船舶电工技师论文

现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。

渤海船舶职业学院原隶属于中国船舶工业总公司，是我国北方唯一一所以培养船舶工业高素质技能型专门人才为主、 国有公办、省市共建、面向全国招生的全日制国家骨干高等职业学院。新校园位于辽宁省兴城市龙兴路，首山国家森林公园东侧，占地面积728亩，建筑面积20万平方米；设有船舶工程、动力工程、电气工程、机电工程、材料工程、信息工程、管理科学、师范教育8个系，基础、体育、成人教育、电大等4个部，开设了船舶制造技术、计算机网络技术等20个专业。学院有在校生人数近8000人。学院坚持“依托船舶、服务地方”的办学定位，坚持“突出特色、提高质量、改革创新、内涵发展”的办学方针，坚持“厚德笃学，知行合一”的办学理念，致力于培养“综合素质高、实践能力强、成长能力好”的优秀人才。2008年，学院被辽宁省教育厅确定为省首批示范性高等职业院校建设单位。2010年，学院被教育部、财政部确定为国家骨干高职院校立项建设单位。学院开设了船舶工程技术等43个专业及专业方向 ，其中船舶工程技术、船舶动力装置技术、船舶电气技术、数控技术、焊接技术及自动化五个专业群，均属国家重点支持的产业集群范围。船舶CAD/CAM为国家精品课程，船舶辅机、船舶柴油机、模拟电子技术、焊接结构、数控编程与加工等10门课程为辽宁省精品课程。学院现有各类实验室、实训中心80个，拥有国防科技工业职业教育实训基地、国家级数控技术实训基地、国家级电工电子及自动化实训基地。学院积极开展国际交流与合作，与韩国巨济大学等院校建立了友好学校，开展了“校校企”合作办学。特色专业船舶工程技术、电力系统自动化技术和轮机工程技术3个专业为省级示范专业。船舶工程技术、数控技术、焊接技术及自动化、建筑工程技术（钢结构制造技术）、电气自动化、机械设计制造（船机制造与维修技术）、理化测试及质检技术（焊接质量检测技术）7个专业为辽宁省品牌专业。焊接技术及自动化专业、船舶电气工程技术专业被评为全国机械行业特色专业。师资力量学院拥有一支结构合理、素质一流的“双师型”教师队伍。学院专任教师453人，其中，正高级职称45人、副高级职称212人；省级以上专家10人；辽宁省教学名师4人；百千万人才工程百人层次1人，千人层次1人；省级优秀教学团队5个。学院教师主持、参与国家、省部级课题210项，发表论文1100篇；完成科技服务项目30项，专利授权5项。校企合作各专业实行“多证制”，学生在获得毕业证书的同时还获得钳工、管工的相应专业职业技能证书 。轮机工程技术等专业毕业生深受社会各界青睐，连年毕业率保持在95%以上 。

电焊机空载电压触电分析电焊作业中操作者每时每刻都要同电打交道，故危险因素较多，触电伤亡事故屡见不鲜。本文以普遍使用的手工电弧焊为例，谈谈电焊机在空载状态下，二次侧输出电压正常时，其焊接回路致人触电的主要原因，并提出相应的预防措施。1空载电压致人触电的原因我国目前生产的手弧电焊机的空载电压一般为55一99V，工作电压为25一40V。显而易见，空载电压值已远远超过了安全电压范围，对于人的安全而言存在比较大的威胁。一方面由于该电压不像相电压(220V)和线电压(380v)那样高，易使人忽视;另一方面，电焊工及有关操作人员与焊接回路中的焊钳、焊条、焊件、工作台、焊接电线等器材的接触比较频繁。当操作人员的个人防护用品保持齐全良好状态时，如果触及到焊条的焊芯、焊钳的焊口、破损的焊接线等焊接回路带电体时，通过人体的事故电流大约在10mA左右，会使手臂产生酸、麻和疼痛感，但触电者一般都能够摆脱这种局面，不至于造成严重的后果。当操作人员的个人防护用品存在缺陷、环境湿度较大、身体出汗、皮肤上带有导电性粉尘、身处导电性地面(由砖、湿木板、钢筋混凝土、金属等材料制成的地面或金属贮罐、管道、锅炉等金属结构内)或碰触到其他接地的导电物体，如操作人员碰触到处于空载状态下的焊接回路的带电体时，通过人体的事故电流可达4OmA以上，此时触电者的触电部位(如手部)将发生痉挛，甚至昏迷而不能摆脱，触电时间稍长就会有生命危险，若事故电流一旦超过50mA，在较短的时间内就可能造成死亡。2预防空载电压触电的措施(l)加强个人防护。焊工个人防护用品包括完好的工作服、绝缘鞋、绝缘手套(长度不得短于3m)等，作业时必须按使用规定穿戴整齐。(2)焊接作业前，应先检查工作场所的焊件、工具等放置合理有序，检查各电气设备的摆放和连接应正确可靠，焊接工作点附近不得有易燃易爆物品。(3)在潮湿地方焊接时，操作台附近地面上应铺设绝缘物(如橡胶绝缘垫)，或站在垫起的干燥木板上。(4)电焊机至焊钳、电焊机至焊件的二次回路连接电缆(统称焊接电缆)必须选用电焊专用电缆，如YHH型或YHHR型等，其截面要求根据电焊机额定输出电流选用，其长度一般以20一30m为宜。(5)焊钳必须具有良好的绝缘性能和隔热能力，各绝缘部位不得有残缺现象。(6)焊钳与焊接电缆之间的连接要求坚固可靠、接触良好，电缆的橡胶包皮应深入到焊钳手柄内部，以防电缆芯线外露。(7)无论是焊把线(电焊机至焊钳的电缆)还是回线(电焊机至焊件的电缆)，最好使用整根的，如果确需中途接头时，每根的接头不宜超过两个，接头处必须连接牢固，保证极低的接触电阻，并做好绝缘处理。(8)无论在高处、斜坡处或沟道等复杂环境还是在常规环境焊接，均不得把焊接电缆缠在腰里或腿上、系在金属物体上，也不要把过长的电缆盘成卷。(9)在金属结构及金属容器(如气柜、锅炉气鼓、管道等)内及其他狭小工作场所焊接时，由于触电的危险性增加，故必须采取专门的防护措施，如在容器外面设有可看见和可听见焊工工作的监护人，以便随时注意焊工的安全动态，或两人的职能轮换工作。(10)在焊接工作场所，要注意对焊接电缆的保护，防止击砸、碾压、烘烤和磨损等，如远离高温的电弧和炽热的焊缝金属体;电缆穿越马路或通道时，应采取保护措施;使用中发现电缆外皮损伤时必须修复，并保证绝缘电阻不小于IMQ。(11)当工作场所气温较高付，操作人员出汗较多，或者在工作服潮湿、空气湿度较大等不利情况下，操作人员均不要靠在操作台、焊件等与二次回路相连接的金属物体上，更不能在接触二次回路的同时，又接触接地的金属物体，在任何情况下都不得把自己的身体作为焊接回路的一部分。(12)为避免电焊二次回路电压致人电击事故的发生，应当安装电焊机空载自动断电保护装置，使更换焊条、整理焊件等正常操作和许多意外的行为均在安全的电压下进行，减小触电的危险性，同时还可节省电力消耗。(上接第38页)外，在施工层外还要支一道3m宽层围栏或搭设安全网。灵，松动断裂，无安全装备或保安全网或立网，立网应高出建筑(6)凡是Zm以上悬空作业险装备。、物lm以上。安全网的质量应符合人员或具有危险性的高处作业人(9)施工设备措施和组装无国家标准GB5725一1985的要求。员必须系好安全带，且安全带的安全和保护措施，材质不符合安(3)施工中搭设的脚手架质量应符合国家标准GB6095一全技术要求。必须坚固、可靠，并符合国家标1985的要求。(10)施工中的各项防护设准;每层要绑护身栏;施工层脚(7)在没有望板的层面上安施、防护用品，其设计搭设强度不手板必须铺严，架子上不准留单装石棉瓦时，应在屋架下弦设安全符合安全技术要求。安全技术措施挑板、探头板。网或其他安全措施，禁止在石棉无可操作性，无法指导施工。(4)凡楼梯口、电梯口、瓦、刨花板、三合板顶棚上行走。3预防措施预留洞口，必须设围栏或盖板、(8)不准在六级以上强风、大(l)高处作业人员必须定架网;正在施工的建筑物所有入雨、雪、雾天从事露天高处作业。期进行身体检查，凡患心脏病、口，必须搭设板棚或网席棚，棚(9)施工用梯子要坚固，高血压病、贫血病、癫痛病、神宽应大于出人口，棚长应根据建踏步高30一40cm，与地面角度为经病或其他不适于高处作业的人筑高度确定，低层时为3一sm，60一70度，地角要有防滑措施。员，严禁从事高处作业。高层时为6一10m。梯子不得缺档，不得垫高使用。(2)高处作业的周边必须设(5)在施工过程中尚未安装(10)高处作业人员的衣着置安全网。凡高4m以上的施工工栏杆的阳台周边、无外架防护的要灵便，不准穿高跟鞋、拖鞋，，首层应设3一6m的安全网;屋面周边、框架工程楼层周边、不准攀爬脚手架或乘坐运料井字施工层与首层之间每隔四层设跑道(或邪道)两侧边、卸料台架吊兰上下。道3m宽的固定安全网;除此之的外侧边等，必须设置lm高的双