发布时间：2023-09-18 16:31:34
绪论：一篇引人入胜的电气工程地位，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
摘要：本文章针对对一种应用在地铁工程维护车上斩波电抗器的研制背景、技术指标及其结构特点进行了介绍，为满足总体技术参数及工作环境等要求，该电抗器设计成干式、自冷、铁心式结构，该电抗器具有结构紧凑、质量轻等特点，样机通过型式试验和实际运行考核，验证了斩波电抗器能满足设计要求。
关键词：地铁工程维护车；斩波电抗器；结构强度
中图分类号：TM47文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0000-00
1 研制背景
随着我国城市轨道交通的迅速发展，越来越多的城市争先进入“地铁时代”，地铁行业的发展前景非常可观。而与此同时也为地铁工程维护车的发展提供了有利条件，工程维护车的应用也非常广泛，对线路进行压道，对地铁隧道、接触网进行检查，牵引地铁车辆进行冷、热滑，将被检修的车辆牵引到指定的检修线上，运送维修设备和进行事故救援，同时也需要定期对线路及接触网进行检查及维护等等。因此，每一条地铁线路都需要配备一定数量的地铁工程维护车及检测车辆。地铁工程维护车和其他城市轨道交通车辆一样，通常也是从直流供电网中（接触网或者第三轨）获得直流电压，经过牵引逆变器和辅助逆变器变换后输出不同的交流电压值，给列车上的设备供电。
斩波电抗器与牵引蓄电池斩波充电模块配合使用，用于降压斩波电路续流，降低电流纹波因数。属于直流滤波电路（LC）的一部分，主要用来限制直流侧滤波单元的电压、电流波动，滤除高次谐波，阻止供电的瞬时突变，保护电气设备。主电路原理图见图1。
图1 主电路原理图
以下重点针对地铁工程维护车斩波电抗器进行介绍。
2 技术参数
额定电压（V） 900（DC）
额定电流（A） 98A（DC）
电感值（mH） 20
绝缘等级 H级
冷却方式 车辆走行风冷却
结构形式 干式、铁心
安装方式 车下吊挂安装
质量（kg） 220
3 结构特点
该电抗器为铁心、干式、自冷、直流电抗器，主要部件为铁心、线圈、电抗器柜、接线盒等。斩波电抗器线圈方形结构，两柱线圈并联，电抗器柜外罩设有通风孔，通过车辆走行风冷却线圈。
根据设计要求，电抗器在纵向、横向与垂向分别能够承受5g、3g与3g的振动冲击。通过强度分析可知：纵向、横向、垂向安全系数能满足设计要求。在大负荷情况下，强度与刚度性能能满足要求。该产品通过了IEC 61373-1999产品冲击和振动试验，满足车辆强度要求。
图2 冲击试验曲线（正向）
该电抗器的结构具备以下特点：
1） 轻量化设计，结构紧凑，质量小；
2） 电抗器柜结构刚性好，应力集中点少；
3） 载荷条件下，结构无明显的位移变形。
4 电抗器电感计算
电感值为电抗器的重要性能参数，铁心电抗器的电感主要有主电感和漏电感两部分组成；
主电感： ； 漏电感： ；
总电感：
根据经验公式计算电抗器总电感L=19.2mH；
有限元仿真计算电抗器电感：L=22.5mH；
通过实际测量电抗器电感值，在经验公式和仿真计算值之间：L=19.8mH，满足技术要求。
5 结论
地铁工程维护车斩波电抗器采用真空压力浸漆型结构，产品具有、质量小、结构紧凑、防水性能好、维护方便等特点。目前，该产品已成功应用在广州地铁、北京地铁、上海地铁等工程维护车上，运行状态良好。
参考文献
住宅建筑电气接地装置的施工是建筑电气分部工程的重要分项，一般使用镀锌扁钢，采用焊接方式，连接埋设于地面以下0.6米左右的接地干线，且易敷设在当地的冻土层以下。接地线连接处搭接面的焊接质量应符合导通性能良好、焊接牢固、焊接搭接长度符合施工规范要求，同时，还应进行防腐蚀处理。然而，在实际工程施工中由于对接地的施工质量不够重视，出现焊接不牢固、虚焊夹渣、往往不重视回填土的质量、对已完的接地工程成品保护不当等问题，造成接地装置使用寿命被缩短，有时会影响用户人身安全。
1. 施工阶段存在的主要问题
2010年至2012年期间，在监督和竣工验收的60栋住宅中，经监督抽查，发现接地装置主要出现的问题有：
（1）接地体（线）的搭接面积达不到规定要求，搭接焊接的棱边数不够，有虚焊现象。
（2）焊接部位未去掉焊接处残留的焊药就直接进入防腐处理工序，或者防腐处理不按规范进行，更有甚者根本不进行防腐处理。
（3）人工接地体顶面深度小于设计或施工规范要求。
（4）总等电位箱内镀锌扁铁表面锈蚀严重，箱体四周砂浆未清理干净、没有抹灰平整。
（5）建筑物等电位联结干线与接地装置只有一处联结，使接地干线或总等电位箱与接地装置未形成环形回路。
（6）未按照设计要求将所有进出建筑物的各种金属管道、接地装置的引入线、总配电盘的PE线与总等电位端子箱接线汇流排连接。
（7）总等电位箱未按照供货厂商提供的原箱配置安装接线汇流排。
（8）抽查测量总等电位箱的接地电阻、卫生间局部等电位箱的接地电阻值不符合设计要求。
2. 造成接地工程施工质量问题的原因
2.1 设计原因：设计人员只标出人工接地的位置和总等电位箱的安装位置，标明遵守的施工及验收规范，未标明具体使用规范版本。施工人员不认真熟悉施工接地装置工程施工及验收规范，出现建筑物等电位联结干线与接地装置只有一处联结，使接地干线或总等电位箱与接地装置未形成环形回路。
2.2 监理原因：监理单位委派的监理工程师身兼数职、技术素质差，而且监理的任务重，使得关键部位监理不能到位；或在建筑电气施工过程中发现问题，也多次下发质量问题整改单，但施工单位整改问题不及时、不彻底，而监理单位不能跟踪问效。
2.3 施工原因：住宅电气接地工程施工中存在的问题，主要是由于施工造成的，具体原因包括：
（1） 为追求利益最大化，节约成本，使用非专业施工人员。由于工程层层分包，分包商在使用专业人员时只重视劳动力成本，而不注重所使用人员的技术素质，让非专业人员承担专业施工任务。
（2） 未按照编制的施工组织设计（施工方案）进行施工，或者未认真组织编制施工组织设计（施工方案），造成施工组织设计没有针对性，可操作性不强。
（3）土建施工人员与电气施工人员沟通不良，造成工序衔接不上，施工质量达不到要求。
（4） 施工工程师和操作人员对接地系统不够重视，认为其技术性不强，工艺简单，在施工中随性而为，常常不按施工规范作业。
（5） 施工单位对已安装的箱体，对已完工的成品不注意保护和保管，造成总等电位箱体及镀锌扁铁表面锈蚀。
2.4 业主原因：甲方压低工程造价，使得监理单位和施工方到位人员素质不高。建筑施工单位由于成本核算，部分没有专职的电气技术员，施工人员对电气工程和弱电工程的专业技能均储备不足，对施工规范的要求不甚明了；监理单位出于成本考虑，所派出技术人员现场监理能力较弱，不能发现存在的问题。
3. 解决接地工程施工质量问题的控制措施
3.1 甲方应组织设计、监理、施工单位做好电气工程设计交底工作。
3.2 电气监理工程师要督促检查施工单位技术人员在施工前做的技术交底工作。监理要按照设计、相关的技术规范和施工质量验收规范对技术交底进行检查，对重要的工种，例如焊工，在技术交底中要对焊接的材料、方式、位置进行重点讲解，保证焊工对设计的正确理解，防止施工中出现偏差，确保施工质量。
3.3 接地装置的安装应由施工单位按批准的施工组织设计要求进行，电气施工人员和焊工要持证上岗，工程建设管理单位和监理单位
应有专人负责监督。
3.4 对等电位的焊接及设计要求注明进行重复接地的部位，特别是卫生间局部等电位箱等，施工技术员和监理要认真核查，符合设计要求才能进行下道工序。
3.5 施工单位应组织专业电焊工人员认真学习接地施工质量验收规范，施工技术员认真做好施工前的技术交底，提高电焊工的施工质量意识。同时，施工单位应加强内部管理，做好土建与电气施工协调、沟通、合作。
3.6 接地施工焊接时，应保证镀锌扁铁搭接面接触，要求焊接至少三面满焊且无夹渣，并严格遵守《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303-2002第24.2.1条、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006要求。
3.7 新疆地区多为高碱性土壤，腐蚀性较强，应尽可能将镀锌扁铁和钢筋包裹于混凝土内。多层住宅智能建筑，在基础下面混凝土垫层内或在基础上镀锌扁铁和梁、柱、基础内的钢筋焊接连通形成接地网，施工时要与土建专业做好配合，将镀锌扁铁和钢筋包裹于混凝土内。既方便施工，又节省了费用，还使得其免受机械损伤，大大降低维护工程量。按照该工艺施工的接地接地电阻值一般不会超过1Ω。在竣工验收60栋住宅时，59栋住宅实际测得的接地电阻都是小于1Ω，只有一栋住宅是因为等电位箱处的扁铁搭接处焊接质量问题超出标准。
3.8 建筑物做总等电位联接。进线配电箱出的PE母排、金属管道、建筑物金属构架、电缆桥架、建筑物接地装置均需与进线的总等电位箱内的端子板连接，从根本上解决人身电击事故危险。
随着“中国制造”概念在全球范围内日渐深入人心，中国生产以其低成本、柔性强的优势在过去的十多年里赢得了无数的出口订单，为国内的贸易顺差打下了坚实的基础。然而，伴着人民币升值、原材料价格飞涨、客户苛刻的品质与服务要求，近两年来，我国制造企业营运利润缩水状况非常严重，如果我们仍然沿习过去单一化、低成本的老路，原有的优势必然会被侵蚀殆尽。因此，从供应链管理理念出发，企业主动与对产品总成本有重要影响的供应商合作，利用供应商的技术长处、经验积累，双方协作设计产品，从成本节约的源头开始入手，将对企业最终产品成本的持续降低及质量改善产生非常积极的影响。
统计资料表明，70％～80％的产品成本决定于设计的早期阶段，而将优秀的协作供应商纳入这一阶段进行共同设计将有助于改善成本和质量，加快产品开发的速度，供应商参与新产品开发已经被证实能够降低开发周期、消除供应商和客户企业的制造问题以及提高产品质量。（Hartley et al., 1997）。下面以无锡捷利电气公司为例，探讨该企业是如何通过协同供应商产品开发，而显著高效地降低企业总体成本的。
无锡捷利电气公司是是一家集科研、技术开发和生产为一体的高新技术企业，主要致力于工业电机、汽车电子、继电器及控制设备的生产与开发。产品销及全国32个省、市、自治区并远销欧洲、非洲、中东、东南亚国家及地区。年营业额约26亿元人民币。随着企业的经营规模不断壮大，捷利公司在研发、设备、品质投入的资金量也在快速增长，但在与世界级同行进行了标杆比较后，发现其单位产值研发及综合质量成本平均高出约35％！为此公司设立了“战略总成本优化”项目，该项目侧重点之一就是如何通过协同供应商参与研发过程来降低成本和质量缺陷率，其目标是将总成本降低20％。
一、供应商协同产品开发的基本涵义及主要活动
核心制造企业和原材料或部件供应商在新产品概念形成时便开始的合作被称为供应商早期参与（ESI）。（LaBahn & Krapfel, 2000）今天许多制造企业正努力将供应商纳入到产品开发的过程中来。（Laseter & Ramdas,2002）。以借助供应商的“外脑”和力量参与企业新产品的子系统或零部件的开发和设计成为双方谋求共同优势互补及发展的一个关键途径。美国的一些领先企业如惠尔浦、McDonell、波音和克莱斯勒公司已经将许多设计活动转移给主要供应商。ESI和经常沟通成为将供应商活动纳入产品开发的重要手段（Hartleyet al., 1997）。供应商协同参与涉及了从产品概念的简单咨询到要求供应商全面负责零部件设计、系统、流程或所提供的服务。（Ragatz et al., 2002）
由图示1可见， 核心企业产品研发过程是由一系列相互依赖并且交互关联的环节组成，这一过程贯穿了新产品(工艺或服务)从“创意”环节逐步发展直到着手大规模制造或传递服务的多阶段转化的进程。在产品开发的整个进程中,“构思”首先要进行筛选和商业可行性评估,然后是设计提出，原型设计和测试,直到设计确定和最后规模生产准备（如：模具、结构图、人员、设备）的就位。在整个过程中常常在成本、绩效、时间、质量等方面会出现一些突发问题，因此要在设计中加以权衡和变化。
二、捷利公司实施协同供应商开发的主要步骤
基于对公司运营状况和自身需求的分析，捷利公司项目团队围绕降低成本、改善效率的目标，制定了相应的实施计划及步骤。
1、目标及范畴的规划。供应商协同产品开发是捷利公司与协作供应商之间更深层次的协作互补，双方就协作的目标和范围进行讨论和确定，从这里捷利公司也可以观察到协作供应商的自身兴趣是否和协同设计目标相一致。供应商同时也得以了解通过协同设计开发而带来的利益增加以及将要协作的范围。需要强调的是，捷利公司必须获得供应商高层的承诺和基于信任的实际支持。
2、IT设施的构建。IT平台的建立目的在于促使协作供应商在协同产品开发过程中更快速、精确、同步化地与捷利公司互动交流，从而大大缩短产品开发的周期并使产品充分集成双方的技术特长。IT平台设施包括了计算机技术、多媒体技术和网络通信技术的整合，它使外包合作双方能在共享环境下协同工作、交互协商、分工合作、共同完成产品开发任务。从IT平台所涉及的内容来看，它主要侧重于三个方面：（1）开发产品导向的模型，该模型和产品开发过程保持一致；（2）所构建的运行系统能使供应商自由地提供和反馈特定产品部件的生产和开发信息；（3）所开发的IT系统能将客户需求和技术信息与供应商共享。
3、建立协同产品开发小组。为使产品开发任务能同步化有效地完成，捷利公司和供应商双方组建了正式的协同产品开发团队。该团队所包括的成员来源于捷利公司内部各职能领域成员以及来自于协作供应商的代表成员，团队推选出一位领导成员作为整个协同设计项目的总负责。团队成员应当具备足够的信息和权利对变动任务和目标进行协调并作出最后决策。当产生冲突和不同意见时，团队成员需要开诚布公地讨论并以基于准时引入新产品的指导方针及时处理协调。如果冲突问题无法在团队中得以解决，团队领导就应当在公司战略流程框架下作出最终决定。这一跨职能团队应该能够积极促进供应商以及所有相关职能领域的充分参与。
4、供应商协同产品开发流程的实现。供应商参与协作通常从概念设计阶段就应该开始了。这一阶段活动几乎决定了产品80％的总成本。概念设计阶段所作出的决策对最终产品质量、周期时间和成本有着至关重要的影响。供应商参与协作能够有效地降低产品/工程更改（ECN）频率，并成为实现协同设计过程的重要成功因素。因此在概念设计和研发早期阶段提供技术支持的供应商参与协作显得尤为关键。
5、协同产品开发流程的导入。只有与供应商正式实施了供应商参与协作的流程，捷利公司才能了解活动状态、对供应商能力建立信心，并获得各类问题和机会产生的信息。在相互理解到了对方的流程之后，捷利公司与协作供应商能更好地优化协同产品开发并持续地改善供应商协作流程。
6、绩效矩阵及风险控制。为能有效衡量供应商协同产品开发的效益，捷利公司运用定量指标如到达市场的准时度、产品开发成本、ECN数量以及生产故障率。这些指标可以真实地反映供应商协同的优越性和协助估测供应商参与协同的潜在风险。
三、协同供应商产品开发的基本模式－捷利公司
从上文对供应商协同产品开发的内容及前提分析我们可以了解到，供应商协同设计所涉及的部门、人员和外部组织较传统意义上的企业内部设计更为广泛而复杂，而要更深入地把握捷利公司与协作供应商协同设计的交互过程，有必要对这一过程的结构流程作进一步地探究。捷利公司的协同产品开发过程涉及了五个阶段的活动，即顾客需求、项目规划、产品设计、原型测试和试运行生产，这五个阶段分别具有各自的目标、输入信息、关键活动、输出信息和参与方，捷利公司与协作供应商以并行交互的方式共同进行着全程开发活动。图2进一步对这五阶段的供应商协同产品开发模式进行了描述。
1、客户需求阶段：协作供应商需要在早期概念设计阶段提供包括产品开发信息的建议方案或相似集成部件以满足客户需求。供应商在这一阶段所进行的概念规格的回顾及修改将有助于捷利公司为客户提供初步方案和可行性分析。此后，高层次的规格可以进一步提出。
2、项目规划阶段：该阶段的主要目标在于捷利公司与协作供应商共同确定更为详细的功能水平设计以及合格零部件供应商的名单。在这一阶段进行的关键部件的评估回顾将决定产品成本以及外包合作双方设计协作的范围及程度。
3、产品设计阶段：协作供应商可以参与低层次设计并同捷利公司在一起共同修改产品设计信息。然后，捷利公司可以拟订测试计划，如系统测试、相容度测试、可靠性测试，而协作供应商则在规格及技术上给予充分支持。
4、原型测试阶段：该阶段的重要性在于它迅速地将供应商整合到原型测试及调试过程中来。供应商可以根据调试报告及时地接收ECN（工程变更通知），并提供确认报告。主要部件原型在上一个阶段已经确认而这一阶段主要进行较小变更。工程变更的大量减少很大程度上归因于这一阶段供应商协同设计所付出的努力。因此，产品开发成本完全可能大幅度降低。
5、初始运行测试阶段：在该阶段，捷利公司与协作供应商需要进行ECN流程以满足客户化需求。接着，系统整合测试，如系统测试、相容度测试、可靠性测试通过初始运行检验接受客户的评估批准。此后，规模化生产便可以开始。
结语
该项目的实施使捷利公司与其重要供应商建立了紧密的战略合作关系，双方通过设计协同和流程优化，有效地改善了企业的销售成本和运营效率，具体表现在新产品上市时间比以往缩短了30％，产品的材料成本降低了25％，产品缺陷率下降了12％，每年净增利润达到4.7亿元！一体化的产品协同设计使捷利公司和协作供应商共同获得了双赢互利的效应。
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