自动转换照明灯毕业论文

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1、徐州工业职业技术学院毕业设计(论文)毕业设计（论文）自动转换照明装置的设计与制作Automatically converts lighting device design and production班级 过程装备与自动化092 学生姓名 葛鹏 学号 930413013 指导教师 刘娟/张江伟 职称 讲师/工程师导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称 自动转换照明灯的设计与制作 课题性质设计制作类 班 级 过程装备092 学生姓名 葛鹏 学 号930413013 指导教师 刘娟/张江伟 导师职称 讲师/工程师 一选题意义及背景根据工厂生

2、产实际，厂房设计安装时高度一般在10米以上，厂房内照明灯更换费时费力,针对这种情况提出创新设计想法，提出解决方案。二毕业设计（论文）主要内容：针对课题内容查找相关资料，提出至少3种方案，比较设计方案，选择相对最优方案； 针对选择方案进行自动转换照明灯的结构、电路控制系统设计，确定最终设计结果；进行计算机模拟；制作样机。三计划进度：第1阶段：熟悉设计课题，查找相关资料；第2阶段：对比各方案，确定更优方案；第3阶段：设计自动转换照明灯的结构、电路控制系统，编制设计计算说明书、制作实物；第4阶段：整理设计资料，准备答辩。四毕业设计（论文）结束应提交的材料： 1、设计论文打印稿、电子稿；2、图纸打印稿

3、、电子稿（A2装配图1张，A3零件图2张，电路控制图1张）；3、提交软件仿真结果；4、样机1台。指导教师 教研室主任 年 月 日年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本

4、人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 【摘要】照明问题是每个工厂必须面对的，但是，工厂照明灯一但出现故障，工厂职员就不能有效的去生产工作，就会降低企业的生产效率，从而造成不必要的损失。因此设计一种在工厂方便实用的照明灯是很有价值意义的一件事。 本课题通过观察针对厂房内照明灯更换费时费力的情况以及照明设计存在的问题提出创新设计想法,针对课题内容查找相关资料，提出解决方案，该设计主要介绍的是转换电路的设计。此方案为自动转换照明装置，它是由四个照明灯具组成，经过自

5、动转换控制电路，达到如有一个灯泡损坏立刻自动转换到另一个灯泡的效果，由此减少或避免了因照明灯具损坏而给工厂带来的不必要的麻烦和损失降低企业因更换照明灯所带来的损失，提高生产效率。【关键词】自动转换、照明问题、照明设计。Abstract：Lighting problem is every factory must face to, but, the factory floodlight failure a but, factory staff can effective to production work, can reduce the enterprise production effici

6、ency, thus causing unnecessary loss. So in a factory design convenient practical floodlight is a value of one thing.This topic through the observation for factory in replacement of floodlight time-consuming and lighting design issue of the innovative design idea, in view of the subject search releva

7、nt material content, and proposes the solutions, this design are mainly introduced in this paper converting circuit design. This solution for automatic conversion lighting devices, it is made up of four lighting lamps and lanterns composition, through automatic conversion control circuit, achieve if

8、 there is a light bulb automatic switched to the other damage immediately a light bulb effect, thus reduce or avoid lighting lamps for damage to the factory bring unnecessary trouble and loss enterprise for replacement lights the damage, and improve production efficiency.Key words ：Automatic convers

9、ion、Lighting problem、Lighting design14目录毕业设计（论文）任务书II论文真实性承诺及指导教师声明IV 2第一章 引言41.1背景41.2 厂房照明初步分析51.2.1 问题一 厂房内照明灯更换费时费力，具体分析51.2.2 解决方案51.2.3 问题二 对照明不够重视51.2.4 对照明不够重视，提出展望61.3 论文研究的目的61.4 论文主要内容62.1 自动转换照明灯样机72.1.1 自动转换照明灯样机外部尺寸及图片72.1.2 自动转换照明灯样机系统组成72.1.3 自动转换照明灯样机制作材料清单72.2 电气元件的使用原理及选用82.2.1 电阻

10、的选择82.2.2 电容的选择82.2.3 二极管的选择92.2.4 继电器的选择102.2.5 变压器的选择112.2.6 电流互感器的选择122.2.7 场效应管的选择132.3 自动转换照明灯样机电路图的设计132.4 自动转换照明灯样机电路实现原理14第三章 具体厂房实际用灯设计153.1 厂房照明灯参数、标准153.2 厂房标准照明灯具及电气元件参数选择及确定153.2.2 金属卤化物灯介绍163.2.3 灯具选择223.2.4 工厂照明线路的敷设方式233.2.5 具体控制元件的选择233.2.6 具体设计的电路图23第四章 非标准零部件加工24第五章 装配25第六章 总结26【参

11、考文献】27致谢28 第一章 引言1.1背景随着经济的迅猛发展，工业厂房的兴建如雨后春笋。目前，国内大多数的工厂都是三班或四班倒，人休息机器不休息。在夜间工作必然离不开照明。为了满足各厂房各区域不同功能的照明要求，既要有合适的照明环境，又要达到照明节能的目的，需要通过灯光控制系统来实现。目前，灯光控制系统的使用各有特点，优劣各异。工厂也都很重视这个问题，但是，工厂照明灯一但出现故障，工厂职员就不能有效的去生产工作，就会降低企业的生产效率，还容易发生危险，威胁人身安全。从而造成不必要的损失。因此设计一种在工厂方便使用实用的照明灯是很有必要的。此外，传统的工厂照明灯再设计和计算上有很多不合理，会造

12、成资源浪费、增加产品成本等问题。图1.1 厂房照明示例目前厂房照明产品 1、老式的灯泡因其费电而且使用寿命很短,逐渐被淘汰。2、 现在厂房用的多的就是节能灯+铝反射罩，比传统的节能，但是厂房环境（如：灰尘，潮湿）会大大影响产品的使用寿命。3、 工矿灯，日光灯，机床照明灯等。4、如果公司效益比较好，对厂房要求高的话会用到LED产品，挑高6米一般的LED灯具（LED日光灯管，大功率LED筒射灯，）达不到照度要求，像LED金卤P灯就可以达到很好的照度要求，但是投入也要相对要高。1.2 厂房照明初步分析1.2.1 问题一 厂房内照明灯更换费时费力，具体分析1.2.2 解决方案a、方案一：利用绳子与滑轮

13、组拉动原理：把线一头固定在照明灯座上，另一头固定在厂房墙壁上，通过滑轮组来拉动，实现灯具的升降。优点：结构简单，费用低，同时做到既省力又改变拉力作用方向。缺点：布置线绳繁琐，扰乱生产秩序。b、方案二：利用多个照明灯进行轮换使用原理：选择匹配的元器件，通过电路控制系统设计，达到只要一个照明灯损坏立即切换到下一个照明灯继续使用，直至四个等都坏掉全部一起换。优点：结构设计和装配上方便、合理，成本较低。缺点：闲置的灯造成浪费。c、方案三：利用电动机与绳子等配合使用原理：根据通电导体在磁场中受力旋转来拉动。优点：原理和结构简单，传动效率高。缺点：造价成本过高。d、方案四：利用升降机原理：人直接通过升降机

14、来进行更换照明灯操作。优点：操作简单，使用简便。缺点：危险性高，升降机价格较高，且闲置时浪费。 综合以上各种方案，比较各自的优缺点。选择方案二：利用多个照明灯进行轮换使用。1.2.3 问题二 对照明不够重视 有人认为照明不象防雷、消防存在人身安全问题，无非是多布几盏灯，少布几盏灯，房间亮一些，暗一些。把照明问题（照明功率密度）提高到强制性条文的位置，似乎有些牵强。 目前，我国经济正处于高速发展阶段，而能源却成了制约我国经济发展的瓶颈，2004年的电荒、煤荒，集中爆发，一方面，到处拉闸限电，北方供暖面临缺煤危机，另一方面，由于煤碳企业的超负荷运行，导致煤碳安全事故频频发生，造成重大人员伤亡。 在

15、能源如此紧张的情况下，有数据表明按单位GDP消耗能源数量计算，我国的能源损耗强度是世界平均水平的数倍，是世界上产值能耗最高的国家之一。能否降低能耗标准，提高能源利用率，已关系到国家的安全稳定，节能成了我国经济能否可持续的发展的关键。 节能是个社会问题，照明也不例外，照明能耗在建筑能耗中，占有相当大的比例（特别是公共建筑和工业建筑）。2004年我国的总用电量约为21000亿千瓦时，2005年预计超过22000亿千瓦时，而照明用电约占总用电量的12%，即超过2500亿千瓦时，是一个相当庞大的数字。 建筑照明设计标准GB50034-2004（下面简称新标准）已于2004年12月1日正式实施，该标准大

16、幅度或成倍地提高了工作场所的照度水平，一方面是与国际标准接轨；另一方面也是社会发展的需要，是人民生活水平提高的一个体现。如果还采用老式的照明方法，采用低光效的光源低效率的灯具、高损耗的传统镇流器，则照明的用电量也将大幅度或成倍地增加，这是目前我国供电状况所不能承受的，所以节能势在必行。新照明标准把照明功率密度LPD指标（即每平方米消耗的电功率）提高到强制性条文的位置，足见国家对节能的重视。新标准极力推荐采用高光效的三基色荧光灯和低损耗的高频电子镇流器和节能型电感镇流器，力求在使场所的照度标准有大幅度提高的前提下，不增加或仅小幅度增加总耗电量。若能切实实施新照明标准，在达到相同照度标准，比传统老

17、式的照明方式节约耗电30%应该不难，以目前22000亿千瓦的照明用电量而言，节能总量将超过800亿千瓦时，相当于再建一个三峡电站。如此之大的效益，应该引起足够的重视，也需要大家共同努力，共同参与，从身边做起，把节能真正落实到每个工程项目上。 我国单位GDP能耗标准是日本的六倍多，是美国的三倍多，发达国家尚且那样注重节能，我国是发展中国家，资源有限，更应该提高能源利用率，节约能源，才能使我国的经济可持续发展。经济发展了，社会稳定和谐，国力不断增强，国际地位不断提升，我们都是节能的受益者。1.2.4 对照明不够重视，提出展望 a、积极推行专业照明设计软件的应用。如果没有一套大家认同、操作简便的专业

18、照明设计软件做辅助，能轻而易举地算出各种照明指标，要想获得一个完全符合新标准的照明方案，确实十分困难。推行专业照明设计软件已是行业发展的迫切需要。b、希望建筑照明设计标准GB50034-2004能早日真正得以以贯彻实施。一项新标准的实施需要行业各部门，行业相关部门的共同参与、积极配合，方能得到落实。1.3 论文研究的目的 目前在我国研究自动转换照明的与意义灯的设计具有十分重大的意义： 第一：为顺应现代节能照明发展的潮流，市场上照明设备满足不同场地及区域的需求心照明设备的出现已迫在眉睫。 第二：自动转换照明灯作为一种新的照明设备，与一般照明灯相比有着得天独厚的优势，它设计、布线和维护简单，应用广

19、泛，顺应发展潮流。且能与其他照明灯相互配合使用。此外，自动转换照明灯能提高管理水平，减少维护费用、改善工作环境。第三：自动转换照明灯成本较低，体积较小，以较低的成本实现频繁更换照明灯的不足，提高提高工作效率。如果形成产业规划还能带动某一地区的经济发展，为我国的经济发展供出一份力量。 第四：自动转换照明灯可减少人工使用升降机频率，提高舒适度、安全，隐患小。转换灯概念新颖，结构简单，打破了传统电灯坏了就得换的情况。1.4 论文主要内容（1）针对自动转换照明灯的设计特点及性能要求等开展调研分析，开展自动转换照明灯的初步设计，确定主尺寸、主要参数，以及其他功能模块。（2）在此基础上，利用相关数据进行初

20、步计算分析，确定所需电气元件。（3）高效节能照明光源的选择，以及优化照明设备，改善照明效率。（4）利用实验室常用元件设计制作样机。（5）方案的具体实现，厂房实际用灯的选择及设计。第二章 自动转换照明灯的样机设计及制作说明：为节约经费，在设计实验阶段采用100W白炽灯、普通灯罩其他实验室各常用电器元件代替标准元器件。2.1 自动转换照明灯样机2.1.1 自动转换照明灯样机外部尺寸及图片灯罩长*宽L*B=360*360mm高H=160mm灯罩外部直径D=146 mm灯罩内部直径d=100mm （a）照明系统 （b）控制系统 图2.1 样机图片 2.1.2 自动转换照明灯样机系统组成可转换照明灯可分

21、为两个系统：照明系统和控制系统。照明系统有灯泡、灯泡罩、灯罩卡子、大灯罩等组成。而控制系统有各种电路控制元件，例如继电器、互感器、变压器、电阻等。2.1.3 自动转换照明灯样机制作材料清单 表2.1自动转换照明灯样机制作材料清单序号电气元件元件型号元件大小数量1电阻碳膜固定电阻器15k 3300k41M12二极管1N400753电容10uF 3220uF14电磁继电器SRD-12VDC-SL-C35电流互感器LSCT-01 5A/5mA36场效应管37变压器220V/9V187.5稳压二极管VZ 7V539白炽灯100W410灯罩411支架12.2 电气元件的使用原理及选用2.2.1 电阻的选

22、择 作为电路中最常用的器件，电阻器，通常简称为电阻。电阻几乎是任何一个 电子线路中不可缺少的一种器件，顾名思义，电阻的作用是阻碍电子的作用。在电路中主要的作用是：缓冲、负载、分压分流、保护等作用。 图2.2 电阻的符号表示本次主要使用的是目前电子、电器、资讯产品中使用量最大，价格最便宜，品质稳定性、信赖度最高的碳膜固定电阻器。碳膜电阻器是气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽 的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。 图2.3 碳膜固定电阻器2.2.2 电容的选择 电容也是最常用、最基本的电子元件之 一。在电路中用于调谐、滤波、耦合、

23、旁路、能量转换和延时等。电容根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容几种。 图2.4 电容内部结构电容的参数识别和选用 ： 主要参数是容量和耐压值。常用的容量单位有 F（10-6 F）、nF（10- 9 F）和PE（10-12F），标注方法与电阻相同。电容的选用应考虑使用频率、耐压。电解 电容还应注意极性，使+极接到直流高电位，还应考虑使用温度。样机使用的为10uF、220uF的电容。 2.2.3 二极管的选择 晶体二极管的结构，最简单的半导体期间就是二极管。在一个PN结的两端加上引线，然后把它封装在管壳里，就做成了一只二极管。二极管根据用途的不同可分成十几类，比较常用的有普通检波

24、二极管、整流二极管、稳压二极管、阻尼二极管、开关二极管、变容二极管等等。这里主要使用的是整流二极管和稳压二极管。 图2.5 整流二极管 图2.6 稳压二极管 （1）整流二极管􀂄 整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结电容较大，使其工作频率较低。一般为 3kHZ 以下。 （2）稳压二极管 􀂄这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的。在电路中其两端的电压保持基本不变，起到稳定电压的作用。常用的稳压管有 2CW55 、2CW56等。 本课题中选用整流二极管的型号1n4007，较强的正向浪涌承受能力：30A，最大正向平

25、均整流电流：1A，最高反向耐压：1000V，低的反向漏电流：5uA（最大值），正向压降：1.0V，最大反向峰值电流：30 uA，工作温度：50+150；稳压二极管的型号是VZ 7V5。2.2.4 继电器的选择 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流。较低的电压去控制较大电流。较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。1. 先了解必要的条件控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制电路中的电压和电流；被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的

26、电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。图2.7 继电器据此，本课题继电器为选用的SRD-12V DC-SL-C。2.2.5 变压器的选择 变压器工作原理：是一种将交流电压、电流变换成另一个或几个同频率的交流电压。电流的电气设备，属静止电器。 图2.8

27、 变压器在单相变压器中，闭合的铁心上有两组绕组，与电源相接的绕组称一次绕组（旧称初级绕组、原边绕组），匝数通常用N1表示，输出电能的绕组称做二次绕组（旧称次级绕组、副边绕组），匝数通常用N2表示。当一次绕组上有交流电压U1和I1时，根据电磁感应，则一、二次绕组分别产生电动势E1和E2，设二次绕组上端电压为U2，如有负载接在二次绕组上构成回路，此时二次绕组还有交流电流I2,一次绕组和二次绕组量的关系为：式中，K为变压器变比。变压器选用220V/9V，一般实际输出电压为它的1.1-1.2倍，所以输出的电压在9.9V-10.8V，利用万用电表测得电磁继电器在工作时通过的电流大概在30mA-40mA。

28、2.2.6 电流互感器的选择 电流互感器(current transformer)简称CT,是将一次回路的大电流成正比的变换为二次小电流以供给测量仪器仪表继电保护及其他类似电器。利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路，所以原、副边电压U1和都很小,励磁电流I0也很小。表2.2 常见的电流互感器型号产品型号额定输入电流额定输出电流欧姆（）LCTA21CE-

29、5A/2.5mA5A2.5mA40LCTA21CE-5A/5mA5A5mA20LCTA21CE-10A/15mA10A5mA200LCTA21CE-10A/10mA10A10mA100LCTA21CE-20A/10mA20A10mA100LCTA21CE-20A/20mA20A20mA50 图2.9 电流互感器的基本电路其用法：按电路图所示， 输入额定电流为5A，次级（副边）会产生一个2.5mA的电流。通过运算放大器，用户可以调节反馈电阻R值在输出端得到所要求的电压输出。而电容C及电阻r是用来补偿相移的。如使用软件补偿或不需要补偿相移的场合，电容C及电阻r可以不接。据此，选择的电流互感器是电流

30、互感器微型精密电流互感器测量用 LSCT-01 5A/5mA。 2.2.7 场效应管的选择 场效应管工作原理 MOS场效应管电源开关电路。 这是该装置的核心，MOS 场效应管的工作原理。 图2.10 场效应管内部结构图 场效应管可分为NPN型PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。由图可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是称之为场

31、效应管的原因。表2.3 常见场效应管型号和参数参数 型号PDMmWIDSSmAVRDSVVRGSVVPVgmmA/VfmMHZ3DJ2D1002020-423003DJ7E1002020-43903DJ15H1006112020-5.583DO2E1000.351.212251000CS11C1000.31-25-42 最终选择的场效应管为IRF540N。（说明:其实可以选择更小的，实验室只有这种所以就拿来用了。）徐州工业职业技术学院毕业设计(论文)2.3 自动转换照明灯样机电路图的设计图2.11 自动转换照明灯样机电路图2.4 自动转换照明灯样机电路实现原理 闭合开关；第一盏灯工作，通过电流

32、互感器感应电流；再通过取样电阻得到想要的电压；电压通过整流，滤波；使交流电变为脉冲直流电压；将电压加至场效应管的栅极；场效应管栅极G、S得电，D、S会导通；从而电磁继电器得电，触头动作，常闭触点断开。当照明灯坏时，为场效应管G极提供控制电压的电路不工作，则场效应管没电，也停止工作，导致电磁继电器不得电，触头不动作，一直处于常闭状态，这时的第二盏照明灯就会工作起来，后面的依次类推。 据上所述：场效应管的G端，由于第一个灯泡通电工作，电压为220V，功率为100W，所以通过灯泡的电流为I1=P/U=0.5A。由于电流互感器的作用，在I1有电流的情况下可以感应出I2=0.5mA。在选用场效应管时，知

33、道它的最大电压不能超过8V，故需用一个稳压二极管VZ 7V5来控制电压，所以R2=7.5V/0.5mA=15k。在后边的调试试验中，出现了刚一通电四盏灯泡全部亮的情况，但是过了大概2s左右，根据公式=CR，选择C1=10F，所以R3=/C1=2/10-5=200k，选择一个与之接近的R2=300k。场效应管的S端,由于连接了一个220V/9V的变压器，但是输出端一般要输出1.1到1.2倍的电压，所以假定输入端220V，那输出端的电压即为9*1.2=10.8V。接着使用万用电表测得通过电磁继电器的电流为30mA到40mA，所以电磁继电器线圈的电阻值为Rkm=。而又由于公式，其中,f=50Hz，所

34、以，这里取5，算出C=138F，故C2取一个220F的。之后的以此类推。第三章 具体厂房实际用灯设计3.1 厂房照明灯参数、标准 厂房照明灯具选用高效率，低维护，低污染，适当的亮度，电器采用优质铜线镇流器，确保在恶劣的环境温度下长期稳定工作，功率因素不低于0.9。厂照明电器箱采用高压铝压铸加厚外壳，相当牢固。1. 功率因数(PF):0.9 2. LED发光效率：80lm/w 3. 初始光通量：8000lm4. 厂房照明灯具效率：90% 5. 有效光束角：1006. 显色指数：Ra80 7. 相关色温：2700k-7000k 8. 工作电压：AC（85-265V）频率（50-60Hz）DC(12

35、V24V36V)9. 光源使用寿命：50000Hrs 。表3.1建筑照明设计标准_GB50034-2004房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）UGRRa备注2.机、电工业机械加工粗加工0.75m水平面2002260可另加局部照明一般加工（公差0.1mm）0.75m水平面3002260应另加局部照明精密加工（公差0.1mm）0.75m水平面5001960应另加局部照明课题需要的照度标注值为300lux。3.2 厂房标准照明灯具及电气元件参数选择及确定3.2.1 工业照明光源选择 光源应根据生产工艺的特点和要求选择。照明光源宜采用无极灯三基色细管径直管荧光灯、金属卤化物灯或高压钠灯。光源点

36、距地高度在4m及以下时宜选用无极灯和细管荧光灯；高度较高的厂房(6m以上)可采用无极灯和金属卤化物灯，无显色要求的可用高压钠灯。 a、 方案一： 工厂照明的下列场所适合使用无极灯：1） 灯具要频繁开关、瞬时启动的场所； 2） 有行车作业，需要避免产生眩光的场所； 3） 用灯时间长，用电量大，需要节能、节电、省钱的场所； 4） 需要严格识别颜色的场所(如光谱分析室、化学实验室等)。 b、方案二：工厂照明的下列场所可使用白炽灯： 1)对防止电磁干扰要求严格的场所。 2)开关灯频繁的场所。 3)照度要求不高，照明时间较短的场所。 4)局部照明及临时使用照明的场所。 在需要严格识别颜色的场所(如光谱分

37、析室、化学实验室等)宜采用高显色三基色荧光灯。 c、方案三： 工厂照明的下列场所适合采用大功率火箭炮节能灯： 1) 灯具要频繁开关、瞬时启动的场所； 2) 厂房高度在10米以下，最好为4-8米； 3) 用电量大，需要节能、节电、省钱的场所； 4) 灯具使用寿命较长，一般为3-5年； 5)需要较逼真的场所(如精密机械、光谱分析室、化学实验室等)。 d、方案四：工厂照明的下列场所适合采用金属卤化物灯： 1) 厂房高度在10米以上； 2) 对光照要求比较高的场所； 3)用电量大，需要节能、节电、省钱的场所； 4)需要较逼真的场所(如精密机械、光谱分析室、化学实验室等)。 综合以上各种方案，比较各自的

38、优缺点。照明光源选择方案四（采用金属卤化物灯）。3.2.2 金属卤化物灯介绍金属卤化物灯，简称金卤灯，英文名为Metal Halide Lamp。金属卤化物充入电弧管内，利用金属原子电离激发发光的电光源。具有发光效率高、色温高、显色性好等特点。图3.1 金属卤化物灯分类 金卤灯是交流电源工作的，在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯，金属卤化物灯是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的第三代光源。照明采用钪钠型金属卤化物灯，金卤灯具有发光效率高、显色性能好、寿命长等特点，是一种接近日光色的节能新光源，广泛应用于体育场馆、展览中心、大型商场、工业厂房、街道广场、车站、码头等场

39、所的室内照明。 工作原理电弧管内充有汞、惰性气体和一种以上的金属卤化物。工作时，汞蒸发，电弧管内汞蒸气压达几个大气压（零点几个兆帕）；卤化物也从管壁上蒸发，扩散进入高温电弧柱内分解，金属原子被电离激发，辐射出特征谱线。当金属离子扩散返回管壁时，在靠近管壁的较冷区域中与卤原子相遇，并且重新结合生成卤化物分子。这种循环过程不断地向电弧提供金属蒸气。电弧轴心处的金属蒸气分压与管壁处卤化物蒸气的分压相近，一般为 133013300Pa。通常采用的金属平均激发电位为4eV左右，而汞的激发电位为7.8eV。金属光谱的总辐射功率可以大幅度超过汞的辐射功率。结果，典型的金属卤化物灯输出的谱线主要是金属光谱。充

40、填不同种金属卤化物可改善灯的显色性（平均显色指数Ra为7095）。汞电弧总辐射中仅有23%在可见光区域内，而金属卤化物电弧的总辐射则有50%以上在可见光区域内，灯的发光效率可高达120lm/W以上。金属卤化物灯仅靠触发电极的作用是不能可靠启动的，一般采用双金属片启动器，或者采用有足够高启动电压的漏磁变压器，也有采用电子触发器的。金属卤化物灯的点燃还需要限流器（即镇流器），其工作电流比同功率高压汞灯的要大一些。 种类选择 图3.2泡形金属卤化物灯 在工业照明这一领域，选用节能环保的照明方案替代传统高能耗光源仍是当前的主行线。要进行照明节能，节能灯并不是唯一能采用的光源。光源是否节能应从光效、光通

41、维持率、平均寿命这三个方面来进行衡量。在不同的照明环境中采用最合适的节能光源才能在照明节能改造中事半功倍。要在中高顶棚的工业照明环境取得最佳节能效果，专家建议是：金属卤化物灯是最好的选择（如图3.2）。 灯的参数确定 在课题设计的厂房中，根据建筑照明设计标准_GB50034-2004表5.3.1工业建筑一般照明标准值和GB 186612002，选择400 W 单端金属卤化物灯就可以满足需要。灯的规格、外形尺寸应符合及相应规格灯的参数表的要求，见图3.3。400 W 单端金属卤化物灯的具体参数（GB 186612002）图3.3灯的规格、外形尺寸应符合及相应规格灯的参数图400 W 单端金属卤化

42、物灯的参数见以下列表1 灯的尺寸和物理特性见表3.2表3.2 灯的尺寸和物理特性玻壳类型灯头型号玻壳直径（max.）D(mm)总长度（max.）L(mm)光中心高度*H(mm)有效弧长*(mm)同轴度工作位置限制玻壳温度（max.）灯头温度（max.）图号T46E4048286149332-46-任意4302105ED9091228130534003BT902344ED12012229218163BT11842 灯在温升期间的再启动电压尖峰(Vrs)表3.3灯在温升期间的再启动电压尖峰再启动电压尖峰 (V) 150（max.）镇流器特性参数输入电压 （V）350镇流器短路电流 （A）4.0阻抗

43、 （）87.53 灯在稳定工作期间的再启动电压(Vr)表3.4灯在稳定工作期间的再启动电压再启动电压Vr （V）250（max.）4 灯的启动电压和温升表3.5 灯的启动电压和温升及灯的温升温度（）最小开路电压（V）备注有效值峰值1013504950 h 灯-301382540燃点100 h 灯灯的温升 灯端电压达到最小灯工作电压的95 %时所需的时间 （min）10（max.）5 额定电压下配用基准镇流器时灯的电特性表3.6 额定电压下配用基准镇流器时灯的电特性燃点位置垂直灯头在上水平目标值最大值最小值目标值最大值最小值灯端电压 （V）（r.m.s）灯电流 * （A）灯功率 * （W）135

44、3.25400150-120-1333.25400148-118-6 额定电压下配用基准镇流器时灯的光特性和寿命参数表3.7 额定电压下配用基准镇流器时灯的光特性和寿命参数初始光效（lm/W）相关色温*（K）显色指数Ra2 000 h 光通维持率（%）平均寿命（h）1 级2 级3 级9990764000658012 000注（以上列表）：1）带“*”为参考值；2）对于水平燃点的灯，其初始光效和光通维持率为垂直燃点时的95 %，平均寿命为85 %。根据上述选择玻壳类型BT90 灯头型号E40 D玻壳直径91 L总长度234 H光中心高度130，见图3-4。图3.4选用灯尺寸 保护角 光源发光边缘

45、与灯具下缘连线同水平线之间的夹角成为保护角，设计保护角是为保护眼睛不受光源直射的照射，见图3-。保护角的公式为 =arteg h/(R+r) 式中 h发光体中心至灯具沿口水平平面的垂直距离（mm） R灯具开口半径（mm） r光源发光体半径图3.5保护角示意图 遮光角灯光遮光角是光源发光体最边缘的一点和灯具出光口的连线同水平线之间的夹角 根据上述可以确定=1530为最宜 取R=218 h=114 r=10 实际设计经过计算设计，最终设计图为，(单灯尺寸见图3-6，整体效果图见图3-7)：图3.6单灯尺寸图整体效果图：见图3.7图3.7整体图俯视图：见图3.8图3.8俯视图 接触点与固定设计为了以

46、后便于拆装维修，每盏灯都由螺丝紧固，而且由托架托起（见图3-9，托架及紧固部见图3-10）图3.9螺丝紧固部位图图3.10托架及紧固部位 接触点设计现在照明用具基本上都运用卡口和螺纹口，金属卤化物灯都是螺纹口见图3.11 图3.11螺纹口接触3.2.3 灯具选择 工厂照明用灯具应按环境条件、满足工作和生产条件来选择，并适当注意外形美观，安装方便和与建筑物的协调，以做到技术经济合理。 一般性工业厂房的灯具选择 (1) 在正常环境中(采暖或非采暖场所)一般采用开启式灯具。 (2) 含有大量尘埃，但无爆炸和火灾危险的场所，选用与灰尘量值相适应的灯具。 多尘环境中灰尘的量值用在空气中的浓度(mgm3)

47、或沉降量mg(m2d)来衡量。对于一般多尘环境，宜采用防尘型(IPSX级)灯具。对于多尘环境或存在导电性灰尘的一般多尘环境，宜采用尘密型(IP6X级)灯具。对导电纤维(如碳素纤维)环境应采用 IP65级灯具。对于经常需用水冲洗的灯具应选用不低于IP65级灯具。 无尘室是工厂内部需要严格控制环境条件的区域。照明的主要作用是使工作活动清晰可见，从而形成安全、舒适、有效的工作条件。 3.2.4 工厂照明线路的敷设方式 厂房照明支线一般采用绝缘导线沿(或跨)屋架用绝缘子(或瓷柱)明敷的方式。当大跨度厂房屋面结构采用网架型式时，除上述方式外，还可采用绝缘导线或电缆穿钢管沿网架敷设。爆炸和火灾危险性厂房的

48、照明线路一般采用铜芯绝缘导线穿水煤气钢管明敷。在受化学性(酸、碱、盐雾)腐蚀物质影响的地方可采用穿硬塑料管敷设。根据具体情况，在有些场所也可采用线槽或专用照明母线吊装敷设。3.2.5 具体控制元件的选择 经过计算，样机中所选用的元件完全可以满足于实际厂房中所使用400 W 单端金属卤化物灯的使用要求,在此不多做要求。3.2.6 具体设计的电路图 见附图一 第四章 非标准零部件加工 图4.1 非标准零部件加工图片第五章 装配 图5.1 装配图片 第六章 总结毕业设计是我们这几年来学习的最好检验，为此我选择的课题紧扣自己的专业知识积极拓展相关知识。我所拿到的课题为自动转换照明灯的设计与制作，这个课

49、题基本上囊括了我几年来所学的所有专业知识。这使我得到了一个很好的机会。本课题从日常生活着手，通过观察针对厂房内照明灯更换费时费力的情况提出转换灯这个创新设计想法。本次设计的内容是转换灯控制系统的设计、加工、购买零部件、装配、调试等。在这一系列的流程中，每一环节都遇到许多问题，如设计灯具的功率，购买标准零部件等。但在导师和多名同学帮助下，总算完成了整个项目的制作，自动转换灯基本实现了最初设想和功能要求。本文第一章主要闲谈了现代照明的背景，也对整篇论文有个总领作用，其次本文主要的设计、实验、制作放在第二章，也囊括了电气元件选择的所有内容。第三章为实际标准设计。最后我利用铆工实训时所学习的知识完成了

50、照明灯灯罩的制作，是我们的设计样机更形象、更美观。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。本次论文主要以缩短学校教育与企业需要的距离，更好的满足了企业用人的需要，也提高了我们学习知识，总结知识的兴趣。在编写过程中我遇到了很多困难，基于这次论文的成功得到了老师和同学的关心和支持，也再次感谢给与

51、本次论文提供宝贵意见的资料。【参考文献】1陈家斌，陈蕾主编电器照明实用技术M郑州河南科学技术出版社2008.2刘木青，周小丽等编著照明自动控制技术M北京机械工业出版社2007.3孙余凯，吴鸣山等编著典型自动控制电路视图与应用M北京电子工 业出版社.2010.4GB 500342004建筑照明设计标准5 GB 12081997电流互感器6 赵广林常用电子元器件识别北京电子工业出版社2007 7 GB 18661200*金属卤化物灯(钪钠系列)070805(修改) 8 沈季平灯与照明2003 年3 月第27 卷第1 期.9 程周，电子电工技术手册，福建.科学技术出版社.2007.1210 编写组编

52、现代英汉汉英电力技术词典，北京：中国水利电出版社，2008 致谢 经过近两个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起设计制作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的指导老师刘娟老师和张江伟老师。刘老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计再到试验检测等整个过程中都给予了我悉心的指导。除了敬佩张老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校徐州工业职业技术学院，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！ 那些曾经的岁月，曾经的的年华，我们一起走过的路。我的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！ 附：附图一