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美媒:科学家发明可穿戴发电机 利用尿液供电
美媒称,日前,一双嵌入了微生物燃料电池(MFC)的袜子成功为一台无线发射器提供了动力,并向一台个人电脑发射了信号。这种MFC以尿液为燃料,靠穿戴者行走带动循环。这是 依靠基于MFC技术的可穿戴发电机提供动力的自给式发电系统。
据美国每日科学网站12月11日报道,有关这项研究成果的科技论文发表在美国《生物灵感和仿生学》双月刊上。
论文称,这项试验是由英国西英格兰大学布里斯托尔生物能源中心的扬尼斯·耶罗普洛斯教授带领的。
报道称,袜子中嵌入的柔软MFC以新鲜尿液为燃料,依靠穿戴者的行走来发电。通常来讲,续流MFC依靠一台主电动泵来让尿液在电池中循环,不过本项试验完全依靠的是人体运动。该试验使用的手动泵类似于简单的鱼循环系统,行走动作可以使尿液在MFC中循环并发电。安装在脚后跟下的软管可以借由行走动作确保频繁的液体推挽。这一可穿戴MFC系统成功地为一块无线传输板供电,使其每两分钟向由个人电脑控制的接收模块发射一条信息。
耶罗普洛斯说:“我们此前曾用以尿液为燃料的MFC为一部供电,这次想看一下我们是否能用可穿戴技术复制这一成功。我们同样想让这一系统做到完全自给,仅靠人力供电——尿液作为燃料、脚部运动作为泵。”
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发电机的维护和保养工作的基本要求是一样的吗
发电机组上用到的各类电机,如交流同步发电机(有刷、无刷)、充电发电机、启动电机和励磁机等,它们的维护和保养工作的基本要求是一样的,内容也大同小异,在修理前均应进行整体检查,查明故障原因,并预先估计出必要的修理工作范围,确定电机修理工作的内容和工作量。
当电机故障性质已大体确定,明确修理工作范围之后,如有必要方可把电机拆卸。拆卸过程中还要进一步确定故障点,地确定电机修理工作内容。
拆卸前,首先要做好准备工作,如各种工具,以及做好拆卸前的记录和检查工作,然后再进行正确的拆卸。
一、拆卸前的检查与记录
电机拆卸前应先初步对绕组的状态、绝缘电阻、轴承的状态、换向器和滑环、电刷和刷握及转子和定子的配合等情况进行检查和记录,以便对被检修电机的原有故障有所了解,确定检修方案及备料,保证检修工作正常进行。
一、同步发电机的拆装
正确合理地进行同步发电机的拆卸、安装和调整,是维护保养好同步发电机的重要环节之一。在拆装发电机时,首先应了解发电机的构造,然后采用适当的方法和相应的拆装工具,即可顺利地进行电机的维护保养与修理。下面介绍无刷发电机的拆装方法,其他各类电机可参照下述方法进行。
(一)拆卸步骤
①卸下励磁机后罩,拆开整流器直流输出线的接头,用旋具将轴上的弹簧圈取下,顺轴向可看到励磁机转子轴套上有个螺孔,准备几根双头螺杆将励磁机转子拉出。对于励磁机转子安装在两轴承之间的,一般不需拆下。
②卸下后轴承外盖,拆开励磁机定子与主发电机接线板之间的连线,再卸下电机后端盖上的4颗螺栓,将后端盖连同励磁机定子一起卸下来。
③卸下前轴承外盖,再卸下前端盖的4颗螺栓,用撬杠或龙头敲打端盖四角,使端盖退出止口,卸下前端盖。
④小型电机的转子可用手取出,值得注意的是不要擦伤铁芯和绕组。转子风扇若大于定子内孔时,应从右侧取出。有滑环或换向器的电机,应从有滑环或换向器的一侧取出。对于较大型电机,取出转子要使用吊车,转轴一端套人适当内径的钢管。吊起转子,将其慢慢移出定子。
⑤下轴承弹簧圈按照方法,用拉爪将两轴承拉下。
(二)装配步骤
装配时,首先要检查定子内有无杂物,将各部件上的配合面彻底擦拭干净,同步发电机的装配过程与其拆卸过程大致相反。特别注意:将转子装入定子时不可碰到定子线圈,以免损坏其绝缘。
(三)拆装注意事项
①拆开各连线接头时,应注意线头标号,如标号遗失或模糊不清,应重新做好标号。当重新装配时按线路图原位重接,不可调错。
②卸下的零部件应妥善保藏,不可随意乱放,以免丢失,零部件应小心轻放,避免因撞击造成变形或损坏。
③在更换旋转整流器元件时,注意整流元件的导通方向应与原元件方向一致。用万用表测量其正向及反向电阻,可判断硅整流元件是否损坏。整流元件的正向(导通方向)电阻应该很小,用万用表测量应当小于数千欧,而反方向电阻应该很大,一般大于10kΩ。
④如更换发电机的励磁绕组,接头时应注意磁极的极性。磁极线圈应一正一反依次序串联,励磁机定子上的 磁铁,面对转子的一端极性为N,磁铁两旁的磁极为s,主发电机励磁绕组的端部仍应打上钢丝箍。钢丝的直径及匝数应与原来相同。绝缘处理后,发电机转子应在动平衡机上校正动平衡。校正动平衡的方法是:在发电机的风扇上以及非拖动端的平衡环上加重。
⑤拆卸轴承盖及轴承时,注意将拆下的零件用干净的纸张妥善遮盖,避免尘土飞入,如有尘土侵人轴承脂,应将轴承脂全部更换。
⑥重新装配端盖及轴承盖时,为使再次拆卸方便,应在端盖止口上及紧固螺栓上加少许机油。端盖或轴承螺栓应逐个交叉旋入,不能先紧一个再紧其余。
⑦发电机装配完毕后,用手或其他工具慢慢转动转子应转动灵活,无擦碰现象。
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目前常用的柴油发电机电火线圈可分为哪两种形式呢
点火线圈是用来将电源的低压电转变成高压电的基本元件,它由一次绕组、二次绕组和铁芯等组成。常用的电火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种形式。
(1)开磁路点火线圈
开磁路点火线圈的结构:点火线圈的铁芯由若干片涂有绝缘漆的硅钢片叠成,二次绕组和一次绕组都套在柱形铁芯上。
点火线圈的二次绕组用直径为0.06~0.10m的漆包线,在绝缘纸上绕11000~23000匝;一次绕组用直径为0.5、1mm的漆包线,在二次绕组绝缘层的外侧绕240~370匝。由于一次绕组中流过的电流较大"导致其发热量也大,故绕在二次绕组之外,以利于散热。两个绕组的外面都包有绝缘纸层,在一次绕组之外还套装一个导磁钢套,以减小磁路的磁阻,胶状绝缘物或变压器油之后,用胶木盖盖好,并加以密封。
附加电阻接在两个低压接线柱和之间。在有些机型上使用的点火线圈不带附加电阻,没有接线柱,接线柱直接经点火开关接电源;还有些机型使用的点火线圈上虽然没有附加电阻,但接线柱通过一根专用的附加电阻线接电源,在接线柱上还接有一根导线,导线的另一端接在启动机的附加电阻短路接线柱上,以便在启动发动机时将附加电阻短路,改善启动时的点火性能。
(2)闭磁路点火线圈
开磁路点火线圈采用柱形铁芯,一次绕组在铁芯中产生的磁通,通过导磁钢套形成磁回路,而铁芯上部和下部的磁力线从空气中穿过,磁路的磁阻大,泄漏的磁通量多,磁路损失大,转化率低。闭磁路点火线圈,将一次绕组和二次绕组都绕在口字形或日字形铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通,通过铁芯形成闭合磁路,因此泄漏的磁通量和磁路损失大大减小,点火线圈的转换效率高。
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在柴油发电机组上总是能看到 KW和KVA,初学者也总是高不清两者的关系。
千伏安KVA是视在功率,其中包括有功功率和无功功率。
千瓦KW是有功功率。
千瓦(KW)=千伏安(KVA)乘以功率因数。
1KW=1.25KVA或者 1KVA=0.8KW
发电机有功功率单位KW(千瓦)
发电机视在功率单位KVA(千伏安)(也称装机容量)
有功功率=视在功率×功率因数
功率因数=Cosφ (一般为0.85)
另外:
发电机无功功率单位KVar(千乏)
视在功率^2=有功功率^2+无功功率^2
P=UIcosφ
P=UI只适用与纯阻性负载,因为阻性负载的功率因数是1;然而感性负载的功率因数就不是1了,是0.5——0.9不等,甚至更低。
所以1kva=0.8kw
1kva=1kw 都对1kva=0.8kw 也就是功率因数是0.8的时候的计算方法。
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