Fuse设计选型详解

Fuse设计选型详解

本文仅针对Fuse（熔断器）选型，PPTC&CPTC及其他过流保护装置或电路不在其列。

一、Fuse简介及分类

1、Fuse的结构：

（1）熔体：保险丝的核心部分，熔断时起到切断电流的作用。以管式保险为例，就是玻璃管中间看到的金属丝；

（2）电极：熔体与电路联接的部分，该部分必须具有良好的导电性，电阻值极小；

（3）支架：固定熔体与电极成为刚性的整体的部分，便于安装使用，熔体相对脆弱，所以要求支架具有良好的机械强度、绝缘性、耐热性、和阻燃性。以管式保险丝为例，就是玻璃管部分，可以防止内部的熔体被氧化或受外力而断裂，同时也保证在熔体熔断时、熔断后不会产生二次损害；

（4）灭弧装置：该部分主要存在于高分断能力或高低压熔断器，可忽略。

2、Fuse的分类：

（1）按保护形式：过电流保护与过热保护，在这里只讨论过电流保护的Fuse；

（2）按使用范围：电力保险丝、机床保险丝、电气仪表保险丝（电子保险丝）、汽车保险丝，在这里我们适用于电子保险丝；

（3）按形状（安装方式）：管式保险丝（又分平头、尖头、内焊式、外焊式），铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、片式保险丝（常见于汽车保险，少数机动车采用管式保险丝）、平板式保险丝、贴片式保险丝；

（4）按额定电压：高压保险丝、低压保险丝、安全电压保险丝；

科普知识：安全电压的范围，我国规定工频安全电压（有效值）的上限为50V，直流安全电压的上限为120V，我们常说的安全电压36V一般是指工频电压等级，也就是交流电，国家标准GB/T 3805-2008[特低电压（ELV）限值]中规定交流（15Hz～100Hz）的电压的有效值额定值等级有42V，36V，24V，12V，6V，而对于更高频率或直流电的电压限值因为尚无可靠的研究数据，所以标准中未给出相应的限制。

（5）按分断能力：高分断能力保险丝、低分断能力保险丝；

（6）按体积：大型、中型、小型、微型；

（7）按熔断速度：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（一般用T表示）、中速保险丝（一般用M表示）、快速保险丝（一般用F表示）、特快速保险丝（一般用FF表示）。

（8）按安规认证：欧规保险丝（IEC标准，中国、欧洲）、美规保险丝（UL/CSA标准，美国、加拿大等北美国家）、日规保险丝（MIT/KTL标准，日韩）

（9）按分断电流范围：全范围分断能力（不涉及）、部分范围分断能力

（10）按使用类别：一般用途保险丝、电机保护用保险丝

（11）按熔断指示：无指示、有指示（熔断指示如发光、变色、弹出固体指示器等）二、保护装置设计选型的基本要求

该部分为电气保护的基本要求，不仅针对Fuse

1、选择性：当电路发生故障时，只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而其他部分仍然正常运行。保护装置满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。如果电路发生故障时，靠近故障点的保护装置不动作（拒动），而离故障点远的前一级保护装置动作（越级动作），就称为“失去选择性”。

2、速动性：为防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电路运行的稳定性，因此在电路发生故障时，保护装置应尽快的动作，切除故障。（及时有效的动作）

3、可靠性：保护装置在应该动作时动作，不应该拒动；而不应该动作时，就不应误动。可靠性要求非常重要，需要根据实际需求选择合适的规格。

4、灵敏度：灵敏度或灵敏系数，是表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力的一个参数。如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时的反应动作，就说明保护装置的灵敏度高。

三、Fuse选型的关键参数释义

1、额定电流：保险丝管的标称工作电流（需特别注意的是，该标称值在不同安规标准中含义不同，主要是IEC60127与UL248中的定义及测试条件不兼容，在选型指导中详述）。

2、最大稳态工作电流：受保护回路在正常工作状态下的长时间出现的最大工作电流。该参数不属于Fuse本身参数，而是受保护回路的基本参数。作为一个补充概念，在Fuse 参数选取中极为重要。

3、额定电压：保险丝的标称电压，该值为熔体熔断后，能安全承受的最大电压。

4、分断能力：当电路中出现很大的过载电流（如强短路）时，Fuse能安全切断（分断）电路的最大电流。它是保险丝最重要的安全指标。安全分断是指在分断电路时不发生喷溅、燃烧、爆炸、飞弧等危及周围元、部件以至人身安全的现象。该值在选取时，必须大于保护回路中可能出现的最大电流，必须考虑强短路情况下的短路电流。

5、过载能力(承载能力)：保险丝能在规定时间内维持工作的最大过载电流。当流经保险丝的电流超过额定电流时，一段时间后熔体温度将逐渐上升以至最后被熔断。

UL248标准规定：保险丝维持工作4小时以上，最大不熔断电流是额定电流的110%（微型保险丝管为100%）

IEC60127标准规定：保险丝维持工作1小时以上，最大不熔断电流是额定电流的150%。

注：引用标准只是辅助阐明概念，具体的值应根据实际使用环境对照Datasheet选取。同时，引述的标准也可以看出，UL与IEC标准不兼容，意味着分别符合这两种安规的Fuse 不可混用，现在是否有兼容的安规需咨询查证。

6、熔断特性（I-T）：保险丝所加负载电流与保险丝熔断时间的关系。

A、熔断特性曲线（I-T曲线）：在以负载电流为X轴，熔断时间为Y坐标的对数坐标系内，由保险丝在不同负载电流下的平均熔断时间坐标点连成的曲线。每一种型号规格的保险丝都有一条相应的曲线可代表其熔断特性，这种曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。可供保险丝选用时参考。

B、熔断特性表：由几个规定的具有代表性的负载电流值和对应的熔断时间范围所组成的表格。各安全标准都已明确规定，这是验收保险丝的最主要依据。

例如UL、CSA、MIT/KTLA种规格快速熔断型，规定为：

In 100% 4小时最小

In 135% 1小时最大

In 200% 2分钟最大

7、熔化热能值（I2T）：使保险丝的熔断体熔化，部份汽化的切断电流所需要的公称能量值，简单说就是使保险丝熔断所需的最小热能值。

电路中可以根据焦耳定律Q=I2Rt求解发热量（注意此公式单位为焦耳），尖峰电流或浪涌电流也可以通过求积分的方式求解发热量Q=∫I2Rt。在实际应用中对其简化令R为单位1，取I2t作为为熔化热能值的参数，以方便Fuse的参数选取。

总量I2t=熔化I2t+飞弧I2t

其中熔化I2t（相当于IEC标准中的预飞弧I2t），指从熔体熔化到飞弧开始瞬间所需要的能量；飞弧I2t是指飞弧开始瞬间到飞弧最终熄灭所需要的能量。对于低压或安全电压保险丝来说，飞弧时间非常短，常可忽略，即飞弧I2t可以按零计算。

一般在认证机构认证，要进行熔化热能测试：给Fuse施加一个电流增量并测量熔化发生的时间，如果在8ms或更长时间内不熔断，就增加脉冲电流的强度，重复进行实验直到

Fuse的熔断时间在8ms以内。因此即使UL和IEC都未对I2t作强制要求，但大多数保险丝的I2t测算是在保险丝的熔断时间小于10ms（通常是以8 ms）时的I2t来计算。

该参数的主要目的是确保产生的热能没有足够的时间从熔体部件通过热传导跑掉，其全部热能用于熔断熔体。而该参数也在另一方面可以反映Fuse对于瞬间冲击电流的敏感度，在受保护回路存在浪涌等瞬时尖峰电流时，具有一定的参考价值。

8、电压降：在额定电流条件下，达到热平衡后保险丝两端的电压差。

该参数主要反映了Fuse的内阻特性，一方面可用于预估Fuse对受保护回路电气参数的影响，另一方面也是IEC标准中规定有“耐久性试验法”中的主要测试依据（UL标准无对应测试）。

9、工作温度与温度折减图

Fuse的电流承载能力，其实验是在+25℃环境温度条件下进行的，因Fuse的工作机理及材料特性，该实验受环境温度变化的影响。环境温度越高，Fuse的工作温度就越高，其寿命就越短，相反，在较低的温度下运行会延长Fuse的寿命。

如果保险丝不是工作在+25°C 环境之下，那么在选型的时候须参考厂家给出的温度折减曲线来对保险丝进行温度折减，如下图X轴为温度，Y轴为额定电流的百分比：

上图 ABC三条曲线对应不同的类型Fuse或保护器件，分别是

环境温度过高有损于保险丝的寿命。延时型（慢熔断型）保险丝如锡球型，温度约等于160℃（150~170℃）时锡开始向金属丝扩散；快速熔断型保险丝的可熔体（金属丝）开始较剧烈氧化的温度约等于200℃（175~225℃）。随熔丝由外向里的氧化、多次的扩散、热应力疲劳等，保险丝的寿命将逐渐缩短。因而建议延时型保险丝熔丝不应长时间在150℃以上工作，快速熔断型保险丝不应长时间在175~225℃以上工作。

因此，若选用的Fuse需要在SMT阶段焊接，需注意焊接温度以及时长是否会影响Fuse 的特性，造成其额定电流特性改变，不过这种改变一般会造成额定电流减小，不会对安全性造成影响。

10、温升：在一定电流条件下，达到热平衡后保险丝表面温度与通电初始温度（可以理解为环境温度）之差，即温升=保险丝表面温度—环境温度。

保险丝的温升是指保险丝中流过1.1倍（110%）额定电流时，保险丝的温度上升值，即实测温度减去环境温度的值。UL标准将其上限规定在75℃。因为保险丝的熔体对温度较为敏感，在一定高的温度长时间的作用下，它的熔点及阻抗将发生变化，这种变化会影响保险丝的准确性。这就是通常说的保险丝老化。老化的保险丝使用于电路中是非常危险的，所以，我们在制作和使用保险丝时都应该注重保险丝的温升。同理，我们也应该注意到，即使经过

长时间使用的保险丝未发生熔断，它也有可能已经老化了，此时最好进行更换。

四、Fuse选型要求

在选型时，部分参数为安全性参数，所有的安全性参数在选取时具有强制性，必须达到或超过相应指标，如安规认证、额定电压、分断电流等均属于安全性参数，在选取时需要特别注意。

1、安规认证标准体系的选取

在国际上主要是有两种认证标准体系，

a.以美国、加拿大(UL、CSA) 为代表的北美标准体系，日韩的标准也属于该体系。

b.以英国、德国(BS、VDE）为代表的IEC国际电工委员会标准体系，我国的相关国家标准以及CCC认证都属于IEC体系。

这两个主要的认证标准体系在部分熔断参数的定义是不兼容的，是否有兼容的标准，兼容标准是否适用于全部地区，需要结合Fuse生产商、认证机构或市场人员进行调研。

认证标准体系的选取主要依据是相应产品的目标市场，因为Fuse属于安全元件，直接关系到电气设备的安全性问题，无认证或认证体系错误，有可能影响在对应地区的销售，尤其是国外市场。

该项为安全性选项，具有强制性。

2、安装方式和体积的选取

因为在现有设计中，选取Fuse基本属于安全电压、电子类、部分范围分断能力的Fuse，上述都是隐性参数可以忽略，因此主要是按照安装方式和体积（封装尺寸）、熔断速度等类别进行选取。

安装方式和体积的选取，主要依据具体设计需求，布板、结构、可生产性、可维护性等方面进行选取，例如贴片式Fuse，体积小巧，方便器件摆放，但发生故障熔断后，需要将整块板子或模块进行更换，现场更换较困难；而支架+Fuse（如管式保险丝）的方式，体积较大，器件摆放相对困难，但在熔断后，只需更换对应参数的保险管无需对整个模块或板子进行更换，现场维护方便。无具体选取规则，根据不同板卡的功能特点权衡。

若选用Fuse+支架的形式，其支架参数必须要优于Fuse本身参数。

3、熔断速度的选取

熔断速度的选取，主要是上文提到的特慢速（TT）、慢速（T）、中速（M）、快速（F）、特快速（FF）等分类，对于特慢到中速的Fuse也有厂商会称为延时Fuse。大分类的选取可参考以下两点：

a. 快速（F）、特快速（FF）型：适用于较恒定电流的电路，或浪涌电流较小的电路，且电路中存在抗冲击脆弱元件或部件；

b. 特慢速（TT）、慢速（T）、中速（M）型：适用于存在正常浪涌电流的电路，且电路中不存在抗冲击脆弱元件或部件。抗雷击型，适用于需要承受瞬间雷击的特殊电路。

另外，基于电气电子设备的发展，Fuse类型也随之扩展，除上述分类之外，还有快断耐脉冲等类型Fuse出现，在满足熔断速度要求的同时，增强对浪涌、脉冲的耐受性。因此具体类型要根据电路实际需求及厂商提供参数综合考虑。

该参数的选取目的主要是，Fuse在能及时有效的反应故障电流的前提下，也需要“躲过”不需要保护动作的瞬时故障电流或浪涌冲击，此处“躲过”的意思不是额定电流或过载电流大于尖峰电流，而是对于一定范围内的瞬时的尖峰电流不动作。因此，需要计算I2t 来辅助选型，I2t的选取单独列举。

4、额定电压的选择：

参数选取时，被选用Fuse的额定电压，应大于被保护回路的输入电压。需特别注意的是若该回路负载类型为感性负载，在发生过载Fuse熔断后，Fuse后端可能呈负压状态，Fuse

承受的电压有可能大于该回路的额定电压，因此必要时要提高额定电压等级。

额定电压的选取是安全性参数，因此必须达标，一般选取的电压等级要比保护电路的输入电压提高1~2个等级。

之所以需要针对额定电压进行选取，一是由于在Fuse后端发生VCC对地短路或正负电源间短路时，Fuse将承受整个电源网络的全部压降，如下图所示，负载R1被短路，则U2=U1=24V。则Fuse额定电压应大于24V，一般选取36V、42V以上等级。二是Fuse后端带感性负载，如电机类负载（风扇），若电机失调造成持续过载，且过载电流较大，Fuse在熔断后因为感性负载的缘故，有可能形成负压，造成Fuse两端的压降在瞬间大于甚至远大于额定电压。而如果Fuse的额定电压不满足要求，在Fuse熔断时，经常出现Fuse被电压击穿和持续飞弧的现象，严重时甚至可能出现飞溅、明火、爆炸等现象，造成二次损害。

该项为安全性选项，具有强制性。

5、折损系数K的选取

折损系数主要是两部分，a. 额定电流降额系数，b. 温度折减系数

额定电流的降额系数，主要根据不同的安规认证标准进行降额（取系数符号为K cu）。

温度折减系数，须参考厂家给出的温度折减曲线来对保险丝进行温度折减（取系数符号为K temp）。

折损系数K=K cu× K temp

6、额定电流的选择：

Fuse的额定电流一般会有几个主要等级，无法线性选取，因此该参数的选取需要确定的主要是额定电流的下限。该部分求取的额定电流下限值并非最终结果，还需结合I2t、过载能力综合取值，选取三者的最小公共区间。

额定电流下限的选取主要参考以下几个参数，a. 安规认证标准，b. 最大稳态工作电流I rated，c. 工作环境温度。

由于UL248与IEC60127标准在额定电流中的定义有所区别在选型时需做区分。IEC60127国际标准中要求150%额定电流下，必须大于1小时不熔断，且可以持续可靠的工作在100%额定电流下而不熔断。美标UL248要求110%额定电流（微型保险管为100%）下，可持续工作大于4小时不熔断，200%额定电流，熔断时间不大于2分钟。以上仅为标准中的数据，实际数据需参照对应熔断特性曲线。Fuse选型应注意，所有按照美标生产的Fuse其额定电流的选取，其持续工作电流必须小于Fuse额定电流的75%。75%的降额指标主要来源于UL248对于典型的快熔断Fuse过载条件下熔断时间的设定，在实际使用中在此标准下生产的Fuse 工作在100%额定电流下，最终会在某个时间熔断，而不能长时间持续可靠使用，因此针对美标Fuse普遍采取75%降额使用的要求，该降额指标属于工程实际的经验值。

所以一般情况下额定电流的降额指标如下:

a. UL规格保险丝的额定电流是在实验室条件下确定的，实际使用时应小于标称值的75%

使用。例如，电路工作电流为0.75A，最小选用额定电流为1A的保险丝管。

b. IEC规格保险丝管的额定电流，实际使用时可按标称值的90%或100%使用。例如，电路工作电流为0.9A，最小可选用额定电流为0.9A或1A的保险丝管。

根据被保护回路的最大稳态工作电流及相关的使用折损系数，初步确定保险丝管的额定电流。例如，被保护回路的最大稳态工作电流为1A，选用UL中速保险丝管，工作环境温度约80℃，则保险丝管的额定电流下限为I FUSE=I rated÷K= I rated÷（K cu× K temp）即1A÷0.75÷0.5=2.67A。公式中的实际取值根据厂商提供的手册选取。

7、分断能力的选择：

该值在选取时，必须大于保护回路中可能出现的最大故障电流，必须考虑强短路情况下的短路电流。

该项为安全性选项，具有强制性。

8、过载能力的选取：

该项的选取主要根据实际的过载忍受需求，结合熔断特性曲线（I-T曲线）或熔断特性表选取。典型的值如下：

实际的百分比取值，参考厂商提供的手册选取。

读图或查表所得的百分比反推出对应的额定电流作为额定电流取值的上限或下限。

若设计需求Fuse在过载后多少秒内熔断，则可得额定电流上限；若设计需求Fuse 在过载后，仍持续工作一段时间以上，则可得额定电流下限。

9、熔化热能值（I2t）的选取：

首先，整机或设备在开关机时会在电路中出现浪涌，浪涌对熔断体的工作寿命是有影响的，为了避免开关机使熔断体过早损坏而影响整机或设备寿命；另外如果开关电源的网络不够纯净，线路中的浪涌电流变得复杂，多变，不同的浪涌电流或工作电流波形产生的能量是不同的，电路设计者要了解回路中出现的浪涌电流或工作电流的波形，以适当地选择Fuse 的I2t的值。

也就是说该项选取的主要目的是防止系统中可忍受的浪涌电流，或正常存在的瞬时尖峰电流造成Fuse误动作，造成系统不必要的停机。不断的脉冲冲击，会产生热循环，从而致使熔体发生诸如扩散、氧化、热应力等损害，熔体将随着脉冲能量和次数的增加而渐渐老化，大大缩短Fuse的正常寿命，因此Fuse取值应“躲过”冲击电流。Fuse的抗冲击寿命，取决于脉冲的I2t占Fuse本身I2t的百分比，如下图；

计算I2t的数值时，根据冲击波形的形状进行等效能量计算，一般fuse均有承受冲击电流次数的限制，不同冲击能量条件下fuse承受的次数不同，通常情况，应小于20%，那样保险丝可承受10万次以上的冲击。具体计算和取值样例可参考下图；

对于大部分的Fuse选择来说，Fuse正常使用及过载使用的是否安全的判断标准为I2t的数值，具体选用方法根据TIME-CURRENT CURVE曲线查找对应工作电流点的时间常数，根据定义的规格要求判断过载时间是否符合设计要求，如下图；

浅谈桥梁下部结构的选型及施工设计便于后期养护

浅谈桥梁下部结构的选型及施工设计便于后期养护 李红军 (哈密公路总段，新疆哈密 839000) 摘要：在桥梁设计的过程中，下部结构的考虑是否得当，对工程造价、工程质量及后期养护使用影响很大，本文结合我在近几年一些施工设计项目有关资料的基础上，对桥梁墩、台的形式选择及结构设计注意事项进行了初步探讨。 关键词：桥梁下部；结构选型；设计与计算；经济 1 桥台结构型式选用 1.1 底部设有支撑梁的轻型桥台 轻型桥台的特点是，台身体积较小，台身为直立的薄壁墙，台身两侧设有翼墙（用于挡土），可以将侧墙做成斜坡。在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，上部结构与桥台通过锚栓连接，构成四铰框架结构系统，并借助两端台后的土压力来保持稳定。这种桥台适用于小跨径桥梁，桥跨孔数与轻型桥墩配合使用时不宜超过三孔，且桥梁全长不宜大于20m，单孔跨径不宜大于13m。按照翼墙（侧墙）的形式和布置方式，这种桥台又可分为：一字形轻型桥台、八字形轻型桥台、耳墙式轻型桥台。 1.2 钢筋混凝土薄壁桥台 薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式、及箱式等。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。台顶由竖直小墙和支于扶壁上的水平板构成，用于支承桥跨结构。两侧薄壁可以与前墙垂直，有时也做成与前墙斜交。相对于重力式桥台而言，可减少污工体积40%~50%，同时因自重减轻而减少了对地基的压力，适用于软土地基的条件，但其构造和施工均较复杂，且用钢量较多。当墩台填土不高，河床不宽时，为了减少桥长，降低造价，不让台前溜坡压缩河床，可采用靠河较近墩台身直立的桩基础薄壁墩台，墩台下面设置支撑梁，整个桥梁形成框架结构体系，并借助两端台后的被动土压力来保持稳定。从已建成通车的公路上的桥梁（下部结构多采用这种型式）来看，情况良好。 1.3 埋置式桥台 埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中，这样，桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也就得到相应减小。但是由于台前护坡是用片石（或混凝土）作表面防护的一种永久性设施，存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能，故设计时必须进行强度和稳定性验算。按台身的结构形式，埋置式桥台可以分为：肋形埋置式桥台、桩柱式埋置式桥台、和框架式桥台。肋形埋置式桥台的台身是由两块（或多块）后倾式的肋板与顶面帽梁连接而成。台高在10m及10m以上者须设置横向系梁。帽梁、系梁和耳墙均需配置钢筋。桩

通信铁塔基础选型与设计初探

内容提示：通过对工程中常见的两种通信铁塔工程实例的分析,详细阐述了针对不同地质情况时,基础选型的一般原则和方法,通过合理选择基础形式,达到了减少投资、便于施工的效果。 延伸阅读：基础选型桩基础独立基础通信铁塔 0 引言 通信铁塔是装设通信天线的一种高耸结构,其特点是结构较高,横截面相对较小,横向荷载(主要是风荷载和地震作用)起主要作用。通信铁塔基础将上部结构的全部荷载安全可靠地传递到地基,并保证结构的整体稳定,是构成通信铁塔结构的重要组成部分。通信铁塔基础选型与上部结构形式、结构布置、外部荷载作用类别、建筑场地以及所在区域的地质条件等有着非常密切的关系。合理的基础选型和设计,对于降低工程造价,缩短工程建设周期,保证结构安全可靠至关重要。 由于风荷载属于随机荷载,风力的大小和方向具有任意性和脉动性,基础受力同样也具有任意性和脉动性的特征,所以基础设计选用荷载取值时,需根据不同的铁塔形式,选用最不利方向的荷载组合标准值进行设计。通信铁塔所采用的空间桁架结构自重相对较轻,而且挂设通信天线的平台竖向荷载也不大,因此三角形或四边形桁架塔塔下基础顶面的拉力或压力呈交变性,拉力值一般可达压力值的以上故桁架塔的基础抗拔计算特别重要,很多时候基础的抗拔设计起主导作用。 根据河北联通近几年来通信基站建设中的常用两种类型铁塔的基础设计,笔者针对四角塔和三管塔简要分析如何进行铁塔基础的选型与设计。 1 四边形角钢塔的基础选型与设计 四边形角钢塔简称四角塔,是近几年常见的通信塔形式。铁塔跟开一般约为铁塔高度的1/7,基础形式通常采用钢筋混凝土独立基础、灌注桩基础,计算基础所选用的荷载组合,一般取上部结构传至塔脚下最不利的第二方向(即45°角方向),在正常使用极限状态荷载效应的标准组合荷载,有下压力,上拔力和水平剪力,基础形式需依据基站所在位置的岩土工程勘察报告和周围建筑物情况,场地平整情况等综合选定。 1.1 钢筋混凝土独立基础

设备设计计算与选型

第三部分 设备设计计算与选型 3.1苯∕甲苯精馏塔的设计计算 通过计算D=1.435kmol/h ， η=F D F D x x ，设%98=η可知原料液的处理量为F=7.325kmol/h ，由于每小时处理量很小，所以先储存在储罐里，等20小时后再精馏。故D=28.7h koml ,F=146.5kmol/h ,组分为18.0x =F ,要求塔顶馏出液的组成为90.0x D =,塔底釜液的组成为01.0x W =。 设计条件如下： 操作压力:4kPa （塔顶表压）； 进料热状况:自选； 回流比:自选； 单板压降:≤0.7kPa ； 全塔压降:%52=T E 。 3.1.1精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 11.78M A =kg/kmol 甲苯的摩尔质量 13.92M B =kg/kmol 18.0x =F 90.0x D = 01.0x W = (2) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =F M 0.18×78.11+(1-0.18)×92.13=89.606kg/kmol =D M 0.9×78.11+(1-0.9)×92.13=79.512kg/kmol =W M 0.01×78.11+(1-0.01)×92.13=91.9898kg/kmol (3) 物料衡算 原料处理量 F=146.5kmol/h 总物料衡算 146.5=D+W 苯物料衡算 146.5×0.18=0.9×D+0.01×W 联立解得 D=27.89kmol/h W=118.52kmol/h

3.1.2 塔板数的确定 (1)理论板层数T N 的求取 苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由物性手册查得苯—甲苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见下图3.1 图3.1图解法求理论板层数 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e （0.45，0.45）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 667.0y q = 450.0x q = 故最小回流比为 1.1217 .0233 .045.0667.0667.09.0x y y x q q q min ==--= --= D R 取操作回流比为 R=22.21.12min =?=R ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=2.2×27.89=61.358kmol/h

变频器主电路选型

通用变频器综合设计 1、设计一个采用二极管整流桥和IGBT的交-直-交电压型变频器主电路，并选择主要元器件的参数。 输入电压范围： 380~480V（正负10%），输出功率11kw（当输出电压为380V时），功率因数75 ?，采用三相SVM PWM，fs=1~15kHz。 .0 cos= （1）选择整流桥和IGBT（EUPEC或三菱均可），根据三菱或EUPEC网站上的程序，计算整流桥和IGBT模块的结温、使用寿命：计算做热Ta=40o C的Rthc-a，选择自冷或风冷情况下的变频器的散热器。（2）Udmax=800V，选择电解电容的耐压和容量，计算电解电容的寿命，自己查资料，如EPCOS、CDE（无感电容）、BHC等。 2、设计上述变频器的保护方案（原理框图，各环节的设计依据，电路框图，主要参数） （1）选择三个输出交流侧霍尔电流传感器的过电流、过载保护方案，设计相应的保护电路（HL传感器，电流放大滤波通道，A/D转换参考电压为5V）。 （2）设计IGBT直通保护和输出短路保护（相间，对地），可选择用带保护的驱动IC实现。 （3）直流侧的电阻能耗制动电路，给出一种软件或硬件控制方案。（制动点的选择） （4）直流侧过电压保护的硬件电路

根据题目要求，本系统主电路可用三相二极管不可控桥式整流电路、中间直流环节和三相IGBT桥式逆变电路三部分组成，实现交-直-交电压型变频器的功能，其拓扑结构如图1所示。 图 1 交—直—交电压型变频器拓扑结构 AC-DC-AC主电路主要包括：整流电路、滤波电路、制动电路以及逆变电路。整流侧采用三相不可控二极管整流桥将交流电整流为直流电，这样功率因数接近于1。由于不控整流出来的电压是脉动的，需要经过滤波电路后供给逆变电路，所以直流侧电容起稳压和滤波的作用。因为考虑到电动机的回馈能量，防止直流侧电压升高，加入能耗制动电路，逆变桥采用三相桥式结构。图中，在直流侧电容前接入了一个与限流电阻相并联的开关，这是由于电容的电容量很大，当合闸突加电压时电容相当于短路，将产生很大的充电电流可能会损坏整流二极管，为了限制充电电流，可以采用限流电阻和延时开关组成的预充电电路对电容进行充电，当电源合闸后延时开关延时数秒，此时通过电阻对电容充电，当电容电压升高到一定值后，闭合开关将限流电阻短路，避免正常运行时的附加损耗。 一、整流逆变元件参数及热设计 1.1 主电路元件选择及其参数 1.1.1 整流二极管的选型

稳压管,TVS管,压敏电阻,FUSE的作用和原理

稳压管、TVS管、压敏电阻、FUSE 稳压管: 1、浪涌保护电路:稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开. 2、电视机里的过压保护电路:EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态. 3、电弧抑制电路:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它. 4、串联型稳压电路:在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用 瞬态电压抑制二极管（TVS管） 瞬态电压抑制二极管（TVS管）常称为防雷管，是一种安全保护器件。这种器件在电路系统中起到分流、箝位作用，可以有效降低由于雷电、电路中开关通断时产生的高压脉冲，避免雷电、高压脉冲损坏其它器件。其工作原理是交流到直流震荡产生直流波，用TVS去掉尖峰，直接并接在次级被保护的设备之前。TVS是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。 TVS管有单向、双向两种。单向的图形符号与稳压管相似，TVS器件按极性可分为单极性和双极性两种；按用途可分为通用型和专用型；按封装和内部结构可分为轴向引线二极管、双列直插TVS阵列、贴片式和大功率模块等[1]。轴向引线的产品峰值功率可达400 W、500 W、600W、1500W和5 000W。其中大功率的产品主要用在电源馈线上，低功率产品主要用在高密度安装场合。对于高密度安装的场合，也可以选择双列直插和表面贴装等封装形式。 应用电路。当输入端有高压浪涌脉冲引入时，不论脉冲方向如何，TVS管能快速进入击穿状态，对输入电压进行箝位。在电源端用ＴＶＳ比较好。电源主要保护有两种： AC/DC电源输入防雷过压保护： AC/DC电源输入过压保护： 常用的电能有二种AC,DC.国内电网供电通常为AC220/AC380V，但是由于电网通常不稳定，所以要在选型的时候考虑相应的浮动电压。当用于低压电源（通常属于次级保护）我们可以选用TVS。 常用的双向TVS管参数： 截止电压（V）击穿电压（Vmin）击穿电压（Vmax）测试电流（mA）最大箝位电压（V）最高脉冲电流（A）反向漏电流（uA） 在选用TVS时，应考虑以下几个主要因素： (1)若TVS有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选用双极性的，否则可选用单极性。 (2)所选用TVS的Vc值应低于被保护元件的最高电压。Vc是二极管在截止状态的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损坏的危险。(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态，最好处于VR以下，应综合考虑VR和VC两方面的要求来

建筑结构模型设计中的选型与设计

建筑结构模型设计中的选型与设计 高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键，随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征，进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。 标签：建筑结构；模型设计；选型与设计 一、结构选型 （一）框架结构体系 框架结构体系采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载，适用于多层或高度不大的高层建筑。框架结构的布置要注意对称均匀和传力途径直接。传统的结构布置采用主次梁的作法为主，逐步向扁梁或无盖梁发展。框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件，以受压应力为主。 （二）剪力墙结构体系 剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3～8米。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。 （三）框架一剪力墙结构体系 框架一剪力墙结构是将框架和剪力墙结合在一起而形成的结构形式。它既有框架结构平面布局灵活、适用性强的优点，又有较好的承受水平荷载的能力，是高层建筑中应用比较广泛的一种结构形式。合理的结构设计，将能使框架、剪力墙两种不同变形性能的抗侧力结构很好地协同工作，共同发挥作用。 （四）筒体结构 随着建筑物高度的增加，传统的框架结构体系、框架一剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。筒体体系因其在抵抗水平力方面具有良好的刚度，并能形成较大的使用空间，而成为六十年代以后常用于超高层建筑中的一种新的结构体系。根据筒体布置、组成、数量的不同，又可分为框架筒体、筒中筒、组合筒三种体系。 二、结构设计 （一）地基与基础设计

铁塔结构设计计算细则(2006)(稿)

铁塔结构设计计算细则（角钢/钢管塔） 审核： 校核： 编写：金晓华 广东省电力设计研究院送变电室 2006．9

一、设计依据 1.《110kV～500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999) 2．《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002) 3．“设计条件及塔头间隙图”（广东省电力设计研究院）(附件1) 二、荷载 1．导、地线荷载见广东省电力设计研究院提供“铁塔外负荷计算书(附件2)”: 2．设计工况应包括正常运行（包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合；直线塔最小垂直档距取0.5倍水平档距；转角塔要考虑正、负垂直档距）、断线、安装的最不利组合情况，转角塔及结构布材不对称的塔应计算反向风工况，所有塔应计算基础作用力工况。 为便于校对，应进行设计工况归并，可参考“铁塔设计工况”（附件3），并应详细列出每种荷载工况组合，而不是单纯指出第几种到第几种为事故或安装等工况。 ３．参考国网典型设计，新规划的直线塔规定了计算高度，铁塔外负荷是对应这个计算高度值的。杆塔风荷载调整系数βｚ以及线条荷载对地距离均应按该计算高度（呼高）取值。对本塔高于该计算呼高的，应采用由我院电气专业开的缩小使用条件的铁塔外负荷来验算，原则上不增大共用段原主材构件规格，如个别共用段主材构件规格差别不大的情况下，则选用较大规格主材，而不修改档距从而修改计算荷载再重新计算，但应得到结构室内部确认。 ４．引用国网典型设计，作以下特殊规定： １）．500kV直线塔考虑施工锚固工况，部分使用条件大的220kV直线塔也考虑施工锚固工况；500kV和220kV直线塔都考虑2倍起吊安装荷载，但应按4:6比例分配到前后的荷载点上。 ２）．为降低塔材指标，新规划的直线塔分平地和山地二类，其中平地直线塔考虑1～2种使用条件的塔型，按平腿设计，导线断线张力取一相Tm的15%（500kV）和20%（220kV 及以下）；山地直线塔考虑3～4种使用条件的塔型，按长短腿设计，导线断线张力对500kV 电压等级取15%（第1种使用条件的塔）、20%（第2种）及25%（第3、4种），对220kV及以下电压等级取20%（第1种）及25%（除第1种外）。在塔的结构设计计算说明书的工程概况中列出断线张力百分数。 ３）．山区耐张塔的荷载组合应考虑两侧正档下压、两侧负档上拔、一侧正档另一侧负档扭转的所有正常、断线、安装工况的组合；平地耐张塔（当塔型规划有时），不考虑上拔情况。所有转角塔计算工况均应叠加跳线串荷载。

散热器的选型与计算

散热器的选型与计算 以7805为例说明问题. 设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W 按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出. 正确的设计方法是: 首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻. 计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足. 散热器的计算: 总热阻RQj-a=(Tjmax-T a)/Pd Tjmax :芯组最大结温150℃ Ta :环境温度85℃ Pd : 芯组最大功耗 Pd=输入功率-输出功率 ={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2 =5.5℃/W

总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知RQj-C=1.0 RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C 其中k:导热率铝为2.08 d:散热器厚度cm A:散热器面积cm2 C:修正因子取1 按现有散热器考虑,d=1.0A=17.6×7+17.6×1×13 算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W, 散热器选择及散热计算 目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定的散热条件下选择合适的散热器，以保证器件或模块安全、可靠地工作。 散热计算 任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量。小功率器件损耗小，无需散热装置。而大功率器件损耗大，若不采取散

保护用fuse选型说明

1保险丝类 1.1保险丝结构介绍 一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象； 电力电路及大功率设备所使用的保险丝，不仅有一般保险丝的三个部分，而且还有灭弧装置，因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大，而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高，往往会出现熔体已熔化（熔断）甚至已汽化，但是电流并没有切断，其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下，保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性，且呈负电性。石英砂就是常用的灭弧材料。 参数解释： ①．NORMAL OPERATING CURRENT: FUSE所串联回路通过的满载电流 ②．INTERRUPTING RATING:在保险丝额定电压范围内所允许保险丝安全熔断的电流， 目前使用的半导体保护保险的INTERRUPTING RATING一般达到20KA，如果此电流持续时间足够短，Fuse将不会熔断，fuse具有重复承受此冲击的能力。但是注意，如果短路电流超过此分断电流规格，可能导致FUSE无法正常熔断。③．VOLTAGE RATING:Fuse所承受的额定电压，如果Fuse熔断后两端的电压差越高， 由于内部的拉弧效应，Fuse熔断速度越慢，参考曲线如下：

铁塔结构设计计算细则

铁塔结构设计计算细则 （角钢/钢管塔） 审核： 校核： 编写：金晓华 广东省电力设计研究院送变电室 2006．9

一、 设计依据 1.《110kV～500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999) 2．《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002) 3．“设计条件及塔头间隙图”（广东省电力设计研究院）(附件1) 二、荷载 1．导、地线荷载见 广东省电力设计研究院提供“铁塔外负荷计算书(附件2)”: 2．设计工况应包括正常运行（包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合；直线塔最小垂直档距取0.5倍水平档距；转角塔要考虑正、负垂直档距）、断线、安装的最不利组合情况，转角塔及结构布材不对称的塔应计算反向风工况，所有塔应计算基础作用力工况。 为便于校对，应进行设计工况归并，可参考 “铁塔设计工况”（附件3），并应详细列出每种荷载工况组合，而不是单纯指出第几种到第几种为事故或安装等工况。 ３．参考国网典型设计，新规划的直线塔规定了计算高度，铁塔外负荷是对应这个计算高度值的。杆塔风荷载调整系数βｚ以及线条荷载对地距离均应按该计算高度（呼高）取值。对本塔高于该计算呼高的，应采用由我院电气专业开的缩小使用条件的铁塔外负荷来验算，原则上不增大共用段原主材构件规格，如个别共用段主材构件规格差别不大的情况下，则选用较大规格主材，而不修改档距从而修改计算荷载再重新计算，但应得到结构室内部确认。 ４．引用国网典型设计，作以下特殊规定： １）．500kV直线塔考虑施工锚固工况，部分使用条件大的220kV直线塔也考虑施工锚固工况；500kV和220kV直线塔都考虑2倍起吊安装荷载，但应按4:6比例分配到前后的荷载点上。 ２）．为降低塔材指标，新规划的直线塔分平地和山地二类，其中平地直线塔考虑1～2种使用条件的塔型，按平腿设计，导线断线张力取一相Tm的15%（500kV）和20%（220kV 及以下）；山地直线塔考虑3～4种使用条件的塔型，按长短腿设计，导线断线张力对500kV 电压等级取15%（第1种使用条件的塔）、20%（第2种）及25%（第3、4种），对220kV及以下电压等级取20%（第1种）及25%（除第1种外）。在塔的结构设计计算说明书的工程概 况中列出断线张力百分数。 ３）．山区耐张塔的荷载组合应考虑两侧正档下压、两侧负档上拔、一侧正档另一侧负档扭转的所有正常、断线、安装工况的组合；平地耐张塔（当塔型规划有时），不考虑上拔情况。所有转角塔计算工况均应叠加跳线串荷载。

Fuse设计选型详解

Fuse设计选型详解 本文仅针对Fuse（熔断器）选型，PPTC&CPTC及其他过流保护装置或电路不在其列。 一、Fuse简介及分类 1、Fuse的结构： （1）熔体：保险丝的核心部分，熔断时起到切断电流的作用。以管式保险为例，就是玻璃管中间看到的金属丝； （2）电极：熔体与电路联接的部分，该部分必须具有良好的导电性，电阻值极小； （3）支架：固定熔体与电极成为刚性的整体的部分，便于安装使用，熔体相对脆弱，所以要求支架具有良好的机械强度、绝缘性、耐热性、和阻燃性。以管式保险丝为例，就是玻璃管部分，可以防止内部的熔体被氧化或受外力而断裂，同时也保证在熔体熔断时、熔断后不会产生二次损害； （4）灭弧装置：该部分主要存在于高分断能力或高低压熔断器，可忽略。 2、Fuse的分类： （1）按保护形式：过电流保护与过热保护，在这里只讨论过电流保护的Fuse； （2）按使用范围：电力保险丝、机床保险丝、电气仪表保险丝（电子保险丝）、汽车保险丝，在这里我们适用于电子保险丝； （3）按形状（安装方式）：管式保险丝（又分平头、尖头、内焊式、外焊式），铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、片式保险丝（常见于汽车保险，少数机动车采用管式保险丝）、平板式保险丝、贴片式保险丝； （4）按额定电压：高压保险丝、低压保险丝、安全电压保险丝； 科普知识：安全电压的范围，我国规定工频安全电压（有效值）的上限为50V，直流安全电压的上限为120V，我们常说的安全电压36V一般是指工频电压等级，也就是交流电，国家标准GB/T 3805-2008[特低电压（ELV）限值]中规定交流（15Hz～100Hz）的电压的有效值额定值等级有42V，36V，24V，12V，6V，而对于更高频率或直流电的电压限值因为尚无可靠的研究数据，所以标准中未给出相应的限制。 （5）按分断能力：高分断能力保险丝、低分断能力保险丝； （6）按体积：大型、中型、小型、微型； （7）按熔断速度：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（一般用T表示）、中速保险丝（一般用M表示）、快速保险丝（一般用F表示）、特快速保险丝（一般用FF表示）。 （8）按安规认证：欧规保险丝（IEC标准，中国、欧洲）、美规保险丝（UL/CSA标准，美国、加拿大等北美国家）、日规保险丝（MIT/KTL标准，日韩） （9）按分断电流范围：全范围分断能力（不涉及）、部分范围分断能力 （10）按使用类别：一般用途保险丝、电机保护用保险丝 （11）按熔断指示：无指示、有指示（熔断指示如发光、变色、弹出固体指示器等）二、保护装置设计选型的基本要求 该部分为电气保护的基本要求，不仅针对Fuse 1、选择性：当电路发生故障时，只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而其他部分仍然正常运行。保护装置满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。如果电路发生故障时，靠近故障点的保护装置不动作（拒动），而离故障点远的前一级保护装置动作（越级动作），就称为“失去选择性”。 2、速动性：为防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电路运行的稳定性，因此在电路发生故障时，保护装置应尽快的动作，切除故障。（及时有效的动作） 3、可靠性：保护装置在应该动作时动作，不应该拒动；而不应该动作时，就不应误动。可靠性要求非常重要，需要根据实际需求选择合适的规格。

悬索结构的形式与设计选型

建筑结构选型结课论文悬索结构的形式和设计选型 姓名：李超 学号：1401102-01 所在院系：建筑与城市规划学院 学科专业：城乡规划 指导教师：张弘 二〇一六年十二月

标题：悬索结构的形式和设计选型 申明：本人申明提交作业文章所有内容均有本人完成，文中引用他人观点均已标明出处。 签字： 日期：

悬索结构的形式和设计选型 摘要：本文在简述悬索结构构成和受力特点的基础上,根据索网曲面形式和结构特征,何恳索结构迸仃了分类,介绍了各种单(双)曲面单(双)层悬索结构、交叉索网、斜拉结构的组成特点和国内外卜程应用状况。文章还对悬索结构设计选型的若干主要问题,如建筑平面形状、结构跨度、刚度与稳定性、边缘构件与支承结构、片画材料与排水等进行了论述,并提供了一些可供设计参考的有效措施。 关键词：悬索结构设计选型索网杂交结构 1．悬索结构的组成与发展 土木建筑结构所指的悬索结构,就是指以柔性拉索或将拉索按一定规律布置成索网来直接承受屋面荷载作用的结构(见图1)这些索或索网均悬挂在支承结构体系的边缘构件上。在竖向荷载作用下,索或索网均承受轴向拉力,并通过边缘构件和支承结构将这些拉力传递到建筑物的基础上去。 悬索结构中承受轴向拉力的柔性拉索多采用高强度钢丝组成的钢铰线、钢丝绳、钢丝束等,有的也可以采用圆钢筋或带状薄钢板。边缘构件是用来锚固拉索(索网)的,起到承受索在支座处的拉力作用。根据建筑平面和结构类型的不同,

边缘构件可以选用圈梁、拱、析架、刚架等劲性构件,也可以直接选用柔性拉索。支承结构主要是用作承受边缘构件传来的压力和水平推力引起的弯矩。常选用钢筋混凝土独立柱、框架、拱等结构形式。这样受拉的索网和以受压、受弯为主 的边缘构件和支承结构,就可以分别采用受拉强度较高的钢材和抗压强度较好的钢筋混凝土,使不同材料的力学性能能得到合理利用。由于对柔性拉索与刚性结构的优化组合,就可以用较少的材料(一般索的用钢量仅为普通钢结构的l/5一 1/7,11一般都在10kg/m以下)做成较大跨度的悬索结构。由于钢索自重很轻,屋面构件也不很大,囚而给施工架设带来了很大的方便。安装时不需大型起重设备,也不需另设脚手架。这些都有利于加快施工进度,降低工程造价。同时索网布置灵活,便于建筑造型,能适应平面形状与外形轮廓的各种变化,这使建筑与 结构可以得到较完美的结合。因此悬索结构在友跨度建筑中得到了越来越多的应用。 悬索结构是一种受力比较合理的建筑结构形式。它与简支梁受力情况对比,就可以看出这种合理性。众所周知,图2中的简支梁住竖向荷载作用下,上纤维压应力的合力与「纤维拉应力的合力组成了截面的内力矩.合力间的距离即为内力臂,它总在截面高度的范围内,因此要提高梁的承载能力,就意味着要增加梁的高度。但在悬索结构中,钢索在自重下就自然形成了垂度,由索中拉力与支承水平力间的距离构成的内力臂,总在钢索截面范围以外,增加垂度也就加大了力臂,从而可以有效地减少索中拉力和钢索截面面积。

(完整word版)设备设计与选型

设备设计与选型 7.1全厂设备概况及主要特点 全厂主要设备包括反应器6台，塔设备3台，储罐设备8台，泵设备36台，热交换器19台，压缩机2台，闪蒸器2台，倾析器1台，结晶器2台，离心机1台，共计80个设备。 本厂重型机器多，如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔，设备安装时多采用现场组焊的方式。 在此，对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算，编制了计算说明书。对全厂其它所有设备进行了选型，编制了各类设备一览表（见附录）。 7.2反应器设计 7.2.1概述 反应是化工生产流程中的中心环节，反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。 7.2.2反应器选型 反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的，本反应的的原料以气象进入反应器，在高温低压下进行反应，故属于气固相反应过程。气固相反应过程使用的反应器，根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。 1、固定床反应器 固定床反应器又称填充床反应器，催化剂颗粒填装在反应器中，呈静止状态，是化工生产中最重要的气固反应器之一。

固定床反应器的优点有： ①反混小 ②催化剂机械损耗小 ③便于控制 固定床反应器的缺点如下： ①传热差，容易飞温 ②催化剂更换困难 2、流化床反应器 流化床反应器，又称沸腾床反应器。反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层，使颗粒处于悬浮状态，并进行气固相反应。流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。 流化床反应的优点有： ①传热效果好 ②可实现固体物料的连续进出 ③压降低 流化床反应器的缺点入下： ①返混严重 ②对催化剂颗粒要求严格 ③易造成催化剂损失 3、移动床反应器 移动床反应器是一种新型的固定床反应器，其中催化剂从反应器顶部连续加入，并在反应过程中缓慢下降，最后从反应器底部卸出。反应原料气则从反应器底部进入，反应产物由反应器顶部输出，在移动床反应器中，催化剂颗粒之间没有相对移动，但是整体缓慢下降，是一种移动着的固定床，固得名。 本项目反应属于低放热反应，而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000

设备选型和设计

User’s Request Specification 用户需求 提取前处理设备 二〇一三年六月

审批页： 修订历史纪录

目录 一、目的 二、范围 三、缩写与定义 四、依据的法律、法规及标准 五、工艺描述及原材料特性 六、主要指标 （一）生产能力： （二）设备技术描述： （三）设备材质： （四）设备焊接及处理 （五）工作环境及公用系统 （六）工艺指标 （七）功能描述 （八）主要配置 （九）安全控制 七、用户项目实施要求 （一）项目进度 （二）包装及运输 （三）设备吊装 （四）工厂验收测试FAT （五）现场最终验收测试SAT （六）培训 （七）维护要求 （八）提供文件 八、商务 （一）质保要求： （二）付款及发货条件 （三）其它

一、目的 用户需求文件（URS）是设备选型和设计的基本依据。此文件主要描述了该生产线的基本需求，包括：生产能力、生产工艺、操作需求、清洁需求、可靠性需求、防污染需求、防差错需求、法规要求等。 本文件的执行将记录和证明四川升和药业股份有限公司对供方提出的设备用户需求的具体内容.供方应以此为依据进行设备设计和制作。同时，这份用户要求文件也是开展后续相关验证工作的基础，并以此作为设备采购、招标及验收的依据。供应商应提供迄今为止被证实的标准技术，尤其是被证实符合本标准，同时供应商须指出其标准与本URS不符之处，并提供相应的解决方案及措施。 该标准由使用方提出，一旦与供应商商讨确认后，本（URS）文件将作为商务合同附件，具有其同等法律效应。 二、范围 （一）此文件所定义的URS是适用于本公司所需的生产设备及设施。 （二）文件中“必需”条款，需供应商制造时必须达到，制造商不可用其它技术代替。“期望”条款，需供应商制造时可选用不同的技术，但最终需符合使用方的需求。 （三）在本URS中用户仅提出基本的技术要求和设备的基本要求，并未涵盖和限制卖方设备具有更高的设计与制造标准和更加完善的功能、更完善的配置和性能、更优异的部件和更高水平的控制系统。投标方应在满足本URS的前提下，提供卖方能够达到的更高标准和功能的高质量设备及其相关服务。卖方的设备应满足中国GMP(2010年版）要求和有关设计、制造、安全、环保等规程、规范和强制性标准要求。如遇与卖方所执行的标准发生矛盾时，应按最高标准执行（强制性标准除外）。 （四）供货范围 设备组成如下：

现代功率模块及器件应用技术

现代功率模块及器件应用技术(1)-IGBT和MOSFET功率模块 0 引言 最近20年来，功率器件及其封装技术的迅猛发展，导致了电力电子技术领域的巨大变化。当今的市场要求电力电子装置要具有宽广的应用范围、量体裁衣的解决方案、集成化、智能化、更小的体积和重量、效率更高的芯片、更加优质价廉、更长的寿命和更短的产品开发周期。在过去的数年中已有众多的研发成果不断提供新的、经济安全的解决方案，从而将功率模块大量地引入到一系列的工业和消费领域中。 因此，有必要就功率模块的应用技术，如选型、驱动、保护、冷却、并联和串联以及软开关电路等，进行一次全面的系列介绍。 1 IGBT和MOSFET功率模块 1.1 应用范围 如图1所示，当前众多的电力电子电路可由功率MOSFET或IGBT来实现。从上世纪80年代开始，它们先后出现于市场。与传统的晶闸管相比，它们具有一系列的优点，如可关断的特性（包括在短路状态下）、不需要缓冲网络、控制单元简单、开关时间短、开关损耗低等。

图1 功率半导体的应用范围 现在，电力电子技术不断地渗透到新的应用领域中，这首先归功于IGBT和功率MOSFET的迅速发展。同时，它们的应用在其现有的领域内也在不断地深化。数年前，高耐压双极型功率晶体管还被广泛地应用着。而现在只能在少数例外情况下发现它的踪影，其位置已几乎完全被IGBT所取代。 在电流达数十A或以上的应用中，功率MOSFET及IGBT大多为含有硅芯片的绝缘式功率模块。这些模块含有一个或数个晶体管单元，以及和晶体管相匹配的二极管（续流二极管），某些情况下还含有无源元件和智能部分。 虽然功率模块存在仅能单面冷却的缺点，但它还是被广泛地应用于大功率电力电子技术中，与同期问世的平板式IGBT/二极管器件一争高低。尽管平板式器件在双面冷却的条件下可以多散发约30％的热损耗，但功率模块仍然受到用户广泛的欢迎。其原因除了安装简易外，还在于模块的芯片和散热器之间的绝缘、其内部多个不同元器件的可组合性、以及由于大批量生产而导致的低成本。 在当今的市场上，尽管各种有竞争性的功率器件都在不断地发展，但是IGBT模块却稳稳胜出，它的功率范围也在不断延伸。目前生产的IGBT模块已具有了65kV、4.6kV、3.3kV和2.5kV的正向阻断电压。以此为基础，MW 级的、电压至6kV的变流器（采用IGBT串联的电路）已经出现。 另一方面，MOSFET则被应用于越来越高的频率范围。今天，使用合适的电路拓扑与封装技术，已经可以在500kHz 以上实现较大的电流。 IGBT和MOSFET模块已经成为集成电子系统的基本器件，同时也正在成为集成机电系统的基本器件。 1.2 结构和基本功能 下面所述的功率MOSFET和IGBT均指n沟道增强型，因为，它代表了构成功率模块的晶体管的主流。 在一个正向的驱动电压作用下，一块p导通型的硅材料会形成一个导电的沟道。这时，导电的载流子为电子（多子）。在驱动电压消失后，该器件处于截止状态（自截止）。 在大多数情况下，人们采用图2和图4所示的垂直式结构。在这里，栅极和源极（MOSFET）或发射极（IGBT）均位于芯片上表面，而芯片底面则构成了漏极（MOSFET）或集电极（IGBT）。负载电流在沟道之外垂直通过芯片。 在图2所示的功率MOSFET和图4所示的IGBT具有平面式栅极结构，也就是说，在导通状态下，导电沟道是横向的（水平的）。 平面栅极（在现代高密度晶体管中更发展为双重扩散栅极）仍是目前功率MOSFET和IGBT中占统治地位的栅极结构。 平面式MOSFET和IGBT结构是从微电子技术移植而来的，其漏极或集电极由n＋（MOSFET）或p＋（IGBT）井区构成，位于芯片表面。负载电流水平地流经芯片。借助于一个氧化层，n区可以与衬底相互隔离，从而有可能将多个相互绝缘的MOSFET或IGBT与其他结构一起集成于一个芯片之上。 由于平面式晶体管的电流密度仅能达到垂直式结构的30％，因而明显地需要更多的安装面积，所以，它们主要被用在复杂的单芯片电路中。 从构造上来看，功率MOSFET（图2）以及IGBT（图4）由众多的硅微单元组成。每cm2芯片上的单元数可达8.2×105（最新的耐压为60V的MOSFET）以及1×105（高耐压IGBT）。 图2、图4显示了MOSFET和IGBT具有相似的控制区结构。 n－区在截止状态下构成空间电荷区。p导通井区被植入其内，它在边缘地带的掺杂浓度较低（p－），而在中心地带则较高（p＋）。

功率模块选型设计

功率模块选型设计 对于一个具体的应用来说，选择功率模块时需要考虑其在任何静态、动态、过载（如短路）的运行情况下： ①器件耐压； ②在实际的冷却条件下，电流的承受力； ③最适合的开关频率； ④安全工作区(SOC)限制； ⑤散热条件与最高运行温度限制； ⑥封装和安装方式 ⑦成本和技术风险 (1)器件耐压设计=(+)K2 =(1.15*600+200)*1.1 =979(V) (1) 式中： ——过电压系数 ——安全系数 ——额定直流电压 ——关断即将结束时的尖峰电压 考虑到回馈制动，电压波动，开关过程引起的电压尖峰等因素，通常选择功率管器件耐压都是母线电压的一倍，故IGBT的电压额定值选用1200V。 (2)器件的电流选择

在电力电子设备中，选择功率管模块时，通常先计算通过功率管的最大电流值，然后根据该设备的特点，考虑到过载、电压波动、开关尖峰、温度等因素考虑一倍的安全余量来选择相应的功率管。 流过IGBT的最大电流为： = =300××1.2×1×1.5 =763.56(A) (2) 式中： ——电流尖峰系数 ——温度降额系数 ——过载系数 ——牵引电动机峰值电流 IGBT的电流额定值选用=800A (3)合适的开关频率 功率管的损耗主要由通态损耗和开关损耗组成，不同的开关频率，通态损耗和开关损耗所占的比例不同。而决定功率管通态损耗的饱和压降和决定开关损耗的开关时间（,）又是一对矛盾，因此应根据不同的开关频率来选择不同特征的功率管。 在低频如<10kHz时，通态损耗是主要的，这需要选择低饱和压降型功率管；当≥15kHz时，开关损耗是主要的，通态损耗占的比例比较小。

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范 1. 声音的主观评价 声音的评价分为主观和客观两个方面，客观评价主要依赖于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数，主观则因人而异。一般来说，高频是色彩，高中频是亮度，中低频是力度，低频是基础。音质评价术语和其声学特性的关系如下表示： 从人耳的听觉特性来讲，低频是基础音，如果低频音的声压值太低，会显得音色单纯，缺乏力度，这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言，由于频带较宽，又是人耳听觉最灵敏的区域，适当提升，有利于增强放音的临场感，有利于提高清晰度和层次感。而高于 8KHz略有提升，可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下，手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定，好的频响曲线会使人感觉良好。 声音失真对听觉会产生一定的影响，其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号，输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真（THD），其对听觉的影响程度如下：THD<1%时，不论什么节目信号都可以认为是满意的； THD>3%时，人耳已可感知； THD>5%时，会有轻微的噪声感； THD>10%时，噪声已基本不可忍受。 对于手机而言，由于受到外形和Speaker尺寸的限制，不可能将它与音响相比，因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。 2. 手机铃声的影响因素 铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。对手机而言，Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。 Speaker单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。

设备的设计与选型

设备的设计与选型7.2 原料筒仓依据：A 豆粕日用量4.8t B 豆粕比重730kg/m3 C 麸皮日用量3.2 t D 麸皮比重600 kg/m3 E 装料系数80% F可储存时间为30天 豆粕筒仓：m 57.246% 807301000306.9=′′′3 取筒仓直径为1 m，则246.57=π（4/2）2′h，解得h=1.7 m 故设计直径为1m、高1.7 m的豆粕筒仓1个。麸皮筒仓：3.2′30′1000/（600′80%）=200m3 本科毕业设计第31 页共42 页 取筒仓直径为2 m，则200=π（4/2）2′h，解得h=1.8m 故设计直径为2m、高1.8m 的麸皮筒仓1个。7.3 锤击式粉碎机选用上海市希科粉体设备有限公司生产的SDF-500(1型)捶击式粉碎机，其排料粒度＜3mm，转子转速3000r/min，生产率0.2-0.5t/h,配用JO2-51-6电机，功率18.5kw,电压380V。每天需粉碎原料为8吨，则用该设备2台。 7.4 罗茨鼓风机选用D36′35-40/3500型罗茨鼓风机,其流量为403 m/min,转数1400r/min,配用JO2-84-4电机,功率40kw。每天需风送原料为8吨，则用该设备输送共需时间不到半小时。故选取Y90连续压式气力输送装置两套，分别用于原料输送和熟料输送。7.5 旋转式蒸煮锅拟采用浙江宁波市味华灭菌设备有限公司生产的WHZ—5型5.83m3旋转蒸煮锅，配2.2kw电机。一般5m3旋转式蒸煮锅处理原料约1.3吨，每天蒸料量为8吨，则共需蒸料次数为8/(5.83×1.3/5)=5.28次。现设计每天蒸6次，则每次处理原料量为8/6=1.34吨。根据前面所述蒸料操作知，蒸煮一锅约需130分钟，而原料输入及熟料输出时间大约为15分钟。故每锅从入料到处料所需时间约为150分钟，即2.5小时，蒸6锅共需15小时。因此，选取该型号的旋转蒸料锅2个，同时进行蒸煮，每锅工作时间为7.5小时 7.6 麸皮储斗每锅处理原料1.34吨，则每锅麸皮处理量为1.34′40%=0.54吨，设麸皮储斗容积为V，装料系数为80%，则有：V′80%=0.54′1000/600，解得，V=1.125m3。设储斗上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，取直径为1米，上部高为h，则有：π′0.53/3+π′0.52′h=1.125，解得h=1.266m，取h=1.3m。所以设计麸皮储斗为上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，直径为1米，上部高为1.3米。7.7 拌种设备拌种搅龙，主要用于均匀混合种曲和熟料，可选用JL-250型螺旋输送机选输送 量约为5～10t/h。总功率3.6kw选用一台即可。7.8 种曲池依据蒸料锅技术参数可知种曲池容积约为10 m3 ，每锅熟料体积约3 m3，1.34吨，一锅入一种曲池，每天6锅，共需种曲池6个。因制曲时间约24小时，则需另取3个种曲池轮换使用。因此，共需种曲池9个。7.9 拌盐绞龙成曲移入发酵池前需拌入一定量的盐水。成曲靠重力下落，速度不宜过大，以免损害米曲霉。因此，选取螺旋输送机的处理量也不必很大。现选取GX20型螺旋输送机。其技术参数为：螺旋叶直径200mm，输送量约8t/h,机身宽242mm，机身高316 mm。成曲移池依次进行，故选取1台GX20型螺旋输送机即可。7.10 发酵池依制曲机技术参数可知发酵池容积约为33m3，每批制曲时间为24小时，发酵时间为15天，为保证连续生产，可选用长2.5m，宽2.5m，高3m的发酵池16个。7.11 电动葫芦及抓斗采用BCD2—12D型防爆电动葫芦和ZJM－450型0.45 m3电动抓斗。BCD2—12D型防爆电动葫芦的性能参数为：起重量2t，起重高度12m，起升电动机型号BZD31-4，容量 3kw，转速1380r/min，抓斗运行电动机型号BZDY,12-4，容量0.6kw，转速1380r/min, 起升速度8m/min，运行速度20(30)m/min。发酵池容积为5′2.5′3=37.5m3，0.45m3抓斗需运行84次。由发酵池到淋池往返一次约5分钟，则每天移一个发酵池的酱醅所需时间为5′84=420分钟，约7个小时。故选一套电动葫芦和抓斗即可。7.12 翻曲机采用宁波市味华灭菌设备公司生产的FQ-8B型翻曲机。该机翻醅曲速度为1～4m/min。绞龙组数8组，总功率7.3kw。该设备采用多组集翻曲、粉碎多功能的特殊绞龙，在平整的筛面板上，曲料含底翻透；电动行走：并采用机械无级调速、自动返回、停止装置，既适应于多品种的曲料，又安全可靠；电动升降机构，使机器适应各种深度曲池；中转车配合，直接将机器移入