導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇電磁感應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 道路照明； 無極燈； 節(jié)能環(huán)保

中圖分類號(hào)： U653.95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631（2011）04-0089-01

現(xiàn)代化城市室外照明不僅僅是傳統(tǒng)概念上對(duì)道路、廣場(chǎng)功能性照明，還包括室外的紀(jì)念物、招牌廣告、自然景點(diǎn)、建筑物、園林小品等的亮化、美化的景觀照明。功能性照明是為了滿足夜間視覺辨識(shí)的生理、心里需要及環(huán)境安全性提供的環(huán)境照明；景觀照明則是運(yùn)用燈光創(chuàng)造以觀賞為主的藝術(shù)景觀，是自然科學(xué)和美學(xué)相結(jié)合而形成的藝術(shù)化照明。

在目前全球能源警長(zhǎng)的大環(huán)境下，我國(guó)照明用電量已占總用電量的10%-20%。按照我國(guó)提出的“中國(guó)綠色照明工程”，照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。尤其是城市室外照明已經(jīng)成為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的重要組成部分，在照明功能的體現(xiàn)之外它注重的是燈光亮度、色彩對(duì)比、表達(dá)的是景觀環(huán)境，產(chǎn)生的是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的價(jià)值而不是照明的本身?？茖W(xué)節(jié)能的城市室外照明將是一個(gè)地區(qū)文化、科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合體現(xiàn)。

一、電磁感應(yīng)燈的工作原理及特點(diǎn)

電磁感應(yīng)燈又叫無極燈，其中可分為高頻無極燈和低頻無極燈，且低頻無極燈各項(xiàng)指標(biāo)更優(yōu)。顧名思義，無極燈就是沒有燈芯的燈，大家都知道普通的白熾燈是依靠燈芯（電極）的燃燒來提供照明的，包括道路照明上用的比較多的高壓鈉燈、汞燈等都是有燈芯的，無極燈沒有燈芯，靠什么來照明呢？靠的就是電磁感應(yīng)原理。在環(huán)狀的燈管外套著一對(duì)鐵芯，鐵芯上包著繞組，當(dāng)繞組通交流電后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，鐵芯周圍就產(chǎn)生了交變的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用耦合震蕩原理將產(chǎn)生的高頻電壓注入到真空的玻殼或玻管里，使低壓汞和惰性氣體的混合蒸汽產(chǎn)生放電，輻射出紫外線，再通過三基色熒光粉轉(zhuǎn)化為可見光。正是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的工作原理，電磁感應(yīng)燈才有了諸多的優(yōu)點(diǎn)：

（1）長(zhǎng)壽命。由于電磁感應(yīng)燈沒有電極，從而有效的避免了電極燃燒的損耗，壽命一般可達(dá)到6萬(wàn)小時(shí)以上，比普通的白熾燈長(zhǎng)100倍，即使對(duì)比壽命超長(zhǎng)的美國(guó)GE的高壓鈉燈，也要高出一倍以上（GE的高壓鈉燈一般標(biāo)稱壽命為2.8萬(wàn)小時(shí)）。

（2）節(jié)能。電磁感應(yīng)燈的功率因數(shù)很高，一般都在0.98左右，而高壓鈉燈即使在加裝電容補(bǔ)償后，功率因數(shù)也只能達(dá)到0.85左右，因此，電磁感應(yīng)燈的節(jié)能效果是毋庸置疑的。另外，電磁感應(yīng)燈的發(fā)光效率達(dá)到了80-85Im|W，屬于高光效，雖然比金鹵燈和高壓鈉燈稍低，但是用于室外照明也已足夠。

（3）高顯色性。電磁感應(yīng)燈采用三基色熒光粉，顯色指數(shù)Ra>80，在夜晚色彩還原性好，可以有效的幫助司機(jī)和行人分辨各類物體，增加道路交通的安全。色溫范圍較廣，從2700K～6400K，而且有紅、綠、蘭、白、黃等多種顏色可選。

（4）無眩光、無閃爍。電磁感應(yīng)燈的光源多采用高頻（210-230kHz）電子鎮(zhèn)流器來驅(qū)動(dòng)，無閃爍。

（5）燈功率及電源電壓的范圍寬。電磁感應(yīng)燈的功率現(xiàn)在可以做到20W～250W，無論在民用還是在工業(yè)用途中，它的適用范圍都可以滿足要求。另外，電磁感應(yīng)燈的適用電壓范圍極廣，從85V～277V，有著較好的通用性和穩(wěn)定性。

二、電磁感應(yīng)燈在綠色照明的重要作用

談到綠色照明，首先要理解它的含義，綠色照明的科學(xué)定義是：綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品（電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調(diào)光控制調(diào)和控光器件），改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。

綠色照明在我國(guó)并不是一個(gè)新鮮的課題，早在1998年1月1日，我國(guó)就頒布了《節(jié)能法》，在“十一五”規(guī)劃中，綠色照明更是十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一。我國(guó)的人均資源，特別是電力資源還是比較匱乏的，目前，我國(guó)照明耗電占全國(guó)總發(fā)電量的10-20%，相當(dāng)于二個(gè)三峽發(fā)電站的發(fā)電量，因此綠色照明工程的節(jié)能意義就顯得非常重大。

根據(jù)綠色照明的含義，除了科學(xué)的設(shè)計(jì)外，采用什么樣的照明電器產(chǎn)品在綠色照明中有著舉足輕重的作用，光源是能量轉(zhuǎn)換成光的器件，是實(shí)施綠色照明的核心。對(duì)照“效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定”的要求，我們可以發(fā)現(xiàn)，無論在光效、壽命和安全穩(wěn)定性方面，電磁感應(yīng)燈都具有良好的表現(xiàn)，是綠色照明光源的絕佳選擇。

三、電磁感應(yīng)燈的發(fā)展及推廣應(yīng)用

電磁感應(yīng)燈既然有如此眾多的好處，那么為什么不大力推廣加以使用呢？我分析原因有以下幾點(diǎn)：

（1）電磁感應(yīng)燈的推出時(shí)間不長(zhǎng)，還沒有被廣大的使用者所了解。電磁感應(yīng)燈目前還僅僅只是在專業(yè)的使用者中得聞其名，至于眾多的使用者，根本是聞所未聞。

（2）電磁感應(yīng)燈的價(jià)格不菲，目前還處在一個(gè)比較高的地位，和自鎮(zhèn)流式的節(jié)能燈及路燈所用的高壓鈉燈相比，雖然有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，不過短時(shí)間內(nèi)還難以被廣泛使用。

（3）電磁感應(yīng)燈的質(zhì)量還有待提高，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)亟待出臺(tái)。目前，國(guó)家對(duì)于電磁感應(yīng)燈還沒有出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，電磁感應(yīng)燈的生產(chǎn)廠家良莠不齊，標(biāo)準(zhǔn)不一，導(dǎo)致用戶對(duì)電磁感應(yīng)燈的信任度不夠，沒有推而廣之的積極性。

（4）電磁感應(yīng)燈的燈具和安裝方式和現(xiàn)有的路燈燈具不統(tǒng)一，不利于舊燈改造。

電磁感應(yīng)燈要發(fā)展，可以采用試點(diǎn)工程的方式加以推廣。在新建道路的路燈安裝中，可以整條道路使用電磁感應(yīng)燈，這樣，即能夠達(dá)到整條道路的和諧統(tǒng)一，也可以方便統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，查看節(jié)能效果，使廣大使用者和人民群眾能夠了解電磁感應(yīng)燈的節(jié)能功效，無形之中宣傳了電磁感應(yīng)燈的良好效果，配合完成了國(guó)家有關(guān)綠色照明示范崗工程的要求，達(dá)到一舉多得的效果。

推廣應(yīng)用的方法：

（1）加大宣傳力度，提高全社會(huì)綠色照明意識(shí)。要廣泛深入持久開展綠色照明的宣傳，提高全民的資源憂患意識(shí)和節(jié)約意識(shí)，增強(qiáng)全社會(huì)的照明節(jié)能意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。要充分利用新聞媒體和各種宣傳手段大力宣傳節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境是基本國(guó)策，大力宣傳實(shí)施城市綠色照明工程的意義和目標(biāo)任務(wù)，大力宣傳綠色照明示范工程的成效和經(jīng)驗(yàn)。通過各種生動(dòng)活潑的宣傳教育，吸引全社會(huì)廣泛參與，使綠色照明工程逐步成為全社會(huì)的共同意識(shí)。

（2）堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，推廣普及綠色照明工程，要在滿足城市照明的功能需要的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，加大設(shè)施投入和新技術(shù)、新光源的推廣應(yīng)用，做到安全可靠、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、維護(hù)方便，提高城市綠色照明的效率。在新建和改造過程中嚴(yán)禁和杜絕使用高耗能、低壽命、光污染嚴(yán)重的燈具和光源。推廣使用高光效、高壽命、節(jié)能環(huán)保（如：無極燈）等的應(yīng)用，保證城市照明功效達(dá)到節(jié)能效果。

（3）建設(shè)一批綠色照明示范工程，提升城市照明品位，全面推行具有環(huán)保、節(jié)能和人文特性的綠色照明工程。

篇2

（一）交互式白板使用的特點(diǎn)

當(dāng)下，電子白板感應(yīng)技術(shù)有很多，通過對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行分析和對(duì)比，提出教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)該選用電磁感應(yīng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)交互式白板的應(yīng)用。因此，筆者將主要敘述電磁感應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)?？傮w來說，電磁感應(yīng)技術(shù)具有以下幾方面的特點(diǎn)：第一，裝有電磁感應(yīng)技術(shù)的白板受太陽(yáng)光照射的影響很低。無論是傳統(tǒng)教學(xué)的黑板，還是多媒體教學(xué)的屏幕，在很大程度上，都收太陽(yáng)光照射的影響，形成各種反射和漫反射。第二，電磁感應(yīng)的白板比應(yīng)用其他技術(shù)的白板的使用壽命要長(zhǎng)，并且使用過程中的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度都比較高，從而降低了白板維護(hù)和保養(yǎng)的成本。第三，白板能實(shí)現(xiàn)錄課和錄屏等功能，充分提高了教師授課的效率，學(xué)生可以反復(fù)觀看教學(xué)視頻直至明白教學(xué)內(nèi)容為止。

（二）交互式白板定位的優(yōu)缺點(diǎn)：

由于在生產(chǎn)和運(yùn)用過程中，主要選擇應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)的白板，因此本文主要敘述搭載電磁感應(yīng)技術(shù)的白板的定位的優(yōu)缺點(diǎn)。其設(shè)計(jì)的基本原理就是射頻原理(RF)，在白板的板芯內(nèi)配備大量的傳感器，在定位的過程中，接收來自電磁筆的頻率信號(hào)，來提高定位的準(zhǔn)確性。其優(yōu)點(diǎn)是：定位比較準(zhǔn)確，因此精度和可靠性比較高，使用壽命較長(zhǎng)，反應(yīng)速度較快，并支持鼠標(biāo)右鍵等操作，能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的輔助操作。其缺點(diǎn)是：使用的過程中，必須使用與之配套的專用電磁筆。

二、交互式白板的運(yùn)用原理

交互式白板作為一種全新的人際交互設(shè)備，可以輔助教學(xué)活動(dòng)和會(huì)議。在使用的過程中要配合投影機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，才能最大化交互式白板的作用。當(dāng)下交互式白板主要的功能有：無塵書寫，遠(yuǎn)程交流和隨意書寫等。當(dāng)下在設(shè)計(jì)交互式白板的過程中，主要選取電磁感應(yīng)、CCD、紅外線和超聲波等技術(shù)，但相比較而言，電磁感應(yīng)技術(shù)由于具備的種種特點(diǎn)，成為應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。

三、交互式電子白板在高中歷史課堂上的運(yùn)用

（一）電子白板為歷史畫面的創(chuàng)設(shè)提供了便利的條件

歷史教師在應(yīng)用電子白板的過程中，可以充分運(yùn)用各種圖片、文字信息、影音資料等。比如在高中歷史必修課三的第一單元中，以《孔子與老子》為題描述孔子和老子的歷史，在具體講述的過程中，要考慮學(xué)生個(gè)體發(fā)展的差異，準(zhǔn)備三種不同的教學(xué)方案。具體來說，對(duì)于歷史知識(shí)比較薄弱的學(xué)生，以漫畫的形式講述孔子思想中的“仁”和“禮”；對(duì)于歷史知識(shí)豐富，邏輯思維比較強(qiáng)的學(xué)生，以解讀具體文字的形式，講述孔子的“仁”和“禮”。而對(duì)于中間層次的學(xué)生，結(jié)合兩者方式進(jìn)行授課。同時(shí)，教師應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到備課的重要性，篩選教學(xué)視頻和圖片，充分利用電子白板的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)如虎添翼的目的。

（二）教師運(yùn)用交互式白板可以掌控教學(xué)的進(jìn)度

課堂教學(xué)的時(shí)間無論對(duì)于教師還是學(xué)生來說都是非常寶貴的，因此教師要提高課堂時(shí)間的利用率。使用交互式白板，減少了錯(cuò)誤操作和板書所浪費(fèi)的時(shí)間，增大了與學(xué)生的互動(dòng)頻率，可以有效的掌控教學(xué)進(jìn)度。比如，在高中歷史教學(xué)的過程中，教師應(yīng)該首先考慮教學(xué)內(nèi)容在本章的重要程度，合理分配時(shí)間，對(duì)于通俗易懂的內(nèi)容，可以簡(jiǎn)單略過，而對(duì)于學(xué)生理解起來有困難的章節(jié)，要重點(diǎn)講解。利用電子筆，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的備注、板書和解釋，從而充分利用課堂教學(xué)的每一分每一秒。

（三）教師運(yùn)用交互式白板可以有效的實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)和教學(xué)反饋

交互式白板減輕了歷史教師在操作中的負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)的效率，從而在課堂教學(xué)中，有更多的時(shí)間來完成于學(xué)生的互動(dòng)，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)程度和問題。另一方面，一些比較先進(jìn)的交互式白板配有投票器（ACTIVote），每當(dāng)歷史教師提出一個(gè)問題，學(xué)生就可以在投票器中進(jìn)行操作，當(dāng)所有學(xué)生完成之后，在白板中顯示學(xué)生的投票結(jié)果，從而及時(shí)掌握學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的結(jié)果和程度，為教師制定教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容提供依據(jù)。比如歷史教師為確定學(xué)生歷史基礎(chǔ)知識(shí)的能力時(shí)，可以提問一些簡(jiǎn)單的問題，如發(fā)生在哪一年？A．1894B．1895C．1896D．1897然后學(xué)生回答問題，通過投票器接收學(xué)生的信息，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)堂反饋和了解學(xué)生歷史基礎(chǔ)的目的。

四、總結(jié)

篇3

無線充電從原理上可以分為電磁感應(yīng)式、電磁共振式和微波傳輸式三種。

電磁感應(yīng)式的工作原理類似一個(gè)分離的空心變壓器，就好像把變壓器的原繞組埋設(shè)在地面下，將副繞組安裝在電動(dòng)汽車上，從而實(shí)現(xiàn)電力的傳輸。電磁感應(yīng)式目前的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)較大的傳輸功率，能達(dá)到幾百千瓦，傳輸效率可以達(dá)到90%；它的缺點(diǎn)是供電端與受電端的距離有限，目前最大約為100mm。

電磁共振式的充電是利用電磁共振原理，電源發(fā)射端通過振蕩器產(chǎn)生某種頻率的高頻振蕩電流，在發(fā)射線圈周圍形成振蕩磁場(chǎng)。當(dāng)電動(dòng)汽車進(jìn)入該磁場(chǎng)范圍，具有相同自振頻率的汽車接受端的線圈產(chǎn)生電磁共振，產(chǎn)生最強(qiáng)的振蕩電流，從而實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。電磁共振式的能量傳輸只在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，對(duì)系統(tǒng)外的物體不會(huì)產(chǎn)生影響，具有很高的傳輸效率，傳輸距離可以達(dá)到數(shù)米。2012年美國(guó)斯坦福大學(xué)首次提出了“駕駛充電”概念，汽車在道路上一邊行駛一邊自動(dòng)充電。該系統(tǒng)的原理是將一系列線圈埋入道路路面下，在汽車底盤裝上感應(yīng)線圈，當(dāng)電動(dòng)汽車駛過道路時(shí)，地下線圈與車上線圈產(chǎn)生電磁共振，實(shí)現(xiàn)電力輸送。據(jù)報(bào)道，這種無線充電方式效率可以達(dá)到97%。電磁共振式更能應(yīng)對(duì)發(fā)射端與接受端的位置偏差，這很適合給運(yùn)動(dòng)中汽車充電，因此具有極好的發(fā)展前景。美國(guó)Witricjt公司開發(fā)的電磁共振式系統(tǒng)輸出功率為3.3kW，傳輸距離為200mm下綜合效率達(dá)到90%。

篇4

關(guān)鍵詞：雷電；過電壓；發(fā)電機(jī)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）07-0134-01

1 前言

我國(guó)電力系統(tǒng)己步入發(fā)展大電網(wǎng)、高電壓與大機(jī)組的時(shí)代。大型發(fā)電站在電力系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，它的安全運(yùn)營(yíng)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著非常重要的意義。為了保證不間斷的供電以及高壓設(shè)備的正常運(yùn)行，在電氣設(shè)備導(dǎo)電部分本身與大地之間，需要有足夠完善和可靠的絕緣。同時(shí)，電氣設(shè)備的絕緣若受到損壞，需更換或修復(fù)的時(shí)間往往很長(zhǎng)，這將造成很大的影響。因此，大型發(fā)電機(jī)雷電過電壓的監(jiān)測(cè)與分析是非常重要和必要的。

2 雷電過電壓概述

雷電是一個(gè)非常壯觀的自然現(xiàn)象，由于其強(qiáng)大的破壞性，一直吸引著人們的注意力。云中的水汽電氣化和極性電荷的積累形成雷云，場(chǎng)強(qiáng)的帶電雷電云因?yàn)殡姾傻姆e累和增加，空氣擊穿電壓，放電雷電云地球，短時(shí)間內(nèi)，大電流，瞬時(shí)功率的特點(diǎn)。偉大的雷電流電氣設(shè)備上危險(xiǎn)的過電壓的主要來源，雷電過電壓根據(jù)其原因可分為：直接雷擊過電壓，感應(yīng)雷電過電壓和雷電波入侵過電壓[1]。

3 發(fā)電機(jī)的雷電過電壓

發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的核心，是最重要的電氣設(shè)備在電廠發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)器的安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全性，電源，甚至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一直是決定性的的地位。雷電問題近年來，事故發(fā)生，發(fā)生器一次雷電傷害，會(huì)引起區(qū)域停電事故，造成重大損失。與此同時(shí)，發(fā)電機(jī)的絕緣損壞，是否需要更換或修復(fù)通常長(zhǎng)，它將產(chǎn)生重大影響。尤其是超高壓電網(wǎng)不斷發(fā)展的電網(wǎng)運(yùn)行大型發(fā)電機(jī)的容量和覆蓋，大型發(fā)電機(jī)組更重要的影響。

對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，直擊雷的可能性極小。一般大型發(fā)電機(jī)都是經(jīng)升壓變壓器與輸電線路連接供電的非直配發(fā)電機(jī)，主要的雷電過電壓是變壓器高壓側(cè)轉(zhuǎn)換到低壓側(cè)的感應(yīng)過電壓。當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，發(fā)電機(jī)將會(huì)受到變壓器高壓側(cè)轉(zhuǎn)換到低壓側(cè)的感應(yīng)過電壓的侵襲，這種過電壓包括靜電磁感應(yīng)、靜電電磁感應(yīng)和電磁感應(yīng)三種分量。靜電感應(yīng)分量是指變壓器高、低壓線圈之間的電容和低壓線圈對(duì)地電容（包括發(fā)電機(jī)對(duì)地電容）之間的耦合感應(yīng)過電壓。電磁感應(yīng)過電壓是由于高壓線圈側(cè)通過了雷電行波所造成的強(qiáng)迫電流，借助于變壓器高低壓線圈之間的電磁感應(yīng)而使低壓側(cè)（發(fā)電機(jī)側(cè)）產(chǎn)生的過電壓。鑒于電磁感應(yīng)過電壓包括了雷電行波的絕大部分能量，其幅值很大，如果不加以限制，就可能對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣造成危害。

為了防止雷電波侵入變壓器高壓線圈，從而損壞變壓器的絕緣，通常都在變壓器高壓側(cè)入口處裝設(shè)一組避雷器。在這種情況下，考慮到避雷器的動(dòng)作，（不考慮入口電容Cr）?？紤]到避雷器安裝地點(diǎn)與變壓器高壓側(cè)入口端之間有一段距離，由連接線的電感和電容以及變壓器入口電容所構(gòu)成的回路可能發(fā)生振蕩，侵人高翰嘞呷Φ氖導(dǎo)使電壓將比避雷器的殘壓高。

4 發(fā)電機(jī)的雷電過電壓分析

發(fā)電機(jī)定子繞組最常見的故障是繞組接地故障，而對(duì)發(fā)電機(jī)破壞最大的故障是同分支匝間短路，異相分支短路和同相兩分支短路。而沖擊電壓，特別是上升時(shí)間短，數(shù)值大的雷電過電壓，又是造成這些故障最大的原因。在實(shí)際運(yùn)行中，雷電過電壓會(huì)對(duì)大型發(fā)電機(jī)定子繞組形成沖擊，使發(fā)電機(jī)絕緣安全受到直接的威脅[2]。

由于雷電過電壓數(shù)值大，上升時(shí)間快，時(shí)間短，并伴隨著高頻振蕩的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)雷電過電壓相對(duì)精確的測(cè)量，與傳統(tǒng)的分頻器和電磁變壓器是不切實(shí)際的。使用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)傳感器的光纖傳輸技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注和發(fā)展，尤其是在高壓的情況下，脈沖電壓。這主要是由于光學(xué)傳感器有許多優(yōu)點(diǎn)：高壓力和低壓力通過光纖隔離，具有非常高的絕緣水平；抗電磁干擾能力強(qiáng)，可用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境；可以是一個(gè)很寬的頻帶，數(shù)字測(cè)量結(jié)果容易，便于計(jì)算機(jī)處理，靈敏度高，傳感器通常小，成本也相對(duì)經(jīng)濟(jì)等等?？梢允褂镁€性電光效應(yīng)的傳感原理，應(yīng)用于高電壓和電磁場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域。

5 現(xiàn)有的雷電過電壓測(cè)量方法

5.1 傳統(tǒng)測(cè)量方法

很多方法測(cè)量雷電過電壓，方式有分壓電容電壓、電阻和電阻串聯(lián)，并聯(lián)部分壓力，系統(tǒng)壓力微積分，或改善電極間的距離，減少的方法效果的強(qiáng)度電場(chǎng)傳感頭。目前在電力系統(tǒng)主要用于電壓測(cè)量設(shè)備電磁式電壓互感器，雖然現(xiàn)在主要用于電力系統(tǒng)電壓測(cè)量裝置電磁電壓互感器，但由于其龐大的體積，飽和問題，瞬態(tài)特性等不足，用它來測(cè)量大型發(fā)電機(jī)出口端雷電過電壓不能保證其瞬態(tài)和準(zhǔn)確性。

5.2 光纖電壓傳感器

伴著光伏技術(shù)的發(fā)展，光纖電壓互感器因此而被發(fā)現(xiàn)，這個(gè)變壓器沒有鐵磁飽和，動(dòng)態(tài)性能好，高精密測(cè)量；高、低電壓之間通過光纖連接，電氣絕緣強(qiáng)度高，體積小，重量輕，不充油，防爆。由于雷電過電壓有很大價(jià)值，快速上升的特征時(shí)間和振蕩的疊加，所以通常需要測(cè)量系統(tǒng)具有很好的響應(yīng)，所以雷電過電壓的測(cè)量光纖電壓互感器是更合適的選擇。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，對(duì)大型發(fā)電機(jī)雷電過電壓的在線分析和研究很有必要，本文對(duì)此進(jìn)行研究，希望對(duì)大家有所幫助。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:地下管線 探測(cè)原理 探測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào):TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(a)-0054-01

1 城市地下管線探測(cè)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

城市是人類進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)的標(biāo)志,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在現(xiàn)代化社會(huì)中,城市地下管線的建立與完善則是城市正常的生活秩序的基礎(chǔ)與保障,是城市的新的生命線。不同的管線種類對(duì)應(yīng)的管線材料和埋設(shè)方式是不同的,因此我們必須采取不同的探測(cè)方法才能取得較好的探測(cè)效果。20世紀(jì)80年代,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、天線技術(shù)和濾波技術(shù)的發(fā)展,基于電磁原理的地下管線探測(cè)技術(shù)得到了發(fā)展與應(yīng)用,并且取得了較好的效果。20世紀(jì)80年代中后期,地質(zhì)雷達(dá)得到了應(yīng)用,這種技術(shù)使得地下管線探測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛,探測(cè)精度也得到了提高。該技術(shù)除了可以探測(cè)到地下的金屬管線還可以探測(cè)到其他的材質(zhì),如水泥、塑料、陶瓷等。

2 城市地下管線探測(cè)技術(shù)

2.1 城市地下管線探測(cè)技術(shù)基本原理

地下管線的存在往往會(huì)改變天然的或者人工的地球上物理場(chǎng)的分布情況,而后會(huì)產(chǎn)生異常。通過對(duì)著這些異常的分布情況、形態(tài)及性狀的研究,可以獲得與地下管線位置相關(guān)的資料,為我們進(jìn)行地下管線合理的鋪設(shè)奠定了理論基礎(chǔ)。由于探測(cè)和研究的物理場(chǎng)的不同,探測(cè)方法的種類很多,我們以表格的形式對(duì)比電磁感應(yīng)法和地質(zhì)雷達(dá)兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.2 城市地下管線常用探測(cè)方法

上面提到了管線探測(cè)技術(shù)的基本原理,與之相應(yīng)的是管線探測(cè)常用的方法。簡(jiǎn)單來說,由于城市地下地質(zhì)構(gòu)成的不均勻性、管線的種類材質(zhì)特性和埋設(shè)方式的不同,不同的地下管線采用不同的探測(cè)方法。地下管線探測(cè)方法一般來說分為兩種:一種是經(jīng)常應(yīng)用在管線復(fù)雜地段探測(cè)中的井中調(diào)查和開挖樣洞的方法;另一種是目前應(yīng)用最為廣泛的方法—— 井中探測(cè)與儀器調(diào)查相結(jié)合的方法。在各種物探方法中,就適用范圍和應(yīng)用效果來說,直接法為最優(yōu)。電磁感應(yīng)法在電探測(cè)法中的適用范圍最廣,具有抗干擾能力強(qiáng)、探測(cè)精度高的、成本低、工作方式靈活等特點(diǎn)。

3 針對(duì)不同管線采用合適的探測(cè)方法

（1）采用電磁場(chǎng)感應(yīng)法探測(cè)金屬管線;電磁場(chǎng)感應(yīng)法通常利用發(fā)射機(jī)發(fā)射電磁場(chǎng),進(jìn)而地下管線受到電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流形成電磁場(chǎng),最后只需要通過接收機(jī)接收由地下管線形成的電磁場(chǎng),最終達(dá)到追蹤、定位地下管線的目的。但是,當(dāng)管線存在暴露點(diǎn)相鄰管線存在干擾時(shí),優(yōu)先使用直接法。直接法儀器輕便,操作簡(jiǎn)單。

（2）采用感應(yīng)法和夾鉗法處理電力電信管線;由于電力、電信管線自身常帶有電磁信號(hào),因此,感應(yīng)法適用的效果比較好。鉗夾法中的耦合環(huán)可以把電磁信號(hào)加載到被探測(cè)的管線上,對(duì)管線進(jìn)行追蹤和定位,在電力、電信管線的探測(cè)上取得了比較好的效果。

（3）采用直接法處理燃?xì)夤芫€;燃?xì)夤芫€對(duì)安全性能要求比較高,一般情況下可用磁感應(yīng)法去探測(cè),但是,對(duì)于有防爆裝置的探測(cè)儀器,采用直接法的效果更好。

(4)電磁波法處理埋深較深、遠(yuǎn)距離的管線;電磁波法是探測(cè)方法中比較前沿的一種技術(shù),他用到的一個(gè)很重要的探測(cè)儀器就是地質(zhì)雷達(dá)。對(duì)于埋深較深和遠(yuǎn)距離才有暴露點(diǎn)的管線,需要通過雷達(dá)進(jìn)行橫斷面掃描,對(duì)雷達(dá)波發(fā)射回來的圖像進(jìn)行分析和研究,直接確定管線的地理位置甚至埋藏深度。在進(jìn)行雷達(dá)掃描之前,我們最好對(duì)管線的走向進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,有針對(duì)性的進(jìn)行掃描斷面,這樣得到探測(cè)效果比較精準(zhǔn)。

4 地下管線探測(cè)技術(shù)存在的問題及解決策略

4.1 非金屬管線的現(xiàn)狀和特點(diǎn)

隨著科技和材料科學(xué)的不斷進(jìn)步,在過去不斷使用的金屬管線逐漸被非金屬管線所代替。地下管線中的非金屬材料有:玻璃鋼、混凝土管、工程塑料、復(fù)合塑料等,這些材料擁有金屬管線的不可比擬的優(yōu)點(diǎn)比如:質(zhì)量輕,抗老化、耐腐蝕、使用周期長(zhǎng)、便于施工、成本低等。但是同時(shí)它又存在著電性能差,無絕緣性,對(duì)于信號(hào)的接受能力比較差。因此,許多現(xiàn)存的探測(cè)技術(shù)不能應(yīng)用到其中。

4.2 非金屬管線在探測(cè)中存在的問題

在非金屬的探測(cè)中,由于探測(cè)設(shè)備的功率大、靈敏度高、信號(hào)強(qiáng),致使干擾也會(huì)增強(qiáng),最終使得管線埋深誤差增大。在混凝土管線探測(cè)中,由于實(shí)際情況中管線的埋深不一致、管徑的不相同,即使采用插穿示蹤線的方法,探測(cè)信號(hào)也是不穩(wěn)定不連續(xù)的。地質(zhì)雷達(dá)在非金屬的探測(cè)中使用的較多,但是由于其特性的限制,該技術(shù)只能在同一斷面內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的探測(cè),無法連續(xù)的對(duì)整條路線進(jìn)行探測(cè),并且容易受到周圍介質(zhì)物理特性的影響。所有的這些問題都是我們亟待解決的。

4.3 解決問題的策略

通過對(duì)以上問題的分析和討論,我們應(yīng)該采用地質(zhì)雷達(dá)和管線探測(cè)儀相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。首先,我們可以使用管線探測(cè)儀對(duì)非金屬管線運(yùn)用示蹤線法和電磁感應(yīng)法確定管線走向和埋深等信息。然后根據(jù)實(shí)際情況,利用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)非金屬管線的探測(cè),我們可以采用多種技術(shù)并用的方法達(dá)到最好的效果。在實(shí)際的工作中,我們要結(jié)合每種探測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),制定合理有效的探測(cè)方案,將對(duì)地下管線的探測(cè)技術(shù)提高到一個(gè)新的水平?？傊?地下管線材質(zhì)的各異性、埋設(shè)的隱蔽性加上城市地下地質(zhì)的多樣性,決定了地下管線的探測(cè)的復(fù)雜性。我們除了要熟練的掌握探測(cè)技術(shù),獲得高質(zhì)量的探測(cè)數(shù)據(jù)外,同時(shí)還要合理的參考現(xiàn)有的管線數(shù)據(jù)資料,根據(jù)實(shí)際情況,精準(zhǔn)的獲取探測(cè)數(shù)據(jù),為城市地下管線的鋪設(shè)提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李光洪,陳金國(guó),陳勇.城市地下管線探測(cè)技術(shù)探討[J].測(cè)繪,2010(6):279-281.

[2]馬忠海,楊棟,張倩.城市地下管線探測(cè)技術(shù)研究[J].中國(guó)產(chǎn)業(yè),2011(1):78-79.

篇6

目前，在多媒體教室的應(yīng)用中，常用的解決方案以投影機(jī)、實(shí)物展臺(tái)、計(jì)算機(jī)等為主。這樣的解決方案能方便的將實(shí)物、計(jì)算機(jī)教學(xué)課件、視頻、音頻等教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前，然而在絕大部分教學(xué)實(shí)踐中，傳統(tǒng)的“板書”依然是最常用的教學(xué)手段，因?yàn)橥ㄟ^板書，教師可以隨時(shí)插入教學(xué)內(nèi)容，可以有效地控制教學(xué)進(jìn)程。于是，多媒體教室和板書相結(jié)合的方式被許多教師所喜歡。交互式電子白板正是在這種需求背景下進(jìn)入到教師和學(xué)生中間，逐漸成為不可或缺的教學(xué)工具。

交互式電子白板是一種教育或會(huì)議輔助人機(jī)交互設(shè)備，它可以配合投影機(jī)、電腦等工具，實(shí)現(xiàn)無塵書寫、隨意書寫、遠(yuǎn)程交流等功能。從硬件原理上來說，交互式電子白板融合了大屏幕投影技術(shù)、精確定位的測(cè)試技術(shù)等。現(xiàn)階段的國(guó)際或國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，有多種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電子白板精確定位，具有代表性的是電磁感應(yīng)、紅外線、電阻、超聲波、CCD光掃描等技術(shù)。每種技術(shù)都有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在電子白板市場(chǎng)上占有一定的份額。國(guó)際權(quán)威市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)的分析報(bào)告中表明，在2006年1~3季度國(guó)際市場(chǎng)上，電磁感應(yīng)技術(shù)占31.87%，紅外技術(shù)占17.4%，其它技術(shù)占51%。

本文主要從實(shí)現(xiàn)技術(shù)角度對(duì)目前不同的電子白板精確定位測(cè)試技術(shù)進(jìn)行詳解。

一、電阻膜

電阻膜技術(shù)原理是：電子白板基本結(jié)構(gòu)是由多層膜組成，包括水平線電阻膜、絕緣網(wǎng)格、導(dǎo)電膜、絕緣網(wǎng)格、垂直電阻膜等，組合膜與使用區(qū)域大小相同。在電阻膜上加一個(gè)固定的電壓，在沒有外力作用下，導(dǎo)電膜不接觸電阻膜，沒有電壓被測(cè)得，不會(huì)有定位的信息反應(yīng)。當(dāng)用硬物壓在電阻膜的某一點(diǎn)時(shí)，電流通過導(dǎo)電膜被測(cè)試電路讀取，這個(gè)電壓與觸摸點(diǎn)的位置有關(guān)，根據(jù)從水平和垂直方向讀取的電壓，可以換算為觸摸點(diǎn)的X、Y方向位置。電阻式觸摸屏是一種網(wǎng)格掃描實(shí)現(xiàn)方式，特點(diǎn)是有物體壓住膜的表面時(shí)，可以反應(yīng)出物體壓住的位置。

二、電磁感應(yīng)

其工作原理是：電磁波可以通過空氣和絕緣物體進(jìn)行傳播，電磁感應(yīng)式是采用一支可以發(fā)射電磁波的筆，水平垂直兩個(gè)方向排列的接收線圈膜組成，膜的大小與顯示區(qū)域相同。定位原理是發(fā)射電磁波的筆按間歇方式發(fā)射電磁波，當(dāng)筆靠近接收線圈的膜時(shí)，線圈上會(huì)感應(yīng)到筆發(fā)射的電磁波。離筆最近的線圈組感應(yīng)到的電動(dòng)勢(shì)越高，根據(jù)水平方向和垂直方向感應(yīng)到的電動(dòng)勢(shì)，通過計(jì)算可以獲得筆所在的X、Y坐標(biāo)位置。

電磁感應(yīng)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)分析：

優(yōu)勢(shì)：定位相對(duì)準(zhǔn)確；書寫過程中有壓感，即根據(jù)書寫的輕重不同，筆跡的粗細(xì)會(huì)不同；顯示區(qū)域的均勻度較好。

劣勢(shì)：必須使用專用筆才能書寫，不能做觸摸操作；不方便教學(xué)管理；反應(yīng)速度不夠快，即書寫的筆過去之后筆跡才出現(xiàn)；怕劃傷，一旦中間出現(xiàn)劃傷整塊板就可能不能用了；難以實(shí)現(xiàn)超大面積的版面制作。

采用此項(xiàng)技術(shù)的主要廠家：

英國(guó)：Promethean和GTCO

加拿大：SMART

美國(guó)：Numonics

中國(guó)：巨龍、天士博等

這是一項(xiàng)早期電子白板常用的技術(shù)，目前市場(chǎng)份額相對(duì)穩(wěn)定。

三、紅外

紅外技術(shù)的原理是：由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對(duì)管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個(gè)掃描平面網(wǎng)，當(dāng)有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對(duì)水平和垂直紅外掃描線時(shí)，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標(biāo)。

紅外技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)分析

優(yōu)勢(shì)：定位準(zhǔn)確、精度較高；無需專用筆、可用手指、教鞭等進(jìn)行書寫或觸摸操作；不怕劃傷，即便板中有任何劃傷也不影響操作使用；使用壽命較長(zhǎng)；反應(yīng)速度較快；造價(jià)較低。

劣勢(shì)：無壓感反應(yīng)(可用軟件彌補(bǔ))；可能受強(qiáng)紅外光的影響。

采用此項(xiàng)技術(shù)的主要廠家：

美國(guó)：3M

英國(guó)：Sahara 和Luidia

日本：HITACHI

中國(guó)：鴻合

根據(jù)國(guó)際權(quán)威市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)的分析報(bào)告，在世界市場(chǎng)上紅外技術(shù)的交互式電子白板技術(shù)的產(chǎn)品2005年占9%，2006年占世界市場(chǎng)份額的17.4%，應(yīng)用呈快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。被越來越多的用戶所接受，成為教育行業(yè)喜歡的產(chǎn)品。

四、超聲波

超聲波技術(shù)的原理是：利用超聲波的傳輸速度較慢的特性，根據(jù)超聲波發(fā)射到接收時(shí)間計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離。使用在平面定位上的原理采用的是在屏幕的一邊放置兩個(gè)按固定距離分布的超聲接收裝置，用于定位的筆是一個(gè)超聲波發(fā)射器，當(dāng)筆移動(dòng)在屏幕的表面時(shí)，所發(fā)射的超聲波沿屏幕表面被接收器檢測(cè)到，由收到超聲波的時(shí)間可以換算出筆與兩個(gè)接收器的距離。采用三點(diǎn)定位的原理，即根據(jù)三角形已知三個(gè)邊長(zhǎng)可以確定筆所在的頂點(diǎn)原理，計(jì)算出筆所在的位置坐標(biāo)。

五、CCD光掃描

CCD光掃描原理是：在顯示區(qū)域的一邊設(shè)置兩個(gè)固定距離的CCD線陣探測(cè)器和紅外發(fā)射器，對(duì)準(zhǔn)顯示區(qū)域。在顯示區(qū)域的另外三邊設(shè)置可以反射光線的反射膜，在沒有物體阻擋時(shí)，線陣CCD檢測(cè)到的是一條完整的光帶。當(dāng)有物體在顯示區(qū)域中擋住光線傳播路徑時(shí)，在線陣CCD檢測(cè)到的光帶中會(huì)出現(xiàn)無反光區(qū)域，分布在兩個(gè)角的CCD分別檢測(cè)到的遮擋區(qū)域反應(yīng)在線陣CCD的對(duì)應(yīng)區(qū)域，根據(jù)對(duì)應(yīng)的區(qū)域計(jì)算出物體在顯示區(qū)域的位置，是一種交叉點(diǎn)測(cè)試定位方式。

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關(guān)鍵詞：DOE；Minitab；轉(zhuǎn)速傳感器；輸出電壓；精確控制

1 概述

磁電式傳感器運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，將輸入的運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出，具有不需要供電電源、電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、輸出阻抗小等優(yōu)點(diǎn)[1]。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量，在監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)過程中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，具有導(dǎo)磁性的音輪旋轉(zhuǎn)，通過傳感器線圈的磁通量發(fā)生周期性變化，傳感器線圈中產(chǎn)生周期性電壓，通過對(duì)輸出電壓處理計(jì)數(shù)，測(cè)出齒輪轉(zhuǎn)速[2]。

根據(jù)磁場(chǎng)回路的大小，磁電式傳感器可分為開放式磁電轉(zhuǎn)速傳感器和半封閉式磁電轉(zhuǎn)速傳感器。開放式磁電轉(zhuǎn)速傳感器外殼是不導(dǎo)磁的，線圈在磁鋼和音輪組成的大回路的磁場(chǎng)下工作，音輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。開放式磁電轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)磁鋼的要求不高，一般采用普通的鋁鎳鈷永磁材料。雖然在使用過程中磁性能容易下降，但可以在外部用重新充磁來調(diào)整，容易返修。半封閉式磁電轉(zhuǎn)速傳感器是由鐵芯、磁鋼、導(dǎo)磁體、外殼組成的E形磁導(dǎo)體和音輪構(gòu)成小回路的磁場(chǎng)，當(dāng)音輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)變化，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。半封閉式磁電轉(zhuǎn)速傳感器要求磁鋼的磁性能強(qiáng)，一般采用釤鈷磁鋼。半封閉式磁電轉(zhuǎn)速傳感器在使用中如果磁性能下降，很難再重新充磁。由于易調(diào)整的特點(diǎn)，目前我廠的磁電式傳感器以開放式磁電轉(zhuǎn)速傳感器為主。下文論述均以開放式磁電轉(zhuǎn)速傳感器為基礎(chǔ)。

目前，我廠轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓的控制較為粗放，一致性較差，實(shí)際測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)誤差較大，設(shè)計(jì)存在反復(fù)，影響研發(fā)周期。本文基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法，對(duì)輸出電壓進(jìn)行流程分析及降噪處理，運(yùn)用Minitab軟件，通過實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)施、分析，構(gòu)建合理模型，給出擬合公式，并經(jīng)預(yù)測(cè)、驗(yàn)證，提出有效的控制手段。

2 流程分析

轉(zhuǎn)速傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的，完整的測(cè)量系統(tǒng)由傳感器及音輪兩部分組成。音輪按齒形不同可分為端面齒音輪與徑向齒音輪，如圖1所示。以徑向齒音輪為例，傳感器的測(cè)量端正對(duì)音輪的齒，傳感器的測(cè)量端與音輪的齒之間存在間隙，音輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，間隙交替變化周期性地改變磁路中的磁阻，磁阻周期性的變化引起通過線圈磁通量的變化（見圖2），線圈兩端輸出周期性、上下對(duì)稱的脈沖電壓信號(hào)，如圖3所示。隨著音輪轉(zhuǎn)速的升高，輸出電壓幅值增大，直至達(dá)到飽和。

a.端面齒音輪 b.徑向齒音輪

轉(zhuǎn)速傳感器將非電量轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)稱的脈沖信號(hào)，脈沖的頻率值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：

其中，n為音輪轉(zhuǎn)速，f為脈沖頻率值，Z為音輪齒數(shù)。

由于音輪齒數(shù)Z為常數(shù)，從式（1）中可以看出，轉(zhuǎn)速n與脈沖的頻率值f成正比關(guān)系。

轉(zhuǎn)速傳感器一般由鐵芯、磁鋼、外殼、端蓋及線圈等組成，鐵芯在為傳感器提供磁通路徑的同時(shí)也作為骨架供繞制線圈用，圖4所示為磁電式轉(zhuǎn)速傳感器典型結(jié)構(gòu)。

輸出電壓峰值Em=NBSω （2）

其中，N為線圈匝數(shù)，B為通過線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為線圈橫截面積，ω為線圈切割磁場(chǎng)角速度。

B主要由磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和鐵芯磁導(dǎo)率μ兩大參數(shù)決定，其他影響因素有傳感器y量端與音輪之間的間隙δ、音輪材料磁導(dǎo)率μ'等。

S由骨架外徑D1及線圈外徑D2決定，如圖5所示，線圈外徑D2又與匝數(shù)N、漆包線直徑d、骨架長(zhǎng)度L相關(guān)。

ω由音輪齒數(shù)Z和音輪轉(zhuǎn)速n決定。

3 降噪處理及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

對(duì)于某個(gè)確定的測(cè)量系統(tǒng)及固定的測(cè)量頻率，音輪間隙δ、音輪材料磁導(dǎo)率μ'、骨架外徑D1、漆包線直徑d、骨架長(zhǎng)度L、音輪齒數(shù)Z、音輪轉(zhuǎn)速n可視為常量。主要變量為線圈匝數(shù)N，磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度B0，鐵芯磁導(dǎo)率μ。由此，確定響應(yīng)為低頻輸出電壓峰值Em，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)變量為線圈匝數(shù)N，磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度B0，鐵芯磁導(dǎo)率μ。

水平選擇：3因子，2水平，3個(gè)中心點(diǎn)，全因子，共11次實(shí)驗(yàn)。

響應(yīng)變量與參數(shù)：以某型轉(zhuǎn)速傳感器為例，線圈匝數(shù)[1800，2000]，

磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度[1000，1200]，鐵芯磁導(dǎo)率[24000，30000]。

運(yùn)用Minitab軟件生成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖6所示。

4 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

通過Ansoft/Maxwell 3D有限元仿真分析軟件對(duì)低頻輸出電壓峰值進(jìn)行仿真計(jì)算。仿真結(jié)果見圖7。

5 實(shí)驗(yàn)分析

運(yùn)用Minitab軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。低頻輸出峰值的主效應(yīng)圖見圖8，無交互效應(yīng)。由圖8可見，三個(gè)變量對(duì)響應(yīng)的影響均顯著，從斜率來看，對(duì)響應(yīng)的影響程度排序?yàn)榇配摯鸥袘?yīng)強(qiáng)度>線圈匝數(shù)>鐵芯磁導(dǎo)率，這與圖9所示的Pareto圖結(jié)果一致。

6 模型構(gòu)建

運(yùn)用Minitab軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行因子回歸分析。得到如下回歸方程：

低頻輸出峰值=-0.914+0.000279線圈匝數(shù)+0.000679磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度+0.000005鐵芯磁導(dǎo)率

模型合理與否的關(guān)鍵指標(biāo)如下：R-sq=97.52%>80%，R-sq（調(diào)整）=96.46%>80%，R-sq（預(yù)測(cè)）=95.04%>80%。線圈匝數(shù)P值=0.000

7 預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

運(yùn)用Minitab軟件生成響應(yīng)與變量的曲面圖和等值線圖。圖10～圖15分別為鐵芯磁導(dǎo)率取24000、27000、30000的情況下低頻輸出峰值與磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈匝數(shù)的曲面圖和等值線圖。由圖可見，低頻輸出峰值與磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈匝數(shù)呈正相關(guān)，并且可粗略地通過為磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈匝數(shù)賦值，對(duì)低頻輸出峰值進(jìn)行控制。

圖16～圖18為分別為鐵芯磁導(dǎo)率取24000、27000、30000的情況下低頻輸出峰值（0.55～0.58）與磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈匝數(shù)的等值線圖。通過在圖中白色區(qū)域取值，可將低頻輸出峰值精確控制在0.55～0.58范圍內(nèi)。

運(yùn)用Minitab軟件進(jìn)行響應(yīng)優(yōu)化預(yù)測(cè)。如圖19所示，取目標(biāo)值0.565（0.55與0.58的均值），得到結(jié)果：當(dāng)線圈匝數(shù)=1854.9945，磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度=1200，鐵芯磁導(dǎo)率=27151.8260時(shí)，可使低頻輸出峰值預(yù)測(cè)值達(dá)到0.565。關(guān)鍵指標(biāo)：合意性指數(shù)=1，擬合值標(biāo)準(zhǔn)誤=0.00630，95%置信區(qū)間為（0.55011，0.57989），95%預(yù)測(cè)區(qū)間為（0.53125，0.59875），表明預(yù)測(cè)結(jié)果可信。

運(yùn)用Ansoft/Maxwell 3D有限元仿真分析軟件進(jìn)行驗(yàn)證，線圈匝數(shù)取1855，磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度取1200，鐵芯磁導(dǎo)率取27152，仿真結(jié)果為0.56073，與預(yù)測(cè)值0.565相比，兩者誤差僅1%，構(gòu)建的模型得到驗(yàn)證，其擬合度較高。

8 控制計(jì)劃

基于回歸方程，運(yùn)用等值線圖和響應(yīng)優(yōu)化器，通過為線圈匝數(shù)、磁鋼磁感應(yīng)強(qiáng)度、鐵芯磁導(dǎo)率賦值，可精確控制輸出電壓，實(shí)現(xiàn)其數(shù)值望大、望小及望目等目的。

9 結(jié)論

本文基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法，對(duì)輸出電壓進(jìn)行流程分析及降噪處理，運(yùn)用Minitab軟件，通過實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)施、分析，構(gòu)建合理模型，給出擬合公式，并經(jīng)預(yù)測(cè)、驗(yàn)證，提出有效的控制手段。

參考文獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞：航空軸承內(nèi)環(huán) 感應(yīng)加熱 硬度

引言

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中，高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸承屬主軸軸承，工作時(shí)支撐著發(fā)動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，屬高速旋轉(zhuǎn)件，亦是關(guān)鍵件，工作時(shí)最高轉(zhuǎn)速達(dá)17626r/min，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠工作起著非常重要的作用。高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸承為內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承，軸承內(nèi)環(huán)與高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸過盈量最大達(dá)到0.038mm，其主要分解工藝方法是采用拔卸工具。因此，在常溫下任何分解操作不當(dāng)都易造成高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸頸外表面產(chǎn)生嚴(yán)重拉傷、拉溝、甚至報(bào)廢，嚴(yán)重影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)交付。

感應(yīng)加熱是一種典型的電加熱。主要是利用電磁感應(yīng)的方法在被加熱工件的內(nèi)部產(chǎn)生電流（即渦流），通過渦流產(chǎn)生的渦流熱來加熱工件。該方法具有加熱效率高、節(jié)能；溫度易控制和調(diào)節(jié)；升溫快；無明火，可控性好等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于圓筒形導(dǎo)電物體的加熱，在軸承分解中使用方便。

1.感應(yīng)加熱原理及設(shè)備參數(shù)選擇

1.1感應(yīng)加熱的基本工作原理

如圖1所示，導(dǎo)電物體被置于交變電磁場(chǎng)中，利用電磁感應(yīng)的渦流及磁滯所產(chǎn)生的熱量加熱，它是電磁感應(yīng)、渦流的集膚效應(yīng)及熱傳遞三項(xiàng)基本原理的實(shí)際應(yīng)用。集膚效應(yīng)表明：電流或電壓以頻率較高的電子在導(dǎo)體中傳導(dǎo)時(shí)，會(huì)聚集于導(dǎo)體表層，而非平均分布于整個(gè)導(dǎo)體的截面積中。頻率越高，趨膚效用越顯著。電流在表面流動(dòng)，中心則無電流。同時(shí)，渦流的電流密度由物體的表面向內(nèi)部方向按指數(shù)規(guī)律衰減。

1.2分解工藝方法

由于高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸承內(nèi)環(huán)感應(yīng)加熱后，向軸頸傳遞熱量較快，因此分解過程應(yīng)迅速。通過研究分析，若在加熱過程中，將高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸頸置于豎直向下，軸承內(nèi)環(huán)感應(yīng)加熱后在自重作用下能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)脫落。采用該方式，保證軸承內(nèi)環(huán)分解迅速，不會(huì)造成高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸頸外表面產(chǎn)生機(jī)械損傷。但加熱后應(yīng)保證軸承內(nèi)環(huán)溫度不能超過最高允許溫度。

1.3設(shè)備基本參數(shù)確定

感應(yīng)加熱器的設(shè)備參數(shù)一般根據(jù)工藝要求的功率、軸承內(nèi)環(huán)的外形尺寸、材料性能等來計(jì)算線圈的匝數(shù)、導(dǎo)線的截面、加熱頻率大小及磁路的結(jié)構(gòu)等。

1.3.1 線圈匝數(shù)

因影響因素較多，常采用如下經(jīng)驗(yàn)公式來確定線圈的匝數(shù)：

3.檢測(cè)

3.1殘磁檢測(cè)

對(duì)于航空軸承而言，若殘磁量較大，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全使用存在很大隱患。不同于電阻加熱、電弧加熱等其它加熱方法，軸承內(nèi)環(huán)經(jīng)過感應(yīng)加熱后存在殘磁。經(jīng)檢測(cè)，軸承內(nèi)環(huán)殘磁值符合GJB 269A-2000《航空滾動(dòng)軸承通用規(guī)范》中，軸承外徑﹥50～120mm，殘磁最大值不大于0.6mT的規(guī)定。

3.2硬度檢測(cè)

為了檢測(cè)高壓壓氣機(jī)后軸承內(nèi)環(huán)在感應(yīng)加熱后機(jī)械性能的變化情況，本論文對(duì)實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行了硬度檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，軸承內(nèi)環(huán)感應(yīng)加熱前、后，硬度無明顯變化。并符合GJB 269A-2000《航空滾動(dòng)軸承通用規(guī)范》中，同一零件的硬度差不超過1HRC的規(guī)定。

結(jié)束語(yǔ)：

本論文研制的中頻感應(yīng)加熱設(shè)備，工作穩(wěn)定，體積小，經(jīng)加熱后的軸承內(nèi)環(huán)殘磁值小于0.2mT，表面硬度無明顯變化，完全符合GJB 269A-2000標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)備除用于小型軸承的分解外，也可用于其它具有類似配合的導(dǎo)電工件分解，如隔圈、軸外襯套等，并廣泛用于汽車、機(jī)床、鐵路等行業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

篇9

Research on Power Transmission Mode and Development Trend of Wireless Delivery

朱先清 ZHU Xian-qing；牛華慶 NIU Hua-qing

（山東電力集團(tuán)公司臨沂供電公司，臨沂276003）

（Linyi Power Supply Company，Shandong Electric Power Corporation，Linyi 276003，China）

摘要：對(duì)常規(guī)電力輸送和無線電力輸送從傳輸原理上進(jìn)行介紹，主要描述了常規(guī)電力輸送架空線路傳輸?shù)木唧w組成結(jié)構(gòu)和無線輸電因傳輸距離不同而使用的傳輸原理。并從傳輸?shù)撵`活性、安全性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面比較了兩種電力傳輸各自的優(yōu)缺點(diǎn)，突出了無線電力傳輸在輸電過程中具有良好的發(fā)展前景。以無線輸電的三種原理，分別闡述了今后主要的發(fā)展方向。

Abstract: The conventional power transmission and wireless power delivery in the transmission principle are introduced, this paper mainly describes the specific structure of conventional power transmission especially overhead line transmission and wireless transmission with different transmission distance by using transmission principle. And from the three aspects of transmission that are flexibility, safety and economy，through comparing the advantages and disadvantages with two kinds of power transmission, the wireless power transmission in the transmission process shows good prospects for development. The three principles of the wireless transmission respectivelydescribe the main development directions.

關(guān)鍵詞 ：電力輸送；架空線路；無線；磁耦合共振

Key words: power transmission；overhead line；wireless；magnetic coupling resonance

中圖分類號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2015）20-0193-03

0引言

電能從被探索、研究，到全面應(yīng)用，在人類歷史上不到300年歷史，卻已極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步；現(xiàn)今，人們的日常生活以及社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工廠的生產(chǎn)作業(yè)都離不開電能，它與人類息息相關(guān)，是最重要的能源之一。而輸電，即電能的傳輸在該過程中是極其重要的環(huán)節(jié)，是電力整體系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它與變電、配電和用電一起構(gòu)成整個(gè)電力系統(tǒng)[1]。通常，人類所能支配的電能由發(fā)電廠產(chǎn)生，經(jīng)由負(fù)荷中心調(diào)控，分配到下級(jí)用電單位；這個(gè)過程中，輸電將相距幾十至數(shù)千千米不等的發(fā)電廠與負(fù)荷中心聯(lián)系起來，使電能的利用超越地域的限制，更加靈活、方便，相較于其他能源的輸送具備效率更高、損耗更低、環(huán)境污染程度小等優(yōu)點(diǎn)。

目前，大規(guī)模建設(shè)的電網(wǎng)電力傳輸，因鋪設(shè)方式與結(jié)構(gòu)形式的不同，可簡(jiǎn)單劃分為架空輸電線路輸送和地下輸送線路輸送；架空輸電由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。地下線路主要是使用電纜，鋪設(shè)在地下或水域下。架空線路以其架設(shè)及維修相對(duì)方便，成本也較低優(yōu)勢(shì)相對(duì)于地下線路造價(jià)高、鋪設(shè)難度大、發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護(hù)等均不方便的缺點(diǎn)，使得采用架空線路輸電是最主要的方式。而地下線路主要用于架空線路架設(shè)困難的地區(qū)，如城市或其他特殊地區(qū)輸電。架空線路輸電是有線電力傳輸主要作業(yè)方式，大部分電力傳輸都涉及該種形式，一般遠(yuǎn)距離輸電，需要提高電力電壓進(jìn)行輸送，如傳輸距離超過50km，輸送電壓要求達(dá)到110kV，為高壓輸電，配套的設(shè)備（如變壓器等）設(shè)備要求高，相應(yīng)的使用和維修成大，同時(shí)輸電過程存在的較大危險(xiǎn)隱患以及維修困難等缺點(diǎn)；容易受到氣象和環(huán)境（如大風(fēng)、雷擊等）的影響而引起故障，電網(wǎng)的形成需要占用大量土地，超高壓或特高壓交流輸電還會(huì)造成電磁干擾等，在如今科技高度發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋程度不斷壯大的今天，以出現(xiàn)諸多不便與困擾。

無線電力傳輸是近十年來得到極大重視和不斷研究、發(fā)展的電能傳輸手段，該項(xiàng)技術(shù)早在19世紀(jì)中后期就被特斯拉提出，認(rèn)為可以借用地球本身與大氣來進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，后來雖然由于資金等原因未能實(shí)現(xiàn)[2]，但這一理論研究為無線輸電提供了研究的基石。目前，無線電力傳輸還不是很成熟，在一些領(lǐng)域，尤其是手機(jī)、家用電器等用電設(shè)備的供電與充電已研發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品；但是，如常規(guī)的電力輸送（以架空輸電為例），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的基站與基站的電力傳輸還停留在實(shí)驗(yàn)階段或因傳輸效率等問題未能實(shí)現(xiàn)大面積使用推廣。在今后的不斷研究中將突破技術(shù)障礙，實(shí)現(xiàn)無線輸電電網(wǎng)的改革。目前，最遠(yuǎn)的無線傳輸是2015年3月12日，日本三菱重工也宣布，科研人員將10千瓦電力轉(zhuǎn)換成微波后輸送，其中的部分電能成功點(diǎn)亮了500m外接收裝置上的LED燈，說明無線傳輸在取代和應(yīng)用是可能的。

1常規(guī)電力傳輸

常規(guī)電力傳輸是現(xiàn)今電力傳輸?shù)闹饕獙?shí)現(xiàn)方式，基于電流在導(dǎo)體中傳導(dǎo)，進(jìn)而傳送電能的基本原理來完成整個(gè)過程。其中最主要的架空線路傳輸一般由導(dǎo)線，傳導(dǎo)電流的核心部分；避雷針，置于桿塔頂，減少雷擊的可能，保證輸電線的安全；桿塔，支撐線與避雷針，保證線與線、線與地面之間的距離；絕緣子，使線之間、線與地面之間絕緣；金具，支撐、固定和連續(xù)線與絕緣子；桿塔基礎(chǔ)，確保桿塔不會(huì)因?yàn)橥饬蛲话l(fā)事件（如大風(fēng)、地陷等）而上拔、下沉或傾倒；拉線，用來平衡導(dǎo)線橫向載荷，減少導(dǎo)線之間張力，降低使用成本；接地裝置，通過基桿塔的接地線或接地體與大地相連，防止雷擊時(shí)線路損壞。針對(duì)特殊地域（跨河、跨海等）和城市電路輸送，常采用地下輸送線路輸送，可基本消除雷擊影響的可能，不占用可使用土地，但鋪設(shè)和維護(hù)成本過高，不適用遠(yuǎn)距離輸送，使用范圍窄；除卻與桿塔相關(guān)的構(gòu)建，其余組成與架空線基本相同，增大了絕緣性能，防止電流泄露。

2無線電力傳輸

無線電力傳輸根據(jù)輸電距離可分為三類，即短程無線供電、中短程無線輸電和遠(yuǎn)程（超遠(yuǎn)程）無線電力傳輸[3-4]。不同的無線輸電方式所采用的原理存在差異，但其基本構(gòu)成基本由五部分組成，分別為電源（發(fā)電設(shè)備）、整流器、逆變器、線圈（可為變壓器或發(fā)射電波線圈）、負(fù)載（用電設(shè)備）組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1。短程無線供電是基于電磁感應(yīng)原理運(yùn)作的，最典型的電磁感應(yīng)在輸電中的應(yīng)用是變壓器使用。變壓器由一個(gè)磁芯和二個(gè)線圈（初級(jí)線圈、次級(jí)線圈）組成；當(dāng)初級(jí)線圈兩端加上一個(gè)交變電壓時(shí)，磁芯中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，從而在次級(jí)線圈上感應(yīng)一個(gè)相同頻率的交流電壓，電能就從輸入電路傳輸至輸出電路，實(shí)現(xiàn)短距離或超短距離電能的傳輸[5]。電磁感應(yīng)突出的特點(diǎn)是帶點(diǎn)端與用電端可為非接觸式連接，其電能發(fā)射端的線圈（連接電源）與接收端的線圈（用電產(chǎn)品），處于兩個(gè)分離的裝置中，電能通過感應(yīng)線圈傳送，這類似一個(gè)線圈間耦合不緊密的變壓器。

這種變壓器原理適用于供電的防水設(shè)計(jì)、不能直接接觸的供電設(shè)計(jì)（如人造器官的電池充電）等新型技術(shù)的需求。

中短程無線電力傳輸是基于電磁共振耦合或電磁波射頻的原理實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)供電與用電設(shè)備之間的距離大于感應(yīng)線圈直徑的8倍時(shí)，此時(shí)穿過電磁感應(yīng)線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度大幅削弱，使電能傳輸?shù)男式档投鴩?yán)重影響電能的傳輸。而電磁共振耦合可實(shí)現(xiàn)超過該距離的電能傳輸，具體而言，整個(gè)傳輸系統(tǒng)由兩個(gè)主要的線圈構(gòu)成[6]；一個(gè)線圈與電源相連向外發(fā)射電磁波，為非輻射型磁場(chǎng)，另一個(gè)線圈的固有頻率設(shè)計(jì)為磁場(chǎng)頻率相同，振蕩電流最強(qiáng)，而“接收”電磁波，實(shí)現(xiàn)電—磁—電的轉(zhuǎn)化，即一個(gè)無線的電能傳輸。借用電磁共振耦合的原理完成的無線輸電距離已完全覆蓋了常規(guī)工廠或家庭電器設(shè)施用電和手機(jī)等電子設(shè)備充電的需求，使充電和用電變得更加便捷是重要的應(yīng)用方向。

遠(yuǎn)程或超遠(yuǎn)程無線電力傳輸使用的技術(shù)手段是微波和激光[7]。一般認(rèn)為以無線電磁波的形式進(jìn)行遠(yuǎn)距離的電力傳輸不太合適，因?yàn)槔碚撜J(rèn)為，電波波長(zhǎng)越長(zhǎng)其定向性越差、彌散性越高。而微波波長(zhǎng)在300MHz~300GHz是介于無線電波與紅外線之間，兼具無線電波傳遞方向性好與紅外線衍射（穿透性）的特點(diǎn)，可用于遠(yuǎn)距離能量的傳輸；激光具備定向性、高亮度性和高能量性，在忽略阻礙物的條件下，很適合電能的遠(yuǎn)距離無線輸送，但穿透性差且由于激光的高能量性可能帶來安全隱患。因而，目前兩種方式以其各自的優(yōu)點(diǎn)在遠(yuǎn)程無線電力輸送中都作為研究的方向。

3優(yōu)缺點(diǎn)比較

3.1 靈活性

靈活性即電力輸送距離可靈活變化，對(duì)于某一需求電路可直接使用或變化輸電距離時(shí)添減材料和設(shè)施可以達(dá)到。對(duì)于有線電力傳輸，是通過電流在導(dǎo)體內(nèi)傳遞來傳輸電能的，在不考慮超高電壓輸送情形下，一定范圍內(nèi)改變輸送距離，只需設(shè)置對(duì)應(yīng)的架空線即可；即便改變距離超過對(duì)應(yīng)電壓可輸送的距離，為了降低輸送過程中電能的損耗，提高輸送線路電壓及其安全配到設(shè)施、升高線路距地高度就能滿足輸送要求。具體的各級(jí)電壓電力線路合理的輸送功率和輸送距離如表1[8]。

無線電力傳輸根據(jù)傳輸距離的不同所選擇的傳輸工作原理也有差異，短距離——電磁感應(yīng)，中距離——電磁共振耦合，長(zhǎng)距離——微波或激光[9]；對(duì)于不同距離的電力輸送和供電需求設(shè)計(jì)的電力傳輸裝置，其工作原理是預(yù)先設(shè)計(jì)并固定使用的，用途和適用范圍（距離）不容易改變，針對(duì)性強(qiáng)，但使用靈活性較差。同時(shí)，由于無線電力傳輸原理多，使用面更廣，對(duì)于有線輸電不易或不可能完成的傳輸作業(yè)均可實(shí)現(xiàn)，如“免電池”無線鼠標(biāo)、植入式醫(yī)學(xué)器件充技術(shù)、“無尾”電視、外太空能量向地面的輸送等均是無線輸電廣泛應(yīng)用表現(xiàn)形式[10]。

3.2 安全性

常規(guī)電網(wǎng)或家庭、工廠布線都離不開電線與連接元件，防止電線直接裸露在空氣中造成觸電或線與線之間的短路，通常在電線周圍裹上絕緣子等絕緣體。但是用電與輸電時(shí)刻發(fā)生在人們的周圍，大量的電線與插座等在絕緣子老化后，很可能造成觸電或短路的危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響使用安全。而無線電力傳輸?shù)闹饕N均是以電——磁（電磁波或磁場(chǎng)）——電的形式傳遞，讓“電流”通過空氣或其他介質(zhì)傳播，不會(huì)使使用者或處于介質(zhì)的人員有觸電的感覺，且無線電力傳輸技術(shù)不產(chǎn)生輻射，部分已無線電力傳輸研發(fā)的產(chǎn)品其安全性已經(jīng)通過FCC、IEEE和CCC等標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，避免了帶電插拔、電源線短路等等可能的安全隱患。如2008年8月英特爾信息峰會(huì)上演示了采用電磁共振耦合的原理隔空1m為60W等泡供電，雖然效率只有75%，但基本滿足日常燈泡供電的距離需求，不會(huì)因?yàn)椴贾秒娋€而存在任何隱藏的危險(xiǎn)。在確保安全性的前提下，中短程無線供電方式將可以徹底解決家庭、工廠布線凌亂、電器位置固定、插座破壞建筑布置美觀等等問題，具備可靠地安全保障[11]。

3.3 經(jīng)濟(jì)性

短程電磁感應(yīng)中的磁場(chǎng)，中程或遠(yuǎn)程的電磁波（微波和激光可視為電磁波）傳播過程中不需要介質(zhì)，甚至在真空中的速度接近光速。電力傳輸只需鋪設(shè)發(fā)射端和接收端，兩端主要部件均由調(diào)理電路和線圈組成，檢查兩端是否能正常工作即可維護(hù)整個(gè)輸電線路，成本較低。而常規(guī)的有線電力傳輸過程需要借助介質(zhì)，一般為金屬介質(zhì)，雖然在傳播速度同樣接近光速，但傳播距離和傳播效率受介質(zhì)影響。電網(wǎng)中使用較多的為架空線路，其使用的介質(zhì)導(dǎo)線材質(zhì)常使用的有三種材料——銅、鋼和鋁。以傳遞過程中的電壓、傳輸距離及最大負(fù)載作為使用材質(zhì)選擇條件，使用最多的銅芯鋁絞線，電壓越高，導(dǎo)線截面越大。傳輸線路的鋪設(shè)成本隨距離的增加而增加，隨電壓的增加而增加。以銅芯鋁絞線為例，由于傳輸距離的改變，承載功率由10kW增長(zhǎng)到35kW，線截面積對(duì)應(yīng)的由1mm2增加到6mm2。不僅如此，對(duì)于架空線路而言，配套的配電、桿塔和其他安全設(shè)施也極大提高了成本。電壓提高時(shí)，相應(yīng)的設(shè)備，尤其是與安全與傳遞效率相關(guān)的設(shè)備，成本呈幾何線增漲。架空線大部分鋪設(shè)在野外，而且高壓輸電桿塔較高，對(duì)于維護(hù)和修理的難度很大、成本較高。

4無線輸電的發(fā)展前景與方向

無線輸電作為一種新型的技術(shù)還不太成熟，在傳輸效率與功率上還需進(jìn)一步的高[12]。以磁感應(yīng)原理的無線電力傳輸由于距離的限制，目前只應(yīng)用于供電、用電部分距離很近的情形，如變壓器和芯片信息識(shí)別等。中程的“磁耦合共振”是最可能替代目前架空線路的無線傳輸技術(shù)，其傳輸?shù)木嚯x和效率與兩端線圈大小直接相關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩端線圈完美共振，并研發(fā)能提高傳輸距離與傳輸功率的線圈結(jié)構(gòu)，將會(huì)對(duì)無線電力傳輸有著極大地推廣作用；其次，工廠用電機(jī)械、家用電器、手機(jī)等用電設(shè)備的充電與電源之間的距離在“磁耦合共振”輸電的距離之內(nèi)，借用“磁耦合共振”代替?zhèn)鬏攲?dǎo)線、簡(jiǎn)化傳輸結(jié)構(gòu)、提高使用安全為當(dāng)前及今后無線輸電的主要研究路線。隨著科技的發(fā)展，對(duì)能源的需求與日俱增，地球能源有限，從太空獲取額外的能源并輸送到地面是將來發(fā)展的必然趨勢(shì)，而遠(yuǎn)程的無線輸電成了必要的基礎(chǔ)，對(duì)微波與激光輸電效率以及輸電環(huán)境適應(yīng)性成為今后的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

渦輪流量計(jì)由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成,如圖1所示:

被測(cè)流體沖擊渦輪葉片,使渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化,即流量大,渦輪的轉(zhuǎn)速也大,再經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換裝置把渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電脈沖,經(jīng)前置放大器放大后,送入顯示儀表進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示,根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計(jì)脈沖數(shù)即可求出瞬時(shí)流量和累積流量。

渦輪變送器的工作原理是當(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動(dòng),并沖擊渦輪葉片時(shí),便有與流量qv 、流速V和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上,推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí),葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線,改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào),此脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比,即:

其中,qv為流體的體積總量,N為變送器產(chǎn)生的脈動(dòng)總數(shù);ξ為流量系數(shù)。

ξ是渦輪變送器的重要特性參數(shù),不同的儀表有不同的ξ,并隨儀表長(zhǎng)期使用的磨損情況而變化;其含義是單位體積流量通過變送器時(shí),變送器的輸出的脈沖數(shù)。

渦輪變送器輸出的脈沖信號(hào),經(jīng)前置于放大器放大后,送入顯示儀表,就可以實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。

2 渦輪流量計(jì)的選型

(1)流量計(jì)本體最好選區(qū)用316不銹鋼材料以防腐,如是防爆區(qū)還必須是防爆結(jié)果。

(2)軸承一般有炭化鎢,聚四氟乙烯,碳石墨三種規(guī)格:碳化鎢的精度最高,它作為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工場(chǎng)所優(yōu)先考慮。軸承的壽命流速的平方成正反比,故流速最好的在最大流速的1/3速度比較好。

(3)感應(yīng)探頭是檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號(hào),它電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線,脈沖信號(hào)的頻率范圍隨測(cè)量的流量大小成線性變化,典型的范圍為10:1,25:1 和100:1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻一般小于2000Ω,大于該值可能損壞。

3 渦輪流量計(jì)的安裝

(1)變送器的電源線采用金屬屏蔽線,接地要良好可靠。電源為直流24V,650Ω阻抗。

(2)變送器應(yīng)水平安裝,避免垂直安裝,并保證其前后有適應(yīng)的直管段,一般前10D,后5D。

(3)保證流體的流動(dòng)方向與儀表外殼的箭頭方向一致,不得裝反。

(4)被測(cè)介質(zhì)對(duì)渦輪不能有腐蝕,特別是軸承處,否則應(yīng)采取措施。

(5)注意對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

4 渦輪流量計(jì)的組態(tài)與校正

標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點(diǎn)水標(biāo)定法,但黏度不同標(biāo)定的值不同,故通常要做黏度標(biāo)定曲線。

5 渦輪流量計(jì)的顯示儀表

顯示儀表的任務(wù)是將單位時(shí)間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬流量和總流量,并顯示出來。

由前放大器輸出的脈沖信號(hào),其幅值、波形都是不規(guī)則的,在進(jìn)入顯示儀表后,先需經(jīng)整形電路整形成為有規(guī)則 的具有一定幅值的矩形電脈沖信號(hào)民,再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路,將頻率信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號(hào)(4~20mA)再轉(zhuǎn)換能瞬時(shí)流量值,總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示,有的送DCS顯示。

6 注意事項(xiàng)

(1)安裝渦輪流量計(jì)前,管道要清掃。被測(cè)介質(zhì)不潔凈時(shí),要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住,測(cè)不出流量來。

(2)拆裝流量計(jì)時(shí),對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

(3)投運(yùn)前先進(jìn)行儀表系數(shù)的設(shè)定。仔細(xì)檢查,確定儀表接線無誤,接地良好,方可送電。

(4)安裝渦輪流量計(jì)時(shí),前后管道法蘭要水平,否則管道應(yīng)力對(duì)流量計(jì)影響很大。

7 發(fā)展前景