发电机的工作原理(精选9篇)
首先用原动机带动发电机转动,当达到额定转速成的60%后,电动机退出。
四大部分:点火部分、压缩空气部分、燃烧室、和透平部分
点火部分:点火器,SOLA透平机有个点火炬,当点着火后,由点火炬控制火焰的大小。压缩空气:压缩空气机把空气压缩后送入燃烧室,一般平说点火的空气压力为2.5公斤,点着火后空气压力为10公斤。
燃烧室:压缩空气和燃料在燃烧室燃烧
水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等通常是水轮发电机构成的部件。定子由定子铁芯、机座、线包绕组以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子磁极、转子铁芯、风扇、转子磁极及转轴等部件组成。发电机的转子、定子由轴承、机座及端盖连接组装起来。由于水能的存在, 所以转子可以在定子中活动, 经由滑环吸收一些电流, 此时就变成磁场, 定子线圈做切割磁力线的运动, 进而出现势能, 经由端子来释放, 连接到回路之中, 就出现了电流。接下来重点的分析其活动的原理。
1 反击式水轮发电机
1.1 具体的特点
转轮的叶片为空间扭曲面, 流过转轮的水流式连续的, 同时在一样的时间之中, 全部的经由叶片的流道都是经由水流来开展的, 水流存在于整个的区域之中。
1.2 关于其原理
当水经过叶片的时候, 其速度的高度和趋势等都会出现改变, 所以, 动量出现了很多的变化, 此时水流就会出现了反向的力, 其会反映到所有的叶片之中, 此时转轮就会出现一种旋转的力, 进而出现活动。
1.3 关于其种类的区分
1.3.1 混流式:水流径向流入转轮, 轴向流出。
适用范围:H=30~700m, 单机容量:几万千瓦~几十万千瓦
它的优势是它使用的领域很宽泛, 而且构造不繁琐, 运行安稳, 功效较高, 能用到那些水头较高的, 流量不是很大的电站里。
1.3.2 轴流式:水流沿转轮轴向流入, 轴向流出, 水流方向始终平行于主轴。
a.轴流定浆式:叶片不能随工况的变化而转动。改变叶片转角时需要停机进行。这类型虽然结构简单, 但是效率低。适用H、Q变化不大的情况, H:3~50m。b.轴流转浆式:叶片能随工况的变化而转动, 进行双重调节。它适合用到那些流量存在显著的改变, 而且效率较高的, 大规模的设备之中。
1.3.3 斜流式:当水经过转轮的时候, 其是斜的。而且叶片会伴随着工况的改变而出现变化。其效率非常好。
1.4 关于其构成要素
(1) 进水 (引水) 部件-蜗壳:将水流均匀、旋转, 以最小水头损失送入转轮。 (2) 导水机构 (导叶及控制设备) :控制工况。 (3) 转轮:能量转换, 决定水轮机的尺寸、性能、结构。 (4) 泄水部件———尾水管:回收能量、排水至下游。
1.5 关于其动作步骤
通过上方的水库之中获取水分, 首先到达引水区域, 进而经由通道进入到叶片之中, 此时水灰对生成一种反向的力, 此时叶轮开展转动, 将水能变为动能, 此时水就会自动的排放。其有很多的类型, 比如混流式、斜流式、轴流式, 它们的主要差异是齿轮的构造模式存在差异。
1.5.1 混流式转轮一般由12~20个流线型的扭曲叶片和轮冠、
下环等主要部件组成, 此时水是从辐向进入的, 而从轴向出来的, 其适合是用的范围非常宽, 而且它的规模不是很大, 成本不高, 可以用到很多区域之中。
轴流式又分螺浆式和转浆式, 两者的差异是第一个的叶片不是变化的, 但是第二个是能够变化的。轴流式转轮一般由3~8个叶片, 转轮体、泄水锥等主要部件组成。其过水的水平较之于混流模式的要高很多。针对那些转浆模式的设备来讲, 因为叶片会伴随着负载的变化而出现一定的变化, 所以, 在负载变动很高的区域之中, 都会有非常高的功效。此类设备的对抗气蚀的水平不是很高, 而且构造也非常的繁琐, 通常适合用到那些水头在十米到八十米之间的区域。
1.5.2 对于引水室来讲, 它的功效是确保水合理的流到导水区域之中, 降低导水设备的不利现象, 以进步水轮发电机效率。
对于那种水头大于五十米的, 采用圆形断面金属蜗壳。
1.5.3 导水机构, 一般均匀布置于转轮外围, 具有一定数目的流
线型导叶片及其转动机构等组成其作用在于引导水流均匀地流进转轮, 而且经由对导叶角度的变化, 来变革设备的流量, 进而能够确保合乎设备的负荷改变的规定, 如果全都是封闭的话, 也能够具有封水的功效。
1.5.4 尾水管:
经由转轮释放的水就有一些残存的, 而起功效就是为了处理这些残存的水, 将其带到下方。对于那些规模不是很大的设备一般是用直锥模式, 主要是由于其有着非常好的效率。不过那些规模较大的都是使用弯型的设备, 主要是由于无法经其非常深层次的挖掘。
2 冲击式水轮发电机
水轮发电机利用高速水流的冲击力使水轮发电机转动, 最常见的为水斗式。水斗式水轮发电机一般用于300米以上的高水头水电厂。导水管、喷嘴和喷针、水轮及蜗壳等则是工作的主要部件, 在水轮的外缘装有很多坚固的勺型水斗。该类设备当负载发生变动的时候, 虽说其功效并不会大规模的发生改变, 不过其有着一些不利点, 即过水的水平会被喷嘴干扰。要想提升其过水的水平, 提升单机的功效, 对于那些大规模的设备来讲, 它们已经从过去的水平轴变成了竖直的, 从过去的那种单一的喷嘴变化为非常多的数量。其是一项能够将势能变为机械力的设备。使用其来带动发电机活动, 就能够把水能变化成电能。
2.1 关于其具体的特点
由喷管和转轮组成。水流以自由水流的形式 (P=Pa) 冲击转轮, 利用水流动能 (V方向、大小改变) 产生旋转力矩使转轮转动。在相同的时间之中, 水只是影响转轮的一个区域, 并非是总体。
2.2 关于其种类
2.2.1 水斗式:特点是由喷泉嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。适用H:100~2000m;使用最广泛。
2.2.2 斜击式:H:25~300m。其构造不是很繁琐, 效率不是很高。
2.2.3 双击式:H:5~80m。一般用到小规模的电站之中。
对于冲击式的, 其实结合独特的导水体系, 获取自由射流, 冲向转轮水斗, 此时确保设备动作, 进而将水能变为机械能。对于这种设备来说, 由于射流以及转轮的方位等是不一样的, 所以又分成几个类型, 接下来具体讲述。
根据理论得出, 效率最高的情况则是当水斗节圆处的圆周速度约为射流速度的二分之一时。此类设备在负荷出现变动的时候, 其转轮进水的速率不会发生改变, 同时还因为此类设备都是用到高水头的区域之中, 其水头的变动不是很显著, 速率也不会明显的改变, 所以受到负载的干扰就不是很严重, 其效率曲线非常的顺畅。
其中, 切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切, 故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成, 故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。其应用水头一般为300-2000m, 目前最高应用水头已达到1771.3m (澳大利亚的列塞克-克罗依采克水力蓄能电站, 水轮机出力P=22.8MW) 。
斜式的和上述的原理差不多是一样的, 是工作射流与转轮进口平面呈某一角度α, 射流斜着射向转轮。斜击式水轮机适用于水头在35-350m、轴功率为10-500千瓦、比转速为18-45的中小型水电站。
双击式水轮机水流先从转轮外周进入部分叶片流道, 消耗了大约70%-80%的动能, 然后离开叶道, 穿过转轮中心部分的空间, 又一次进入转轮另一部分叶道消耗余下大约20%-30%的动能。
摘要:当前的水轮发电机有两个大的类型, 分别是冲击式的和反击式。第一种是结合水的动能, 第二种是结合动能。文章分析了其具体的特征等要素。
关键词:电机工作原理;故障;处理
1前言
永平铜矿选矿厂使用的直径5.03M×6.4M球磨机及其主要附属设备瓦尔曼泵由加拿大AC公司引进,该泵不但满足生产需要的流量、扬程,瓦尔曼离心泵目前正在提供与6系列泵在选厂的一个泵站。瓦尔曼泵是有18英寸的直径,排放和每个阶段将搭载履行这一站的设计压力为500 PSI的一个1500HP马达,为提高瓦尔曼泵性能,保证设备正常运行。以下介绍瓦尔曼泵电机工作原理。
2电机技术参数
电机型号:FN-138810额定功率:450马力
额定电压:6000V额定电流:39.2A
频率:50HZ绝缘等级:F
温升:80°C转速:1473转/分
加热功率:960瓦
3电机工作原理
上图是三相异步电动机的示意图,在定子铁芯里嵌放着三相绕组U1—U2、V1—V2、W1—W2。转子槽内放有导条,导体两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。根据旋转磁场理论分析可知,如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压,就有对称的三相电流通过,并且会在定子绕组中产生旋转磁场,这个磁场的转速n1称为同步转速,它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为:n1=60f1/p,转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,如上图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通入U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势,因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子电流与转子感应电动势同相位,其方向由“左手电动机定则”确定。电磁力对转轴形成一个电磁转矩,其作用方向与旋转磁场方向一致,带动转子顺着旋转磁场方向旋转,将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载,则机械负载随着电动机的旋转而旋转,电动机对机械负载做了功。
综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原理是:
3.1三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场。
3.2转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。
3.3转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转矩,驱使电动机转子转动。
4起动与控制回路
4.1合闸回路
现场电源控制开关(1S1KK)1-2或3-4接点接通,成组起动开关选择单机工作使选择继电器(1SXZJ)常闭触点保持接通,工作制开关(HS121S)选择现场操作5-6接点接通,联锁继电器(1SLSJ)常开触点闭合,高压室转换开关(SA)1-2接点接通即在允许合闸位,闭锁继电器(TBJ)常闭触点闭合,断路器储能触点(CK)闭合,断路器辅助触点(1SDL)1-3接点接通。当机旁合闸按钮(1SHA)接通时,合闸线圈(1SHQ)动作。
4.2跳闸回路
当仪表室停止按钮(1S1TA),机旁停止按钮(1S2TA)接通时,断路器辅助触点(1SDL)6-8接点接通,跳闸线圈(1STQ)动作。柜前跳闸是当高压室转换开关(SA)9-10接点接通即在跳闸位时,通过跳闸按钮SB2实现跳闸。
4.3指示回路
机旁和仪表室、柜前均安装合闸和跳闸指示灯。
5保护回路
5.1过电流及速断保护
作为电机过负荷和对电缆终端短路保护。过电流采用值为5A,速断为六倍电机额定电流。
计算公式:Idzj=Kk×Kjx×Ied/Kf×Kj
Kk———可靠系数。一般取1.15--1.25
Kjx———接线系数。取1
Kf———返回系数。取0.85
Ki———电流变比。取15
Ied———电机额定电流。取39.2A
5.2低电压保护
当电源电压低于电机额定电压的70%时,继电器1KA1常开触点闭合,通过微机综保S20的低电压保护进行跳闸。其整定值为70V。
5.3接地保护
当被保护的电机或线路发生接地时,此时零序电流互感器1S3TA的电流将不再为零。微机综保S20的接地保护将对电机或线路进行保护。
5.4设备工艺保护
是指水封水流量和液力藕合器油温进行保护。水封水流量保护,当水封水的流量低时,将流量开关FSL-122的接点断开,通过水封水失流延时后,发出报警提示。液力藕合器油温保护,当液力藕合器的油温高于设定值(600C)时,油温开关TSH-122的接点断开,发出报警并且电机跳闸,因此起到保护作用。
6常见故障及处理
三相异步电动机的故障一般可分为电气故障和机械故障两种。电气方面的故障包括电源、线路、起动控制设备及电动机绕组本身的电气故障。机械故障包括被电动机拖动的机械设备和传动装置的故障,基础和安装方面存在问题引起的故障,以及电动机本身的结构产生的故障。
6.1电动机不能起动或起动时跳闸
故障原因:
(1)控制电源未接通或起动回路开关、触头、按钮及线路接触不良或断线
(2)电源电压过低
(3)定子绕组接地
(4)定子绕组相间短路
(5)负载过大或传动机械卡死
(6)电动机起动时跳闸
处理方法:
(1)检查控制电源是否有电,“允许起动”光字牌是否正常,各开关、继电器、按钮的触头和端子排是否存在接触不良,以及控制电源回路是否断线。
(2)检查电网电压是否正常,当电网电压低于或高于额定电压的5%时,电机不能起动。
(3)用高压绝缘摇表测量其绝缘电阻是否符合绝缘阻值要求,其绝缘阻值应大于6兆欧姆以上。如果绝缘阻值为“0”,说明电机定子绕组接地或烧坏,需解体检查后再确定修理方案。如果绝缘阻值在6兆欧姆以下,1兆欧姆以上说明定子绕组受潮,应进行干燥。
(4)用直流电桥测量定子绕组的电阻,三相电阻值是否平衡,误差不得超过平均值的2%,否则要专项修理。
(5)检查液力藕合器工作状态是否在零位,被免带负载或机械卡死引起起动困难。
(6)检查液力藕合器油温是否正常,当液力藕合器油温达到600C时、电动机发生接地、相间短路都会引起跳闸。查看微机综保故障记录,以便得到准确的信息,能尽快作出故障排除的措施。
6.2电动机运行时有异响
故障原因:
(1)转子与定子绝缘纸或槽楔相擦
(2)轴承磨损或油内有砂粒等异物
(3)定转子、铁芯松动
(4)轴承缺油
(5)风道填塞或风扇擦风罩
(6)轴承磨损过度、轴承跑内、外圆引起定、转子铁芯相擦
(7)电源电压过高或不平衡
处理方法:
(1)修剪绝缘,削低槽楔。
(2)更换轴承或清洗轴承。
(3)检修定、转子铁芯。
(4)轴承清洗、加油。
(5)清理风道,重新安装或调整风扇、风罩。
(6)更换轴承,对磨损的内、外圆进行修复。
(7)检查并调整电源电压。
6.3运行中电动机振动较大
故障原因:
(1)由于轴承磨损间隙过大
(2)定、转子铁芯气隙不均匀
(3)转子不平衡或转子轴弯曲
(4)铁芯变形或松动
(5)联轴器同心度差
(6)风扇不平衡
(7)电动机地脚螺丝松动
(8)笼型转子开焊断路;
处理方法:
(1)检修轴承,必要时更换。
(2)解决轴承磨损过度、轴承跑内、外圆的问题,使气隙均匀。
(3)校正转子动平衡,校直转子轴。
(4)校正重叠铁芯并进行固定。
(5)重新校正同心度,使之符合规定。
(6)检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状。
(7)紧固地脚螺丝。
(8)修复转子。
6.4轴承过热
故障原因:
(1)滑脂过多或过少
(2)油质不好含有杂质
(3)轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧)
(4)电动机端盖或轴承盖未装平
(5)电动机与负载间联轴器未校正,
(6)轴承间隙过大或过小
(7)电动机轴弯曲
处理方法:
(1)按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3)。
(2)更换清洁的润滑滑脂。
(3)过松可用粘结剂修复,过紧应车削端盖内孔,使之适合。
(4)重新装配电动机端盖或轴承盖。
(5)重新校正同心度,使之符合规定。
(6)更换新轴承。
(7)校正电机轴或更换转子。
6.5电动机过热、冒烟
故障原因:
(1)电源电压过高,使铁芯发热大大增加。
(2)电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热。
(3)电动机过载或频繁起动
(4)笼型转子断条
(5)环境温度高,电动机绕组污垢多,或通风道堵塞。
(6)电动机风扇故障,通风不良。
处理方法:
(1)降低电源电压;使电源电压近似于电动机额定电压。
(2)提高电源电压;使电源电压近似于电动机额定电压。
(3)减载;按规定次数控制起动。
(4)检查并消除转子故障。
(5)清洗电动机,改善环境温度,清理风道或采用降温措施。
(6)检查并修复风扇,必要时更换风扇或采用降温措施。
7结束语
由于绝大部分电机使用年限较长,且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中,电机烧毁的事故常有发生,而且呈上升趋势,严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机故障原因及处理方法做一简要分析和介绍,希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助,保证设备正常运行的一项重要的工作。不到之处,还请专家给予批评与指导。
参考文献
[1]瓦尔曼泵替代泥浆泵的比较分析刘红梅
[2] EFFECTS OF SUSPENDED SOLIDS ON THE PERFORMANCE OF CENTRIFUFAL PUMPS加拿大AC公司
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发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部
件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。[1]
2工作原理
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汽油发电机
发动机是将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲
轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
现在,我们分析一下这个过程:
一个工作循环包括有四个活塞行程(所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止
点之间的距离的过程):进气行程、压缩行程、膨胀行程(作功行程)和排气
行程。[1]
进气行程
在这个过程中,发动机的进气门开启,排气门关闭。随着活塞从上止点向下止
点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而使气缸内的压力将到大气压力以下,即在气缸内造成真空吸力,这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸,同
时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。在进气终了时,气缸内的气体压力
约为0.075-0.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K
。[1]
压缩行程
为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发
出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温
度升高,即需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动
活塞由下止点向上止点移动一个行程,即压缩行程。此时混合气压力会增加到
0.6-1.2MPa,温度可达600-700K。
在这个行程中有个很重要的概念,就是压缩比。所谓压缩比,就是压缩前气缸
中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。一般压缩比越大,在压缩终了时
混合气的压力和温度便愈高,燃烧速度也愈快,因而发动机发出的功率愈大,经济性愈好。一般轿车的压缩比在8-10之间,不过现在最新上市的Polo就达到
了10.5的高压缩比,因此它的扭矩表现相对不错。但是压缩比过大时,不仅不
能进一步改善燃烧情况,反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象。
暴燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混
合气自燃而造成的一种不正常燃烧。暴燃时火焰以极高的速率向外传播,甚至
在气体来不及膨胀的情况下,温度和压力急剧升高,形成压力波,以声速向前
推进。当这种压力波撞击燃烧室壁是就发出尖锐的敲缸声。同时,还会引起发
动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重暴燃是甚至会
造成气门烧毁、轴瓦破裂、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
除了暴燃,过高压缩比的发动机还可能要面对另一个问题:表面点火。这是由
于缸内炽热表面与炽热处(如排气门头,火花塞电极,积炭处)点燃混合气产
生的另一种不正常燃烧(也称作炽热点火或早燃)。表面点火发生时,也伴有
强烈的敲缸声(较沉闷),产生的高压会使发动机负荷增加,降低寿命。[1]
膨胀行程
在这个过程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,火花塞发出电火
花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后,放出大量的热能,此时
燃气的压力和温度迅速增加。其所能达到的最大压力可达3-5MPa,相应的温度
则高达2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞由上止点向下止点运动,通过连
杆使曲柄旋转并输出机械能,除了维持发动机本身继续运转外,其余即用于对
外做功。在活塞的运动过程中,气缸内容积增加,气体压力和温度都迅速下降,在此行程终了时,压力降至0.3-0.5MPa,温度则为1300-1600K。[1]
排气行程
当膨胀行程(作功行程)接近终了时,排气门开启,靠废气的压力进行自由排
气,活塞到达下止点后再向上止点移动时,将废气强制排到大气中,这就是排
气行程。在此行程中,气缸内压力稍微高于大气压力,约为0.105-0.115MPa。
当活塞到达上止点附近时,排气行程结束,此时的废气温度约为900-1200K。
由此,我们已经介绍完了发动机的一个工作循环,这期间活塞在上、下止点间
往复移动了四个行程,相应地曲轴旋转了两周。汽油发动机装配上交流发电机就构成了汽油发电机组。
[1]
主要优点编辑
汽油发电机
省油:优良的燃烧效率产生极高的经济效益。
宁静:无论何时无论何处都能使用的低噪音发电机组。
可靠:稳定的自动电压调节系统和机油警告系统,令人放心使用。
本田领导内燃机科技近半个世纪,其精湛技术及丰富经验体现于每一台发动机上,保证
每一台发动机在长久运行中性能稳定、工作可靠从而大大节省维修保养的耗时。
自动电压调节器(AVR)
采用自动电压调节器在设备加载时能自动保持电压的稳定,确保提供平稳的电力,这种
本田公司独有的设计对电压波动敏感的用电设备尤为重要。这是本田有刷电机优于其他发电机的独特之处,且无需维修保养。
发动机机油警告系统:
当机油油位过低时,机油警告系统自动停止发动机运转,使发动机免受损坏。[1]
主要作用编辑
汽油发电机
电信系统中的汽油发电机组通常是用于应急通讯、抢修或者是小型接入网机房、小灵通机房的后备电源。在以下情况下会使用到汽油发电机组:
1、发生天灾,如大雨、洪水等情况下,庞大的柴油机组无法运送,轻便的汽油机组则是保障灾区通讯设备供电的最好选择;
2、在市电不稳或者停电的时候,小型的接入网机房或者是小灵通机站,就可以用汽油发电机组作后备电源;
3、在抢修时,如果需要抢修人员携带后备电源,就可以使用汽油发电机组(当然假如用电功率大时,需要移动的柴油发电机组)。[1]
保养方法编辑
汽油发电机
新发电机或封存的发电机经磨合运转后(最初的50小时),需进行以下维护工作: 清洁或更换空滤
更换发动机润滑油
更换或洗净润滑油滤器的滤芯
重新上紧各部分螺栓和螺冒
新发电机应尽量避免突然增加负载或高速运转,尽可能使用厂家推荐使用的润滑油,不同牌号的润滑油不要混合使用,润滑油中含有各种添加剂,不同牌号的润滑油混合后会使润滑性能下降,导致运动部件的异常磨损。
往燃油箱内注油时,注油口应有滤器,放上滤布更好;燃油先要在油箱内静置24小时以上,使水和杂质沉淀后使用;平时应经常打开日用油箱的排泄塞头排出底部的水和沉积物。
定期检修和有计划的保养是延长发动机使用寿命的关键所在,检修周期和检修项目要根据用途、使用状况和燃油、润滑油的性状作适当调整,必要时要提前进行检修,尽可能由专业的技术人员来完成定期的检修和维护。
柴油发电机组
1在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定 顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。?
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。? 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。
柴油发电机
2??? 柴油发电机组是一种独立的发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门,作为备用电源或临时电源。同时这种小型的发电机组也可以作为小型的移动电站使用,成为很多企业的后备电源使用。?
柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机,下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理:柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程:进气行程、压缩行程、燃烧和作功(膨胀)行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开,经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动,进排气门都关闭,空气被压缩,温度和压力增高,完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时,喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧,形成的高压推动活塞向下作功,推动曲轴旋转,完成作功行程。
柴油发电机组说明:手动操作?
1、手动启动柴油发电机组前应检查燃油、机油、冷却水是否适量。不足的应及时补充。机组应无漏油、漏水的现象。?
2、应将柴油发电机组自动控制器的自动控制按钮拨至中间位置。?
3、打开启动电路的钥匙,向右继续扭动钥匙使柴油机启动,启动成功后,将钥匙回拨到充电位置。?
4、柴油发电机组停机后,应将钥匙及时拨回中间位置。?
柴油发电机组说明:自动操作?
1、在市电正常情况下,将自动控制器的自动控制按钮向上拨至“自动”位置。此时禁止手动启动柴油机。当市电停电后,柴油发电机组能自动启动,并经ATS开关自动向电网供电。?
2、在柴油发电机组自动启动运行后,应及时将钥匙开关拨至充电位置。?
3、市电来电后,机组能自动停机。停机后应将钥匙开关拨至中间位置,防止电瓶倒电,影响下次使用。
柴油发电机组说明:维护、保养?
1、柴油发电机组在运行60小时后需更换机油、清洗柴滤、空滤。?
2、应经常检查电瓶的电解液,不足时应及时补充。?
3、应经常检查皮带松紧情况,调节张紧机构,保持张紧状态。?
4、寒冷季节应打开水加热和油加热开关,使机组保持一定温度,确保柴油发电机组能正常使用。?
柴油发动机的燃烧过程?
柴油在气缸内燃烧是一个复杂的物理-化学变化过程,燃烧过程的完善程度,直接影响着柴油机的作功能力、热效率和使用期限,其燃烧过程划分为四个阶段:?
1.燃烧准备阶段(滞燃期)?
从燃油喷入到着火开始这一时期为燃烧准备阶段。在这一阶段,燃油需加热、蒸发、扩散并与气流混合等物理准备过程,以及分解、氧化等化学准备过程。?
2.速燃阶段?
从着火开始到气缸内出现最高压力时止的这一阶段。当少量柴油着火以后,可燃混合气的数量继续增加火焰迅速传播,燃烧速度加快,放热速率高。气缸内的压力和温度急剧升高。但压力升高过快时,会使曲柄连杆机构受到很大的冲击载荷,并伴随有尖锐的敲击声,柴油机工作粗爆,这种情况应予以限制。为使柴油机工作平稳,最大压力增长率不应超过292kPa~588kPa/1°(曲轴转角)。?
3.主燃阶段(缓燃期)?
从爆发压力出现点到最高燃烧温度出现点之间的阶段为主燃阶段。本阶段的特点是喷油已经结束,大部分的燃油在此期间燃烧,放出总热量的约80%左右,燃气温度上升到最高点。但由于活塞的下移,气缸容积增大,所以气缸内的压力变化不大。供油在这一阶段结束。?
4.过后燃烧阶段?
从最高燃烧温度点到燃烧结束止的阶段。在这一阶段,氧气已大量消耗,后期喷入的燃油就没有足够的氧气与之混合进行燃烧,加之活塞的进一步下移,气缸内压力和温度有较大的下降,使燃烧条件更加恶化,以致燃油燃烧不完全,出现排气冒黑烟现象,使有关零部件热负荷增加,影响柴油机经济性和使用寿命,所以应尽量减少后燃期的燃烧。(摘自浙江师范大学 翁孟超《康明斯发电车柴油机》)
油发电机3
柴油发电机工作原理-柴油发电机组拉缸故障
1.柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化,排气冒黑烟。?
2.活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏,气体密封失效,机油的消耗量及窜气量迅速增加,使发动机不能正常运转,甚至在很短的时间内,由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。?柴油发电机组拉缸故障原因?
1.拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表面由于高温而“熔接”拉伤。即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦,炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着,并将附近的金属质点扯断。?
2.柴油发电机组拉缸的最根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求,活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小,这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷,使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦,产生大量的磨擦热,使工作表面的温度急剧上升,其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。?由此可见,供油状况不良,窜气严重,零件过大的接触应力破坏油膜,是造成拉缸的主要原因。除了润滑、配合间隙、零件制造质量外,使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障,具体地说有如下几点:?1.活塞与气缸套配合间隙过小,或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。?2.润滑不良,如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。?
3.柴油机过热。?
4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。?
5.活塞及活塞环质量差。?从使用的角度讲,还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车,起动前最好用摇把将曲轴转动几圈,使磨擦表面保持一定的润滑油。?
6机组拉缸的表现油路.电路和气管密封性.供油不足是很常见的表现.电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高.?密封性要检查气管卡箍是否密封良好
?发电机组在使用过程当中,对于它的保养是非常重要的:如电池的定期充电(浮充);发电机组的耗材(机油,滤清器等)定期更换;发电机组的定其起动运作5-15分钟(1-2月); 原理
发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。
发动机是将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
柴油发电机组基本结构与工作原理
1柴油发动机总体结构?
柴油机是内燃机的一种类型,是一种将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分,一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。柴油机总体结构一般包括上述几大系统,但由于气缸数、气缸排列方式和冷却方式等不同,因此,各种机型在结构上略有差异。?
① 热能,这就必须提供一定数量的燃料,送进燃烧室与空气充分混合燃烧产生热量,因此,必须有燃料系统。它包括柴油箱、滤油器、喷油泵和喷油嘴等零部件。?
② 为了将得到的热能转变为机械能,需要通过曲轴连杆机构来完成。此机构主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件构成。当燃料在燃烧室内着火燃烧时,由于燃气的膨胀作用在活塞顶部产生压力,推动活塞作直线的往复运动,借助连杆转变曲轴旋转,使曲轴带动工作机械(负荷)做功。?
③ 对于一台设备要连续实现热能转变为机械能,还必须配备一套配气机构来保证定期吸入新鲜空气,排出燃烧后的废气。此机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。?④ 为了减少柴油机的摩擦损失,保证各零部件的正常温度,柴油机必须有润滑系统和冷却系统。润滑系统应由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件组成。
⑤ 为了使柴油机能迅速启动,还需配置启动装置,对柴油机启动进行控制。根据不同的启动方法,启动装置配备的零部件,通常采用电动马达或气动马达启动,对于大功率的机组,则采用压缩空气启动。
2内燃机的常用名词?
① 工作循环:内燃机中热能与机械能的转化,是通过活塞在气缸内工作,连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。?② 上止点和下止点
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本图所示是单缸四冲程内燃机的位置图
当活塞在气缸中移动时,活塞顶处在气缸中的最高位置称为上止点(或称上死点);活塞
顶在气缸中的最低位置,称为下止点(或称下死点)。
活塞冲程:上、下止点之间的最小直线距离称为活塞冲程(或称行程),通常用S表示。曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离称为曲柄的旋转半径。工作容积:活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积,称为气缸工作容积(或称活塞排量)。
压缩比:新鲜气体吸入气缸后充满了整个气缸,即占有气缸总容积,而气缸总容积则包括燃烧室容积和气缸的工作容积。压缩比的大小,说明气缸内的空气(或混合气)经压缩后体积缩小的倍数,也表明气体被压缩的程度。压缩比越大,表明活塞运动时,气体被压缩得越厉害,其气体的温度和压力就越高,内燃机的效率也越高。
在热力过程中,只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力,而我们要求发动机能连续不断地产生机械功,就必须使工质反复进行膨胀。因此,必须设法使工质重新恢复到初始状态,然后,再进行膨胀。因此,柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后,才能恢复到起始状态,使柴油机连续不断地产生机械功,故上述四个热力过程称为一个工作循环。若柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环,称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前,柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。现以图2.2说明四冲程柴油机的工作过程。?
四冲程柴油机的工作过程?
进气冲程:进气冲程的目的是吸入新鲜空气,为燃料燃烧作好准备。要实现进气,缸内与缸外要形成压差。因此,此冲程排气门关闭,进气门打开,活塞由上止点向下止点移动,活塞上方的气缸内的容积逐渐扩大,压力降低,缸内气体压力低于大气压力约68~93kPa。在大气压力的作用下,新鲜空气经进气门被吸入气缸,活塞到达下止点时,进气门关闭,进气冲程结束。
压缩冲程:压缩冲程的目的是提高气缸内空气的压力和温度,为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭,气缸内的空气被压缩,压力和温度亦随之升高,其升高的程度,取决于被压缩的程度,不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时,缸内空气压力达(3000~5000)kPa?,温度达500~700℃,远超过柴油的自燃温度。
膨胀(做功)冲程:当活塞上行将终了时,喷油器开始将柴油喷入气缸,与空气混合成可燃混合气,并立即自燃,此时,气缸内的压力迅速上升到约6000~9000kPa,温度高达(1800~2200)℃。在高温、高压气体的推力作用下,活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而做功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低,直到排气门被打开为止。
排气冲程:排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后,缸内的燃气已成为废气,其温度下降到(800~900)℃,压力下降到(294~392)kPa。此时,排气门打开,进气门仍关闭,活塞从下止点向上止点移动,在缸内残存压力和活塞推力的作用下,废气被排出缸外。当活塞又到上止点时,排气过程结束。排气过程结束后,排气门关闭,进气门又打开,重复进行下一个循环,周而复始不断对外做功。
4、调速器的分类?
调速器的作用是在柴油机工作转速范围内,能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量,以保持柴油 转速基本稳定。对于柴油机而言,改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大,柴油机的功率和转矩都相应增加,反之则减少。?
柴油发电机组的负载是经常变化的,这就要求柴油机输出的功率也要经常变化,而供电的频率要求稳定,这就需要柴油机工作时的转速保持稳定。所以在柴油发电机组的柴油机上必须安装调速机构。调速器一般应包括两个部分:感应元件和执行机构。按照调速器工作原理的不同,可分为机械式调速器、电子调速器、电喷调速。?
① 机械式调速器?
机械式调速系统靠以与柴油机对应的转速旋转的飞锤工作,飞锤在旋转时所产生的离心力可在机组转速发生变化时自动调节油泵进油量的大小,从而达到自动调节机组转速的目的。图2.3为离心式全速调速器的原理示意图。移动操作手柄的位置即可改变弹簧的拉力,使摆杆上所受的拉力作用与推力作用处于新的平衡位置,同时,改变油泵齿条位置,使柴油机调整到所需要的转速,并能自动稳定在此转速下工作。
图离心式全速调速器工作原理示意图?
通常情况下,采用机械式调速系统的柴油发电机组的转速会随着负载量的增大而略有下降,转速的自动变化范围为±5%。当机组带额定负载时,机组的转速大致为1500rpm的额定转速。?
②电子调速器?
电子调速器是一个控制发动机转速的控制器。它的功能主要是:使发动机怠速保持在可设定的转速上;使发动机的工作转速保持在可预设的转速上而不受负载变化的影响。电子调速器主要由控制器、转速传感器、执行器三部分组成:发动机转速传感器是一个可变磁阻的电磁体,它装在飞轮壳中飞轮齿圈的上方。当齿圈上的齿从电磁体下方通过时,就会感应产生交流电流(一个齿产生一个循环)。电子控制器将输入的信号与预设值进行比较,然后把修正信号或是维持信号发送给执行器;控制器可进行多种调整,可以调节怠速转速、运行转速、控制器的灵敏度和稳定度、启动燃油量、发动机转速加速度;执行器是一个电磁体,它将来自控制器的控制信号转换为控制作用力。控制器传送到执行器的控制信号通过一个连杆系传递给喷油泵的燃油控制齿条。?
③电喷调速
电喷机组是通过柴油机上的电子控制模块(ECU)对安装在发动机上一系列的传感器检测到的柴油机各种信息来控制喷油器工作,调节喷油正时和喷油量,以使柴油机处于最佳工作状态。电喷调速的主要优点:通过对喷油器喷油正时、喷油量和高压喷射压力的电子化控制,可以使柴油机的机械性能达到最优;通过ECU精确控制喷油量,柴油机在正常工作时油耗下降,更经济;排放更低,符合EURO非公路内燃机排放标准;通过数据通讯线,可以与外部仪表板、专用诊断工具进行连接,安装更容易,增加了故障点的检测点,更便于故障排除。电喷柴油机管理系统的组成如图2.4所示:?
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图2.4电喷柴油机管理系统
学习目标:交流发电机的作用、基本知识,发电的结构、分类 教学重点:交流发电机的功用 教学难点: 发电机的基本原理
教学重点、难点解决办法: 讲解、演示、操作、问答和讨论 教师教法:任务驱动法、讲授法、举例法、演示法等 学生学法:倾听、记笔记、讨论、问答、操作 教具、学具准备:
实训车辆、三相交流发电机若干、数字万用表、拆装工具等 教学程序设计:
导入、实物讲解、操作示范、重点、难点介绍、按教材要求完成实训操作、并填写实训报告、归纳小结。
一、教学环节(如复习与引入)
器材准备:5S检查 实训注意事项:
使用万用表检测电阻、电压时,注意档位的选择。在动态测试过程中,注意人身安全。
二、交流发电机的功能
交流发电机的功能:
1、发电机有三个功能:发电、整流和调节电压。(1)电磁感应:导体切割磁力线运动或通过线圈的磁通量发生变化时,在导体或线圈中就会产生电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,由感应电动势产生的电流叫感应电流。
(2)三相交流电:在磁场里有三个互成120°的线圈同时转动,电路里就产生三个交变电动势。这样的发电机发出的电流叫做三相交流电。
(3)二极管的特性:
二极管具有单向导电性,将万用表的量程拨到欧姆档,用红、黑表笔分测二极管两引线,一个方向的电阻很小(仅8 ~10Ω左右),另一个方向的电阻极大(无穷大)。
发电机的功能
(1)发电: 点火开关用于ON档工作电路,起动发动机,并通过多槽传送带把发动机的旋转力传输到发电机皮带轮,转动的磁化转子,在定子线圈中旋转产生交流电流。
(2)整流
因为定子线圈中产生的电是交流电,它不能用于车辆上安装的直流电器装置,所以整流器功用:把定子绕组产生的三相交流电变为直流电输出。
(3)调节电压
利用调节器调节发电机的电压,在发电机转速或负载发生变化时也能保持电压稳定。
(4)输出、将来自发动机的机械能转变成电能。并输出给用电设备。
三、观察、动手操作、分析根据要求进行练习,合作学习
1.转子部分
(1)功用:产生旋转磁场(2)组成:
1)集电环 2)转子轴 3)爪极 4)磁轭 5)磁场绕组(3)爪极的形状(鸟嘴形):
使磁场按正弦规律分布2.定子(又叫电枢)
(1)功用:产生交流电(交变)电动势
(2)组成: 1)定子铁心 2)定子三相绕组
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成,定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中定子绕组有三相,三相绕组采用:星形接法或三角形(大功率)接法,都能产生三相交流电。
将发电机定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。一般由6只硅整流二极管散热板所组成。
整流任务由整流器完成 3.端盖
(1)端盖一般用铝合金铸造
(2)端盖上装有电刷组件,普通发电机中一般有两只电刷 4.无刷发电机中没有电刷。小结:作业:
1.交流发电机的检测和试验方法 2.写出交流发电机的控制电路。
1 并联式电子调节器
1.1 电路组成
并联式电子调节器由采样电路、基准电路、信号电路和开关电路四部分组成, 见图1。采样电路由微型电流互感器、小型可控硅等组成。基准电路由电阻、稳压二极管等组成。信号电路由三极管等组成。开关电路由大功率可控硅组成。
1.2 稳压原理
当发电机空载运行, 电路中无电流通过时, 采样电路中电流互感器的二次绕组无信号输出, 小型可控硅关断。其他三部分电路均不工作, 即开关电路处于断开状态。在白天工作时, 由于不使用电器, 电路中无电流通过, 尽管发电机旋转, 但无功率输出。这样既减少了能量损耗, 又提高了电子调节器和发电机的使用寿命。
当发电机带上负载, 电路中有电流通过时, 采样电路中的微型电流互感器的二次绕组有信号输出, 小型可控硅被触发导通。随着发电机转速的升高, 输出电压随之升高, 当输出电压达到一定值时, 基准电路中的稳压管导通并形成电压基准, 由采样电路取得的电压信号与基准电压一起加到信号电路的输入端进行比较, 当发电机输出电压高于稳定值Uo时, 信号电路中的三极管导通, 输出控制信号去触发开关电路中的大可控硅, 使其导通, 这时发电机瞬时相当于短路。较大的短路电流, 一方面在发电机的内阻抗上产生较大的电压降;另一方面较大的短路电流产生的电枢反应具有明显的去磁作用。上述作用的结果, 都将使得发电机的输出电压降低。
当发电机输出电压低于稳定值Uo时, 信号电路无信号输出, 开关电路中的大可控硅关断。如此周而复始的工作, 从而使发电机的电压得以稳定。
并联式电子调节器, 它的优点是使发电机的高速状态下的电压得到了稳定。但由于开关电路的导通, 导致发电机电枢回路频繁瞬时短路, 加速了电机温度的升高, 浪费能源。同时, 电路只能输出交流电, 不能给需要直流电源的电器直接供电。
2 半控桥式电子调节器
2.1 电路组成
半控桥式电子调节器由采样电路、基准电路、信号电路和半控桥四部分组成, 见图2。采样电路由电阻元件组成。基准电路由稳压二极管、电容、电阻等组成。信号电路由二极管T1、T2等组成。半控桥由两只整流二极管和两只可控硅组成。
2.2 稳压原理
当发电机开始旋转, 输出电压低于稳定值Uo时, 信号电路中的T2管一直处于导通状态, 给半控桥中的两只可控硅控制极同时加上触发信号, 使桥路处于导通状态, 电路输出电压升高。
随着发电机转速的升高, 发电机电压升高, 当输出电压大于稳定值Uo时, 由采样电路取得的电压信号与基准电路中的基准电压相比较, 使信号电路中原处于截止状态的T1管变为饱和导通、处于饱和导通状态的T2管变为截止, 触发信号消失。待可控硅正向压降为零时, 桥式电路截止, 调节器无电压输出。此时, 由电路中的RC电路进行放电, 当稳压管两端的电压低于稳压值时, 信号电路中的T1管截止、T2管导通, 再次向可控硅提供触发信号, 使可控硅重新导通, 输出电压再升高。当输出电压大于稳定值Uo时, 再重复上述过程。如此周而复始, 通过信号电路中T1、T2管反复通断, 控制可控硅导通角的大小, 从而使电路输出的直流电压得到稳定。
半控桥式电子调节器, 由于是通过控制可控硅导通角的大小, 来实现输出电压稳定的, 电机绕组不存在瞬时短路的问题, 故发电机发热差、效率高。同时, 能直接满足直流用电设备的用电需求。
参考文献
[1]王启瑞.汽车电气及电子设备[M].合肥:安徽科学技术出版社, 2000.[1]王启瑞.汽车电气及电子设备[M].合肥:安徽科学技术出版社, 2000.
[2]许实章.电机学[M].北京:机械工业出版社, 2000.[2]许实章.电机学[M].北京:机械工业出版社, 2000.
研究小组对捕获的活体电鳐施加刺激,结果在10毫秒的极短时间内脉冲电流的峰值电压为19伏特,峰值电流为8安培。他们还利用该脉冲电流成功启动LED灯并向电容器蓄电,储蓄的电量能使LED长时间发光和驱动迷你车行驶。
研究小组还测定了所取出器官的发电性能。他们在发电器官上下部位连接电极,在正极一侧插入7根注射针,每根注射针同时注入0.25毫升浓度为1毫摩乙酰胆碱溶液。实验测定结果为峰值电压91毫伏,峰值电流0.25毫安,发电时间比活体电鳐长1分钟以上。注射器增加至20只后,峰值电压提高到1.5伏特,峰值电流0.64毫安。
研究小组在发电器官中植入元件制作出发电机原型。他们把发电器官切成3厘米直角形,固定在铝和硅胶做成的容器中,结果发现,在16个元件直列连接情况下峰值电压1.5伏特,峰值电流0.25毫安。
电鳐利用平时存在于细胞膜内的离子泵,使用三磷酸腺苷(ATP)能量产生细胞内外离子差(电位差)。同时神经纤维末端释放出神经传达物质乙酰胆碱,刺激细胞膜内的离子通道,细胞外部的钠离子立刻流入细胞内产生电流。发电器官的细胞膜聚集众多离子泵和离子通道,增加了电流密度。其细胞的直列积蓄层产生高输出发电。由于电鳐难以大量捕获,研究小组未来将人工制作发电器官,融合微米、纳米流体技术,从分子开始自下而上地开发细胞结构,研发出与发电细胞相同的材料。(科技日报)
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配,
例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
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