直流变矩电动机的研发过程 点击:572 | 回复:2



dudu01

    
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发表于:2006-08-06 20:03:00
楼主
直流变矩电动机的研发过程
当前状况
    国际原油价格上扬的有关报道比比皆是,我就不在这里赘述了。由于原油价格上涨而引发的一场动力、能源新革命正在蓬勃兴起,汽车由原来的大排量型向小排量型转化。北京、上海、广州等地已经开放了小排量汽车的禁行规定。被多年禁锢的电动自行车也已经放行,经济、环保型交通工具是现代市场的靓点。各大机构,资深学者纷纷向超级电容、燃料电池、镍氢电池等发起进攻。然而在实际应用当中它们的优缺点也是显而易见,下面我们分别进行讨论。
超级电容
这是个极好的储能器件,它具有寿命长,可充电次数达50万次以上。缺点是:a.容量低:上海市试验的超级电容供电的公共交通车;充电一次只能运行20分钟左右。因此在一条公交线路上要设置多个充电站用来保证车辆的运行。b.价格昂贵:一台公交车上所用超级电容的价格在20万元以上。再加上电容器的控制装置和充电站的费用。实在是个不小的数字。c.重量大:充电一次运行20-30分钟的超级电容的重量就已经达到800kg。那么要想像汽车那样加一次油行驶500公里,超级电容的重量就达到了大约19吨的重量。这是一个可怕的数字,如果一辆车的自重那么大它将无法运行。d.输出形式不同:电容器放电是以电荷量为单位的,因此它不能用电压的形式供电。
燃料电池
    现在还是研究阶段,虽然已经有了一些生产厂家但技术还都不够成熟。而且价格也是一个难以让人们承受的数字。
镍氢电池
    这是个好东西,全充全放电的次数可达到1000次以上。只是目前市场售价较高,电车制造厂商们还难以接受。
发散思维
    以上是各大机构、专家、学者在研究电车领域当中集中的焦点,而这个焦点又都集中在能源方面。在能源领域当中他们虽然做出了极大贡献取得了很大的进展,但要想达到汽车那样的性能。即:充电一次可行驶大约500km的路程,制造成本又不会很高这样一种要求还需要一个漫长的时间。
那么我们是否可以换一种方式来考虑这个问题呢?也就是说可否用性能稳定价格便宜的铅酸蓄电池作为能源,改变一些方法和机构来达到这一目的呢?从传统的表面上看铅酸蓄电池的使用寿命很短,例如电动自行车:1-2年的时间就寿终正寝了。这是一种表面现象,其实也有长寿命的;例如:某些通讯设备上的电源就有十几年还没有损坏的。那么,是什么原因缩短了铅酸蓄电池的使用寿命呢?我通过多年的研究分析发现,影响铅酸蓄电池寿命的原因有以下几点:1、大电流过放电或过充电使极板上的铅膏逐渐脱落;2、使用当中虽然没有大电流过放电的行为,但充电不及时造成极板酸化;3、充电的方法不得当,不是过充电就是充电不足使极板过早老化。4、外部的剧烈震动或冲击造成格栅之间短路;5、产品本身质量的问题,原因较多就不在这里赘述了。有人说铅酸蓄电池的充电次数仅仅在600-800次,寿命怎么能那么长呢?其实充电次数仅仅是一种表象,如果合理运用则不受充电次数的影响。
现在让我们来分析一下现有电车的结构方式:a.电动机应用:电动机是电车当中不可缺少的动力机构,现代电车应用的电动机有以下几种:1、串激式直流电动机;2、无刷直流电动机;3、磁阻式电动机;4、交流力矩式电动机。大多数使用前两种。b.传动方式:现代电车的传动方式大体上可分为两种:一种是电动轮传动方式;它是将电动机与车轮做成一体化结构;它可以节省差速器、减速箱、离合器等部件;另外一种是中央电动机传动方式;它与汽车发动机安装方式区别不大。由于电动机的调速范围极其宽广0-3000转/分,因此可以节省离合器减速箱等机构。
    我们知道车辆行驶在平坦的路面时其行驶阻力并不大,以下几种情况是增大车辆阻力的原因:起步、加速、爬坡、大风等。
    由电动机的特性图上可以看到(以串激式直流电动机为例);输出转速与电压成正比;输出扭矩与电流成正比;也就是说当车辆起步、加速、爬坡、顶风行驶时电动机的电流都会成比例的增加来满足要求,而此时正是蓄电池不需要的。
    试想,如果我们能够制造出一种电动机使蓄电池在8-10AH状态下工作。即:1).当车辆遇到上述阻力时自动调节;降低转速、加大扭矩,减小工作电流。2).控制充电在一种合理的情况之下,那么我们就有可能完成充电一次使车辆行驶500Km的可能,蓄电池的使用寿命也有可能达到3-5年的时间。
    机电一体化直流变矩电动机就是基于上述要求而诞生的。

直流变矩电动机
简介
直流变矩电动机是随着社会科技进步发展而诞生的一种新型电动机,它合理地应用了机电一体化的设计思想,沿用无刷直流电动机的基本形式,采用微电脑智能控制技术有机地将机械与电气结合在一起。因此,它既有串激式直流电动机的转矩特性又能够达到大扭矩小电流的目的。最大的特点是:输出转矩能够随负荷阻力变化而变化。其电器性能接近于铅酸蓄电池的放电规律,避免了因大电流放电而损坏电池极板的问题,同时它还能够监测蓄电池的在线工作状态,合理地制定出充电方案,延长了蓄电池的使用寿命,从而开辟了交通领域的新途径。



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发表于:2006-08-10 19:43:00
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发表于:2006-08-10 19:44:00
2楼
我写了这些,是希望大家能广泛的发表看法,然后讨论

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