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一种斯特林发电机驱动的电动汽车专利说明书
klbtxtc212817 2013-6-30 22:33
一种斯特林发电机驱动的电动汽车 所属技术领域 本发明涉及一种 电动汽车 ,具体为 一种斯特林发电机驱动的电动汽车 。 背景技术 早在1873年,英国人罗伯特·戴维森发明了电动汽车,研制出世界上第一辆可供实用的电动载货汽车。该电动汽车比德国人戴姆勒和本茨发明汽油发动机汽车至少早10年。 19 世纪末,电动汽车和蒸汽机汽车盛行一时。随着 汽油发动机技术的不断进步和石油的大量开采,汽油发动机汽车逐步取代 电动汽车和蒸汽机汽车,成为主要的交通工具。 汽油发动机 汽车废气中的 CO 、 HC 、 NO X 及微粒等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾,以及振动产生的噪声,严重污染环境,损害人类健康。为了解决 汽油发动机 汽车废气污染和噪声问题,同蒸汽机一样古老、同属外燃机的斯特林发动机受到重视。 20 世纪30年代,荷兰菲利蒲公司发明现代斯特林发动机。通用汽车公司、福特公司、瑞典斯特林联合公司和德MAN公司分别于60年代、70年代购买此项专利。在轿车和公共汽车上进行了大量试验,都无法推广。其失败的原因在于:一是现代斯特林发动机的体积大、密封难、成本高,斯特林发动机技术不成熟;二是电机技术、电控技术、超级电容器、蓄电池等相关基础技术和产业没有发展起来,只是依靠机械传动的能量管理方式不能满足工况多变的汽车要求。 20 世纪30年代,斯特林发动机用于汽车没有成功。 氢燃料电池车、纯电动车、内燃机混合动力车都成了汽车工业选择。孰优孰劣,众说纷纭,没有定论。虽然这三种汽车技术路线都受限于各自的技术瓶颈,没有普及应用。但是,这三种汽车所必须的电动汽车电控技术却趋于成熟,形成了一定的产业规模。汽车电动化是汽车工业发展的必由之路,汽车能源却不一定靠直接充电。 斯特林发电机作电源的汽车就不受 这三种汽车技术路线的技术瓶颈限制。 中国发明专利斯特林可逆热机(200710050949.2)消除了现代斯特林发动机用作汽车发动机的所有障碍,直接输出电能,适用于电动汽车。中国发明专利一种斯特林热机工况控制器(201110035499.6)提供了车用斯特林发电机控制系统。斯特林可逆热机设计理论为优化设计提供了高效工具。 以斯特林可逆热机为核心,以电机技术、电控技术、斯特林发电机控制技术、超级电容器、蓄电池等现有技术为基础,斯特林发电机驱动的电动汽车已经能做到技术可行、安全可靠、性能卓越、成本低廉。 发明内容 本发明的目的是应用斯特林可逆热机作发电机, 超级电容器或蓄电池作储电装置,整合汽车电控系统和斯特林发电机控制系统, 设计一种斯特林发电机驱动的电动汽车。 为了实现上述目的,本发明的方案是:其结构包括车架、车桥、车轮、车箱、驾驶室、斯特林发电机、燃油供给系统、燃烧系统、冷却系统、斯特林发电机控制系统、储电装置、驱动电动机、电控系统、制动系统、转向系统、照明系统、空调系统、主要工作参数显示仪表。其特征在于:所述储电装置是汽车各系统的供电电源,斯特林发电机只对储电装置充电。斯特林发电机送电开关、汽车各系统的电源开关、燃烧系统控制开关、照明系统控制开关、空调系统控制开关、方向盘、加速踏板、减速踏板、制动踏板、驻车制动手柄、速度调节器、斯特林发动机启动按键及汽车主要工作参数显示仪表都安装在驾驶室。汽车各系统的电源开关由同一个开关控制。整车是纯电动汽车和斯特林发电机的组合。方向盘和座椅在驾驶室内靠左位置。减速踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动手柄、速度调节器安装在方向盘右方;照明系统控制开关安装在方向盘左方;电源开关、燃烧系统控制开关、空调系统控制开关、斯特林发电机送电开关、斯特林发动机启动按键、汽车主要工作参数显示仪表安装在方向盘前方的面板上。车架安装在两个以上的车桥上,车桥两端装有车轮。驱动电动机安装在车桥上。斯特林发电机、驾驶室、车箱从头到尾依次固定在车架上。斯特林发电机的热量流出端置于车头,发电机安装在热量流出端中央的二级密封腔内。热量流出端气缸及其连接管布置在发电机周围的二级密封腔外、冷却空气导流罩内。冷却风扇安装在热量流出端端面的冷却空气导流罩进风口。斯特林发电机的热量流入端靠近驾驶室或置于驾驶室下面。热量流入端气缸及其连接管置于燃烧室内。燃油供给系统由油泵、油箱、油管及其连接线路、电源开关组成。油管连通喷油嘴。燃烧系统由处于热量流入端的燃烧室、进气管、热交换器、排气管、风泵、喷油嘴、火花塞、工况控制器压力传感器、控制器及其连接线路、电源开关、控制开关组成。冷却系统由冷却风扇、冷却空气导流罩、电源开关、连接线路组成。电控系统由电子控制器、速度调节器及连接储电装置、电子控制器、驱动电动机、速度调节器的连接线路组成。斯特林发电机控制系统由高压工质罐、起动控制器、斯特林发动机启动按键、工况控制器、减速阀、减速踏板、加速阀、加速踏板、低压工质罐、工质增压泵及其连接线路、电源开关、连接管路组成。制动系统由制动踏板控制的行车制动和驻车制动手柄控制的驻车制动两套装置组成。转向系统由方向盘、转向轴、转向器组成。照明系统由全车的照明灯具、信号灯具、电源开关、控制开关及连接线路组成。空调系统由电动空调制冷机、风机、电源开关、控制开关、冷气通道及连接线路组成。 所述主要工作参数显示仪表是里程表、汽车速度表、储电装置电量表、发电机转速表、燃烧室温度表、高压工质罐压力表。 所述蓄电装置为超级电容器或各类蓄电池。 所述速度调节器有断开、正向连接调速、反向连接调速三种调节模式,控制驱动电动机不运转、正向运转调速、反向运转调速三种工作状态。 所述燃烧系统进气管的进气口设在热量流出端冷却空气导流罩出风口,风泵安在进气管上,进气管和排气管分别接热交换器的两个换热通道。使进气、排气在热交换器内逆流换热。 所述燃烧系统的控制信号是工况控制器工质压力。电源接通,喷油嘴喷油,风泵送风,燃油空气供应量随工况控制器工质压力值增减同步增减,火花塞始终处于点火状态。 所述斯特林发电机控制系统的加速踏板连接加速阀,减速踏板连接减速阀。加速阀和减速阀都是电磁阀。踩下加速踏板,加速阀打开,工质从高压工质罐流向工况控制器,松开加速踏板,加速阀关闭;踩下减速踏板,减速阀打开,工质从工况控制器流向低压工质罐,松开减速踏板,减速阀关闭。增设储电装置电量控制加速阀和减速阀打开关闭的装置,可自动控制斯特林发电机工况。 所述减速踏板、制动踏板、加速踏板从左到右布置,相对位置保证右脚踩加速踏板时不能踩到制动踏板,右脚踩制动踏板时可以踩到减速踏板。减速踏板也可移到方向盘左方,由左脚控制。 所述斯特林发动机启动按键连接起动控制器,起动控制器连接高压工质罐和各工作腔。起动控制器采集发动机转子相位信号,启动按键产生起动控制器向处于等温膨胀过程工作腔注入高压工质的信号。 本发明的优点在于:一是 可燃用多种燃料,是汽车燃料由化石能源向生物质能源过渡的可行技术。二是富氧常压燃烧方式,燃烧更完全,热机效率高,产生的有害物质少。在节约能源的同时,减少污染物排放,能达到内燃机很难达到的排放标准。三是外燃和风冷两大优势,高原寒冷地区适应性强于内燃机汽车。四是结构简单,斯特林发电机零件比内燃机少 40% 以上,零件形状也没内燃机复杂,量产成本应低于内燃机汽车。 附图说明 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明: 图 1 是斯特林发电机驱动的两车桥载货电动汽车结构示意图; 图 1 中, 1 、斯特林发电机热量流出端, 2 、斯特林发电机热量流入端, 3 、驾驶室, 4 、车箱, 5 、车轮, 6 、车架。 具体实施方式 按图 1 所示的斯特林发电机驱动的电动汽车,车架 6 安装在两个车桥上。车桥两端各装有一个车轮 5 。驱动电动机安装在后车桥上,转向系统安装在前车桥上。斯特林发电机、驾驶室 3 和车箱 4 固定在车架上。斯特林发电机的热量流出端 1 置于车头,斯特林发电机的热量流入端 2 在驾驶室 3 前面。发电机安装在热量流出端 1 中央的二级密封腔内,热量流出端气缸及其连接管布置在发电机周围的二级密封腔外。热量流出端气缸和连接管置于冷却空气导流罩内。冷却风扇安装在热量流出端端面的冷却空气导流罩进风口。燃烧系统进气管的进气口设在热量流出端冷却空气导流罩出口处。热量流入端气缸和连接管置于燃烧室内。冷却空气导流罩和燃烧室以外、车头部外壳以内的空间安置汽车各系统的其他部件。油箱和超级电容器等体积大的部件可固定在车箱下的车架下。驾驶室内,方向盘和座椅靠左布置。减速踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动手柄、速度调节器安装在方向盘右方;照明系统控制开关安装在方向盘左方;电源开关、燃烧系统控制开关、空调系统控制开关、斯特林发电机送电开关、斯特林发动机启动按键、汽车里程表、汽车速度表、储电装置电量表、发电机转速表、燃烧室温度表、高压工质罐压力表安装在方向盘前方的面板上。构成一辆斯特林发电机驱动的电动汽车。 本发明的工作过程是:驾驶人员坐在座椅上,打开电源开关,汽车各系统通电,冷却风扇向冷却空气导流罩内送风。打开燃烧系统控制开关,喷油嘴喷油,风泵送风,火花塞点火,燃油燃烧,燃烧室温度升高。按下斯特林发动机启动按键,高压工质罐的工质流入处于等温膨胀过程的工作腔,发电机开始运转,发电机转速表显示发电机转速。放开斯特林发动机启动按键,合上斯特林发电机送电开关,开始对储电装置充电,斯特林发电机处于稳定的工作状态。松开驻车制动手柄,将速度调节器调到正向连接调速模式,储电装置向驱动电动机供电,汽车起步。随汽车速度加快同步调向高速位置,汽车加速行驶。脚踩制动踏板,汽车减速,并将速度调节器调到低速位置。倒车操作与前行操作基本相同,只是速度调节器要调到反向连接调速模式。制动停车时,脚踩制动踏板到汽车停止,将速度调节器调到不运转位置。拉紧驻车制动手柄,关闭燃烧系统控制开关,断开斯特林发电机送电开关。最后关闭电源开关。在行车过程中,汽车是变工况运行,斯特林发电机工况也要相应调整。脚踩加速踏板,加速阀打开,工质从高压工质罐流向工况控制器,并进入工作腔,工况控制器压力升高,供油供气量增加,输出功率增大。松开加速踏板,加速阀关闭,斯特林发电机就稳定在该工况运行。脚踩减速踏板,减速阀打开,工作腔的工质经过工况控制器流向低压工质罐,工况控制器压力降低,供油供气量减少,输出功率减小。储电装置电量表所显示数据和数据变化趋势是斯特林发电机工况调整的依据。其目的是保持耗电量和发电量动态平衡。增设储电装置电量控制加速阀和减速阀打开关闭的装置后,除去了斯特林发电机工况调整操作,驾驶斯特林发电机驱动的电动汽车,就同驾驶 电动汽车一样。
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一种蓄热式太阳能斯特林发电机专利说明书
klbtxtc212817 2013-6-30 22:30
一种蓄热式太阳能斯特林发电机 所属技术领域 本发明涉及一种 斯特林发电机 ,具体为 一种蓄热式太阳能斯特林发电机 。 背景技术 太阳能热发电主要有槽式系统、塔式系统和碟式系统三种。至今只有槽式系统实现了商业化,塔式系统和碟式系统仍处于 实验示范阶段。 槽式系统和塔式系统共同之处在于都是将太阳能转变成蒸汽能驱动汽轮机发电,可通过蓄热实现昼夜发电;碟式系统是利用太阳能驱动斯特林发电机发电,现代斯特林发电机结构复杂、体积大、蓄热难,只适合有太阳的晴天发电。碟式系统相对槽式系统和塔式系统有两大优势:一是热机效率高,可达 20% 以上,二是模块化,易于组装与维护,建设规模可大可小。碟式系统解决了蓄热问题并控制好发电蓄热两部分太阳能分配比例后,可以保持昼夜均衡发电。 在上世 70 纪年代的能源危机时期,美国政府投入了大量的资金,波音公司组建了一个团队研究碟式太阳能发电系统。开发 20 千瓦的斯特林发动机。但是,波音公司、以及后来继续该项研究的加州圣地亚哥电力公司、斯特林发动机系统公司都无法解决斯特林发动机的可靠性问题。见证整个开发过程的美国国家可再生能源实验室的退休专家 Barry Butler 证实:该斯特林发动机的平均无故障时间是 40 小时,故障原因是工质泄漏。技术障碍导致从事斯特林发动机研发的著名公司美国 SES 公司近年破产。 中国发明专利斯特林可逆热机(200710050949.2)以两级密封技术完全杜绝了工质 泄漏, 而且结构紧凑,在热量流入端设置蓄热室可充分利用气缸中央的空间,蓄热室充满蓄热介质,既能满足蓄热要求,整机体积又增加较小,是实现碟式斯特林发电机蓄热发电的最佳主体结构; 中国发明专利一种斯特林热机工况控制器(201110035499.6)提供的斯特林发电机控制系统,能实现斯特林发电机起动、制动、工况调整的控制操作,是 控制发电、蓄热太阳能分配比例的可靠技术 ;中国发明专利多环连接型斯特林可逆热机(201210174097.7)使斯特林发动机强化程度更高,空间利用率也提高;中国发明专利一种太阳能斯特林发电机(201110077563.7)对热机转子固定和活塞组设计提供了合理方案;中国发明专利一种斯特林热机换热式回热器(201210000717.7)实现了相位差为的两工作腔逆流换热,达到热量合理利用;中国发明专利一种斯特林热机换热装置(201210383424.1)使斯特林发动机散热实现自然风冷。这些专利技术的组合应用,合理设计蓄热室,就是能蓄热的斯特林发电机。 这种能蓄热的斯特林发电机的 蓄热介质密封在热量流入端 蓄热室内,蓄热介质 不流动, 热量靠 蓄热介质内 温差在蓄热室内流动。白天太阳能转变成热能后,一部份驱动斯特林发电机发电,其余部份加热 蓄热介质,使其温度升高;夜晚高温蓄热介质所蓄热量驱动 斯特林发电机发电, 蓄热介质温度降低。采用该斯特林发电机的碟式系统,兼备了现有槽式系统、塔式系统和碟式系统三者的所有优点,制造成本和使用费用降低,完全可成为主要电力供应源。 发明内容 本发明的目的是应用斯特林可逆热机作发电机,设置蓄热室 ,融合有关换热、回热、控制的几项中国发明专利, 设计一种能蓄热、可昼夜发电的太阳能斯特林发电机。 为了实现上述目的,本发明的方案是:其结构包括热量流入端、热量流出端、机体、回热器、热量流入端气缸与回热器连接管、热量流出端气缸与回热器连接管、活塞组、热机转子、控制系统、 蓄热室、 发电机、 蓄热介质 。其特征在于:所述 蓄热室置于 热量流入端气缸中央, 蓄热室的真空加热透镜安装在 热量流入端端面。 蓄热室内有 热量流入端气缸与回热器连接管和 蓄热介质 。 蓄热室外表面包有绝热层。 热量流入端气缸外表面包有绝热层。活塞组两端活塞分别插入热量流入端气缸和热量流出端气缸。热机转子置于机体中央,活塞组卡在热机转子上。发电机置于热量流出端气缸中央的二级密封腔内,发电机转轴与热机转子轴相连。回热器一端经热量流入端气缸与回热器连接管连通热量流入端气缸,回热器另一端经热量流出端气缸与回热器连接管连通热量流出端气缸,形成工作腔。连接方式为单环连接或多环连接。控制系统经热量流出端气缸与回热器连接管连通工作腔。 所述 真空加热透镜就是 将玻璃与蓄热室之间的空间抽为真空,阳光可穿透玻璃和真空加热蓄热室,真空阻止热量向玻璃传导。其工作原理与槽式系统的真空加热管相同。 所述蓄热介质为固态物质,或液态物质,或固态液态混合物。 所述控制系统可实现起动、制动、加速、减速操作。 所述热量流入端气缸采用绝热性好的材料。 所述热量流出端气缸采用导热性好的材料。 本发明的优点在于:一是同时具备 可蓄热和热机效率高的特点,发电质量高,可直接上网,成为基础电力。二是实行风冷散热,适宜缺水地区发电,节约水资源,同时降成本。三是整个发电过程没有污染物排放。四是蓄热介质不流动,可选用价廉的固态液态混合物。五是可利用坡地、公路隔离带等槽式系统、塔式系统无法利用的土地,提高土地资源的综合利用率。 附图说明 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明: 图 1 是一种蓄热式太阳能斯特林发电机结构示意图; 图 1 中, 1 、 真空加热透镜 , 2 、热量流入端气缸与回热器连接管接出口, 3 、换热式回热器, 4 、发电机, 5 、热量流出端网罩, 6 、热量流出端气缸, 7 、机体, 8 、热量流入端气缸, 9 、蓄热室。 具体实施方式 图 1 所示的蓄热式太阳能斯特林发电机的热机是 6 个工作腔、双环连接型斯特林发动机。 真空加热透镜1安装在热量流入端 蓄热室 9 的端面上。 蓄热室 9 位于热量流入端中央,蓄热室 9 内有热量流入端气缸与回热器连接管,并充满熔融盐和固态蓄热介质。热量流入端气缸与回热器连接管接出口 2 到换热式回热器 3 之间的连接管没有画出,要求材料绝热性好。换热式回热器 3 到热量流出端气缸 6 之间的连接管也没画出,要求材料导热性好,管路上还要设置散热片。蓄热室 9 和热量流入端气缸 8 都外包绝热层。热机转子置于机体 7 中央, 6 个活塞组对称卡在热机转子上。活塞组两端的活塞分别插入热量流入端气缸 8 和热量流出端气缸 6 内。发电机 4 置于热量流出端气缸 6 中央的二级密封腔内,发电机转轴与热机转子轴相连。发电机 4 与热量流出端网罩 5 之间布置换热式回热器 3 到热量流出端气缸 6 之间的连接管。控制系统在此连接管上连通 6 个工作腔。 本发明的工作过程是:太阳光束穿透 真空加热透镜,加热 熔融盐和固态蓄热介质及热量流入端气缸与回热器连接管,蓄热室温度升高。当温度达到工作温度后,控制系统起动斯特林发动机,驱动发电机发电。电能直接输给电网。白天控制系统保持发电的同时蓄热;夜晚控制系统按温度下降调控发电,做到均衡输出;蓄热室温度低于最低工作温度,控制系统停机保温。起动时,控制系统发出向处于等温膨胀过程工作腔注入高压工质的信号,高压工质流入工作腔,压力急升,打破了各工作腔之间的压力平衡,发动机运转。控制系统根据工作温度,通过控制各工作腔的最低工作压力控制输出功率。蓄热室温度低,控制系统向各工作腔注入工质,调高最低工作压力,稳定输出功率。蓄热室温度降到最低工作温度,控制系统发出向处于等温压缩过程工作腔注入高压工质的信号,高压工质流入后,处于等温压缩过程工作腔压力升高到处于等温膨胀过程工作腔压力,发动机各工作腔之间的压力平衡,发动机停止运转,进入保温状态。
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中国专利局已受理一种蓄热式太阳能斯特林发电机专利申请
klbtxtc212817 2013-6-29 21:57
今天收到中国专利局关于一种蓄热式太阳能斯特林发电机专利申请的受理通知书。专利号201310261858.9 愿该专利为人类高效利用太阳能作出应有的贡献。
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喜讯:一种蓄热式太阳能斯特林发电机申报中国专利
klbtxtc212817 2013-6-26 12:05
本发明提供的一种蓄热式太阳能斯特林发电机,是以斯特林可逆热机作发电机,设置蓄热室 ,融合有关换热、回热、控制的几项中国发明专利, 设计的一种能蓄热、可昼夜发电的太阳能斯特林发电机。兼备了现有槽式系统、塔式系统和碟式系统三者的所有优点,制造成本和使用费用降低。整个发电过程没有污染物排放。实行风冷散热,适宜缺水地区发电,节约水资源,同时降成本。可利用坡地、公路隔离带等槽式系统、塔式系统无法利用的土地,提高土地资源的综合利用率。完全可成为主要电力供应源。
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[转载]可用于收集大规模能量的摩擦纳米发电机
yinlifeng 2013-4-15 10:36
能源问题是影响人类进步和可持续发展的重大问题之一,各种围绕新能源开发、可再生能源重复利用的研究正在世界各地如火如荼的进行之中。基于纳米器件的能源研究工作是在小尺度范围内进行的,虽然无法解决人类传统能源日益枯竭的问题,但却也足以影响到人们的日常生活,特别是便携式和移动式小型电子设备。 2006年,美国佐治亚理工学院的王中林研究组首次提出了纳米发电机的理念,开辟了能源转化和应用的一个新的范畴。此后,各种类型的纳米发电机不断被研制出来,研究势头方心未艾。传统的纳米发电机是基于压电材料的纳米线,纳米薄膜、纳米纤维等结构,利用材料自身的压电效应实现了将各种形式的机械能转化为可利用的电能。随着研究的不断深入,单个发电机器件的电能输出功率不断提高,已成功实现了驱动常规电子器件。纳米发电机研究的不断向前推进,将为纳米新能源的开发和利用提供新方法和新思路,也会对对未来人类生活产生深远的影响。 通常来讲,发电机是一种可以产生电荷或将正负电荷分开,并利用电势差驱动产生的电荷定向流动形成电流的装置,它可以以电磁、压电、热电、甚至静电效应为基础。压电纳米发电机依靠纳米压电材料所生成的压电电势实现了发电。而另一方面,摩擦电和静电现象是一种非常普遍的现象,存在于我们日常生活中各个层面,从走路到开车等等。由于它很难被收集和利用,往往是被人们所忽略的一种能源形式。如果我们可以通过一种新的方法收集摩擦产生的电能或者利用该方法将日常生活中不规则的动能转成可以利用的电能,将对我们的日常生活产生重要影响。截止到目前为止,静电微型发电机已被研制成功,并且在微机电(MEMS)领域得到广泛应用。但是微型静电发电机的设计主要以无机硅材料为基础,并且器件的制造需要复杂的工艺和精密的操作。整个装置的制备需要大型的仪器设备和特殊的生产条件,造价成本过高,不利于发电机的商业化和日常应用。最近,在王中林教授领导下,由范风茹,林龙和朱光等组成的研究小组巧妙的利用摩擦起电和静电感应的原理,成功研制出柔性摩擦电发电机以及基于该原理的透明摩擦电发电机兼高性能压力传感器。最新相关成果近期发表在《纳米能源》(Nano Energy,2012,1,328)和《纳米快报》(Nano Letter,2012,ASAP) 王中林教授所领导的研究组通过合理的设计器件结构,可以使得摩擦起电这一古老的现象展现出新的应用价值和潜力。整个摩擦电发电机则依靠摩擦电电势的充电泵效应,将两种镀有金属电极的高分子聚合物薄膜-聚酰亚胺(Kapton)膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜贴合在一起组成器件,在外力作用器件产生机械形变,导致两层聚合物膜之间发生相互摩擦,从而产生电荷分离并形成电势差。而两个金属极板作为发电机的电能输出端,通过静电感应可以在表面生成感应电荷。感应电荷在摩擦电电势驱动下流经外电路即可形成电流。实验结果表明,在仅仅0.13%的机械形变下,单个器件的输出电压达到3.3V,输出电流0.6μA,峰值功率密度10.4mW/cm3。 摩擦电发电机有以下几个独特的优势。首先,这是一种以新颖的原理和方法为基础的新型发电机,由于其全高聚物的结构特性,它很可能会为有机电子器件和柔性电子学的研究和应用开辟新的研究领域;其次,整个器件的制造工艺不需要昂贵的原材料和先进的制造设备,这将有利于它大规模工业生产和实际应用。最后,整个器件以柔性聚合物膜为基本结构,易加工,器件的使用寿命长,并且容易和其它加工工艺集成。摩擦电发电机展示出它良好的应用前景,可以从人类活动、轮胎转动、海浪、机械振动等众多不规则活动中获得能量,可为个人电子产品、环境监控、医学科学等提供自供电和自驱动设备,有着巨大的商用和实用潜力。 在此基础上,王教授研究组的科研人员又改进摩擦电发电机的结构,发展出了透明柔性摩擦电纳米发电机。为了使整个装置透密化和提高发电能量密度,研究人员采取了以下三个策略:(i)用透明的PDMS薄膜代替原有的非透明Kapton膜(ii)用透明的ITO电极取代原有的金电极,至此,整个器件就是一个全透明柔性装置。(iii)在PDMS膜表面用微加工的方法制作各种规则的模型阵列,以此增强摩擦效应从而提高纳米发电机的输出效率。实验结果表明,具有微结构阵列的发电机器件其能量输出效率要远远高于原有的无结构器件,输出电压高达18V,峰值电流达到0.7 μA,对应的峰值电流密度约为0.13 μA/cm2. 此外,所制备的纳米发电机可以用作自驱动压力传感器,可以感应落下的水滴(8毫克~3.6 帕的接触压力)和降落的羽毛(20毫克~0.4帕接触压力)的轻微踏触。该装置的设计和研制成功大大拓宽了纳米发电机的应用范围。为纳米发电机在光学器件、电子显示器件、个人电子设备等领域的应用铺平了道路。由于其简单的制作工艺和低成本的生产过程,柔性透明纳米发电机在工业生产和实际应用具有很强的优势。同时,它具有很好的可加工性和耐用性,可以与其它工业制作过程相融合。柔性纳米发电机可被应用于各种自驱动系统如触摸屏,电子显示器,以及其它个人电子产品。
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平板电容器+一滴水构成的发电机,如此简单,但从未去想过?
热度 1 cbi 2013-3-20 11:27
2月12日,nanture commun.发文介绍了一种非常巧妙的微小发电机。它的基本原理是,利用平板电容两个电极之间相对距离的振荡来改变两个电极之间小水滴的三维几何形状,从而使得小水滴与两个平板电极的接触面积不断发生变化,因为接触面积将直接影响两个极板上的电荷分布,所以平板电容将不断发生充放电,从而导致平板电容两端的电压不断发生变化,即产生一个交流电压。实际应用中,平板电极之间的距离振荡可以通过其中一个电极或两个电极同时振动来实现,这种振动实际生活中经常发生,比如噪音,走路产生的振动等,通过这种发电机就可以把生活周围的这些能量收集起来,也许以后会有很大的用处,特别是可随身携带的消费电子产品,或许你只需走走或坐在公交车上就可以了,无需担忧电池没电了。当然水会蒸发等,都是一些技术问题,比如密封,或用油替代水等都可以解决。文中,通过24个这种装置,大约1ml水,在30Hz外力的驱动下,实现了三种二极管的发光。 整篇文章并不需要太多的物理知识,也许这些知识初中生都已完全掌握,但为何从未有人想到过值得我们思考。 ncomms2485.pdf
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中美合作制得纳米发电机的输出电压是先前记录的3.6倍
zhpd55 2013-1-4 16:20
中美合作制得纳米发电机的输出电压是先前记录的3.6倍
Phys.org 网站 2013 年 1 月 3 日 介绍了一项最新研究成果——兰州大学纳米科学与纳米技术研究所、中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所、化学研究所北京分子科学国家实验室以及美国乔治亚理工学院( Georgia Institute of Technology )的研究人员合作,在自供电系统研究方面迈出了重要的一步。研究人员已经建立了一个具有超高输出电压( 209 V )的纳米发电机,是以前输出电压世界纪录 58 V 的 3.6 倍 , 这种纳米发电机其面积不足 1 cm 2 , 可以即刻为商业 LED 供电,而且可以有各种各样的广泛应用。这项研究成果已经在 2012 年 12 月 3 日 在《 纳米 快报 》 ( Nano Letters )网站发表,更多信息请浏览: Flexible Fiber Nanogenerator with 209 V Output Voltage Directly Powers a Light-Emitting Diode , DOI: 10.1021/nl303539c
个人分类: 新科技|3320 次阅读|0 个评论
尿液发电机——来自百度百科
热度 1 flly 2012-11-12 17:05
【非洲发明尿液发电机,一升尿液可供电6小时】4位来自非洲的青少年设计出了这款新玩意儿,尿液被倒进电解池分解为氮气,水以及氢气。随后氢气被通过水过滤器进行净化,并被推入一个气瓶中。在这个气瓶中,氢气被通过硼砂净化,再被送入发电机,就可以提供电力了。 理科生也在家摸索下? 我承认我没有看懂,电解尿液产生氢气,氢气用来发电,发电以后再用来电解尿液。永动机是吧!!!
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耳内生化发电机——跨专业科研成果
热度 1 outcrop 2012-11-9 09:39
我比较喜欢看看 Cyborg 相关的一些技术,因为觉得这个方向很可能是人类的未来之一,最近又发现一个好玩的。 MIT的Massachusetts Eye and Ear Infirmary (MEEI)和Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology (HST) 最近搞出了一种很好玩的小玩意——用耳朵直接驱动的医疗电子装备,来发射一些采集到的数据。 这玩意的特殊之处,在于其动力直接由耳朵提供——没错,就耳朵。直接汲取部分耳膜听到声音后发送给大脑的电化学信号,虽然电力很微弱,但通过电容存起来,还是可以每隔一段驱动一下超低功耗的无线信号发射电路。 超低功耗的电路,也是MIT的Microsystems Technology Laboratories (MTL)搞出来的。 延伸阅读: Medical devices powered by the ear itself 耳朵驱动生物电池的医疗设备问世 =============================关于博主============================= 博主的主要兴趣是:知识管理;相关兴趣有:语义网、机电及DIY、哲学与心理、信息安全、科幻等。 我的常用博客在科学网 (访问可点链接,下同); 新浪微博是@outcrop ,欢迎互粉;建了一个超级QQ群:17662971,希望能闲聊无白丁,欢迎加入;自己打理着一个 机电工程师 小网站,欢迎来玩。最近在科学网关注“ 科学网大学 ”,欢迎加入 科学网大学群组 讨论、尝试。
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[转载]小型风力发电机 & 压电发电介绍
WanghuataoHIT 2012-11-8 21:27
盘式发电机 S式阻力差风机 萨渥纽斯Savonius风力机 阻力型风力机中风能利用系数最高的 风力发电机的效率 达里厄风力机 升力-阻力结合式垂直轴风力机 直驱式垂直轴风力发电机 压电陶瓷系列 压电陶瓷介绍_百度 压电陶瓷应用 压电能量收集器的研究现状 压电能量收集 台湾 2010.pdf 超声液体环境下压电式振动能量采集的研究 2011.pdf 压电发电串并联_视频 发电地板_图 视频 压电陶瓷介绍_视频 压电触摸式按键_视频 用压电片自制吉他麦克_视频 压电致动器_视频 压电陶瓷片发电_视频 NASA压电可变形机翼_视频 爱普生微压电打印机原理_视频 晶振与压电效应_视频 压电马达驱动_视频 压电陶瓷-高分子复合材料 压电陶瓷_聚合物复合材料的制备工艺及其性能研究进展-1999 陶瓷_聚合物相压电复合材料研究进展_2005 压电复合材料_PPT_2011 0-3型压电复合材料的压电性能研究 压电复合材料_硕士论文_英文_2010.PDF 压电陶瓷PVDF复合材料_英文_2005.PDF 人造肌肉-压电复合材料_英文_2007 Piezo-ceramic PZT fibres 图 图2 柔性基板安装压电陶瓷传感器 高技术压电陶瓷公司 柔性压电致动基板_Piezo_Patch_Transducer_Energy_Harvestin_Sensor_Acutators.PDF 压电薄膜传感器 柔性压电基板专利_英文_2005.PDF DuraAct 柔性压电致动器介绍_英文 1-3压电复合材料_Morgan 公司产品.pdf 纳米PZT片-硅橡胶复合材料_英文_2010.pdf 压电纤维发电_英文_2007.PDF 压电纤维制造技术_piezofibers_英文_2003.PDF 压电陶瓷纤维制备技术_英文_2006.PDF 压电收集能量_博士论文_英文_2011 压电收集能量_博士论文_2011.z01 压电收集能量_博士论文_2011.zip 后两个文件一起解压 好 人体能量收集装置_英文_2010.PDF 无电池的压电遥控 Piezoelectric Ribbons Printed onto Rubber for Flexible Energy Conversion http://www.cqvip.com/qk/93432x/20042/9330977.0.html http://www.yt178.com/Html/chaoshengbochanpinzhanshi/product/904366.html 压电陶瓷纤维制备_硕士论文_2009 先进封装材料,厦门U,陈 3*7=21h
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[转载]科学家开发出透明的柔性摩擦电发电机
crossludo 2012-7-12 13:36
科学家开发出透明的柔性摩擦电发电机 同时具有感知羽毛飘落这样微小压力的高灵敏压力传感能力 据物理学家组织网7月10日报道,由美国佐治亚理工学院的科学家领导的一个研究小组称,他们日前开发出了一种透明的柔性摩擦电发电机。这种微型发电机能将散步这样的机械能转化为电,能“感觉”到一根羽毛飘落下来产生的压力,能用来制造自供电的触摸屏,在电子产品、环境监测以及医疗设备制造等领域具有巨大的应用潜力。 摩擦电是自然界中最常见的一种现象之一,无论是梳头、穿衣还是走路、开车都能遇到。但同时它们又很难被收集和利用,因此也往往被人视而不见。在新研究中,由美国佐治亚理工学院教授王中林领导的研究小组,借助柔性高分子聚合物材料成功地将摩擦转化成为了可供使用的电力。 这种摩擦电发电机依靠摩擦点电势的充电泵效应,通过聚酯纤维薄片与聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片的摩擦来产生电力。借助一种分离技术,当摩擦发生时,两层聚合物薄膜之间产生电荷分离并形成电势差,经由外部电路即可形成电流。在摩擦中,聚酯纤维产生电子,聚二甲基硅氧烷则负责接收电子。此外,外部的按压产生的机械形变也能使它们发生摩擦产生电力。 虽说光滑的表面在相互摩擦时也能产生电荷,但这些电荷的数量并不能满足应用的需要。于是王中林和他的团队通过改变摩擦表面图案的方式来产生更大的电流。研究人员分别对线条、立方体和金字塔三种图案进行了测试,结果发现金字塔图案的表面在摩擦时加速了电荷的形成,更利于电荷的分离,能产生最多的电流,极大地提高摩擦电发电机的效率。 为了制造这种微型摩擦电发电机,研究人员首先借助光刻和蚀刻工艺,用硅片制造出一个模具;而后将液体的PDMS和一种交联剂混合在一起后涂抹到模具上,等待冷却后就形成了一张薄膜;最后再将两种独有金属电极的高分子聚合物薄膜铟锡氧化物(ITO)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜贴合在一起,形成三明治结构。实验证实这种具有微结构阵列的摩擦电发电机的输出电压可达18伏,每平方厘米可产生0.13微安的电流,峰值电流可达0.7微安。 由于这种摩擦电发电机采用透明的柔性材料制造,未来它将有望取代目前普遍使用的触摸显示装置。此外,该摩擦电发电机还可以用作高灵敏度压力传感器。研究人员称,这种压力传感器非常敏感,即便是落下的水滴或是飘落的羽毛这样的微小压力也会被准确地“感觉”到,该装置有望在有机电子材料和光电系统中获得应用。 研究人员称,这种微型发电机制造工艺简单,成本低廉,能很方便地进行大规模生产的应用。同时它还具有极好的耐久性和可加工性,可轻松融入其他产品的设计当中。 王中林说:“摩擦无处不在,这赋予了摩擦电发电机广泛的应用前景。但它并不会将我们之前发明的氧化锌纳米发电机取而代之,它们各有优势,在很多方面能并存且相互补充。” 这项研究由美国国家科学基金会、美国能源部和美国空军赞助。相关论文发表在6月出版的《纳米快报》杂志上。
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[转载]美科学家成功将蜗牛改造成“发电机”
truman520 2012-6-15 15:17
生物电能,说不定以后我们跑跑步就能给手机充电了~
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[转载]价格与生产效率无关!只与垄断有关!
热度 1 wya 2012-5-16 09:16
山东首富自办电厂供电 电价比国家电网低1/3 http://news.163.com/12/0516/07/81K3CR2Q0001124J.html (民企动了国企蛋糕就要准备挨打!) 为了能让魏桥模式在山东立足,魏桥集团曾与国家电网山东电力公司发生过多次激烈的冲突。双方最大规模的一次武斗发生在2009年,地点在山东省惠民县 李庄 发生,冲突焦点就是魏桥集团欲将自己的电输往惠民县。当时共有近1000人参与这次武斗,该事件被当地人称为“李庄聚众”。尽管魏桥模式在山东取得了成功,但由于需要多个前提条件,魏桥模式被业内认为是局部的个例,难以在全国推广。 民间自办电厂、自建电网,打破电网公司的垄断,让当地企业和居民用上价格更低的电,为民间经济的发展注入更大的活力。这就是山东省滨州市邹平县魏桥镇为中国电力市场的建设趟出来的一条新路。 但对于国家电网公司来说,山东省在其电网版图之内,这就成为一个巨大的挑战。如果这样的模式在山东甚至全国推广,国家电网的利益势必受损,其与地电的矛盾由此而生。 本报了解到,近几年,魏桥集团曾与国家电网下属山东电力公司发生过多次激烈的冲突,这其中既有在政府层面的“文斗”,也有在田野间的“武斗”。 但由于山东政府的支持,魏桥模式不但得以继续存在,而且正在不断壮大。但电力行业人士认为,魏桥模式仅仅是个例,如果没有政府的支持和商业力量作基础,魏桥模式在其它地区难以复制。 首富自办电厂 魏桥集团的平均电价水平要比国家电网低1/3以上 魏桥镇是中国百强名镇之一,能取得这一称号主要是因为镇上的山东魏桥创业集团有限公司(下称“魏桥集团”)。魏桥集团总资产650亿元、员工16万人,是集棉业、棉纺、织造、染整、服装、家纺、热电、铝业、盐化于一体的特大型企业。该集团董事长为张士平,而张士平家族在2011年胡润富豪榜中以300亿的资产被评为“山东首富”。 与很多大型生产企业一样,魏桥集团也建有自备电厂,但不同的是魏桥集团的电厂不但为本集团旗下企业供电,同时也通过自建电网向其它企业供电。 “我们店里接了国家电网的线,也接了魏桥集团的线。”魏桥镇鲁中大酒店的经理对本报记者说,“国家电网的电8毛多一度,魏桥集团只要6毛多。” 他介绍,如果用国家电网的电一个月的电费要2万元左右,而用魏桥集团的电则只需要12000-13000元。“如果是大工厂,那差得就更多了。”该经理对本报记者说。 本报记者在采访中了解到,6毛/度是魏桥集团对外供电中较高的商业用电价格。如果商家用电量大,而且与魏桥集团的关系很好,那么商用电价可以降到5.6毛/度。 在魏桥集团的家属区,魏桥集团的供电价格是3.5毛/度,而家属区之外,国家电网的居民用电价格是6毛多。 魏桥集团自己旗下企业的用电价格则不到3毛钱/度,而当地的工业用电价格接近1元/度,这样的价格优势吸引了魏桥镇周边其它城镇的企业到魏桥集团来买电。 因此,无论是工商业用电,还是居民用电,魏桥集团的电价都比国家电网要低1/3以上,这意味着用上魏桥集团的电对企业和居民来说都会带来实实在在的利益。如果开放电力市场,那么魏桥集团无疑将获得更多用户的认可。 魏桥壮大 在山东,类似魏桥这样的民间电厂装机容量已超千万千瓦 魏桥集团二电厂位于魏桥镇主干路的西端,距离电厂越近,路上的煤粉越多,路边的土地都已变成黑色。 而这些煤粉吸引了当地十多名附近的农妇骑着电动三轮车每天来到这里,每当煤车经过后,这些农妇立即上前去扫车上掉出的煤粉。每人每天能扫出一车斗。 国有电厂人士对本报记者表示,这种现象一定程度上反映出的是民营电厂对环保的忽视。但仅是不重视环保投入,也不足以解释魏桥集团电价为何比国有企业低那么多。 成本也是另外一方面。“我不少同学在国有电厂工作,”一位魏桥二电厂人士对本报记者说,“我们的待遇比系统内的电厂肯定要差多了。” 据该人士介绍,目前魏桥二电厂建有6台3万千瓦机组,日耗煤2000吨左右,主要供魏桥集团纺织生产用电。二电厂附近还有三电厂,建有8台6万千瓦机组,主要是供魏桥集团的铝制品生产用电。 也就是说,魏桥集团在发电的机组都是6万以下的小机组,其效率本身就比国有企业动辄60万千万以上的大型发电机组低,而魏桥集团正是用这些低效率的机组生产出了价格更低的电。 除了二电厂和三电厂之外,魏桥集团还正在改造一电厂。一电厂关停了原来的1.5万千瓦机组,目前正在建设6台30万千瓦的机组。“二电厂、三电厂现在都要关停了,以后可能改上30万千瓦的机组。”上述二电厂人士对本报记者说,他同时表示,这还要看魏桥集团的资金状况。 魏桥集团还在其它地区建设了电厂,总装机容量共计约220万千瓦。知情人士称,魏桥镇所在的邹平县,魏桥集团发的电要占多数。而在整个山东,类似魏桥集团这样的民间电厂装机容量已达到1000万千瓦左右。 能否复制魏桥? “这个事在别的地方办不成,在山东就能办成。” 为了能让魏桥模式在山东立足,魏桥集团曾与国家电网山东电力公司发生过多次激烈的冲突。 据了解,双方最大规模的一次武斗发生在2009年,地点在山东省惠民县李庄发生,冲突焦点就是魏桥集团欲将自己的电输往惠民县。当时共有近1000人参与这次武斗,该事件被当地人称为“李庄聚众”。 两个方面的争夺,魏桥集团都取得了胜利,使得魏桥模式在山东发展壮大。 “魏桥模式取得成功需要几个条件。”一位发电企业管理人员对本报记者说,“充足的资金、稳定的用电量、能拿到项目,还有当地政府的支持。” 除了这些条件之外,山东还具有一个特殊优势,那就是山东人在我国电力行业当中占据的重要地位。 “无论是在发电集团还是电网公司,山东人都占主导力量。”上述人士对本报记者说,“这个事在别的地方办不成,在山东就能办成。” 具备了这些条件,山东的民间办电发展迅速。 而由于担心越来越多的小电网与国家电网断开连接,国家电网也做出了妥协。有消息称,国家电网与魏桥集团达成了共识,欲重新联网,实现双方互利共赢。魏桥集团方面拒绝透露合作细节,但知情人士称,这是一个“平起平坐”的合作。 尽管魏桥模式在山东取得了成功,但由于需要多个前提条件,魏桥模式被业内认为是局部的个例,难以在全国推广。 知情人士称,2011年底,新疆相关部门官员到魏桥镇调研,希望在新疆复制魏桥模式,但调研结果让新疆的官员感到失望。“山东有像魏桥集团这样的用电大户作基础,这是新疆所没有的。”上述知情人士说。 但也有人对此持乐观的态度,“在中国没有办不成的事,就看是谁来办。”上述发电企业人士对本报记者说。 另值得注意的是,即使是在魏桥集团所在的邹平县,也仍然属于国家电网的供电区域,只是用户有多种选择。 2009年12月,山东电力公司在换发新版《供电营业许可证》工作中,对外称:“山东公司坚决依靠各级政府,积极运用法律手段,避免了胜利油田、魏桥集团、集团等大型客户申请《供电营业许可证》,维护了公司营业区的完整统一。” http://news.163.com/12/0516/08/81K3FUM50001124J.html 如果企业自己电厂发的电用不了怎么办?这就涉及对外输电的问题。魏桥集团的电厂不但为本集团旗下企业供电,同时也通过自建电网向其他企业供电。“对于当地老百姓来讲,当然希望自己用的电越 便宜 越好。毫无疑问,企业自备电厂的电用起来肯定便宜很多, 但这不符合《电力法》,安全、环保方面也有问题。”国家发改委价格司一位负责电价的人士对记者表示 。 据介绍,目前我国电价体系中包含多项诸如三峡基金等国家附加收费。以山东为例,每一度电中含农网还贷资金2分钱、三峡工程建设基金0.7分钱、城市公用事业附加费1分钱、库区移民后期扶持资金0.88分钱、可再生能源电价附加0.1-0.4分钱等系列费用。“电网企业需要承担社会责任,而企业自备电厂不必考虑这些,它只要高出自己的发电成本价就可以售电。 而且不需要考虑小机组、脱硫、脱销等环境污染问题。”国家发改委物价司这位负责人表示。 既然该企业自建电厂不合法、不安全、不环保,相关监管部门怎么不制止?有法不依?行政不作为?
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手电筒、特斯林发电机与麦克斯韦妖
热度 1 yufree 2011-5-28 12:56
手电筒、特斯林发电机与麦克斯韦妖
火车是一个有意思的地方,各式各样的人挤在一个狭小的空间里总会出现有意思的交锋,但火车也是一个没意思的地方,因为各式各样的人都在低头看着手机,沉迷于只属于自己的世界。今天想到火车是因为三年前曾在火车上买过一样东西,买后一天我认为这个东西有问题,随后的一天确认了这个问题并做了记录并认为不会再有像我一样的傻瓜去买这东西了,但三年过去了我似乎发现买的人越来越多了,所以我翻出了当时的记录——关于充电式手电筒的原理解析。 充电式手电筒号称可以通过握力来对电筒充电并用保存的电量发光,下面就通过几张图片来看看这货究竟是怎么回事。 下面我来解释下这货的工作原理: 首先,这货本质是一个由三个发光二极管与三节纽扣电池组成的手电筒,所谓充放电都是浮云。当你打开开关时,没错,供电的就是藏在黑色电池盒中的三节纽扣电池。而当你关闭开关进行所谓充电时,你会看到有一闪而过的亮光,这事实上是你的ATP通过机械能、电磁能转变成了光能,没错,就是那一闪而过的光,根本不存在充放电的电路设计,甚至没有电路板。而那一闪而过的光亮是通过你看上去比较复杂的那一组齿轮完成的,而原理异常简单:一个磁转子旋转切割磁感线发电而已,而这货厚重的手感来自于那个磁铁。 也许你还会不同意,毕竟用的时间挺长的,如果我的握力没有供电那怎么能用这么长时间?很简单,在当前的电力供应条件下你本来用手电的机会就不多而且就三枚发光二极管,三节纽扣电池供应起来还是绰绰有余的并且设计者为了防止电流过大还加了个小电阻。反正我是很佩服这货的设计者,他只需要高中物理水平与把握人们对未知事物的好奇心就足以让他大发一笔了,只是时过境迁依旧有人相信自己用5元或10元优惠价买到了个“高科技”产品。不客气地说,买家中相当一部分是所谓读了十几年书的高学历的人,这不怪敌人太狡猾,只怪自己不争气。下面我就多少说一下关于能量转化率的问题。 学过物化的都知道一种叫做卡诺循环的东西,这货说明了能量转化率不可能为100%,但现实中转化率能有多高呢?坦白说,热机的转化效率在实际中的表现都是很够呛的,连一半的实际效率都达不到,好一点的能在40%就已经很不错了。当然有一种接近卡诺热机的引擎叫做斯特林发动机,wiki上说可以达到80%,但我还没找到明确的出处,不过这种外燃机却十分有意思,下面是特斯林发动机的原理示意图。 这是一种依靠温差来进行能量转化的装置,相比内燃机热源在内,这种引擎则只需要外部热源就可以,看上去有点蒸汽机的意思,不过在自然界中温差要比石油存在的广泛,所以在直接利用诸如地热、太阳能热、潮汐能等方面这种引擎的适应性要更广一些。甚至可以考虑在建筑中加入这种引擎来利用太阳能为建筑物供电,例如一种双层结构,第一层利用太阳能的高频波段进行光伏发电而第二层则利用低频波段的能量进行发电,这两层材料间的温差就是最好的引擎。相比这个,当年我的专利就提到过这一可能,只是当时知识面窄还没考虑到这种分波段利用的方法只笼统地利用了黑箱来聚光,但也很高兴的看到最近光电光热联用的技术已经在广泛使用,但究竟有没有人想到过用特斯林发动机来解决光伏电池中材料发热的问题就不清楚了。设计师自然不会放过这一玩意,下图就是用咖啡热量驱动的一个特斯林发动机。另外还用一种浓差电机也很有新意,用在水处理与微流控芯片上必然有不错的效果。而说到能量转化,麦克斯韦妖就出现了。 麦克斯韦妖来自于麦克斯韦的一个思想实验, 一个绝热 容器被分成相等的两格,中间是由小妖控制的一扇小“门”,容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击,“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格,而较慢的分子放入另一格,这样,其中的一格就会比另外一格温度高,可以利用此温差,驱动热机 做功。统计上说存在一个很小的概率能让完全混合的两种物质随机的出现完全自发分离的情况,但按这个概率,大约从宇宙形成到现在都没能发生过一次。那么我们也能看到这种可能性是无法排出的,特别是存在一个麦克斯韦妖时这种几率会极大的提高。但是遗憾的是有人已经证明其不存在了,原因很简单,区别高低速分子是需要能量的,这部分能量并不比温差形成的能量低,甚至高很多。但对于一个耗散结构就很重要了,我们吸收能量来维持自己的有序性的同时提高周围环境中的熵,生命就是如此神奇的东西。而生命中有序性也很有意思,我们可以把信息看作是一种有序性的载体,通过能量为载体,这种信息得以保存与延续,而这样的有序性又会不会是发生在宇宙中一次稀松平常的随机涨落呢?混沌、湍流、不动点、测不准原理……当面对这些东西时,神马真的成了浮云。 人类一思考,上帝就发笑。 人类不思考,上帝不屑笑。
个人分类: 科搜研手册|7541 次阅读|1 个评论
[转载]风电并网无功电压控制发展动向
lyonshine 2011-5-9 16:02
背景 风力发电作为目前世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一,由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用,越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和利用。 根据我国风电发展规划,我国将在甘肃、内蒙古、新疆、河北、吉林和江苏建立七个千万千瓦级风电基地,预计到 2015年要建成5808万千瓦,2020年要建成9017万千瓦,占全国风电装机总容量的78%。由于我国陆上风能资源主要集中于“三北”地区,因此对于位于电网末端的风电基地,除了具有常规风力发电的共性问题以外,还存在许多特殊的个性问题,包括系统稳定、输送能力、调频调峰和电量消纳等,其中无功电压问题是风电场并网运行关注的主要问题之一,需要采取措施对风电场无功电压进行有效调节。 发展现状 早期的风电机组主要采用异步发电机,它们不具备维持和调节机端电压水平的能力,在运行时还要从系统吸收无功功率,相应地,风电场需要装设固定进行补偿,随着电力电子技术的发展,出现了SVC和STATCOM等动态无功,风电场就采取固定电容+动态无功补偿装置的方式对无功进行控制。 近年来,针对风电场的电压稳定而进行的无功补偿问题一直是电力企业和相关研究机构关心的热点。在此背景下,国内逐渐开展了对风电场无功控制技术的研究,包括风电机组无功控制技术研究、风电场无功补偿装置研究、FACTS装置协调控制等方面。 (1)风电机组无功控制技术研究现状 随着风电技术的发展,风电机组从原来的不具有无功控制能力发展到能够输出一定的无功。目前,双馈式异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组是主流的机型,双馈式异步风力发电机组通过控制实现有功/无功的解耦,具备一定的动态调节无功输出的能力;而永磁直驱风力发电机组由于通过全容量与电网连接,则能够灵活地对无功进行控制。这两种风力发电机组都具备以恒电压模式工作的能力,可以在一定程度上实现对无功和电压的控制。 (2)风电场无功补偿装置研究现状 为适应不同场合的需要,适用风电场的无功补偿装置已发展出多种类型,它们的所需成本不尽相同,对电网电压的暂态特性影响也不一样。 ①并联电容器 并联电容补偿可用断路器连接至电力系统的某些节点上,并联电容器只能向系统供给容性的无功功率。并联电容具有投资省,运行经济、结构简单、维护方便、容量可任意选择、实用性强;缺点是:(1)并联电容器补偿是通过电容器的投切实现的,因调节不平滑呈阶梯性调节,在系统运行中无法实现最佳补偿状态。采用电容器分组投切方式时,无功补偿效果受电容器组分组数和每组电容器容量的制约。(2)电容器的投切主要采用真空断路器实现,其投切响应慢,不宜频繁操作,因而不能进行无功负荷的快速跟踪补偿。如果使用晶闸管投切电容器组来代替用真空开关投切电容器组,解决了开关投切响应慢和合闸时冲击电流大的问题,但不能解决无功调节不平滑以及电容器组分组的矛盾,同时由于采用了大功率的电力电子器件,也大大提高了系统的造价。(3)由于开关投切电容器是分级补偿,不可避免出现过补偿和欠补偿状态。根据无功与电压关系,过补偿时会引起电压升高,欠补偿时感性负荷引起电压降低。(4)电压下降时急剧下降,不利于电压稳定,投入时会产生尖峰电压脉冲。电容器发出的无功功率与电压的平方成正比,在低电压时输出的无功功率减少,而这时显然需要更多的无功,如果不能及时供给无功,将导致系统的电压水平下降。 ②有载调压变压器 有载调压变压器(OLTC)不仅可以在有载情况下更改分接头,而且调节范围也较大,通常可有 UN±3×2.5%或UN±4×2.0%,既有7个至9个分接头可供选择。因而有载调压器OLTC是电力系统中重要的电压调压手段,在系统运行中可以自动改变分接头,调节其变比,以维持负荷区域内的电压水平。但变压器不能作为无功电源,相反消耗电网中的无功功率,属于无功负荷之一;变压器分接头(抽头)的调整不但改变了变压器各侧的电压状况,同时也对变压器各侧的无功功率的分布产生影响。有文献指出在某些情况下,OLTC按其升降逻辑改变分接头时,非但没有改善电压条件,反而会使之更加恶化,甚至认为是引起电压崩溃的重要原因之一。因此,在风电场并网运行时需慎重考虑该设备的使用。 ③静止无功补偿器 静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)通常是由并联电容器组(或滤波器)和一个可调节电感量的电感元件所组成。SVC与一般的并联电容器补偿装置的区别是能够跟踪电网或负荷的无功波动,进行无功的实时补偿,从而维持电压的稳定。SVC是完全静止的,但它的补偿是动态的,即根据无功的需求或电压的变化自动跟踪补偿。静止无功补偿系统都是无功部件(电容器和电抗器)产生无功功率,并且根据需要调节容性或感性电流。静止补偿器可以提高电压稳定极限值,而装设在系统中部节点上的SVC有很好的作用,在技术经济比较中往往成为优选方案。有文献将柔性交流输电系统(FACTS)设备运用到风电场以提高其运行的电压稳定性,说明了SVC在风电场无功补偿方面的优良性能。 ④静止同步补偿器(STATCOM) 静止同步补偿器(STATCOM)也称为静止无功发生器(Static Var Generator,SVG),其基本电路分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。电压型桥式电路,其直流侧采用电容作为储能元件,而交流侧通过串联电抗器并入电网:电流型桥式电路,直流侧采用电感作为储能元件,而交流侧并联电容器后接入电网。实际上,由于运行效率的原因,迄今投入使用的 STATCOM大都采用电压型桥式电路。STATCOM的基本工作原理是将桥式变流电路直接并联或通过电抗器并联在电网上,适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或直接控制其交流侧电流,使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,从而实现动态无功补偿的目的。与SVC相比,STATCOM具有5 个优点:调节速度快、运行范围宽、调节范围广、元件容量小、谐波含量小。 最新进展 随着风电技术、电力电子技术和控制技术的发展,未来风电场无功控制技术将以“闭环”控制为主,通过风电机组、无功补偿装置以及电网的协调优化运行,实现对风电场无功的有效控制。 在产品应用方面,GE风能已经研发出一种闭环风电场电压控制,称之为“动态无功控制”(WindVAR)。动态无功控制可以向电网提供无功并稳定电压。带有动态无功控制的风机,电压的控制和调节都是通过安装于风机上的电力电子装置来实现进行的。 欧洲相关电力公司和技术机构、美国风能协会(AWEA)等都制定了相关风力发电导则和IEEE-1547(分布式电源与电力系统接入标准),包括了电压稳定控制/无功补偿方面的内容,要求确保风电场母线电压稳定在一定范围内,并保证电能质量合格。 目前国内即将出台的风电并网新国标中,不仅要求风电机组具有无功电压调节能力,也要求具备低电压穿越能力。新国标的颁布将促进风电相关产业技术向更加电网友好型方向发展,实现对风电更大规模的平稳消纳。
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“大篷车”~~5口之家的“现代艺术团”
热度 2 毛宁波 2011-4-4 21:05
“大篷车”~~5口之家的“现代艺术团”
2011年清明三天小长假期间,城管和交警的执法力度没有平时那么大,各种民间艺人走上街头,占道演出。艺人们增加点收入的同时,也给假日的古城增添了几分热闹的气氛。古城东门来了一个“民间艺术团”。其实艺术团的全部资产就是一家5口演员和一辆改装后的小货车。艺术团的所有设备全在车上,自带发电机,自带音响设备,自带道具。年轻的夫妇俩带着3个孩子,夫妇俩和其中一个大点的孩子表演杂技、魔术、气功和歌舞,2个小点的孩子就在附近的玩耍--整个是一个“大篷车”“民间艺术团”。“大篷车”来自安徽,“大篷车”既是他们的“团部”也是他们的“蜗居”,他们既是司机也是主持人,他们应该既辛苦又充实。我在想,为了生活,“大篷车”还会开到哪去?也许是更远的地方?也许挣到了足够的钱,让孩子们去念书?一切皆有可能。。。。
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解决龙卷风,台风,飓风灾害的有效方法
热度 2 zxczxc0417 2011-3-10 23:38
解决龙卷风,台风,飓风灾害的有效方法
图(一)Scheme 1. the principle of cooling sea 个人认为我的这个想法是一个很有希望解决龙卷风,台风,飓风灾害的好方法。所以用中英文都写了。 方法很简单,就是利用龙卷风形成的原理来制造一个小型的龙卷风。其实这个技术也不是什么鲜见玩意儿,这种技术已经被用于陆地上的发电,它的名字叫做龙卷风发电,可以把太阳能转换成电能。我们这里也利用同样的技术,不过是把海水的热能转换成空气的动能,然后把热的空气送到高空,还能利用这个动能来发电,因此一举多得。 图(一)就是这个技术的原理图,如果有兴趣,在google里面输入龙卷风发电会得到很多这方面的信息,这里就不多说了,图的结构很简单,可谓一目了然。不过有几点还是要说明一下就更清楚了,首先要能看出一个烟囱状的主体;第二要能看到箭头,它代表空气的流动方向;第三要看到下面的齿轮箱,这个齿轮箱里面可以是发电机也可以只有齿轮,空气运动产生的动力可以推动自身的运动,这样就可以冷却更大一片的海域。当这片海域被冷却之后,即使有飓风或台风产生了,由于缺乏足够的动力,飓风或台风的强度也会被大大减弱。 简单的计算一下,如果塔下面的直径是1000米,它靠自身的动力,或者风力的移动速度是10 km/h,那么一天的时间就可以冷却 225 平方公里的海面,如果有几百个这样的装置同时在海面上工作,那么每天可以冷却几万甚至几十万平方公里的海面,最终要的是它可以24小时不停的运行。如果假设每到一处就可以让海水冷却5摄氏度,那么它产生的空气动力大约是2500000000 瓦!!!!!!是不是很惊人,如果有20%的转换效率,那么它的发电量顶得上一个大中型火力发电站的发电量,只要有50到100个这样的发电站就能有三峡工程的发电量。 所以说,这个技术不但可以解决飓风的问题,而且能用来发电,是一个决好的绿色能源。如果这项技术被大规模的利用了,那么飓风的动力很可能成为了我们的人类发展的发动机。 This letter shows you an idea of reducing or eliminating the hurricane or cyclone. The principle of this idea is cuttingone big and ruinous hurricane to many small and non-ruinous (maybe useful) hurricanes. You can get the main information from the scheme above. The heat and water vapor can be lift to high altitude before the hurricane comes or forms. This technology is not originally invented by me, and it is already used to generate electrical power. This tower can move by itself because it can generate a very great power when it is working. So 225 km^2 area of sea can be cooled down by this equipment if we suppose the moving rate is 10 km/h. If tens or hundreds of towers work together, thousands and thousands square km area of sea can be cooled down in few days. At least, this technology has three advantages: 1.it is cheaper and easy to handle than other methods 2. it is environmental friendly, because it copy the behavior of hurricane 3. it can generate electrical power if we want to use it. That means not only we can eliminate the hurricane but also we can benefit from hurricane.
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[转载]同步发电机
heshang11 2011-2-11 10:15
转子 转速与定子 旋转磁场 的转速相同的 交流发电机 。按结构可分为旋转 电枢 和旋转磁场两种。当它的磁极对数为p、转子转速为n时,输出电流 频率 f=np/60(赫)。 作发电机运行的同步电机。是一种最常用的 交流发电机 。在现代电力工业中,它广泛用于 水力发电 、火力发电、 核能发电 以及柴油机发 电。由于同步发 电机 一般采用直流励磁,当其单机独立运行时,通过调节励磁电流,能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行,因电压由电网决定,不能改变,此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和 无功功率 。   同步发电机的定子、 转子 结构与同步电机相同,一般采用三相形式,只在某些小型同步发电机中 电枢绕组 采用单相。 工作特性 表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。 空载特性   发电机不接负载时, 电枢电流 为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随If的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比(图1)。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的 曲线 称为同步发电机的空载特性。 电枢反应   当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转 磁场 ,称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。 负载运行特性    主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时,发电机端电压U与 负载电流 I之间的关系,如图2所示。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时,励磁电流If与负载电流I之间的关系,如图3所示。图2中还显示出 电阻 性、电容性和电感性3种负载的情况。由于电枢反应磁场影响的不同,三者的曲线也不一样。在外特性中,从空载到额定负载时电压的变化程度称为电压变化率△U,常用百分数表示为   同步发电机的电压变化率约为20~40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此,随着负载电流的增大,必须相应地调整励磁电流。图3所示为 3种不同性质负载下的调整特性。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反,对于感性和 纯电阻 性负载,它是上升的,而在容性负载下,一般是下降的。 结构和分类   同步发电机的结构按其转速分为高速和低(中)速两种。前者多用于火电厂和 核电站 ;后者多与低速 水轮机 或柴油机联动。在结构上,高速同步发电机多用隐极式转子,低(中)速同步发电机多用凸极式转子。 工作原理   ◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流 励磁电流 ,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。   ◆ 载流导体 :三相对称的电枢绕组充当 功率 绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。   ◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。 ◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。   ◆ 感应电势 有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值   ◆ 感应电势 频率: 感应电势的频率决定于 同步电机 的转速n 和极对数p   ◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。   ◆同步转速 从供电品质考虑,由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值,这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz 故障诊断与排除方法 发电机过热   (1)发电机没有按规定的技术条件运行,如定子电压过高,铁损增大;负荷电流过大, 定子绕组 铜损增大;频率过低,使冷却风扇转速变慢,影响发电机散热;功率因数太低,使转子励磁电流增大,造成转子发热。应检查监视仪表的指示是否正常。如不正常,要进行必要的调节和处理,使发电机按照规定的技术条件运行。   (2)发电机的三相负荷电流不平衡,过载的一相绕组会过热;若三相电流之差超过额定电流的10%,即属于严重蛄相电流不平衡, 三相电流不平衡 会产生负序磁场,从而增加损耗,引起磁极绕组及套箍等部件发热。应调整三相负荷,使各相电流尽量保持平衡。   (3)风道被积尘堵塞,通风不良,造成发电机散热困难。应清除风道积尘、油垢、使风道畅通无阻。   (4)进风温度过高或进水温度过高,冷却器有堵塞现象。应降低进风或进水温度清除冷却器内的堵塞物。在故障未排除前,应限制发电机负荷,以降低发电机温度。   (5) 轴承 加润滑脂过多或过少,应按规定加润滑脂,通常为轴承室的1/2~1/3(转速低的取上限,转速高的取下限),并以不超过轴承室的70%为宜。   (6)轴承磨损。若磨损不严重,使轴承局部过热;若磨损严重,有可能使 定子和转子 摩擦,造成定子和转子避部过热。应检查轴承有无噪音,若发现定子和转子摩擦,应立即停机进行检修或更换轴承。   (7)定子铁芯绝缘损坏,引起片间短路,造成铁芯局部的涡流损失增加而发热,严重时会使定子绕组损坏。应立即停机进行检修。   (8)定子绕组的并联导线断裂,使其他导线的电流增大而发热。应立即停机进行检修。 发电机中性线对地有异常电压   (1)正常情况下,由于高次谐波影响或制造工艺等原因造成各磁极下的气隙不均、磁势不等而出现的很低电压,若电压在一至数伏,不会有危险,不必处理。   (2)发电机绕组有短路或对地绝缘不良,导致电设备及发电机性能变坏,容易发热,应及时检修,以免事故扩大。   (3)空载时中性线对地无电压,而有负荷时出现电压,是由于三相不平衡引起的,应调整三相负荷使其基本平衡。 发电机电流过大   (1)负荷过大,应减轻负荷。   (2) 输电线路 发生相间短路或接地故障,应对线路进行检修,故障排除后即可恢复正常。 发电机端电压过高   (1)与电网并列的发电机电网电压过高,应降低并列的发电机的电压。   (2)励磁装置的故障引起过励磁,应及时检修励磁装置。 功率不足   由于励磁装置电压源复励补偿不足,不能提供电枢反应所需的励磁电流,使发电机端电压低于电网电压,送不出额定无功功率,应采取下列措施:   (1)在发电机与励磁电抗器之间接入一台三相调压器,以提高发电机端电压,使励磁装置的磁势逐渐增大。   (2)改变励磁装置电压 磁通 势与发电机端电压的相位,使合成总磁通势增大,可在电抗器每相绕组两端并联数千欧、10W的电阻。   (3)减小变阻器的阻值,使发电机的励磁电流增大。 定子绕组绝缘击穿、短路    (1)定子绕组受潮。对于长期停用或经较长时间检修的发电机、投入运行前应测量绝缘电阻,不合格者不准投入运行。受潮发电机要进行烘干处理。   (2)绕组本身缺陷或检修工艺不当,造成绕组绝缘击穿或 机械损伤 。应按规定的绝缘等级选择绝缘材料,嵌装绕组及浸漆干燥等要严格按工艺要求进行。   (3)绕组过热。绝缘过热后会使绝缘性能降低,有时在高温下会很快造成绝缘击穿。应加强日常的巡视检查,防止发电机各部分发生过热而损坏绕组绝缘。   (4)绝缘老化。一般发电机运行15~20年以上,其绕组绝缘老化,电气性能变化,甚至使绝缘击穿。要做好发电机的检修及预防性试验,若发现绝缘不合格,应及时更换有缺陷的绕组绝缘或更换绕组,以延长发电机的使用寿命。   (5)发电机内部进入金属异物,在检修发电机后切勿将金属物件、零件或工具遗落到定子膛中;绑紧转子的绑扎线、紧固端部零件,以不致发生由于 离心力 作用而松脱。   (6)过大电压击穿:1)线路遭受雷击,而防雷保护不完善。应完善防雷保护设施。2)误操作,如在空载时,将发电机电压升得过高。应严格按操作规程对发电机进行升压,防止误操作。3)发电机内部过电压,包括操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等,应加强绕组绝缘预防性试验,及时发现和消除定子绕组绝缘中存在的缺陷。 定子铁芯松弛   由于制造装配不当,铁芯没有紧固好。如果是整个铁芯松弛,对于小型发电机,可用两块小于定子绕组端部内径的铁板,穿上双头螺栓,收紧铁芯。待恢复原形后,再将铁芯原来夹紧螺栓紧因。如果局部性铁芯松弛,可先在松弛片间涂刷硅钢片漆,再在松弛部分打入硬质绝缘材料即可。 铁芯片间短路   (1)铁芯叠片松弛,当发电机运转时铁芯产生振动而损坏绝缘;铁芯片个别地方绝缘受损伤或铁芯局部过热,使绝缘老化,就按原计划条中的方法进行处理。   (2)铁芯片边缘有毛刺或检修时受机械损伤。应用细锉刀除去毛刺,修整损伤处,清洁表面,再涂上一层硅钢片漆。   (3)有焊锡或铜粒短接铁芯,应刮除或凿除金属熔接焊点,处理好表面。   (4)绕组发生弧光短路,也可能造成铁芯短路,应将烧损部分用凿子清除后,处理好表面。 发电机失去剩磁,起动时不能发电   (1)停机后经常失去剩磁,是由于励磁机磁极所用的材料接近软钢,剩磁较少。当停机后励磁绕组没有电流时磁场就消失,应备有 蓄电池 ,在发电前先进行充磁。   (2)发电机的磁极失去磁性,应在绕组中通入比额定电流大的直流电流(时间很短)进行充磁,即能恢复足够的剩磁。 自动励磁装置的励磁电抗器温度过高   (1)电抗器线圈局部短路,应检修电抗器。   (2)电抗器磁路的气隙过大,应调整磁路气隙。 发电机起动后,电压升不起来   (1)励磁回路断线,使电压升不起来。应检查励磁回路有无断线,接触是否良好。   (2)剩磁消失,如果励磁机电压表无批示说明剩磁消失,应对励磁机充磁。   (3)励磁机的磁场线圈极性接反,应将它的正、负连接线对换。   (4)在发电机检修中做某些试验时误把磁场线圈通以反向直流电,导致剩磁消失或反向,应重新进行充磁。 发电机的振荡失步   正常情况下,发电机发出的功率是和负荷功率相平衡的。当 系统发生 短路故障或发电机大幅度甩负荷时,发电机的功率就与用户的负荷不相平衡。要想调整负荷使其平衡,由于转子惯性和调速器延时需要一个过程,在此期间,发电机的稳定运行将被破坏,使发电机产生振荡。如果故事严重,甚至会使发电机与系统失去同步。发电机振荡失步时,值班人员应通过增加励磁电流来创造恢复同步的条件;也可适当   调整该机的负荷,以帮助恢复同步。 发电机振动   (1)转子不圆或平衡未调整好,应严格制造和安装质量或重新调整转子的平衡。   (2)转轴弯曲,可采用研磨法、加热法及锤击法等校正转轴。   (3)联轴节连接不正,应重新高速联轴节配合螺栓的夹紧力,必要时联轴节端面需重新加工。   (4)结构部件共振,可通过改变结构部件的支持方法来改变它固有的频率。   (5)励磁绕组层间短路,应检修励磁绕组,并进行绝缘处理。   (6)供油量或油压不足,应加大喷嘴直径升高油压;加大供油口减小间隙。   (7)供油量过大或油压过高,就减小喷嘴直径,降低油压,提高面积压力,增大间隙。   (8)定子铁芯装配松动,应重新装压铁芯。   (9)轴承密封过紧,使转轴局部过热、弯曲。应检查和调整轴承密封,使其与轴有适当配合间隙。   (10)发电机通风系统不对称,应注意定子铁芯两端挡风板及转子支架挡风板结构布置和尺寸的选择,使风路系统对称,增强盖板、挡风板的刚度并紧固牢靠。
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假如给你3个有电的晚上(选摘《漫画发明简史》)
yangzx1999 2010-7-22 10:43
美国女作家海伦凯勒(Helen Keller)的代表作散文《假如给我三天的光明》( Three Days to See ),很多人读过或者听说过。对于健全人来说,每天睁开眼睛都能看到光明,是再平常不过的事情了,就像呼吸和吃饭一样自然;而对于一个自小就失去光明,生活在黑暗的聋哑世界中的海伦凯勒来说,假如一生获得三天的光明,就非常满足了。同样,现代社会,特别是都市的夜晚,如果没有了电,没有了电带来的光明,照亮人们的生活,那会又是怎么样的一种生活呢? 假如给你三个有电照明的晚上,你会做些什么?看书、上网、给能充电的电器充电?还是最后疯狂地彻夜娱乐呢? 在 19 世纪早期,煤气灯得到推广之前,夜晚的城市街道一直是黑暗且危险的地方。过去的人们想让家里变得明亮并不是一件容易的事情。蜡烛太贵,油灯会发出臭味,而煤气灯会释放浓烟,污染家具并杀死盆栽植物! 19 世纪 70 年代,有两个人分别开始着手发明一种廉价、清洁、可通过轻按开关控制的照明工具电灯泡由此出现了。 精明的人 虽然斯旺在几个月之前已抢先发明了灯泡,但是两人很快便在争夺专利权的法律战争中不相上下。然而到了 1883 年,他们已经将力量联合起来,开始设计并生产爱迪生斯旺牌电灯泡! 灯泡是怎么工作的 爱迪生和斯旺的灯泡是利用白炽原理工作的。白炽的意思是当电流流过灯丝时,灯丝会发热发光。现代白炽灯泡以一种类似的方式工作,但是现在的灯泡以钨丝代替了碳丝。钨丝使用寿命更长,发出的光更亮。 电灯泡 1879 年,英国化学家约瑟夫斯旺和美国发明家托马斯爱迪生各自展示了一种有实用价值的电灯泡。灯泡主要由一根在真空中发光的灯丝组成。关键问题在于找出一种不会在数分钟内就烧掉的灯丝。在使用了包括钓鱼线和椰绒在内的各种材料进行了 1200 次实验之后,爱迪生发现了碳化后的缝纫线制成的灯丝是最好的。 发电机 如果没有为家庭供电的方法,那么电灯泡的存在还有什么意义呢?是爱迪生设计了一整套的电力供应系统,从高压发电机、绝缘电缆到螺口灯座和电灯开关都包含在内,从而使得灯泡有了实际的用途。 1882 年,他在纽约皮埃尔大街启动了第一个民用发电站,这个发电站使用蒸汽驱动的发电机点亮了分布于几个城市街区的家庭和办公室内的 13000 盏灯。 发电机工作原理 发电机的工作原理是电磁感应也就是说,在磁场中移动一个线圈,会在线圈中感应出流动的电流。在这幅图中,线圈的运动是通过转动手柄产生的;爱迪生使用蒸汽机完成同样的工作。因为发电机产生的是交流电(会来回流动的电流),爱迪生使用一种被称作换向器的装置将其转化成直流电(只沿着一个方向流动的电流)输送到家庭和办公室中。 煤气灯 威廉默多克成为了第一个安装煤气灯的人。他于 1792 年将灯装在了他在英国康沃尔的家中。到了 19 世纪中期,整个欧洲和美国的城市街道都用了煤气照明。 伏打电池 第一个电池由意大利科学家亚历山大伏打发明。由一堆金属片和盐水浸泡过的纸板组成的伏打电池第一次产生了稳定电流,使得制造电流的实验变得更加容易。 弧光灯 英国化学家汉弗莱戴维使用一个电池给他的发明弧光灯提供能量。但是直到 19 世纪 70 年代,一种实用供电方式出现以后,弧光灯才开始用于街道照明。但即使在那个时候,在家里使用弧光灯也会觉得太亮了。 发电机 1831 年,当英国科学家迈克尔法拉第发现在金属圈中移动磁铁,可以制造或者说感应出电流后,历史的进程发生了变化。正是根据这个发现,法拉第发明了发电机。 勒克朗谢电池 法国工程师乔治勒克朗谢在 1866 年使用一个装有化学溶液的玻璃罐,将锌棒和碳棒浸入其中,发明了一种新的电池。它是现代干电池的雏形。干电池为现代生活中从玩具到手电筒的无数物品供电。 销售灯泡 在发明白炽灯泡的一年时间里,托马斯爱迪生一直在销售电灯泡。他新改进的设计使用了碳化竹作为灯丝,能够工作 1100 小时以上。 为皮埃尔大街供电 1882 年爱迪生修建的皮埃尔大街发电站开辟了电力时代先河。很快,其他使用与它相竞争的系统的发电站纷纷在西方世界建立起来。爱迪生最大的对手是乔治威斯汀豪斯,他提供的是交流电。 蒸汽涡轮发电 爱尔兰人查尔斯帕森斯发明了一种新型蒸汽机蒸汽涡轮机。到了 1888 年,它已经被用于驱动发电机。直到今天,现代的发电站和诸如巡洋舰之类的大型船只还在使用蒸汽涡轮机。 荧光照明 1901 年,美国电机工程师彼得古柏海卫特设计了一种不需要灯丝的电灯泡。它被称为汞蒸汽灯,而且备受推崇。这种灯并不是很成功,但是到了 1935 年,这种创意又出现在管状荧光灯中。 霓虹灯 法国物理学家乔治克劳德发现,当电流通过一个充满了氖气的玻璃管时,会产生明亮的红光。到 1912 年,他已经将他的发明应用于实际并发明了霓虹灯。 (摘编 杨朝旭) 《漫画发明简史》/【英】麦克里德 著;祺瑞等译.北京:科学普及出版社 出版. ISBN 978-7-110-05993-7. 787*1092,,1/8,印张8。定价39.80. (封面) (扉页)
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