直流發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能的設(shè)備。它主要作為直流電動機(jī)、電解、電鍍、電冶煉、充電及交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁等所需的直流電機(jī)。雖然在需要直流電的地方,也用電力整流元件,把交流電變成直流電,但從使用方便、運(yùn)行的可靠性及某些工作性能方面來看,直流電動機(jī)還不能和交流發(fā)電機(jī)相比。直流發(fā)電機(jī)的電勢波形較好,電磁干擾較小、但由于存在換向器,其制造、維護(hù)復(fù)雜,價(jià)格較高。
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幾個(gè)小時(shí)前,等紅燈時(shí)看見這么檔子事兒:旁邊車道的停車線前一輛出租車打開門,的哥下車朝后車司機(jī)嚷嚷著,把你的遠(yuǎn)光燈關(guān)掉。出租后面不到50公分的地方,一輛大眾上40歲上下的男司機(jī),一手扶方向盤,一手將嘴里的煙伸出窗外,“瀟灑”地將煙灰抖落車外。對于的哥的話則無動于衷。出租無法之下,一把方向右轉(zhuǎn)離開。其實(shí),對這種事情很多人都會有過類似遭遇。在國內(nèi)開車,討厭的是兩種狗:遠(yuǎn)光狗和加塞狗。加塞狗是見不得別人車前有點(diǎn)距離,仿佛他是有潑天大事要去處理,見縫插針地?fù)屇敲?、5秒的時(shí)間。
831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律,并制成臺圓盤式單極直流發(fā)電機(jī)
1832年皮克西制成磁鐵手搖直流發(fā)電機(jī),它是上首臺報(bào)導(dǎo)制造的直流發(fā)電機(jī) 。
1838年楞次提出電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,又可作電動機(jī)運(yùn)行的電機(jī)可逆原理。
1 845年惠斯通制成首臺電磁鐵勵(lì)磁的直流發(fā)電機(jī)(以前用磁鐵) 。
1851年辛斯特登提出用通電線圈代替磁鐵,作為電機(jī)的勵(lì)磁。
1852年~ 1856年英法聯(lián)盟公司成立,并制成蒸汽機(jī)驅(qū)動的電磁式直流發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)運(yùn)用領(lǐng)域。1860年 巴辛諾特應(yīng)用電機(jī)可逆原理,制成臺既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,又可作電動機(jī)運(yùn)行的直流電機(jī) ] 。
1866年W.西門子提出直流電機(jī)利用電機(jī)剩磁進(jìn)行自勵(lì)的原理,并制成自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)(Dy.namo)。
1 873年方丹在維也納博覽會上用直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電使直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),解決了困擾多年的直流電動機(jī)的電源問題(在此以前,直流電動機(jī)采用電池作為電源),推動了直流電動機(jī)的應(yīng)用。
直流電機(jī)萌芽、發(fā)展時(shí)期(1821~ 1895)
從1821年臺直流電動機(jī)雛形誕生到I895年直流發(fā)電機(jī)在尼亞加拉瀑布Adams電站水輪發(fā)電機(jī)招標(biāo)中敗北,是直流電機(jī)萌芽發(fā)展時(shí)期。在此期間,1 880年前后愛迪生和斯旺(J.W_Swan,1828~ 1914)(圖8.1)獨(dú)立發(fā)明的白熾燈,極大地推動了直流電的應(yīng)用,刺激了直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展。自此,直流電機(jī)一路高歌,獨(dú)霸。但1895年直流發(fā)電機(jī)在尼亞加拉瀑布Adam s電站投標(biāo)的敗北,迅速遏制了直流電機(jī)一路飆升的勢頭和直流電機(jī)稱雄的局面。1821年~ 1895年期間,直流電機(jī)在理論方面日益完善,逐漸成熟;在結(jié)構(gòu)方面不斷改進(jìn),走向統(tǒng)一;在產(chǎn)品方面,由小到大,從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。
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在晶元光電冠名的以“產(chǎn)業(yè)整合的新視野”為主題的開幕式大會上,李照華將發(fā)表以“LED照明新篇章:規(guī)模擴(kuò)張與智能照明”為主題的演講。就規(guī)?;?,只要能標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品就有規(guī)模化的必要性,市場也必須通過規(guī)模化來淘汰沒有競爭力的企業(yè),只有通過汰弱存強(qiáng),讓市場實(shí)現(xiàn)合理分工,才能提升制造業(yè)的整體效率。據(jù)李照華透露,“未來IC在某些領(lǐng)域會不斷趨向于標(biāo)準(zhǔn)化,比如球泡燈、筒燈、燈管等室內(nèi)照明都是容易形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,自然也是規(guī)?;a(chǎn)的重點(diǎn)對象。
用電動機(jī)拖動電樞使之逆時(shí)針方向恒速轉(zhuǎn)動,線圈邊 a b 和 c d 分別切割不同極性磁極下的磁力線,感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱觿?因?yàn)殡娝?A 通過換向片所引出的電動勢始終是切割N 極磁力線的線圈邊中的電動勢。所以電刷 A 始終有正極性,同樣道理,電刷 B 始終有負(fù)極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢。
結(jié)論:線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢是一種交變電動勢,而在電刷 A B 端的電動勢卻是直流電動勢。當(dāng)發(fā)電機(jī)的電樞被其他機(jī)器帶動以均勻速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),線圈abcd作切割磁感線運(yùn)動。線轉(zhuǎn)到圖1.1.B所示位置時(shí),用右手定則可以判斷出ab段導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向?yàn)閎→a;cd段導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢方向?yàn)閐→c,則與滑片1接觸的電刷A為正極,與滑片2接觸的電刷B為負(fù)極。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面(與磁感線相垂直的平面)時(shí),感應(yīng)電動勢從值逐漸減小到零。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過中性面后,ab段導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向由a→b;cd段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢方向由c→d。此時(shí),電刷A改為與換向器的滑片2接觸,電刷B與滑片1接觸。隨著線圈在磁場中的不斷轉(zhuǎn)動,換向器滑片1和2間的感應(yīng)電動勢是大小和方向都隨時(shí)間變化的交變電動勢,但電刷A與B交替地接觸與線圈同時(shí)轉(zhuǎn)動的換向器滑片1和2,因此在電刷A與B間產(chǎn)生的是脈動直流電動勢,從A與B輸出的就是直流電了。
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三個(gè)方向中,智能裝備和產(chǎn)品是智能制造的實(shí)現(xiàn)端,智能裝備和產(chǎn)品中,為重要的體現(xiàn)則是工業(yè)機(jī)器人。機(jī)器人替代人工生產(chǎn)是未來制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢,是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ),也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化、數(shù)字化、智能化的保障。圍繞汽車、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國防軍工、化工、輕工等應(yīng)用需求,工業(yè)機(jī)器人將為智能制造中智能裝備的普及代表。機(jī)器代人熱潮使工業(yè)機(jī)器產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人誕生于上世紀(jì)40年代的實(shí)驗(yàn)室里,20多年后才在日本開始產(chǎn)業(yè)化。
直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上沒有差別。只不過直流發(fā)電機(jī)是用其他機(jī)器帶動,使其導(dǎo)體線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,不斷地切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,把機(jī)械能變成電能。直流發(fā)電機(jī)由靜止部分和轉(zhuǎn)動部分組成。靜止部分叫定子,它包括機(jī)殼和磁極,磁極當(dāng)然是用來產(chǎn)生磁場的;轉(zhuǎn)動部分叫轉(zhuǎn)子,也稱電樞 [2] 。電樞鐵芯呈圓柱狀,由硅鋼片疊壓而成,表面沖有槽,槽中放置電樞繞組。換向器是直流電機(jī)的構(gòu)造特征,,換向器就是那兩個(gè)與線圈abed兩端a與d相連的弧形導(dǎo)電滑片1和2,這兩個(gè)弧形導(dǎo)電滑片相互絕緣。隨著線圈轉(zhuǎn)動。兩個(gè)固定不動的電刷A和B,緊壓在換向器滑片上,并與外電路相連接。為了減小直流發(fā)電機(jī)輸出的直流電的脈動性,電樞繞組并不是單線圈,而是由許多線圈組成,繞組中的這些線圈均勻地分布在電樞鐵芯的槽內(nèi),線圈的端點(diǎn)接到換向器的相應(yīng)的滑片上。換向器實(shí)際上由許多弧形導(dǎo)電滑片組成,彼此用云母片相互絕緣。線圈和換向器的滑片數(shù)目越多,產(chǎn)生的直流電脈動就越小,這當(dāng)然也給制造上帶來困難。直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與定子磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電樞的轉(zhuǎn)速成正比。中小型直流發(fā)電機(jī)輸出的額定電壓并不高,為115伏、230伏、460伏。大型的直流發(fā)電機(jī)輸出的額定電壓在800伏左右,輸出更高電壓的直流發(fā)電機(jī)屬于高壓特殊機(jī)組的范圍內(nèi),比較少用了。
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一位業(yè)內(nèi)人士告訴筆者,上一輪互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)入汽車領(lǐng)域相對來說比較盲目,目前制造業(yè)企業(yè)的進(jìn)入相比更謹(jǐn)慎,比如,此輪進(jìn)入的制造業(yè)企業(yè)多數(shù)選擇新能源客車切入,而新能源公共交通更容易得到支持,因此相對來說,切入和發(fā)展更容易。面對新一輪造車熱潮,汽車工程學(xué)會理事長付于武向筆者表示,目前,眾多企業(yè)都想造車,說明汽車行業(yè)未來發(fā)展機(jī)會很不錯(cuò),但無論哪個(gè)行業(yè)的企業(yè)進(jìn)入,終決定成功的,還是企業(yè)自身的核心競爭力。