限流器國產化設計

王鵬

摘 ?要 ?本文簡要介紹了某型號產品的主要電氣部件（限流器）的國產化研制。

關鍵詞 ?限流器;國產化

中圖分類號：TM471 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0029-01

某型號產品是用戶某系統中的重要電氣設備，目前用戶使用的此產品是由國外引進，國內尚屬空白，因使用年久，又缺乏備件，致使部分設備不能正常工作。針對這種形勢，我廠主動承擔了該產品的維修及零部件的國產化攻關工作，滿足用戶的需求。

1 ?產品用途

某型號產品具有完善的監控、顯示、保護等功能，使用方便、操作簡單，具有國內先進水平，該產品具有起動時間短、控制先進、電源穩定、結構緊湊、體積小、功率大、防護措施合理等優點，廣泛應用于國防及石油勘探等領域。

該產品電控系統中的限流器是它的主要部件，適用于在啟動狀態下限制啟動電機的啟動電流。

2 ?組成及結構特點

限流器采用盒式殼體，安裝在機組艙體中前部支架上方。

限流器由殼體、直流接觸器、直流時間繼電器、限流電阻、接線柱、圓形電連接器等組成，通過圓形電連接器和接線柱與外部電路相連接。

3 ?國產化方案

1）國產化原則。根據我們對國內現有的電氣元器件功能、質量情況的了解，所選用的電子元器件都是通過國家質保體系認證和國際IECQISO9000質量認證，其國內現有的電氣元器件完全可以達到樣機的技術標準。因此國產化的原則，確定為用國產元器件設計電路，實現電氣功能與樣機相同，外形尺寸與樣機相同，安裝方式及信號定義相同，電平輸入、輸出的技術指標、傳輸方式不變，元器件的技術參數符合技術要求，接插件的輸出輸入端同原樣機一致，使其與某型號產品電控系統相配套，又是國產化機組電氣控制系統的一個組成單元。

2）工作原理分析。限流器的工作原理是：機組啟動指令下達2s后，限流器接到“短接限流器”指令，接到指令后，限流器內部延時電路延時3.5s后，將限流電阻短接。

4 ?仿制過程

1）確立設計思想。在已有技術資料情況下，我們通過對原樣機進行測繪和分析，弄清楚了其電氣原理。根據我們對國內現有的電氣元器件功能、質量情況的了解，我們確定為用國產元器件設計電路，實現電氣功能與樣機相同。原樣機中，其內部的延時驅動電路由電阻、電容、二極管、三極管、穩壓管等組成，元器件使用較多，線路連接也較為復雜。我們用一個時間繼電器替代這部分電路，因為時間繼電器既有延時功能，又有一定的驅動能力，完全符合各項技術要求，同時這樣還可以簡化電路的復雜程度，使電路的故障點減少，檢查和維護也變得方便。

2）元器件選擇原則。確定了設計思想后，查閱產品樣本，查找符合設計要求的電氣元器件，以此來檢驗設計思想的可行性。經過查閱，找到了所有符合設計要求的電氣元器件，其結構方式、性能參數都等同于或優于原樣機同類元器件，并執行國家標準，由此確立了國產化方案。

3）電路圖紙的繪制。根據國產化方案合理準確繪出原理圖，圖中的電器符號采用國標，原理圖力求清晰、準確，各個元器件有序布置，并根據電氣原理圖繪制電氣接線圖。

4）機械結構測繪與設計。測繪原樣機機械尺寸，外形、內部結構、安裝定位孔等尺寸，根據國產化方案所選元器件重新設計內部機械布局，由于限流器內部空間不大，各個器件位置相對緊湊，合理布局顯得尤為重要，為此我們用Pro-E軟件模擬限流器內部結構，將各個電氣元器件和機加件在計算機中實現模擬安裝，最后用CAD軟件完成機械圖紙的繪制。機械圖紙的繪制均采用國標。

5）組裝樣機。按繪制的機加圖紙外委生產廠家加工制作各機械部件，制作好的機加產品須經過嚴格檢驗后方能進行裝配。電氣元器件需先經過性能檢驗，然后才能使用。限流器產品的組裝，按照國家標準執行。

6）仿制后功能的實現。

①性能試驗。

經測試，國產化的限流器各電氣指標均正常。

②對接試驗。

將性能試驗正常的限流器安裝在功能正常的機組中，在機組原位置安裝，限流器機械尺寸合適，各固定孔位準確，電纜與電連接器插頭對接順暢、接觸良好，機組啟動運行，各項技術指標均正常。

5 ?解決技術難點

1）限流電阻的設計。限流電阻的設計是限流器國產化的重要內容，在啟動狀態下，限制啟動電機СТГ-3-2啟動電流值是通過限流電阻實現的。

限流電阻的設計要考慮到以下幾方面：

在啟動狀態下，通過限流電阻的電流平均值為（500±50）安培。

限流電阻的阻值為0.014×（1±10%）Ω。

限流電阻安裝在限流器內部時，采用絕緣支撐，以防止限流電阻與殼體及其他部件接觸。

考慮到限流電阻在工作狀態下的溫升，機械結構上應做散熱設計。

2）時間繼電器的選取。國產化的限流器中，我們用一個時間繼電器替代俄制樣件中延時驅動電路，時間繼電器的選取需滿足以下技術要求：

延時時間在（3.5±1）秒范圍內，所選的時間繼電器延時時間為3.5秒，定時準確度≤±10%，符合要求;

在啟動狀態下，時間繼電器的實際工作電壓為18～24V，所選的時間繼電器的工作電壓為21V±15%，符合要求;

時間繼電器觸點負載特性：0.1～2A;1～30Vd.c.;驅動能力符合要求，觸點的工作電壓符合要求。

3）用Pro-E軟件協助完成機械設計。限流器由于體積小，所以內部電氣元件和機加件安裝的較為緊湊，同時得考慮限流電阻的散熱問題和機電分離問題，所以限流器內部如何合理布局顯得尤為重要，為此借助Pro-E軟件對限流器內部進行合理布局，在計算機中用虛擬元件和模塊進行虛擬裝配，得到最佳效果后，用CAD軟件繪制機械圖紙，外委加工機加件，并完成最終的裝配。

6 ?結束語

限流器國產化的成功為我們積累了一定的經驗，在今后的工作中，我們要繼續務實求干、謙虛謹慎、為企業和國家做更大的貢獻。endprint