设计和电路设计范文5
一、数字资源建设必要性分析
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》中明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。常用机床电气线路的检修课程现状如下。
现有的教材以学科知识系统化为课程教学逻辑主线，学问化的课程教学很难调动学生学习的兴趣，调动学生学习的潜能，不适宜自主学习和项目教学。“以就业为导向”的高等职业教育人才培养模式更加注重学生综合职业能力的提高，所以必须对教材进行整合，根据课程教学标准和企业岗位能力的要求来开发课程项目，以任务引领引导学生完成整个学习活动。
缺乏与一体化教材相配套的数字资源，大部分仍局限于文字材料、图片库以及习题库等，虽然教师可以借助于网络，通过动画、仿真或视频等多种形式的数字教学资源来讲解一些知识和技能点，但大多不成系列，未能形成一套与教材完全配套的数字资源，且校际资源难以互联共享，缺少整合与合作，利用率低。
现代职业教育除了要有先进的教育理念、教学素材，还应具备丰富多样的教学手段。当前课程教学存在仅能从课本及线路图上进行理解和分析，辅以模拟教具来配合进行机床电气线路检修的教、学、做的现象，无法较好地培养学生在不确定环境下进行机床电气设备检修的综合职业能力。
因此，为了构建符合素质教育要求的新的职业教育课程体系，有必要结合机床检修课程特色，打破传统学科知识体系，构建以工作任务为线索，整合相应知识、技能，图文、声像并茂，语言风格更贴近学生实际的，具有明显特色的立体化教学平台，实现本课程教学资源的数字化。
二、如何有效构建课程数字化资源建设
1.广泛调研、统筹规划、科学论证，构建资源建设框架
调研工作在长三角地区的制造业企业、不同区域的中职院校中展开，以明晰行业企业发展背景与趋势、企业的技术需求和人才需求等。通过调研，企业和同类职业院校反馈的意见和建议，基本代表着本专业领域的最新认识，为本课程建设提出了来自生产和教学第一线的可行性依据。结合大量行业、企业调研结果，课程资源建设组最终确定了五个典型工作任务组成常用机床电气线路的检修，每个工作任务分解若干学习情境，建立以工作过程为导向的内容体系。如项目三任务设置如下。
项目三：X62W型万能铣床电气控制线路的检修：
任务一：X62W型万能铣床的初识；
任务二：X62W型万能铣床主轴电动机运行故障的检修；
任务三：X62W型万能铣床进给电动机运行故障的检修；
任务四：冷却泵电动机和照明电路常见故障的检修：
与企业深度合作分析了职业岗位能力，设计了课程资源建设框架。其中主框架由课程标准、教学实施方案、教学课件、教学视频、学习任务设计方案、工作页、技术手册、项目考核、教学评价9大部分构成。
2.分工f作、对接企业、信息技术支撑，实现资源建设创新
资源体系中，教材处于核心地位，在教材开发过程中，教师要与企业专家共同研讨教材编写思路，教师执笔写作，遇到技术问题随时与企业技术专家探讨，编写完成并讨论定稿后，请企业专家终审。在设计理念上，突出课程教学能力培养目标，内容设计完全按照当前机床设备管理所面向的岗位定位、岗位工作任务定位和任务的职业能力定位，展开项目课程的开发。教材结构以CA6140型卧式车床、M7130型平面磨床、X62W型万能铣床、T68型卧式镗床、Z3050型摇臂钻床等5个具体项目为中心，从“企业真实任务”着手，通过设计完成“任务”的方法与步骤，使学生在一个个贴近生产实际的具体情境中学习并完成“任务”。培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，真正实现了“教、学、做”一体的目标。
围绕教材开发的数字资源从本质上说是一种以数字形式将教科书相关内容呈现出来，并通过计算机等外部设备使用的课程资源。为了使数字资源能够在资源内容、表现形式、使用方式等方面协调一致，达到更好的教学应用效果，课题组搭建了常用机床电气线路的检修教学资源库和虚拟实训平台。采用 “脚本设计、资源制作、资源整合”三段式的开发模式，充分利用信息化技术，通过动画、三维模型、虚拟仿真等多种可视化的方式，展示以机床电气控制系统为载体的电路分析、调试、检修、考核等工作过程，使本专业的一体化教学得到立体化的演示。学习者可以随时通过网络进行虚拟训练，使技能得到标准化、智能化的模拟训练，提高了经济效益和社会效益，满足了实际教学需求。
3.建立机制、规范管理、多元评价，促进资源时效性
利用教学资源库和虚拟实训平台，坚持边建边用，通过建用结合促进资源的建设和资源的不断提升与更新，并建立有效机制，鼓励教师使用数字资源进行备课和课堂教学，实现线上教学互动、自主学习，线下实践、巩固、提高，以促进教学改革。
三、课程数字化资源建设研究成效
1.灵活的教学方法，实现综合职业能力的培养
本次研究，对传统的教育模式提出挑战， 采用了“任务驱动”“情景体验”“分组竞赛”“仿真教学”等灵活的教学方法和手段，创设专业教学活动的情境。
情景体验案例：模拟企业生产流程、工作环境，把学习任务视为维修工作，模拟角色扮演，重现现场勘查、维修进度分配、调度、维修调试、维修记录等环节。
2.立体式教学框架，为教学增加新的维度和方向
本次研究，通过多样化的资源形式设计教学过程，以“理实一体”和“加强实训”为目标，建立了立体式教学框架。教学在一体化教室、模拟设备、虚拟实训平台和真实环境四个层次进行，打造动手能力逐步提高、技能不断完善的学习链节。特别是虚拟实训项目的开发和使用，如学生可以通过系统完成X62W型万能铣床的模拟操作、调试检修、训练考核和评价反馈等教学环节，为教和学增加新的维度和方向，使教学过程立体化、多通道、全方位。
3.校企合作，建立了相关校外实训基地
本次研究，院校和企业紧密接触，校企合作的力度被最大化。通过校企的联动合作，建立了相关校外实训基地，为中职院校引进企业的新技术和优秀人才，进一步推进校企合作提供了良好的平台。
四、小结
数字化资源建设创设了一种全新的教育环境，创造了有利于培养创新人才的教育环境，有效地促进了教育教学手段的多样化，教学模式的多元化。
电气设计和电路设计范文6
关键词：建筑电气；设计；若干问题
中图分类号：TB文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2012）12-0174-02
1 建筑电气设计的概述
1.1 建筑电气设计的基本原则
随着现代建筑的发展以及人们生活水平的提高，在建筑电气设计上也有了更高的要求，从最基本的保障安全，到现在追求其实际经济效益、节能等等，发生了很大的变化，具体而言，建筑设计必须遵循以下原则：
（1）满足建筑物的使用功能。
建筑设计应首先必须满足建筑物在照明、照度等方面的需要；其次要满足建筑空调的温度和风量；再次是还要满足建筑物的通道的通畅；最后是满足建筑特色工艺的需求。例如保障大型会议中心的照明用电，以及高档娱乐场所的音响等电气设施用电等。
（2）考虑实际经济效益。
节能就是应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。我们在节能技术开发的过程中，必须按我国目前的实际情况来衡量其具体的经济效益，防止在节能方面的过度投入而额外增加公司费用。具体操作中，我们应该结合实际，合理增加这一部分费用。
（3）节省无谓消耗的能量。
减少无谓能量的消耗，结合具体建筑的特点和实际情况，找出那些额外能量的损耗，从细节出发，探究具体的节能措施。例如小区内功率过高的探照灯、霓虹等。在具体实践中，我们可以通过新材料和新设备降低其损耗。
1.2 设计要达到的目标
（1）在进行居民电气设计时，要从长远出发，将居民在未来二十到三十年内的用电负荷作为建筑用电的参考，合理设计未来电路，防止后期因为设计达不到使用要求而造成资源浪费。
（2）根据居民生活情况，使每户住宅的供电达到410kW的水平，并保证在住宅居住期内不再改造。
（3）要保证建筑拥有合格的电能质量，保证家用电器正常工作。
（4） 不搞重复建设，为小区建筑居民的电气设计提供参考。
2 建筑电气设计中应该注意的问题
2.1 建筑设计配电回路过少
在建筑电气设计中普遍出现的一个问题就是住宅内的配电回路相对过少，由于回路过少就会增加电路的负载，也就相当于减少了导线的横截面。从具体操作实践来看，建筑的分支回路一般由照明、空调插座、电源插座、厨房电源插座等等组成。居民在电路设计时，一般会在卧室安装空调插座，我们应该根据空调负荷的大小，安装两个回路，防止电路负荷过高而发生火灾。居民建筑电路设计的回路应该不少于五个，而且分支所使用的导线横截面不小于2.5平方毫米，且应该用铜芯的导线，最好不要使用铝制的导线。
我们在进行导线铺设时，要采用暗敷设的方式，也可以将铜芯绝缘导线用穿管的方式，且穿线管要选用符合要求的，具有阻燃性能的PVC管，禁止将导线直接埋在墙体内进行铺设，以减少发生电路短路发生火灾的可能。一般来讲，应该有电话线路、有线电视线、还有从配电箱出来的回路，总计至少有七八条线路，这些线路中，除了照明线路应该至于顶板辐射外，其它的线路应该铺设在地面垫层里面，而各线路之间彼此交叉也是在所难免。对于铺设线路，由于考虑到最近线路辐射，且居民住宅建筑垫层又非常薄，所以线路交叉的问题很难得到很好的解决；此外照明线路一般通过顶棚灯的接线盒来进行分线，居民在铺设地板时，经常会将敷设在地面下的线路进行打断，很容易造成电路安全和电气设计使用不方便的问题。在暗敷设线路时，我们可以沿着墙缝垂直、平行地面或者沿着板孔进行敷设，这样能避免这种情况的发生。
2.2 电气线路材料选取不一
（1）在电气设计时，对于居民住宅电缆线最好是使用铜芯塑料线。在实际操作中，很多设计人员或者住户为了节省一部分费用，选择铝线。虽然在成本上稍微节省一点成本，但是增加了日后发生火灾的几率，给日后用电带来了巨大安全的隐患。一般来讲，铜线比铝线的韧性好，机械强度高，导电的性能也强，而且铝线的熔点也低于铜线，表面容易氧化，一旦发生短路，很容易发生火灾。
（2）在居民住宅设计时最好能选择那些导线横截面较大的铜线。例如按照设计要求，进户线至少选择10平方毫米的铜线，但是我们在操作过程中，最好选择16平方毫米的铜线，而对于空调来讲，器回路应该不小于4平方毫米，对于照明回路导线应该用2.5平方毫米的铜线。这是因为随着日后家用电器的使用日益增多，如微波炉、洗衣机、冰箱等等，其产生的负荷会越来越大。如果导线横截面过小，在长期的使用中，导线会发热，机械强度、电压损失、经济电流密度等都是我们必须考虑的因素。导线截面过小，将引起回路阻抗增大，电压质量受到一定的影响，这一点在高层建筑中尤为突出。例如由于导线横截面过小，产生加剧导线发热，加速导线老化，进而发生线路故障引发电击伤人和火灾事故，但是我国目前还没有完成载流量标准的制定。
（3）住户私自在墙上安装明线，造成安全隐患，也不美观。由于家用电气越来越多，室内墙上插座数目太少，早期设计的电气线路已经不能满足住户的要求，许多住户不请专业电工，而是自己随便在墙上安装插座，不仅在电线质量、规格选取上不符合要求，而且由于私自乱接，增加了电路故障的可能性。此外室内纵横交错的电线也影响美观。
2.3 电缆线路设计欠合理
在电路设计过程中，由于线路上下左右纵横交错，即使是小型的工程所使用的电线也不下万米，而对于大工程来说更是不计其数，所以在线路上的损耗是相客观的，因此在电路设计时，一定要对线路的损耗给予高度的重视。一般来讲，低压配电室应该是靠近竖井，并且由低压配电室提供给每个竖井的干线，这样可以有效防止支线沿着于线倒送的现象。另外一方面，我们还可以充分利用部分季节性负荷线路，当这些线路使用率很低时，可以将其调整为常期大额用电的用户使用，缓解输电线的输电压力。
2.4 低压配电系统中导线载流量与断路器整定电流不匹配
在电缆线中的电流量和低压短路器的整定电流配合选择、供电路线中收到短路器保护等等，这些都是经常会遇到的问题，同时也是我们电气设计员应该掌握的基本技能。虽然表面上看起来很简单，但是在实际的操作中面临的问题远不止是这些。总而言之，我们必须以《低压配电设计规范》准绳，高要求高标准，从整体出发，全面考虑各种影响因素。
2.5 高层住宅建筑内电缆转接箱设置的问题不合理
电缆转接箱实质就是居民的电源总配电箱。箱体有箱身、侧板、安装板和面板组成，嵌墙式面板和门框和门组成，箱身与门框的联结是采用焊接式内铰链，在箱内右侧下方侧壁上焊有接地螺栓，并且还有接地标志。在诸多高层居民建筑电路设计中，电气设计员讲电缆转接箱设置在远离进线电的某个小房间里，却忽视了由建筑物外引入的配电线路。虽然在《供配电系统设计规范》中已经有了明确的规定：室内靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器。但是现实生活中，这种不科学、不符合要求的设计依然还很普遍。假如一旦高层居民楼某一层发生火灾事故，消防员还得专门去找到电缆转接箱，然后再切断电源，这样浪费了大量宝贵时间。
3 电气设计中问题原因分析
在实际电气设计中出现的这些问题较大一部分的原因是由于电气设计人员对目前我国制定的相关标准和规范理解还不够透彻、对施工材料缺乏有效的控制能力、对现场实际工作还缺乏深入的了解等等而造成的。为什么电气设计问题一而再，再而三的反复出现，有待于我们深入分析，本人结合自己多年实际工作经验认为主要原因有以下几点。
3.1 设计各门类知识多
电气工程设计人员必须拥有专业工程项目负责人的能力, 才能搞好设计工作。这就需要我们具有大量的相关行业的知识作为基础和后盾。对于这部分知识的掌握和学习占用了我们很多的时间，消耗了大量的精力。
（1） 负荷分级及计算, 电源及供配电系统, 应急电源, 变电所所址选择及布置, 短路电流计算。
（2）电气设备材料选型,电气设备和材料的特点是品种、规格、技术指标多、技术更新快。
（3）变电所控制、测量、继电保护、自动装置、信号。
（4）变电所操作电源。
（5） 防雷及过电压保护。
（6）静电、接地。
（7）电缆线路、室内外布线。
（8） 电动机。
（9） 照明。
（10） 用电节能。
（11） 用电安全。
（12） 熟悉 40 本以上常用电气设计规范（另外还需要了解相关施工验收规范）。
（13） 熟悉工厂特性对设计的基本要求。
（14） 防电磁干扰。
（15） 熟悉 5 本以上设计手册。
（16） 我国幅员辽阔, 要了解环境特征对电气设备的影响等其他许多知识。
从上面的相关知识点的总结我们可以看出，如果要掌握这些知识需要投入大量的精力和时间，不是一蹴而就的，同时也要求我们要不断去更新和巩固自己是专业知识和技能。
3.2 需要有工程设计实际经验
如果仅仅是简单的掌握了书本上的知识，是很难把电气设计做好的，需要由实际经验和解决问题较强的设计人员，通过自己实践经验克服设计中遇到的各种问题。工程设计过程中, 由于工程设计千差万别, 工况千变万化, 所以总会遇到各种困难，总会有总会有不利的设计因素，这也就是为什么很多设计人员对设计结构总是感到不满意的重要原因。我们以石化行业为例，石化行业的特点是装置高度集中、全年连续生产、设操作程序复杂、备管道密集、严密, 爆炸火灾危险介质多、高温、高压、易燃、易爆、易中毒、易腐蚀、等等。对于石化企业来讲，雷电和静电直接关系到企业生产的安全额人身安全。其对电气工程的可靠性和安全性要求非常的高。因此，电气工程设计员必须精通变压和配电器，精通企业的供电的可靠性、安全性等等。而这些工程设计的相关的知识需要我们在实际的工作中去获得。在我国目前普遍存在的现象是：工程前期要减投资、后期又抢进度, 工程交工时，又要求高标准和高质量, 这样搞标准高要求，设计人员很难适应。在工程设计时，忽视总结、不去思考、不相互交流宝贵的经验和技术, 没有时间做更深入细致的工作，所以会出现年青的设计人员工作干了好多年，但却只懂皮毛，遇到实际问题还是无法解决。
3.3 需要合理的资料管理体系
在不少设计单位，普遍存在这样一种现象，设计人员身边资料堆积如山，但是一旦用到实际情况，就茫然不知所措。这样不仅浪费了很多时间，而且设计出来的电路漏洞百出。大量的资料使用率低下，还需要花大量时间去不断整理和保存。
4 结语
虽然电气设计是建筑工程的一项重要内容，但是在我国目前还没有制定出有关建筑电气设计相关标准，仍然还没有引起行业也重视，比如家庭住宅电气设计不规范、考虑不够周全，同时电气设计人员整体经验还不足、知识掌握还不丰富等，以上这些问题都有待于我们去解决。
参考文献
［1］陈启萍，薛春雷.建筑电气设计中节能设计的应用及发展前景的探析［J］.中华民居,2011.
［2］李建云.建筑电气设计中常见问题的思考［J］.天津科技,2011,（3）.
［3］住宅设计规范GB50096- 1999（2003年版）［S］,2003.
