微型电机（精选12篇）
微型电机 篇1
现代精密医疗设备中,凡带有机械动作的,基本上都是利用微型电机把电能转化为动能。所以在医疗设备维修中,各种微型电机的维修占了相当一大部分,目前医疗设备中的微型电机种类多,型号各异,这给维修人员带来了一定困难。笔者根据多年的经验就医疗设备中常见的微型电机分类及其规律性故障进行分析探讨。
当前医疗设备中常用的微型电机主要分为:直流电机、罩极式电机、永磁同步电机、电容式电机等。
1 直流电机
直流电机在医疗设备中应用最为广泛,如:心电图机、脑电图机、高速磨牙机和高速离心机等等,这种电机常见故障现象和原因有:
(1)电机不启动。常见原因:(1)电刷与换向器的接触不良。(2)磁极绕组断路。(3)电枢绕组断路或接地。(4)电枢被卡住。
(2)电机转动异常。常见原因:(1)电源电压的高低,会在很大程度上改变电机的转速。(2)磁极绕组断路引起定子磁场变弱。(3)电枢绕组局部短路、断路或接地,换向器接地,电刷或轴承磨损等。
(3)电刷与换向器间火花过大。常见原因:(1)电源电压过高,转速过快。(2)电枢绕组严重短路、断路或接地。(3)换向器短路或接地。(4)电刷与换向器接触不良。
(4)电机运转时温升过高。常见原因:(1)过载。(2)电枢绕组受潮或局部短路。(3)换向器上火花过大。(4)轴承磨损或缺油。
2 罩级式电机
在不需大力矩、大功率的医疗设备中使用较为普遍,该种电机结构简单,通常把它的主绕组集中绕制,罩极绕组则是短路环,由扁铜带或圆铜线焊接而成。医用雾化器上常见这种电机,这种电机常见故障现象和原因有:
(1)电机不转动。常见原因:(1)电源电压不正常。(2)主绕组断路(最常见的故障,因为这种电机没有专用的防护外壳,主绕组的漆包线又较细,匝数较多,容易受外力损伤而折断)。(3)主绕组自身短路或接地造成主绕组烧断。
(2)电机发“嗡嗡”噪音。常见原因:(1)如电机不转,一般是罩极绕组断路造成的,只要找到断开的罩极环,焊好即可。(2)如电机运转正常,一般是罩极环松动,与定子铁心贴合不紧。
(3)罩极电机修好后,重装试机时发现反转。原因:铁心装反(该种电机的定子铁心正反面形状是一样的,稍不留意就会装反)。
3 永磁同步电机
这种电机的转速只由电源频率来决定,一般受电压、温度和负载等因素的影响很小。由于交流的频率是固定的50Hz,所以该电机的速度是恒定的。正是因为这样,同步电机经常应用在医疗设备上的电动时钟、定时器、输液泵,注射泵等要求转速稳定的地方。这种电机常见故障现象和原因有:
(1)通电后电机不转。一般是电机的线圈短路或烧毁造成的。
(2)电机运转时发出“咯吱,咯吱”的噪声。电机使用日久或受撞击,转子的永磁体局部碎裂,碎块卡在空隙中,转子不能灵活转动,而发出异常的声音。处理办法:定子腔内的磁碎屑,用镊子、刷子等将它清理,磁环上的磁碎屑很难清理干净时,可用医用胶布将磁碎屑粘下来。
(3)电机运转正常,但输出时转时不转。这一般是电机内的减速齿轮损坏(不少同步电机的传动减速齿轮是用塑料做成的,机械强度很低)。
4 电容式电机
该种电机的使用较为广泛,常见故障现象和原因有:
(1)电机不转。常见原因:(1)电路没有接通。(2)电容器损坏。(3)电机线圈断路,轴承损坏,转轴弯曲使定子和转子相互摩擦。
(2)电机转动无力,只能空转,加负载就会停下来。常见原因:(1)线圈有短路现象。(2)电容器容量减小(测量这种电容器的方法为:将万用表拨到R×1k档上,两只表笔分别接到电容器的两个线头上,若表针不动,表明电容器内部有断路的地方;若表针向右摆动至0Ω位置,却不再返回,表明内有短路的情况。表针向右摆动后,不能退回电阻无穷大位置,表明电容器漏电;表针向右摆动的角度很小,表明电容器的容量已经减退)。
摘要：现代精密医疗设备中,凡带有机械动作的,基本上都是利用微型电机把电能转化为动能,本文对微型电机分类及规律性故障原因进行了分析探讨。
关键词：医用微型电机,规律性故障,直流电机
参考文献
[1]张玉萍.浅谈微型电动机发生故障的查找与原因分析[J].江西能源,2006(4):26.
[2]康莉萍.医疗设备常见故障和维修保养方法的探讨[J].中国医疗设备,2009(11):99.
[3]谭常勇.直流电机故障排除一例——快速判断直流电机主磁极和换向极极性顺序是否正确的方法[J].中国建材,2001(6):89-90.
微型电机 篇2
目前，市面上常见的微型气泵主要分为民用级和工业级两大类。第一类，廉价民用级产品。这类微型泵主要配备给廉价民用品，比如水族箱气泵、血压计气泵等，这类微型泵技术成熟、产量很大、价格低廉，完全可以满足日常使用需要。从技术参数上看，一般都是流量小、压力低或者是压力稍高、但只适应短时间间歇运转等等，只要是正规厂家产品质量都不错。
第二类，工业级产品。这类产品主要使用高端微型泵，用于工业仪器仪表、医用设备仪器、高端保健设备、军用设备等，压力、真空度、流量等参数较高，特别要求参数稳定、可靠性高。比较好的品牌主要有KNF、THOMAS、GAST、气海（国货），它们几家占据了绝大部分市场份额。
近年来，国货品质进步很快，已经抢占了不少进口品牌的市场份额。低端微型泵市场几乎被国货占领，进口品牌在价格和服务上毫无优势。在高端市场，国货开始占据越来越大的份额，只要是国货能达到的技术要求，和进口产品在品质上差距不大，特别是“气海”品牌，但对参数要求很高的微型泵国货尚无相应品种，还无法与进口产品竞争、差距很大。
随着国内工业水平的不断发展，近几年国产微型泵制造业也日趋成熟，生产已经走向专业化，产品类别不断细分，市场格局也逐渐清晰。
一、产品分类
本文所述微型泵主要包括微型真空泵、微型气泵、微型水泵。随着生产厂家的技术水平不断提高，这几年也出现了复合功能泵，比如：既能抽气又能打气的微型真空气泵，既能抽气又能抽水的微型真空水泵等等。
从产品档次上看，高端微型泵主要用于工业级产品、医用设备仪器、军用级产品等，目前该级别市场主要由进口微型泵KNF、GAST、THOMAS等品牌和国内成都“气海”品牌瓜分市场，各厂家主要在技术水平、产品品质方面竞争。从进口微型泵在国内经销商的日渐萎缩可以看出，这几年国货进步很大，正逐步蚕食进口品牌的市场份额。在低端微型泵市场，主要是经济型民用品，比如水族馆用气泵、血压计气泵等，这类微型气泵的生产厂家多如牛毛，各厂家主要在价格和销量上展开竞争，该市场几乎被国货占领，进口品牌在价格和服务上毫无优势。
二、微型泵的发展历程
低端产品在2000年左右主要由台湾引进技术和部份设备，而后江浙、广东等地的厂家纷纷仿造、消化、改进，他们在优化生产工艺降低成本上取得了突破，随后大量厂家进入该领域，形成了现在这种百
花齐放、价格低廉、品质尚可的局面。
高端产品大约在上世纪90年代，由原来一些国内老牌军工企业从德国、美国、日本引进技术，原成都南光机器厂（专业生产真空获得设备）就是其中的代表之一，加上成都附近的绵阳市有国家空气动力学研究中心等机构，这为以后高端微型真空泵、微型气泵的发展提供了良好的技术环境。原来的成都锐意机械设计中心（后来发展为现在的成都气海机电制造有限公司）是国内最早步入该行业的厂家。随着国产品牌的诞生，进口产品一统天下的局面于2000年左右开始被打破。
三、行业相关标准
截止目前，国内还没有颁布关于微型泵的国家标准，包括微型真空泵、微型气泵、微型水泵都没有一套完善细致的标准，现在的产品品质完全靠生产厂家的自觉性和技术实力，不利于整个行业的壮大、健康。
四、竞争格局
在低端产品市场，由于门槛低，呈现出国内厂家群雄逐鹿的态势，尤其是价格竞争非常激烈。没有大规模外资进入。
在高端产品市场，进口品牌开始在国内设立办事处、寻找经销商，并在国内采购配件或干脆贴牌生产，企图拓展销售渠道、提高产品性价比。但供货周期长、对中小客户不重视、无法按客户要求定制等等，都是进口品牌的软肋。但是，在微型泵的高真空度、高输出压力、超长寿命等技术上有绝对优势，即便是国货顶尖的气海品牌也不是对手。目前，国货中有实力与进口品牌竞争的就成都气海一家，在产品
定制、售后服务、供货周期、销售渠道上有明显优势，特别是在中低技术参数的产品上竞争力很强，国内不少商家都在销售或变相销售其产品，这也是它目前吞噬进口品牌市场的利器。
五、国际化战略
国内低端产品的国际化作得比较好，批量出口海外相对成熟。国货在高端产品上虽有出口，但在规模效益和技术层次上还有相当差距，任重道远。
六、技术创新
微型电机 篇3
关键词：定频电机；变频电机；绝缘系统；性能
随着电力电子技术、工业自动化的发展，人们对变频节能意识的提高，变频电机日益广的使用在空压机，风机水泵，矿业，纺织等各个行业。但在现实生活中，为了节约资金，经常出现用定频电机代替变频电机使用的情况。本文简单介绍了定频电机和变频电机的设计特点，并根据两种电机的特点分析了定频电机做变频电机使用的缺点和危害。
一、定频电机的设计特点
1、以市场固定的电压和频率为基础，一般为380V，50Hz，考虑电压波动±10%，频率波动±2%。
2、定子采用标准的电磁线和绝缘系统，一般有B級，F级和H级之分。
3、散热采用自冷风扇，电机轴尾端安装一个风扇，电机运转时风扇随电机轴一起转动到达散热目的。
4、大多电机采用角型接法，通过星一三角转换降低相电压启动，以降低启动电流。
5、为达到良好的启动力性能，转子槽型多采用凸型槽、刀型槽或双笼槽。
6、定频电机一般不考虑轴电流的影响。
二、变频电机的设计特点
1、变频电机设计时以额定电压和额定频率为基础兼顾变频调速范围，并考虑变频器引起的电压降低情况。
2、定子采用能承受变频供电浪涌电压反复冲击的绝缘系统，一般采用抗电晕电磁线，并采用VPI真空浸漆工艺。
3、散热采用独立的冷却风机，有单独电源控制。在低转速运行时，风量恒定；在电机高转速运转时，噪声不增加。
4、变频电机采用变频器直接启动，一般直接采用星形接法，避免角接产生的环流对电机性能的影响。
5、变频电机不必考虑启动性能，考虑集肤效应对转子运行电阻增加，铜耗增大的影响，一般采用上宽下窄，槽深较小的闭口转子槽型。
6、在设计时考虑考虑轴电压和轴电流对电机轴承的损害，制定消除轴电流的措施，比如：采用绝缘轴承、轴承室喷涂绝缘层、安装接地电刷等。
三、定频电机做变频电机使用时的缺点和危害
1、对绝缘系统的危害。定频电机的电磁线采用标准的漆包圆铜线上的双层涂膜结构不能长期承受变频器浪涌电压的反复冲击，在高频电压的冲击下漆膜易变脆破裂引起匝间、对地、甚至烧包现象。
2、变频供电对性能影响。变频供电时，由于高次谐波的存在，电机内部会产生各种附加损耗，包括定子和转子的附加铜损耗、定子附加铁耗、附加杂散损耗；且在高频下运行时，集肤效应使转子电阻增加导致转差铜耗显著增加，变频供电带来的各种损耗致使电动机温升增大，效率降低。
3、低速运行时的缺点。普通异步电动机在低转速运行时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况急剧变差，温升急剧增加，导致定频电机在低转速不能长时间恒转矩运行，只能短时恒转矩运转或降低转矩运行。定频电机做变频电机在低转速使用时因磁场过饱和，激磁电流增大，引起过载能力不足。
4、高速运行时的缺点。定频电机没有考虑高速运转结构强度情况，在高速运转时，可能出现因整体强度不足产生较大的振动，高速运转产生的离心力易引起轴弯曲变形或转子扫蹚现象。定频电机在高速运转时，自冷风扇的转速随电机转速的提高而提高，噪声随之飙升，并可能出现风扇因强度不足而损坏的情况。
5、接法对电机性能的影响。定频电机一般采用角型接法，相比变频电机星形接法相电压增大1.73倍，对电机的绕组绝缘不利；变频电机采用星形接法在每相感应电动势中三次及三的倍数次谐波不会形成环流，而工频电机的角型接法中产生三次及三的倍数次谐波形成环流，对电机绕组带来了额外的损耗，使电机的效率下降，温升提高。
6、轴电流的危害。定频电机没有考虑轴电流的影响，没有制定相应的措施，在变频供电的高次谐波的影响下，轴电压和轴电流会比工频正弦供电时要大20～50%轴电压，且轴电压和轴电流随着电机频率的增加而增大，当轴和轴承之间的轴电压超过了允许值时，油膜或润滑脂因轴电流通人使之遭到破坏，最终放电使轴损坏和轴承失效。
四、结语
定频电机和变频电机有各自的设计特点和使用场合，采用定频电机做变频电机使用，虽然可以调速运转，但具有一定的缺陷和风险。建议变频工况时采用专用的变频电机。
（2）接头：在街头后方10mm出引燃电弧后，电弧长度约为焊条直径，将电弧引至接头处，将熔池接头熔化，然后填充焊丝恢复到原来的角度，从而可以正常的操作手法施焊。
四、焊接试验
1、自检。焊接检验是保证焊接产品质量的重要措施。每条焊缝在焊后都要认真检验，如发现不符合规定的部位，都要仔细返修，直至合格。
2、渗透探伤检验。每条焊缝外观检验合格后，再进行100%渗透探伤检验。经渗透探伤检验后，如有超标缺陷，应进行仔细返修先标出缺陷位置，再用碳弧气刨或磨光机将缺陷清理干净，然后按上述方法将焊缝焊好，直至合格。
五、结语
根据实际焊接证明，以上的焊接工艺是可行的，另外此焊接工艺可供类似的材质焊接参考应用。
微型电机 篇4
现代机械制造 (特别是批量生产) 要求在保证产品质量的前提下提高生产率、降低劳动成本[1]。电机作为机械领域重要动力来源之一, 其生产质量稳定性直接影响着机械的使用寿命。通常, 电机输出扭矩较小时, 电机与主动轮采用过盈配合传递动力, 这样主动轮转动十分平稳, 尤其适用于电机高速旋转的场合。但主动轮与电机轴之间过盈配合要求较高, 尤其是冷态下的装配, 往往因缺乏导向而使装配发生困难。在这种情况下, 就需要采用专用夹具进行装配, 使装配过程导向好, 工作平稳, 可大大提高产品合格率, 同时降低工人的劳动强度。
1 技术背景
图1是我公司曾经生产的一种断路器电操用微型电机。电机与主动齿轮通过过盈配合传递动力 (一般过盈量为0.02mm-0.03mm) 。由于微型电机的轴很细长, 一般直径为3mm, 长75mm, 长径比达到了25:1, 直接把齿轮敲入电机轴时, 将电机竖直放于工作台上, 用手将齿轮中心孔与电机输出轴对准后, 在齿轮端面上敲击将齿轮装入电机输出轴中, 这种方法存在两个问题:一是导向差, 二是受力不均衡, 结果使齿轮装入电机轴后, 电机轴发生弯曲变形, 电机转子与定子互相干涉, 转子转动不灵活, 即使勉强使用其寿命也达不到要求, 而且使用时电机转子不灵活也容易引起电机烧毁, 影响电操使用安全。因此这种方法生产的产品质量无法保证, 产品废品率高, 经济效率低下, 若采用齿轮热套法[2], 则又容易将热量通过电机轴传递给电机线圈, 破坏电机的绝缘性能, 同时也容易使电机沾染油污, 为了解决上述问题, 我们特意设计了一种专用的装配夹具, 如下图2所示:
2 夹具工作原理
夹具主要由11个零件组成, 夹具主体支架由连接板2将盖板1与底板11连接起来, 并分别用两只内六角螺钉将其紧固。支架9用四只十字螺钉固定在盖板1上, 在支架9与盖板1之间设有一对齿轮副, 主动齿轮12由齿轮与轴焊接而成, 齿轮轴下端与盖板配合, 上轴端与铆接在支架9上的铜套配合, 并设有挡圈槽定位, 主动齿轮上轴端开有一孔, 穿过手柄4后可方便转动主动齿轮。顶块7下部为一削扁的圆柱体, 上端为螺杆, 其左端导入连接板2的凹槽中, 下端设有一孔与微型电机6配合。从动齿轮8通过中心螺纹孔与顶块7上端螺杆连接, 其上设有一平面轴承10。底板11上设有一定位套5, 齿轮3装在其阶梯孔中。
工作时, 先把齿轮3装入定位套5中, 手持微型电机6导入顶块7中, 旋转手柄4, 主动齿轮12即带动从动齿轮8旋转, 通过从动齿轮8中心的螺纹副和连接板2凹槽的导向作用, 逼使顶块7向下移动, 使微型电机6下端细长轴导入齿轮3的孔中, 继续旋转手柄4, 即可使微型电机6的细长轴平稳压入齿轮3配合孔中。避免因齿轮3装入时受力不均而导致微型电机3细长轴弯曲。图中平面轴承10是为了减小从动齿轮8旋转时向上移动与支架9产生的端面摩擦。更换定位套5和顶块7可将夹具适用于不同规格的齿轮3与微型电机6的装配。
3 夹具主要特色
1) 结构简单, 操作方便。本夹具由一对齿轮副和一对螺纹副组成。齿轮副可以减小手柄的操纵力, 减轻操作工人的劳动强度。螺纹副则把手柄的旋转运动转换成为直线运动, 完成齿轮压入微型电机细长轴的动作[3]。整个结构设计简单明了。产品装配时只需一人便可完成全部操作, 装配时先将齿轮3放置在定位套5的孔中, 用左手把微型电机6导入顶块7凹槽内, 右手转动手柄4, 使顶块7向下推动微型电机6至齿轮3中心孔中, 继续旋转手柄4即可完成齿轮3与微型电机6的装配。
2) 制作方便。齿轮副采用直齿即可, 用仿形法也可用展成法加工。螺纹副采用细牙螺纹 (可适当减小手柄的操纵力, 同时提高微型电机压入齿轮的平稳性) 。内螺纹可采用常用的细牙丝锥加工, 外螺纹可用车削加工即可。支架则用数控折弯机加工, 整个夹具零件加工简单, 组装和拆卸方便。
3) 夹具具有一定的通用性。通过更换定位套5和顶块7, 可以装配不同规格的齿轮与微型电机。
4) 成品率高。使用夹具后齿轮压入时受力均匀, 所生产的产品无次品, 经济效率显著提高。
4 结束语
生产部门使用夹具装配电机一段时间后效果很好, 所生产的微型电机完全符合出厂规范, 齿轮的装入对电机几乎没有影响, 电机工作时运行平稳, 寿命长。同时夹具制作容易, 组成的零件加工方便, 夹具组装也十分方便。并且夹具操作简单, 一人即可完成电机与齿轮的装配过程, 如更换定位套5和顶块7, 还能用于不同规格的齿轮与电机的装配。因此, 此类专用夹具十分适用于微型电机与齿轮的装配。
摘要：介绍一种微型电机与齿轮连接的装配夹具, 本装配夹具可避免齿轮装入时电机细长轴的弯曲。具有结构简单, 操作方便等优点。
关键词：装配夹具,齿轮啮合,螺纹适合,导向
参考文献
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[2]卢自州.牵引电动机主动齿轮热套的改进建议[J].内热机车, 2007, 7:34-35.
微型电机 篇5
一、微型课的定义
微型课，顾名思义，就是比正常课教学时间短、教学内容少的课。“微型课”的本质是课，具有课的基本属性。微型课实质上就是一节课，与常态课不同的是它时间短，它是课堂教学过程的再现，也是一个没有学生实际参与的检验过程，而由评委老师来判断上课老师的教学过程是否能达到预期的教学效果。
微型课可以作为一种教学技能的考核。微型课的具体过程其实和常规课堂教学是一样的，也就是教师在讲台上把教学过程进行展示，期间包括老师问题的提出、课堂活动的安排、学生合作解决问题等过程都要再现。只不过由于没有学生，象老师的这些设计都是在提出问题或安排后，假设学生已经完成了，教师只需要将下一个教学环节继续展示下去。
由此可以看出，微型课其实就是上一堂完整的课，但没有学生的真正参与，教师的活动安排是作为假设来进行的，由下面的评委教师来判断这个问题及活动的可行性。也因为没有学生的真正参与，期间学生答疑或活动的时间是节约下来的，所以15—20分钟是足够了。
这里，我们切忌不要把把微型课与说课等同起来。微型课和说课是两种截然不同的形式，如“说课”重点在“说”。说目标、说教法、说流程……是在“纸上谈兵”，是在务虚，不是在上课，是在告诉大家准备怎么上，为什么这么上。
二、微型课的特点
1、微型课教学时间有限，一节微型课正常在15分钟到20分钟之间，具体时间由活动组织者确定。
2、微型课一般没有学生参与，只是面对评委授课。
3、上课的具体过程和常规课堂教学一样，老师在讲台上把预设的教学过程进行展示，包括问题的提出、课堂活动的安排、学生合作解决问题等过程都要呈现。
4、由于没有学生，老师的教学设计都是在提出问题或安排后，假设学生已经完成的情况下，继续展示下一个教学环节。学生答疑或活动的时间在微型课中可以大大节省下
三、上好微型课的基本要求 1.切入课题要迅速
由于微型课教学时间短，切入课题必须迅速。可以设置一个题目或问题引入课题；可以从以前的基本内容引入课题；可以从生活现象、实际问题引入课题；也可以开门见山进入课题。
2.讲授线索要清晰
在微型课的讲授中，要尽可能地只有一条线索。在这一条线索上突出重点内容，着重进行主干知识的讲解与剖析，或精要讲授，或巧妙启发，或积极引导，力争在有限时间内圆满完成课题所规定的教学任务。
3.教师语言要得体
在微型课中，学生活动被省略之后，教师的讲解水平倍受评委的关注。教师语言在要求生动，富有感染力的同时，更应做到准确，逻
辑性强，简单明了。
4.课堂板书要简约
板书不宜太多，也不宜太少，要真正起到对内容要点的提示作用。在微型课中，部分板书可以提前准备到纸板上，以挂图的形式在授课的过程中展示在恰当的位置，这样可以节省时间。
5.课后小结要快捷
在微型课的结尾，一定要有小结，用二三分钟时间对一节课的教学进行归纳和总结，使微型课的课堂结构趋于完整。微型课的小结，不在于长而在于精，在注重总结内容的同时更应注重学科方法的总结。
四、要处理好三对矛盾 1.要处理好“有”与“无”的矛盾。
在微型课的做课现场，没有学生。但执教者心中不能没有学生。微型课的具体教学过程和常规教学是一样的，也是教师在课堂上展示课堂教学的整个流程。教学流程中的“学生活动”，教师该提问提问，该布置布置，该指导指导，该点拨点拨，该评价评价。这些“过场”都要一一呈现。只是学生没有实际作，执教者只是假定学生已经完成、估计学生完成的程度和结果。这种估计是否恰当，这些建立在估计基础上点拨评价是否到位，要由专家评委做出判断。所以，要做到估计“恰当”、点拨评价“到位”，执教者就要在备课时研究学生，或设想教材所对应的学生群体的状况，做到“场上无学生，心中有学生”。
2.要处理好“多”与“少”的矛盾。
微型课时间有限，课堂教学内容的容量有限，处理好“多”与“少”的矛盾，做到恰到好处，犹为重要。内容过多，未免庞杂；内容过少，未免空洞。“庞杂”则显重点不突出，“空洞”则显内存不丰厚。无论常规教学，还是微型课，板书都是必需的。只不过在微型课上“多”与“少”的矛盾尤为突出而已。板书太多，既费时，又显累赘；板书太少，虽省了时，但也许会造成表意不清，难以取得预期效果。
3.要处理好“快”与“慢”的矛盾。
要准确把握教学的节奏，快慢适当。教学的重点和关键部分，要慢、稳而准。非重点的部分，可以一代而过。
五、整个的教学过程要精炼
1、切入课题要迅速
由于微型课要求时间的短少，更不允许在导入环节“绕圈子”、“摆排场”,必须要求切入课题要迅速，所以对切入课题的方法大有必要作些文章。可以设置一个题目引入课题；可以从以前的基本内容引入课题；可以从生活现象、实际问题引入课题；也可以开门见山进入课题，或设置一个疑问，悬念等等进入课题。切入题目的方法是灵活的，切入题目的途径是多样的，但不管采用那种方法，那个途径，都要求切入题目的方法、途径引人注目，力求新颖的同时；更要求与题目的关联紧凑，迅速切题，这是进入课题的一个必须遵循的原则，因为我们要把较多的时间分配给内容的讲授。以上主要是讲“切入课题要快速”。
2、讲授线索要明亮醒目
尽管说所有的课都要求讲授线索的清晰醒目，但在微型课的讲授中，更要求尽可能的只有一条线索。在这一条线索上突出重点内容，显露出来的是内容的主干，剪掉的是可有可无的举例、证明这些侧枝旁叶。为了讲授重点内容，往往需要罗列论据，那么虑，在准备的较多的论据中进行精选，力求论据的充分，准确，不会引发新的疑问。
3、收尾要快捷
一节课的小结是必不可少的，它是内容要点的归纳、指出和强调，目的使得讲授内容的进一步突出。好的总结可以对讲授的内容起到提纲携领的作用，可以加深学生所学内容的印象，减轻学生的记忆负担；好的总结往往给一节优质课起到画龙点睛的作用，可以使一节课上升到一个新的档次，给人一种舒坦的感觉，使人回味无穷。在微型课的小结中，因为前面的重点内容的讲授占用了较多的时间，此处的要求必须是在完全总结内容的同时更要求总结方法的快捷，表现为干脆利落。在罗列论据时就要求精而简。
六、讲授人表现要干练
1、语言要准确，简明
语言的准确简明是教学基本功的一个重要方面，而在微型课中由于受时间的限制，语言的准确简明显得更为突出重要。它并不是语速的快捷；相反，它就如盛夏美丽的涧泉，流淌中有舒缓和急，表现为抑扬顿挫，口齿清晰，干净利落。尽管这在于日常的训练，但在备课的过程中，把自己将要讲述的内容结合要说的话语，以及将要采用的表达方式、手势、表情，其中要注意关键字、关键词的应用，能在自
己的思想中过一遍，这是很有必要的，其实这也是平时的训练方法。在语言要求生动，富有感染力的同时，更要求做到准确，逻辑性强，简单明了。
2、板书要精简清晰
板书的作用是展示授课人讲述内容的要点，帮助听课人掌握所听内容的要点。好的板书有犹如一幅精致明丽的山水画。板书不宜太多，太多表现为累赘，会冲淡板书对内容要点的提示作用；也不宜太少，太少往往会使板书表达不清。在微型课中，部分板书可以提前准备到纸板上，以挂图的形式在授课的过程中展示在恰当的位置，这样可以节省时间。无论如何，板书都要做到精简，且使得要点突出，线索清晰为原则。同时以电教手段呈现为最佳。
《大战微型人》片断 篇6
季尔·布雷乔夫（１９４３—）在俄罗斯可是个大名鼎鼎的人物。他原名伊戈尔·福谢沃洛多维奇·莫热依科，是俄罗斯著名的学者型作家，拥有博士学位、教授职称和东方文学研究院院士头衔。他的作品，有丰富的知识，天马行空的幻想，色彩缤纷，奇妙诱人。
季尔·布雷乔夫自称是“业余作家”，而且他也的确是在业余时间搞创作，这不能不让我们佩服他的勤奋。季尔·布雷乔夫的初始创作动机很单纯——给他的爱女阿丽萨（季尔·布雷乔夫大多数作品中的主人公都叫阿丽萨）讲故事，这些故事后来就成了科幻小说。他的小说故事性特别强，让人有读下去的强烈欲望。
《大战微型人》讲的是２１世纪末，俄罗斯少女阿丽萨、少年史巴卡支持同学阿尔卡沙利用美国科研机构提供的装置，使自己的身体缩小到五十分之一，进行一次特殊的冒险旅行。他们先后将身子变小以后，许多昆虫都成为他们的强敌，他们还意外地遇到了大批来自外星球的微型人。微型人将他们抓获，并声称要侵占地球，征服宇宙。阿丽萨他们时而变大，时而变小，历尽艰险，最后直捣宇宙强盗的巢穴……
（典 子）
第七章 阿尔卡沙失踪了
直到傍晚以前，没有发生任何特别的情况。阿尔卡沙并未摘掉通讯手表，一直和阿丽萨保持着联络。
巴史卡见情况很正常，便又去洗了一个澡，然后忙着自己的事情。他已经在着手准备把自己的身体也缩得像阿尔卡沙一样小。他的性格使他作出决定，要好好地武装自己。阿尔卡沙的爷爷曾把屋后的小棚子改建为工场。巴史卡一头钻进这个工场里，为自己锯成一柄不到两厘米长的宝剑。
与此同时，阿尔卡沙在栖身处附近找到一丛三叶草。他选中了较低的一朵花吮吸它的花蜜。这时他才第一次品尝出花蜜的确异常鲜美。气候凉爽些了。他坐在池塘边，着手画世界上第一幅微型写生画。这位画家坐在那里，脑袋只比地面高出两厘米左右。
阿尔卡沙画了片刻，站起身朝着池塘的方向溜达。阿丽萨坚决反对他在开阔的地方走动，因为随时可能飞来一只乌鸦，或者那只小猫圆脸蛋儿会去而复返。不过，阿尔卡沙表示，他会更加小心，且手不离大头针。
黄昏时分，居心叵测的圆脸蛋儿偷偷地在盒子周围活动，企图想要追捕阿尔卡沙。阿尔卡沙明智地往盒子那边撤。
“真奇怪，”他在通话时告诉阿丽萨，“我看见圆脸蛋儿，知道这是小猫，知道它此刻蹲在小池塘对岸舔着爪子，似乎一切都和平常日子一样。然而，它瞧着我的目光不同了。以前它会靠近我的脚依偎着，表现出一副亲热的样子，现在却要跑来捕捉我，撕碎我……”
讲到这里，阿尔卡沙结束了长篇大论，不得不躲进盒子。因为小猫圆脸蛋儿快按捺不住了。
阿丽萨听见阿尔卡沙的叫嚷：
“圆脸蛋儿，你竟敢摇晃我的房子！”
阿丽萨只好再赶到池塘边，把企图闯进盒子里抓出阿尔卡沙的圆脸蛋儿撵开。
阿丽萨拍拍小猫，威胁它说：
“你留点神，阿尔卡沙变大以后饶不了你！”
小猫跑到不远处蹲下，歪着脑袋瞧着阿丽萨。
阿丽萨当时就感觉到这小坏蛋不知凭着什么本事，已经猜到阿丽萨过几天也将变小，并住进这皮鞋盒里，到时它会连阿丽萨也一并猎获。
阿丽萨临睡前再次和阿尔卡沙通话。这时阿尔卡沙正坐在门口，借着傍晚的天光，用细细的画笔写着日记。
这一夜，过得平安无事。
阿尔卡沙一早醒来。在通话中得知，他睡得很好，只是不得不堵住盒子的洞门，因为有两只蚊子钻进来。他费力地战胜蚊子，一时间根本无法入睡。直到拂晓前两只蚊子飞出去，他才进入梦乡。
巴史卡吃过早饭，匆匆前往飞行器停放站。他要赶到莫斯科，去历史图书馆借一张弩弓的图样。
阿丽萨在柜子里找出几块碎布料，用来缝制三件斗篷，她和阿尔卡沙、巴史卡每人一件。斗篷做得挺简单：布料对折，上面开孔，便于伸出脑袋，两侧用细线缝牢，裸露出手臂。这就略似法国作家大仲马笔下三个火枪手穿的斗篷。
接着，阿丽萨呼叫阿尔卡沙，问他肚子饿不饿，她准备送早餐去。
阿尔卡沙气呼呼地拒绝，说他又不是在幼儿园里。
“好吧，我也没有指望你同意。我替你缝制了一件斗篷，这是我送给你的礼物。要给你送去吗？”阿丽萨问。
“太棒了！”阿尔卡沙喜出望外，“我正在为自己做一双树皮鞋。”
阿丽萨去厨房取来茶和炼乳。她刚要在桌旁坐下，目光不经意间落到信号仪上，那里亮着小红灯，这是报警信号！
阿丽萨奔向信号仪，开启呼叫器。
“阿尔卡沙，你答应我呀！阿尔卡沙，你遇到什么意外了？”
无声无息。
“阿尔卡沙，你快开口啊！”
无声无息。
阿丽萨心急如焚地冲下露台，直奔小池塘跟前。小猫圆脸蛋儿在哪里？应该把它关进窝里的。
忽然，她瞥见圆脸蛋儿蹲在积有雨水的木桶上，正在洗脸。
由此可见，并不是小猫。不知怎么的，她感到一阵轻松。
哦，那是盒子。
“阿尔卡沙！”
阿丽萨知道，阿尔卡沙刚才是从栖身之所和她通话。而且，这仅仅是五分钟以前。
阿丽萨揭开硬纸盒盖儿。
盒子里面人影全无。
不过一眼就能看出那里发生过异常激烈的搏斗：阿尔卡沙当作床铺的棉絮撕扯成碎片，纸页揉皱了，抛撒着，放颜料的小盒子和小缸翻倒了，碎裂的通讯手表散落在洞门口。
看来是某种动物通过小门钻进了皮鞋盒里。这种动物该比阿尔卡沙强壮有力。神秘的陌生动物击败了阿尔卡沙，并把他劫走了。圆脸蛋儿或其他小猫是爬不进洞门的。鸟儿也飞不进去。那么是蛇吗？
她甚至半闭起双眼，逼真地想象出一条蝰蛇钻进盒子的洞门，将身子蜷成环状，缠住无助的阿尔卡沙，劫走了他……慢着！阿丽萨把眼睛睁开。这一带根本没有蝰蛇的呀！连小蝰蛇也没有！蛇也许会袭击阿尔卡沙，但不可能劫持……那么是什么动物？哪种动物？
况且盒子的洞门极小，比田鼠大些的动物未必钻得进去……
我为什么瞎想乱猜浪费时间呢？
应该在四周寻找……痕迹。地上潮湿，多半能发现脚印！
阿丽萨蹲下，在盒子周围的地上仔细查找。好像有痕迹——地上有些小小的凹坑。也许这不是足迹？应该带高倍放大镜……别墅里有高倍放大镜吗？未必有。至少近两天阿丽萨没有见过任何放大镜。
瞧，一些细小的草茎被压倒了，但怎么辨得清楚呢？为了弄清火柴般大小的微型人如何穿过细草丛，就得自己也变成那样的小小人儿，高大得像座火柴厂可不行。
阿丽萨踮起脚尖，留意脚下，唯恐踩着同学。她走到小池塘的岸边，四下环顾着再次蹲下，脑袋几乎凑近着青草，察看灌木丛低处的枝子，密密的草丛。她用手指拨开草茎，白白地寻找了几分钟。她意识到这样做找不到阿尔卡沙，也救不了阿尔卡沙。这个想法在她的心里变得越来越清晰，她也越来越六神无主。阿尔卡沙失踪了，永远失踪了，不知掉进了猫的爪子、蛇的嘴巴还是乌鸦的腹中。这事情怎么跟阿尔卡沙的父母交代？他们的确把他当成了命根子。对，可以直说我们让他留在密密匝匝的草丛世界里，没有照管好他。但我们居然会不知道一个小小人儿赤手空拳地生活在草丛里有多么危险吗？为什么在小猫袭击他之后，不强行阻止他呢？
不，阿丽萨心里清楚，她无法回莫斯科去见阿尔卡沙家的大人，也无法面对女老师丝薇特兰娜，还有同班同学和少年生物研究站的伙伴们……
“阿尔卡沙！”阿丽萨使劲大声喊着。
其实她心里明白，纵然阿尔卡沙能够回答，自己也听不清他那轻细的嗓音。
或许，的确有一只狗獾把阿尔卡沙拖进洞穴，而成了俘虏的阿尔卡沙会竭力留下一些痕迹：要么在树干上——就是在草茎上划一条印痕，要么扔出一块石头——就是一颗沙粒。
巧用废旧电机改装风力发电机 篇7
一、电动机简介
目前电动自行车使用的都是直流旋转式电动机。根据其磁场产生的不同方式，可分为励磁式电动机和永磁式电动机二种类型。直流励磁式电动机的磁场由线圈绕组产生，其特点是过载能力强，输出功率大，常用在电动三轮车等较大功率设备上;直流永磁式电动机的磁场由永磁体产生，由于无需绕组励磁，这样就省去了励磁绕组工作时消耗的电能，提高了电动机的转换效率。所以直流永磁式电动机被电动自行车普遍采用，也是我们改装小型风力发电机的首选。
为了使电机能保持单向旋转，必须使直流电机通过平衡点时电流要变换方向，通常有两种方法：一是用机械式换向器(电刷)来改变电枢线圈通过平衡位置时的电流方向，二是通过电子开关电路来切换电枢线圈通过平衡位置时的电流方向，通常称前者为直流有刷电机，称后者为直流无刷电机。在直流有刷电机中磁钢作为定子，线圈绕组作为转子，在转子上装有换向器，线圈绕组连接在换向器上，由换向器经电刷与外部电源相联，随着电动机转子转动时，电机绕组线圈交替与电源的正负极相连，从而完成绕组线圈电流的换向，使电机持续单方向旋转。直流无刷电机中磁钢为转子，线圈绕组作为定子，定子线圈由三个，在空间上均匀分布的绕组组成，当通入线圈的电流在位置传感器和电子开关的相互作用下顺次切换时，就会产生旋转磁场，从而驱动转子单向旋转。
二、永磁发电机的改装及注意事项
根据法拉弟电磁感应原理，闭合线圈在磁场中切割磁力线就会产生感应电流，在电动自行车中所用的电动机均为永磁式电动机，这就有了一个恒定的磁场，而电动机绕组即是一个闭合的线圈，这时只要电机的转子与定子间有相对运动，在绕组线圈中就会产生感应电流，由于结构的差异，有刷电机和无刷电机的改装方法略有不同，现简述如下：
1. 直流有刷电机
可直接充当发电机使用，此时输出的就是直流电，但转子旋转的方向不同，则输出电压的正负极性也会相反，为了使发电机输出电压的极性保持恒定，可在电压的输出端加接一个桥式整流电路，这样无论发电机输出的极性如何，均可保证输出端的极性始终恒定，如图1所示。为了使发电机输出尽可能多的电能，应使叶片正对风向，制作时可在风力发电机的尾部加装一个导向舵(如图2所示)，若风力发电机未能正对风向，则导向舵舵面二侧受力不等，其中对风的一侧受力大，背风的一侧受力小，同时由于导向舵的受风面较大，在风力的作用下会使整个风力发电机产生转动，直至导向舵平面与风向平行，舵面二侧受力均等，当然此时风力发电机的叶片刚好正对风向，桨叶受风面最大，确保了发电机输出的电压最大，输出电能的效率也最高。由于风力的大小往往并不恒定，同时根据所选用直流有刷电机的不同电压等级，如24V、36V、48V等，电机输出的电压会有所不同，实际应用中要以测量到的输出电压为准。因为改装选用的是电动自行车的废旧电动机，有些电机可能会有不同程度的损坏，根据笔者改装的经验，直流有刷电动机绕组线圈较少出现问题，绝大部分是电刷和换向器损坏，因为电刷和换向器工作时处于摩擦状态，长期工作后，电刷会磨损，换向器会出现烧蚀，污损等现象，如果换向器烧蚀不严重，可用细砂纸打磨换向器并更换电刷即可正常工作，如果电刷，换向器磨损严重无法修复，这时干脆去掉电刷，不用电刷，断开换向器上任意一处，引出两根线作为输出线，即可使用，不过这时输出的电流不再是直流而是交流，其频率、电压会随着电机旋转的的速度变化而变化，但经整流、滤波后，即可变为较平稳的直流电。
2. 直流无刷电机的改装
直流无刷电机的改装要简单得多，只要从输出的8根线中找出绕组线圈的3根引线即可，通常输出的8根线中有5根细线，其中一红一黑2根线是霍尔位置传感器的电源输入线;另3根是霍尔位置传感器的信号输出线，控制电子开关适时为3个绕组线圈提供电源，产生旋转磁场，驱动电机转动，这五根线在改装中没有作用，可包好接头放在一边，无需理会。另3根粗线即是我们需要的绕组线圈输出线，直流无刷电机的三相绕组线圈采用星形连接，当转子磁钢旋转时，绕组线圈输出的是三相交流电。经三相整流、滤波后，变为较平稳的直流电即可使用，如图3所示。在改装的过程中笔者发现磁钢脱落也是电动自行车废旧电动机的常见故障，因该种电动机工作环境恶劣，在雨天及潮湿环境中使用，极易受潮而致生锈。生成的铁锈在磁钢和支架之间膨胀，撑开磁钢，使磁钢脱落或移位。造成电动机定子与转子互相磨擦(俗称扫镗)，从而使电动机不能正常工作。这时可打开电机端盖，找出脱落或移位的磁钢，清理残余的树脂胶和铁锈，用AB胶重新粘牢磁钢，粘接时应注意按原来的方向校正好磁钢的位置，要求与其他磁钢面平整一致，待固化后装配好电机，即可恢复使用。改装好的风力发电机用手旋转转子时，用电压表在输出端应测到相应的输出电压，这时一台永磁式发电机就改装成功了。
三、电压调节器
由于风力的大小通常是不确定的，所以风力发电机发出来的电往往也是不稳定的，会随风力的变化而变化，这样的电源是不能实际使用的，为此笔者从市场上购买了一只开关电源，进行了简单的改造，由于开关电源的输入电压范围大、转换效率高、输出功率大、输出电压稳定，所以是做风力发电机电压调节器较理想的选择，当然读者朋友们也可以另行设计电压调节器，使风力发电机输出的电压在规定的范围保持恒定。
四、安装调试步骤及实例
发电机改造完毕后，就应该给改装好的风力发电机装上合适的叶片了，笔者选用的是大型排风扇的三个叶片做桨叶，由于现在的电动自行车都是电机和轮毂连在一起的，这样给改装带来极大的方便，将3个叶片空间上彼此相隔120°，分别固定在轮毂上即可 (见图4) 。在电机的后部装上一个导向舵，再在电机的下部装上一根转动轴，套上一段合适的金属管，使其在外力作用下可以自由转动 (见图5) 。把改装好的风力发电机固定在塔台上。高度应适当高一些，桨叶绝不能触接到地面上的人和物，至此一台风力发电机改制安装完成，即可试转发电。
微型社会背景下的微型教育探究 篇8
一、微型社会
微型社会源于微型国家, 对微型社会的界定须依托微型国家的界定。而所谓微型国家, 目前世界上并没有公认的统一标尺, 而是通常从主体需要主要依据人口数量进行主观划分, 如世界银行将人口在150万之内的国家划为微型国家, 以此作为其从事金融业务的标准。对于教育界的“微型国家”界定, 联合国在2009的召开的“国际教育规划研究所政策论坛”上将人口在300万以下的国家视为微型国家范畴, 以此论定, 联合国教科文组织下共有65个国家及24个自主权属地应划归微型国家或地区之列。现代研究者则认为对微型国家的划分不能单单以人口论, 还应以面积为界定因素, 如香港有710万人口, 却仅有1104平方公里土地。笔者综合考虑现行理论观点, 并结合本文研究的根本目的, 同时将人口规模、土地面积、经济水平及地理位置等因素纳入微型国家的考量范畴, 并将符合条件的、拥有一定政治和教育自主权的地区纳入研究范围, 选定澳门、香港和马耳他作为微型社会的主要研究实例, 对本课题进行了深入分析和探讨。微型社会中个体行动对整体影响力更大。显而易见的是, 微型社会范围较小, 在有限的“圈子”中个体间相互交往、相互影响、直接或间接发生联系的几率高于其他社会类型, 因而个体的影响在微型社会中就会被放大。微型社会中各种社会活动效率更高, 影响更大。微型社会中移民现象频繁, 影响教育系统。
二、微型教育
教育学界对教育的研究通常采用两个视角:宏观教育视角和微观教育视角, 对教育的发展进行政策和策略把握。然而微型教育体系则是介于二者之间的一个新的研究视角。一方面, 从微型教育的整体运行体系而言, 其属于宏观教育研究范畴, 而对其微型特征、细节上的考量则属微观范畴;另一方面, 就微型社会中的微型教育体系而言, 宏观视角和微观视角具有更大的关联和影响, 因为可以定义为一个崭新的研究视角, 是对传统教育研究范围的延展和突破, 是对现有教育研究体系的补充和推进, 对这一教育体系进行研究, 不仅对香港、澳门等拥有充分自主权的地区教育发展具有极大裨益, 同时对于我国各地区发展不平衡、地域特色鲜明背景下的地区教育而言, 同样具有一定现实借鉴和指导意义。
教育和社会发展间并非单向的促进关系, 社会水平同样会反作用于教育的发展。微型社会较小的经济总量、有限的国土面积和人口规模使得该社会体系中的教育“微型化”成为必然。与大型国家教育规模“巨型化”“多元化”相对应, 微型国家或地区的教育规模则呈现出“微型化”“实用化”的特点。
三、微型社会中微型教育分析
1.SWOT 分析
同大中型国家教育发展不同, 微型国家发展自身教育有其独特的优势, 当然也有其先天不足。笔者在对这一问题的研究上采用了“SWOT”方法进行更为直观的分析。“SWOT”是目前教育研究的通行方法之一, 通过对某一特定对象发展教育的“优势、劣势、机遇和挑战”四个方面来解构和分析影响其发展的内部及外部环境, 由此可以引导研究对象趋利避害, 抓住机遇, 迎接挑战。微型社会教育体系的优势:1.人口少, 人均教育经费比例大;2.教育开放度高;3.教育规模小, 易于发展和优化。劣势:1.经济结构单一, 经济综合实力不足;2.生源少, 移民和人才流失现象严重;3.师资队伍力量不足;4.学校间缺乏竞争力;5.学校规模小, 实力弱。
2.面临的问题
通过上述“SWOT”方法, 显而易见, 微型国家发展教育同样面临着复杂的内部环境和外部环境, 优势和劣势共存, 机遇与挑战同在, 而其中的“劣势”则是微型社会发展其教育尤其需要重点关注和及时解决的, 因此需要重点探讨。关于微型社会中发展微型教育所面对的问题, 具体分析其中最为突出者如下。
(1) 教育条件不足。微型教育系统不得不面对的一个现实困境即是资源条件的匮乏, 包括自然资源、人力资源、经济资源、技术资源等, 甚至是师资力量、学生来源, 无不制约着其教育的发展, 使得微型教育呈现出滞后性、微型化、单一化、实用化倾向。而作为一个独立的社会运行结构, 整个社会对教育的需求却是全方位的, 是多元的, 是涵盖社会生活的各个层面的, 这就造成了实际需求同教育办学能力之间存在巨大的矛盾, 即微型教育系统无法完全满足微型社会的发展需求。
(2) 教育能力不足。教育能力一方面受制于微型社会中的社会发展水平和办学条件, 另一方面也受制于办学需要。在微型社会中, 由于优势资源不足, 则只能采用劣质资源加以补充来满足实际需求, 最为突出的特点在生源方面。
(3) 教育活力不足。微型社会中, 教育学校少, 同类型学校就更少, 教育体系内部缺少同质竞争, 缺少活力和动力, 严重影响了教育体系自我发展、自我完善的机能发挥。
(4) 受外界影响大。微型社会中不仅内部个体行动会对整个社会教育体系产生更大影响, 而且由于自身抵御市场风险、危机、影响能力弱, 因此更易受到周边环境影响, 如移民就会对微型国家的教育体系产生冲击。以澳门为例, 其同大陆间的交往日益频繁, 人员交流密切, 则大陆对澳门的教育体系势必也会产生冲击, 澳门需要调整其教育方式以适应大陆学生。而反观其对大陆的影响, 则显然不能称之为“冲击”。
四、微型社会教育的发展策略
通过以上分析, 微型社会中的微型教育体系既有其自身的特点和优势, 也有其先天缺陷和后天不足, 需要在今后的发展中予以关注, 籍此解决微型教育体系优质化和高效化问题, 带动微型国家和地区经济发展。具体可以采取以下策略。
1.整体统筹规划, 避免教育资源浪费
考虑微型社会资源的有限性, 教育规模化程度低, 单位资源投入获取的效益相对较低, 而社会对教育的要求又是全方位、多层次的, 甚至是高端的, 而教育本身需要大量资源投入, 越是高等级的教育需求就越需要投入巨额的资源和资本, 由此造成了微型社会教育质量与教育成本之间的巨大矛盾。因此微型社会发展其教育, 首先要基于资源高效利用和优化配置视角, 进行统筹安排, 合理规划。在具体实践上, 微型社会教育管理者应注重结构优化组合, 通过教育结构布局、调整和升级达成教育投入产出间的高效能比, 从整体上优化各学校间的良性互补, 最大限度避免重复建设而导致的资源浪费。其中, “分工合作”是一种高效的资源优化配置途径。突出特色, 展现优势, 各司其职, 加强各结构单元间的联系、衔接、资源和信息共享, 立足整个微型社会构建相对完整、又明确定位、突出特色的教育体系结构。
2.加强区域合作, 解决师资生源问题
微型社会人口数量少, 人口增长缓慢, 这给微型社会教育带来两大制约:优秀师资力量不足和生源不足。针对这一问题, 微型社会应采取加强国际合作和地区交流的方式加以解决。首先, 就师资力量优化而言, 众所周知, 师资力量是学校教育的具体践行者和主导者, 是教育水平和能力的直接体现, 因此优化师资力量是教育发展的必要条件。微型社会教师全面性、多元性显然不具优势, 而若想通过自身努力解决, 则需要投入巨额培养成本, 这样的“收益—投资”比显然过于低下, 因此, 国际交流和区域合作就成了解决这一问题的必然选择。微型社会应采取开放、积极的政策促进对外教育交流, 通过引入外界优秀教师人才、优秀教师交流, 以及聘请外校教师兼职讲学来达到目的。其次, 对于生源而言, 同样可以采取类似政策和方式, 通过学生间的交流、游学来充分利用外界优势资源弥补自身教育缺陷, 同时利用自身教育优势和开放先进的教育政策吸引外界生源到本地就学, 解决生源问题。
3.推行保障体系, 提升教育的竞争力
在世界经济一体化发展趋势之下, 任何一国或者地区都难免面临世界市场的竞争, 同时也要参与国际市场竞争。教育体系同样如此, 这对微型社会的教育产业而言, 即是挑战, 也是机遇。微型社会教育的发展和提升应当积极利用这一趋势, 化压力为自我提升发展的动力, 既确保本国或地区优越教育资源的稳定, 又要提升教育产业吸引力和竞争力, 确保核心项目优势和质量, 争取吸收外界优势资源补充自身教育发展, 而这一目标达成的前提即是微型社会自身教育体系的持续强化。微型社会教育管理者应利用自身政策导向强、机制灵活等特点, 通过积极的政策引导实现教育规模化的跨越式升级和教育质量的同步协同跟进。同时考虑微型社会教育管理方法、教育理念、教育策略等的滞后性, 可以采用引进外部成熟先进的教育发展方式及管理理念的方法发展自身教育体系, 必要时也可引入外界先进的质量控制标准、聘请外部专家和管理者等方式更为直接地达成目标, 由此保持自身教育体系的先进性。
4.体现区位优势, 强化可持续发展
区位优势和地域特色是微型社会发展教育的两大优势所在, 也是其同大中型社会教育体系相竞争的有利条件。微型社会教育确保区位优势、发挥地域特色, 应从两方面着手:首先, 提高社会服务能力。服务社会是教育三大职能之一, 是教育可持续发展的源泉和基础, 也是教育的终极目标。微型教育在微型社会的背景之下显现出了极强的市场指导性和社会适应性, 这既是微型教育自我发展的选择, 也是微型教育自身的优势所在, 因此必须坚持并强化这一特点, 构建更为完备的“学校———社会需求回应机制”以及时调整教育方向和教育目标, 保持其同社会需求间同步互动。其次, 施行开放和先进的教育发展政策。微型社会政策效应显著, 这也是其自身教育产业发展的一大优势, 开放、先进、稳定的教育发展政策, 尤其是以国家法律和法规形式出现的政策, 对提升本国教育吸引力极为有益。纵观欧美教育的发展, 无不伴随着教育法制和制度的发展和完善, 如无差别奖学金制度就为其在全世界范围吸引优秀人才提供了基础和保障, 这对微型国家教育政策发展方向是一个启示。
参考文献
[1]谭日辉.社会空间特性对社会交往的影响.城市问题, 2012 (2) .
[2]朱建成.粤港澳教育一体化是区域经济一体化的发展趋势.广东工业大学学报 (社会科学版) , 2010 (2) .
[3]张红峰.微型开放系统中澳门教育质量的保障.当代教育科学, 2012 (1) .
微型电机 篇9
行波型旋转超声电机 (traveling wave rotary ultrasonic motor, TRUM) 是最具代表性的一种超声电机, 它在精密驱动领域显示了广阔的应用前景, 有着传统电磁式电机难以替代的作用[1,2,3]。初期的研究工作主要在于电机新结构及其动力传输的实现, 尚未形成基于参数化模型的性能分析和优化设计方法。特别在开发各种新的微小型旋转超声电机时, 还局限于试凑参数—加工样机—试验的设计模式, 这样不但设计效率低, 而且有可能找不到较满意的结果。国内外学者在行波型旋转超声电机理论建模方面展开了一些研究[4,5,6], 提出的经典解析理论将定子的外形理想化为标准的无齿环形圆板来分析[7,8], 忽略了定子齿和内支撑, 不能对这两个结构进行分析设计。此外, 现有文献报道的研究工作都没有考虑定子径向位移响应所导致的径向滑动[9]。
本文根据行波型旋转超声电机对定子动态特性以及减少界面径向滑动的要求, 研究一种基于有限元法的优化设计方法。
1 行波型旋转超声电机的工作机理
行波型旋转超声电机的工作原理如图1所示。可以看出, 在适当布置的压电陶瓷上施加两相相位差为90°的同频等幅交变电压, 通过压电陶瓷的逆压电效应可在定子中激发出两相幅值相等、在时间和空间相位差为90°的驻波, 两相驻波叠加的结果便形成了定子体中沿一定方向传播的行波。这时, 定子行波表面质点的切向速度使得转子转动。转子的转动速度与定子表面质点的切向速度有关, 且转子的转动方向与行波的传播方向相反。
显然, 该类型电机的实质是依靠压电陶瓷的逆压电效应对定子激振, 使其在某固有频率处产生高频的微幅振动 (微米级) , 再利用摩擦作用将定子的微幅振动转换为转子的回转运动。这里需要特别指出的是, 定子为一圆环形板结构, 其顶端质点的运动轨迹是空间三维的, 在柱坐标系中沿各轴向、圆周切向和径向均有分量。这3个运动分量可近似表达为[10]
us=AsFsu (r, z) cos (ωmt-m θ) (1)
vs=mAsFsv (r, z) sin (ωmt-m θ) (2)
ws=AsFsw (r) cos (ωmt-m θ) (3)
式中各量的含义参见文献[10]。
如果把沿各轴向和圆周切向的位移分量合成, 可以得到一个垂直于径向的平面内的椭圆轨迹SE。实际上, SE是定子顶端质点轨迹在垂直于径向平面内的投影。这个投影运动是定子驱动转子所必须的, 并且沿周向的分量越大就越有利于将定子的振动能量转换为转子的旋转动能。由于椭圆运动的作用会使转子呈悬浮状态, 为此, 必须把定子以一定的压紧力 (预压力) 紧压在弹性体上。除此之外, 质点沿径向还有运动分量Sr。现有的绝大部分文献注意到了SE, 但却忽略了Sr的存在, 这会导致定子与转子之间产生不必要的径向滑动, 进而消耗能量。这对基于定子、转子之间的动力传递是不利的。因此, 在设计定子时, 选择合适的工作模态, 并使其尽量在一定的激励条件得到足够的周向速度响应, 减小径向分量, 将有利于提高定子驱动转子的能力。
2 定子的有限元模型
行波型旋转超声电机定子是一个阶梯厚度的圆环, 顶端开设有齿槽, 具有力场和电场的耦合作用, 因此, 很难建立包含定子所有结构特征的纯解析模型。而有限元法可处理具有复杂几何形状和边界条件的问题, 求解精度较高, 并且能进行多物理场的耦合分析, 适合用于定子的分析与设计。选择具有力、电耦合分析功能的三维八节点六面体单元来描述压电材料, 其单元节点除了有位移自由度外, 还增加了电势自由度。这类单元的特点是, 既适用于复杂形状结构的有限元模型的划分要求, 便于构成较高精度的单元, 又能描述压电材料的本构关系, 因此, 常用于压电作动器的结构分析。整个定子的动力学方程[11]可表示为
式中, Mmm、Kmm、Kme和Kee分别为定子的质量矩阵、刚度矩阵、机电耦合系数矩阵和介电矩阵;Fc为定子转子之间的分布式接触力所对应的等效节点力;Qe为压电陶瓷片表面电极上的电荷量;x为节点位移向量;ϕ为电自由度向量。
某TRUM-12型行波型旋转超声电机定子 (其外径为12mm) 结构的截面如图2所示, 初始选定的结构参数如表1所示。建立的定子三维有限元模型如图3所示。该模型共有951个单元、2358个节点。
TRUM-12型的基准参数如表1所示。定子由磷青铜材质的金属基体和PZT压电陶瓷构成。
通过对上述有限元模型的计算, 可以得到所需要的工作模态。
3 基于有限元模型的参数优化设计
建立了定子的参数化的有限元模型后, 可对其展开动态特性分析, 提取所需要的工作模态参数以及速度因子和径向运动分量。通过改变结构的设计参数, 模拟不同的设计方案并进行对比, 直至得到最优的方案, 以达到缩短开发周期、降低成本和提高产品质量的目的。
首先需要开展工作模态频率对各结构参数的灵敏度分析。结构参数的灵敏度分析 (以下简称灵敏度分析) 是结构优化设计过程中的重要环节, 准确的灵敏度分析对于提高优化设计收敛速度及优化精度有较大帮助。分析结构参数的改变对结构动态特性的敏感程度, 可为在电机的结构动力学特性优化设计中选取合适的设计变量提供依据, 从而避免在结构设计中的盲目性, 达到提高设计效率的目的。
另外, 因有限元模型的求解结果是一组特征值和对应的特征向量 (单元节点自由度组成的矩阵) , 如何从中自动识别出所需要的工作模态, 是参数优化的循环过程能否顺利进行的前提条件。因此, 在优化计算迭代过程中, 通过式 (4) 对应的特征方程得到的特征值和特征向量需要用一种有效的方法来识别出所需要的工作模态。
3.1 灵敏度分析
根据定子的有限元模型, 可得对应的特征方程:
Kmmφi-ω2Mmmφi=0 i=1, 2, 3, … (5)
式中, φi为第i阶的特征向量。
只要求解出式 (5) 的特征值和特征向量, 就可得到定子的模态频率及相应的振型, 其中, 定子的第k阶工作模态参数ωk及φk (按质量归一化) 自然也满足式 (5) , 即
Kmmφk-ω
由于ωk、φk、Kmm和Mmm均与定子的结构设计变量aj有关, 因此可将式 (6) 对aj求偏导且左乘φTk, 经变形后可得第k阶模态频率ωk对结构参数aj的灵敏度[12]:
对于有限元模型, 可采用差分代替偏微分, 并用摄动法来求解式 (7) , 即设计变量aj有一个微小增量Δaj, 则质量和刚度矩阵对应的一阶摄动量分别为ΔMmm和ΔKmm, 于是式 (7) 可写作
其对应的相对灵敏度定义为
定子的基体和压电元件的材质选定后, 可根据上述有限元模型, 对其他可变参数进行摄动 (分别增加各参数的1%) , 求解出工作模态B04 (无节圆4个节径的面外弯曲模态) 的灵敏度, 如图4所示。
从图4可以看出, 模态频率对结构参数a2、a5、a6、a7和a8的灵敏度较高, 说明改变这些参数的尺寸, 可以较容易地改变模态的频率。受工艺条件限制, 电机所用陶瓷片的尺寸已经给定, 结构参数a2和a5 (以及a3) 不能改变, 因此在优化设计中把a6、a7和a8定义为设计变量。
3.2 模态计算结果的识别
采用有限元法进行模态分析的结果包含一系列模态, 对应着一系列单元节点数据组成的矩阵, 并不能直接从其中确定对应的振型。在参数优化过程中, 所需要的工作模态的频率随电机定子的结构参数的改变而改变, 其阶次和顺序在整个模态分析结果中是未知的。因此, 在优化设计的循环过程中必须把它们识别出来。
可采用模态置信准则, 即MAC方法从特征值求解的一系列结果中自动识别出所需的模态参数。MAC方法原本是结构模态试验中用来判别理论计算模态和试验模态相似程度的方法。根据这一方法, 可先按表1的原始数据计算定子的工作模态 (B04) , 然后选择一组参考节点的位移, 并组成矩阵作为初始参考振型。这样一来, 在定子参数优化过程中, 就可在每次循环中根据计算得到的一系列模态的MAC值来自动找出所需要的工作模态。设MAC值为Fj, 则
式中, φj为用有限元模型进行优化分析时所得到的待识别的定子振型;φref为从初始结构中确定的参考振型。
振型相关系数的大小反映了两个振型的相似程度, 值越大则相似程度越高。按照上述方法, 可以实现优化过程中对所需振型的自动识别。具体到本文问题, 可以先按照表1给出的基准参数建立定子的有限元模型。选择定子齿面上节点 (图5) , 然后通过特征值求解得到其B04模态参数, 提取齿面上节点沿z轴方向的位移数据, 即可获得参考振型矩阵。图6所示为根据图5中所选节点获得的参考模态的位移分布, 其中振型是按质量归一化处理的。
这样一来, 在进行参数优化的过程中, 可计算出定子各阶模态的MAC值Fj, 其中最大值所对应的即为本次循环中B04的工作模态。
3.3 定子参数优化设计目标函数
在优化设计过程中, 程序执行一系列的分析——评估——修正的循环, 重复直到满足所有设计要求为止。首先需要确定定子优化设计的目标函数。前述有关行波型旋转超声电机的三维接触和传动机理的分析表明, 在一定的激励条件下定子周向速度响应越大, 同时减小径向分量, 将有利于提高定子驱动转子的能力。理论上电机的最大输出转速可表示为[12]
式中, nmax为超声电机的转速, r/min;n为节径数;h为定子驱动端面到中形层的距离;ωn为圆频率;W0为定子沿轴向的振幅;rc为定子的半径。
由式 (11) 可以看出, 电机的转速与电机的转速因子ωnW成正比, 即转速因子是反映电机输出性能的一个重要参数。试验也证明, 在设计阶段尽力提高速度因子, 可以保证电机获得更高的转速和较大的转矩。另外, 定子沿径向的速度分量会导致定子、转子之间的径向滑动, 引起不必要的能量损耗。文献[9,10]的分析表明, 如果定子设计不合理将使得径向分量较大, 此时整个接触区间驱动角分布较大, 定子对转子的切向摩擦力沿周向分量就小, 会大大削弱定子对转子的驱动力, 不利于电机性能的提高。综合上面的分析, 可设定最小化目标函数, 表达式如下
式中, vr为定子沿径向的速度分量。
由上可知, 为了获得性能较好的行波型旋转超声电机, 可通过解决其定子的上述参数优化问题来实现。
4 参数化设计实例
以某TRUM-12微型行波超声电机为例, 利用类FORTRAN参数化设计语言APDL实现了电机定子参数优化设计:建立了参数化的有限元模型, 进行了参数化网格划分与控制、参数化材料定义、参数化载荷和边界条件定义、参数化的分析控制求解以及参数化的后处理。TRUM-12定子的参数寻优过程如图7所示, 其优化程序流程如图8所示。以表1中的数据为定子的初始结构尺寸进行优化计算, 由此得到的最优解如表2所示。
按照优化计算结果 (表2) 和原始数据 (表1) 给出的尺寸, 分别加工出定子并组装成电机, 如图9所示。利用PVS-300F型多谱勒激光测振系统对按优化设计方案设计的定子进行模态试验, 试验结果如图10和图11所示。
试验测得选定的B04工作模态 (即0节圆、4节径) 频率为56.69kHz, 与理论分析的结果比较一致 (B04模态频率为57.67kHz) 。当施加的正弦激励信号频率为56.69kHz、峰峰值为160V时, 定子响应幅值约为500nm。将基于优化方案得到的定子与转子组装起来就得到整个行波型旋转超声电机, 用测功机进行机械特性试验, 其空载转速可达300r/min, 堵转力矩达3.5mN·m, 如图12所示。
采用表1数据加工的定子组装成的整个超声电机, 在同样条件下的机械特性试验结果为空载转速210r/min, 而堵转力矩仅为2mN·m。
5 结语
本文通过建立行波型旋转超声电机定子的参数化的有限元模型, 在灵敏度分析的基础上选择设计变量并设定了目标函数, 采用模态置信准则MAC法解决了参数优化设计过程自动识别定子工作模态的问题, 最后采用APDL实现了对行波型旋转超声电机定子的参数优化设计。试验结果表明, 该方法能得到合理的定子设计方案, 使得整个电机获得较好输出性能。该方法为行波型旋转超声电机设计提供了基础。值得说明的是, 在分析的过程中发现定子齿的拓扑设计 (本文通过齿端部的角度a8来实现) 是一种减小定子驱动端面各点的径向分量的有效办法, 通过该设计可提高定子对转子的驱动能力, 进而使电机获得较好的机械特性。
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微型电机 篇10
直线电机车辆采用直线感应电机牵引,轮轨系统支撑导向,是一种新型的城市交通系统,它具有车辆断面小、维护方便、可通过大坡度 (最大坡度可达60‰～80‰)及小半径曲线 (最小曲线半径可达35 m)、噪声小 (可降低10 dB左右)、选线自由、工程造价低、受天气变化影响较小等优点,同时又利用轮轨结构导向支撑,省去了磁悬浮列车的一系列悬浮导向设施,更为安全和便于控制,可以说,直线电机车辆是非常适合于中等级运量(每小时单向客流量 1万人次～3万人次)的地铁、高架轨道交通系统。
2 直线电机基本原理
直线电机是旋转电机在结构方面的一种变形,可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后将电机的圆周展成直线演变而成(图1)。由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级,为了在运动过程中始终保持初级和次级耦合,初级侧或次级侧中的一侧必须做得较长,初级侧长的电机称为长定子直线电机,初级侧短的电机称为短定子直线电机。
直线电机的工作原理类似于传统的旋转感应电机(图2),将旋转感应电机静止的定子(电磁铁和绕组)安装在车辆的转向架上,将旋转的转子(感应板)平铺设置在线路轨道的中间,当电流通过直线电机的电磁铁绕组时,会产生向前方向的磁场。通过与轨道上的感应板的相互作用产生牵引力,推动列车前进;改变磁场的方向,则使列车后退。车辆平稳运行时,定子与感应板之间的气隙一般保持在10 mm左右。
直线电机带来了诸多优点,然而,长期以来直线电机的效率都较旋转电机低很多,主要是因为直线电机的气隙较旋转电机的气隙大得多。尤其是轨道车辆上的直线电机气隙更大,一般在12 mm左右,而普通旋转电机的气隙一般在0.25 mm～0.8 mm之间。这主要是由于电机悬挂在车辆上,车载定子与地面转子处在一个相对直线运动的弹性(轴箱垂向弹性定位以及道床弹性)系统间,不可避免地会造成气隙变化(图3)。直线感应电机的效率和功率因素与气隙成反比,当电机气隙为12 mm时,电机效率下降到73%左右。
因此,有必要减小轨道车辆上直线电机的气隙,并保证气隙在很小的范围内变动。
3 国内外直线电机轨道车辆电机悬挂方式及特点
3.1 加拿大MK Ⅱ型转向架副构架悬挂方式
加拿大庞巴迪公司研制的直线电机转向架是在三大件转向架的基础上改进的,采用了迫导向机构(图4)。该转向架前后轮对通过2个副构架连接起来,副构架呈V字形,一端与轮对固结,一端与另一个副构架铰接,在铰接点处用垂向吊杆将 2 个副构架的一端悬挂于摇枕上,铰接点两侧通过水平拉杆将2个构架与摇枕相连,以传递转向架和车体之间的纵向力。直线电机位于副构架之下,两端通过三点铰接机构悬挂在副构架上。一系悬挂采用刚度很大的橡胶弹簧。
这种直线电机悬挂方式的特点是,直线电机的质量和垂向电磁力直接通过轴箱和径向轴承由轮对承受,直线电机产生的纵向牵引力以及制动力则直接传递给副构架,再由副构架传递给摇枕,摇枕通过两侧的牵引杆又直接传递给车体。因此,转向架构架既不承受产生于直线电机的垂向载荷,也不承受产生于直线电机的纵向载荷,从而大幅度降低了转向架自重。同时,一系悬挂装置不承受额外的产生于电机的纵向载荷,可以尽量减小一系悬挂纵向刚度,以改善车辆的曲线通过性能。事实上,由于转向架构架与一系轴箱之间不再传递牵引力,MK Ⅱ型转向架的两侧架通过橡胶弹性垫置于轴箱上,一侧铰接,另一侧可以在橡胶弹性垫上沿轴箱滑动,构成理想的几乎不受任何约束的水平转动机构。在通过曲线时,轮对可以沿径向自由移动,大大提高了曲线通过能力。
3.2 日本的轴悬式及架悬式
日本于20世纪90年代引进了加拿大的直线电机轨道交通系统技术,并根据自身条件,开发了内置构架与外置构架2种直线电机径向转向架,并进行了大量的试验,先后试验和使用过5种型式的转向架。
日本早期研制的电机直接悬挂于转向架的轮对上。在直线电机悬挂座中部安装有抱轴轴承,电机定子通过橡胶轴衬支承在轴承上。从直线电机定子传来的垂向静态力和动态力,直接通过轴箱轴承由轮对承受。纵向牵引力的传递与旋转电机转向架类似, 即牵引力先通过轮对传递给轴箱,再由轴箱传递给构架。因此,这种直线电机转向架的技术风险仅集中在电机悬挂和轮轴设计上,可以在传统转向架的基础上,经过对轮对的改装设计并增加电机悬挂装置而实现。然而,试验结果表明,这种结构由于直线电机完全属于簧下质量,轮轨动作用力较大,而且牵引力通过轴箱传递,对曲线通过时的轮对摇头产生很大影响。因此,日本后来放弃了这种结构。
目前日本大量采用图5所示的直线电机直接悬挂于转向架构架之上的自导向转向架。图6则是在H型构架的横梁上安装了特制的杠杆机构,来微调电机的气隙。从电机传来的垂向静态力和动态力通过构架和一系悬挂装置传递到轮对,因此,改善了对轨道的动作用力。这种转向架的缺点是,转向架构架额外承受了由直线电机带来的垂向载荷,同时一系悬挂的垂向刚度必须设计得很大,才能减缓因车内载荷的剧烈变化而引起的直线电机气隙的大幅改变,因此,影响了车辆乘坐舒适度。另外,来自直线电机的振动无法与转向架和车体隔离,对转向架主要部件和车体的结构强度有一定影响。日本直线电机转向架磁极气隙的调整方式与MK Ⅱ型转向架类似,也是在悬挂座处加调整垫,并且通过横梁上的微调机构进行微调。
3.3 广州地铁4号线电机副构架悬挂方式
广州地铁4号线直线电机采用副构架悬挂方式,即副构架连接在左右轴箱之间,电机吊挂在副构架上,消除了一系弹簧对电机气隙的影响(图7)。一系可以采用较小的值,但不宜太小。要尽量减少电机吊杆力对轴箱产生的扭矩。轴箱悬挂的径向游隙对气隙也有影响,一般采用构架内置的形式。气隙一般控制在8 mm左右,气隙变动范围为±4 mm。电机安全鼻设在旋转车轴之上。电机承受来自路面的轨道垂向不平顺激励。由于传统轮对比独立车轮更为可靠,因此,大多使用传统轮对。但由于存在轴箱装置并将直线电机悬挂在轴箱上,增加了簧下质量。电机受到转向架蛇行运动的激扰,容易引起吊杆在横断面内的偏摆,从而引起气隙变动和吊杆受力大。
3.4 电机悬挂方式的分类
由上可见,电机悬挂方式主要有3种,即轴悬式、架悬式和副构架悬挂方式。
日本早期采用轴悬式,这种结构由于直线电机完全属于簧下质量,轮轨动作用力较大,而且牵引力通过轴箱传递,对曲线通过时的轮对径向摇头运动影响较大,严重影响轮轨动力学特性。
日本目前所用的直线电机均装在转向架构架上,由于直线电机要随转向架构架一起振动,这就存在直线电机(线圈)与感应板的气隙较大且气隙随振动变化的缺点,由此导致电机效率较旋转电机低70%左右,气隙变化越大效率越低,运行能耗增大,更影响驱动和制动性能,同时由于采用较大的轴箱垂向刚度影响了旅客乘坐的舒适度,这也正是架悬式直线电机地铁车辆的劣势所在。
加拿大MK Ⅱ型转向架和广州地铁4号线转向架直线电机都采用了副构架悬挂方式。虽然消除了一系弹簧对气隙的影响,但是由于增加了簧下质量,导致轮轨冲击振动加大,增大了运行噪声,轮轨磨耗及轮轨相互作用比较严重。
4 直线电机轨道车辆恒隙控制技术的提出
不难看出,上述3种电机悬挂方式在车轮磨耗以后或一系弹簧发生永久变形后,都必须对牵引电机悬挂系统进行调整。但这些都是简单的调整,如加减调整垫,而非实时调整。磁悬浮列车与直线电机轨道车辆相似,都采用直线电机。为了保证磁悬浮列车稳定运行以及顺利通过曲线,必须对车辆与轨道之间的气隙进行实时检测与调整,将其运用到直线电机车辆上将是可行而有效的。
4.1 磁悬浮列车气隙控制方式
高度控制系统利用在磁铁和轨道之间设置的感应器,实时探测电磁铁与轨道的距离,通过调整电磁铁的励磁电流,调整电磁铁与轨道之间的吸引力,以保证电磁铁与轨道之间的距离(气隙)稳定在8 mm左右,实现列车稳定悬浮。
4.2 直线电机车辆的恒隙控制
为了实现直线电机的恒隙运行,借助气隙传感器和加速度传感器,通过对电磁铁施加主动控制,保证气隙在10 mm,从而保证牵引力和电机效率。针对转向架的振动特点,采用主动悬挂来控制直线电机与感应板气隙,并尽量保持一恒定较小值,解决直线电机车辆能耗大、动力学性能受直线电机气隙变化影响等问题。
直线电机采用主动悬挂控制技术,可将其用气缸、油缸或机电式作动器悬挂在转向架上,以直线电机与地面感应板的气隙为控制目标,进行等距离的主动控制,实现小气隙和恒隙。也可以考虑磁悬浮主动悬挂方案,电机直接和地面间用磁悬浮技术,实现小气隙和恒隙。采用辅助轮支撑,辅助轮将电机支撑在感应板上,实现小气隙和恒隙。在这3种主动控制方案中,通过主动悬挂技术,将直线电机安装在构架上是比较简单可行的(图8)。
直线电机主动悬挂的恒隙控制系统主要包括:适用于电磁场、线路及车辆有轻度污垢环境、中低速运行条件的非接触式间隙测量传感器,相应的数据处理软件,控制系统,以小型机电式作动器作为驱动的执行机构系统,配套电源等。系统通过采集牵引电机与地面感应板之间的气隙数据,以恒隙控制为目标,建立相应的控制系统模型,提出适用的控制策略。
5 结束语
在直线电机车辆的牵引电机悬挂系统中引入主动控制技术是非常必要的,采用主动悬挂能够实现感应板和直线电机之间的小间隙和恒隙,大大提高牵引电机的驱动效率,减少簧下质量及轮轨相互作用,提高车辆的运行品质。
摘要：直线电机轨道车辆采用直线感应电机牵引、轮轨系统支撑导向,是一种新型城市轨道交通工具。本文介绍了直线电机的原理,对加拿大、日本以及广州4号线的直线电机车辆的不同牵引电机悬挂方式进行了对比分析,提出了在牵引电机悬挂系统中采用主动控制的恒隙技术的初步设想。
关键词：铁道车辆,直线电机,恒隙控制
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微型整容替代术 篇11
注射、开刀、缝合、流血、伤疤……女人的心很脆弱，实在对这些词汇缺乏承受能力，但女人的心又很贪婪，对于年轻的容貌，美好的容颜，追求无止无休。幸好，潘多拉的魔盒打开了，最新的美容科技拯救了脆弱的我们，可以替代微型整容手术的妆品纷纷出现，不用流血，也不用注射，安全又平稳地赢得美丽。
整容替代术之微晶磨皮
针对肌肤问题 ：A调理肤质，改善暗沉、粗糙、肤色不均匀 B 松弛、没有弹性等老化皮肤 C加速黑色素排除，淡化斑点(晒斑、老人斑等表浅性色素斑) D清除毛孔污垢、改善毛孔粗大、粉刺、油性皮肤。
传统的微晶磨皮手术 是采用物理换肤原理，利用氧化铝微晶去除表皮老废角质及毛孔内深层污垢，促进皮肤更新。
花费时间：每个疗程约4-6次，每2周进行一次，需要两个月左右，每次的疗程约30分钟。
所需银子：300-600元每次，总共约3500元。
痛感：略微痛痒
副作用：角质变薄，防晒功能降低造成色素沉积。
新生代替代妆品代表作：SHISEIDO百优洁肤棉
生物磨砂成分帮助模拟出类似于肌肤天然细胞剥落的过程。由特殊丝绸和棉花做成的表面，可以柔和地摩擦肌肤帮助老化角质剥落，软化角质，减少细胞间的黏结物；瓦解连接老化细胞与表皮的蛋白质桥粒，促进老化细胞脱落，达到类似于微晶磨皮的效果。
花费时间：每周一次 每次3分钟
所需银子：72.5元每次，每盒580元 8片
痛感：没有感觉
副作用：没有
整容替代术之光子嫩肤
针对肌肤问题：A肤色暗黄或者颜色色不均匀。B皮肤粗糙、毛孔粗大、粉刺及痘痘遗留下的疤痕 C各种色素沉着和面部毛细血管扩张。
传统的光子嫩肤手术 是利用强脉冲光作用于皮肤后产生的光化学作用，使真皮层的胶原纤维和弹力纤维内部产生分子结构的化学变化，恢复原有弹性。
花费时间：疗程大约需要4-5次，每次间隔3周。
所需银子：300-500元每次，总共约2000元。
痛感：近似于热油点溅到皮肤上的疼痛。
副作用：引起皮肤色素改变的潜在风险。
新生代替代妆品代表作：LA MER浓缩修护精华露
以超浓缩方式凝聚了海蓝之谜面霜的核心成分——极具修复功效的活性精萃（Miracle BrothTM）。它能够促进肌肤健康细胞的再生，并修复受损细胞，增加肌肤对外界的抵抗能力。类似于“液体绷带”的作用，有效改善肤色和提升肤质，尤其对于疤痕最为有效。
花费时间：每天日常护理使用。
所需银子：3700元 50ml，平均每天40元左右。
痛感：超凡的滋润与舒适
副作用：没有
整容替代术之肉毒杆菌注射
针对肌肤问题：治疗早期皱纹，比如额头纹（抬头纹）、眉间纹和眼眶周围的鱼尾纹。
肉毒杆菌毒素 是一种神经毒素，注射局部后能阻断乙酰胆碱（acetylcholine）的释放，从而阻断了神经对肌肉的传导,使肌肉发生麻痹，从而促使皱纹舒展。
花费时间：效果平均维持3月－6月，一般一年内要注射3－4次。
所需银子：每次约3000—5000元。
痛感：针头注射的疼痛以及局部的麻痹。
副作用：引起肌肉麻痹，不能作各种表情，有假面具样的感觉。大剂量、反复注射可能会引起免疫复合物反应疾病。
新生代替代妆品代表作：ElizabethArden逆时橘灿精纯凝露
这款产品本身就是由ElizabethArden和Botox肉毒杆菌素的创造者，全球特殊类药厂ALLERGAN联手推出的。它含有的核心成分艾地苯，此前被用于器官移植的保鲜剂，而这也是第一款真正的“医学美容保养品”。兼具了医学、美容手术和保养品的三重功效。
花费时间：每天日常护理使用。
所需银子：1880元，平均每天30元左右。
痛感：保养滋润肌肤。
副作用：没有
整容替代术之注射丰唇
针对肌肤问题：双唇不饱满、唇型偏薄、唇型不理想、唇纹明显。
丰唇手术 目前可选用的方法有注射法和手术法两大类。注射法包括自体脂肪颗粒注射和爱贝芙 （一种人工合成材料）注射。属于有创整容术。
花费时间：需要注射5次左右。每次注射时间约5分钟，恢复时间约2个月。
所需银子：每次注射约2000-3000元。
痛感：注射疼痛，特别是抽取自身脂肪的方法，会非常疼痛。
副作用：注射后可能会产生暂时性的轻微发红、肿胀、瘙痒现象，皮肤摸起来会有像颗粒状的凹凸。如果唇型塑造不理想，还会适得其反。
新生代替代妆品代表作：Dior魅惑丰唇蜜
可以让你告别丰唇手术的彩妆品。含有的微脂氨基酸促进胶原质合成，保护弹性蛋白，让纤维原蛋白不受自由基的攻击。每天使用一次，连续使用两周，你可以看到双唇丰盈的变化。
花费时间：每天化妆正常步骤。
所需银子：260元，平均每天5元左右。
痛感：酷感因子带来精致冰凉的体验
副作用：没有
整容替代术之电波拉皮
针对肌肤问题：A去皱，祛除真性、假性皱纹及修复妊娠纹。B收紧松弛的皮肤，改善松弛下垂的肌肤问题。
电波拉皮 是通过电波高频进入皮下组织使皮下组织的自然电阻运动产生热能,当温度达到摄氏六十八至七十二度介点,胶原质产生立即性收缩的同时,刺激真皮层分泌更多的新的胶原质来填补收缩和流失的胶原质的空缺,从而再次托起皮肤的支架,恢复皮肤弹性。
花费时间：手术约一个小时了效果平均维持3-5年。
所需银子：每个疗程约15000-20000元。
痛感：略微的温热感，需要配合表面麻醉药膏才能达到完全无疼痛感。
副作用：有小于1%的可能，会在治疗后产生如局部水肿、水泡、瘀青等微红或皮肤不平整的现象。
新生代替代妆品代表作：LANCOME 金纯卓颜系列
兰蔻实验室的专利成分Pro-Xylane，突破了原有护肤品仅仅作用于细胞的水平，直接影响贯穿于皮肤三层结构中的细胞外基质，强化了肌肤原有的生物重建网络系统，促进细胞间质的新生和合成，起到“填充”和“支架”的作用。
花费时间：每天日常护理使用。
所需银子：全套使用约4380元（包括兰蔻金纯卓颜日霜、晚霜及眼霜）。平均每天40元左右。
痛感：柔滑细腻的享受。
副作用：没有
由左至右：
Dior魅惑丰唇蜜260元
可以在一个月后看到唇部丰盈的改变。色泽靓丽，质地轻盈，日常化妆就能方便使用。
BOBBI BROWN丰盈润泽粉底露480元
粉底抗老的突破。六胜肽高效抗氧化，促进肌肤天然骨胶原的生成。使用之后4周时间，肌肤紧致度可以有效提升15%。
ISA 双效防皱紧肤霜380元 50g
LG独有的Medimin A和全新植物性抗皱成份的完美结合，可以双效对抗显性和隐性皱纹。
LA MER浓缩修护精华露3700元 50ml
对于烧伤灼伤的疤痕都能有抚平功效的神奇护肤品，用于修复敏感受伤肌肤以及疤痕肤质是上选。
ElizabethArden逆时橘灿精纯凝露1880元
成分本身就含有类肉毒素的物质，能精准对抗衰老痕迹。
LANCOME金纯卓颜眼霜 820元15ml
就像为肌肤底层树立的“支架”，从细胞间质入手，给眼部肌肤有力支撑，对已经形成的皱纹同样有效。
CLINIQUE醒肤活力修护晚霜（特别滋润配方）680元 50ml
能在夜间修复细纹和皱纹，促使肌肤产生更多骨胶原，起到近似于焕肤、拉皮的抗老功效。
SHISEIDO百优洁肤棉 580元 8片
微型电机 篇12
1 定频电机的设计特点
1)以市场固定的电压和频率为基础,一般为380V,50Hz,考虑电压波动±10%,频率波动±2%。
2)定子采用标准的电磁线和绝缘系统,一般有B级,F级和H级之分。
3)散热采用自冷风扇,电机轴尾端安装一个风扇,电机运转时风扇随电机轴一起转动到达散热目的。
4)大多电机采用角型接法,通过星-三角转换降低相电压启动,以降低启动电流。
5)为达到良好的启动性能,转子槽型多采用凸型槽、刀型槽或双笼槽。
6)定频电机一般不考虑轴电流的影响。
2 变频电机的设计特点
1)变频电机设计时以额定电压和额定频率为基础兼顾变频调速范围,并考虑变频器引起的电压降低情况。
2)定子采用能承受变频供电浪涌电压反复冲击的绝缘系统,一般采用抗电晕电磁线,并采用VPI真空浸漆工艺。
3)散热采用独立的冷却风机,有单独电源控制。在低转速运行时,风量恒定;在电机高转速运转时,噪声不增加。
4)变频电机采用变频器直接启动,一般直接采用星形接法,避免角接产生的环流对电机性能的影响。
5)变频电机不必考虑启动性能,考虑集肤效应对转子运行电阻增加,铜耗增大的影响,一般采用上宽下窄,槽深较小的闭口转子槽型。
6)在设计时考虑考虑轴电压和轴电流对电机轴承的损害,制定消除轴电流的措施,比如:采用绝缘轴承、轴承室喷涂绝缘层、安装接地电刷等。
3 定频电机做变频电机使用时的缺点和危害
3.1 对绝缘系统的危害
定频电机的电磁线采用标准的漆包圆铜线上的双层涂膜结构不能长期承受变频器浪涌电压的反复冲击,在高频电压的冲击下漆膜易变脆破裂引起匝间、对地、甚至烧包现象。
3.2 变频供电对性能影响
变频供电时,由于高次谐波的存在,电机内部会产生各种附加损耗,包括定子和转子的附加铜损耗、定子附加铁耗、附加杂散损耗;且在高频下运行时,集肤效应使转子电阻增加导致转差铜耗显著增加,变频供电带来的各种损耗致使电动机温升增大,效率降低。
3.3 低速运行时的缺点
普通异步电动机在低转速运行时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况急剧变差,温升急剧增加,导致定频电机在低转速不能长时间恒转矩运行,只能短时恒转矩运转或降低转矩运行。定频电机做变频电机在低转速使用时因磁场过饱和,激磁电流增大,引起过载能力不足。
3.4 高速运行时的缺点
定频电机没有考虑高速运转结构强度情况,在高速运转时,可能出现因整体强度不足产生较大的振动,高速运转产生的离心力易引起轴弯曲变形或转子扫膛现象。定频电机在高速运转时,自冷风扇的转速随电机转速的提高而提高,噪声随之飙升,并可能出现风扇因强度不足而损坏的情况。
3.5 接法对电机性能的影响
定频电机一般采用角型接法,相比变频电机星形接法相电压增大1.73倍,对电机的绕组绝缘不利;变频电机采用星形接法在每相感应电动势中三次及三的倍数次谐波不会形成环流,而工频电机的角型接法中产生三次及三的倍数次谐波形成环流,对电机绕组带来了额外的损耗,使电机的效率下降,温升提高。
3.6 轴电流的危害
定频电机没有考虑轴电流的影响,没有制定相应的措施,在变频供电的高次谐波的影响下,轴电压和轴电流会比工频正弦供电时要大20%-50%轴电压,且轴电压和轴电流随着电机频率的增加而增大,当轴和轴承之间的轴电压超过了允许值时,油膜或润滑脂因轴电流通入使之遭到破坏,最终放电使轴损坏和轴承失效。
4 结论
定频电机和变频电机有各自的设计特点和使用场合,采用定频电机做变频电机使用,虽然可以调速运转,但具有一定的缺陷和风险。建议变频工况时采用专用的变频电机。
摘要：本文简单介绍了定频电机和变频电机的设计特点,并根据两种电机的特点的分析了定频电机做变频电机使用的缺点和危害。
关键词：定频电机,变频电机,绝缘系统,性能
参考文献
[1]上海电器科学研究所.中小型电机设计手册[M].北京机械工业出版社,1982.
[2]施凉奎.变频调速电动机参数变化和设计[J].电机技术,1996.
[3]徐定仁.变频调速异步电动机的设计[J].中小型电机,1988.