大容量交流电机

2024-10-13

大容量交流电机(共9篇)

大容量交流电机 篇1

北京时代金能电气科技有限公司通过自主创新, 研发成功高压大容量交流直接变频技术, 其研制生产的系列高压大容量交流直接变频器产品日前在北京通过专家鉴定。此前, 该技术已获得中国和美国发明专利, 并通过《专利合作条约》 (PCT) 国际专利审查。

研发的系列高压大容量交流直接变频器, 其工作原理及电路结构新颖, 解决了当前常规高压变频器的诸多缺点, 是通用高压变频器技术领域的一个重大突破。该产品功能齐全, 技术先进, 可靠性高, 安装维护费用低, 可在诸多领域推广应用。

目前, 新型高压大容量交流直接变频器样机已通过国家电控配电设备质量监督检验中心的检验, 结果表明:该产品满足高压大容量变频器通用技术条件和国家标准要求, 可广泛应用于火力发电、城市供水、采油采矿、化工、冶金、水泥、造纸、制药、煤矿等领域, 通过对各类高压电动机驱动的风机、水泵、空气压缩机等中高压负载设备变频调速, 实现最大化节能。

电动机在电能总消耗中占据一半以上, 其中3kv以上的交流电动机用电量占总电动机用电量的70%。该项交流直接变频技术应用于高压电动机, 其最优化运行将实现最大化节能达30%~60%。

大容量随身走 篇2

工作业务量的不断增大,对资料数据的存储和携带都提出更高要求;日常下载的个人影音数据也对容量提出迫切需求。这次我们测试了一款BUFFALO最新推出的产品——BUFFALOMiniStation 120GB移动硬盘。

MiniStation移动硬盘给我的第一感觉是稳重。典雅的外观、抗冲击耐磨的特殊材质使得硬盘看上去非常干练。接口部分的做工十分细致,平滑齐整,整机顶角采用弧形无缝设计,手感出众。全黑的硬盘外壳给人以神秘的感觉,比起其他颜色更加内敛。

固线的独特设计,解决了产品数据线到处缠绕现象,通过盘身上原有的凹槽可以有效地把数据线束缚到盘边,值得一提的是照片中的卡口设计,有效避免了数据线经常掉落。

此外,这款产品随机附带了一条Y型USB连接线,提供2个连接到电脑的接口,如果遇到单USB口供电不足的情况,它就可解决问题了。

除了典雅的外观和人性化的设计外,这款产品的性能表现也十分出色。我们使用2种测试软件HD Tach和HDTune对其进行测试。HDTune是一款磁盘性能诊断测试工具,MiniStation的表现为:最小传输率30.4MB/s,最大传输率31.4MB/s,数据访问时间为19ms,表现出色。

在HD Tach测试中,平均传输速度为31.9MB/s,随机存取19.3ms,处理器占有率为18%。采用USB-IDE芯片,基本上没有成为性能发挥的瓶颈,测试曲线平滑,证明了它的稳定特性。

大容量交流电机 篇3

1 冲击发电机

1.1 冲击发电机特点

冲击发电机又名短路试验发电机, 专门用于短路试验。冲击发电机的每次试验都相当于常规发电机的出线端事故短路, 冲击电流有效值可达上百千安, 对定、转子的绕组和结构有特殊的要求[10]。

冲击发电机一般有以下3种特征容量: (1) 型式容量。是指与该台冲击发电机定、转子尺寸及重量相当的汽轮发电机的额定容量, 也称额定视在功率。 (2) 出端容量。是指在额定电压下, 不加任何外阻抗, 只对冲击发电机超瞬变电抗Xd"计算的最大三相对称短路容量。 (3) 允许使用容量。是指电机制造厂或者试验站为保证冲击发电机的使用寿命而规定的试验使用容量。随着电力系统的快速发展, 高压开关设备的电压和开断电流不断增长, 作为大功率试验室电源的冲击发电机有尽可能大的短路 (开断) 容量[11]。表1列出了目前国内外投入使用的大型冲击发电机特征容量。

1.2 试验对冲击发电机的要求

以冲击发电机为试验电源的大功率试验室如图1所示, 试品位于试验小室内, 整个回路应能满足不同电流、电压等级的试品。通过调节限流电抗器值 (L) 来满足不同的试验电流, 调节试验变压器 (TR) 变比来满足不同的电压等级。

对一台冲击发电机评定, 不仅要看冲击发电机的短路容量和短路电流的大小, 还要考虑短路电流的衰减特性如何。冲击发电机三相短路情况下的电流衰减趋势可由式 (1) 表示[3,4]:

式中:UN为额定线电压;Xd"为超瞬变电抗;Xd'为瞬变电抗;Td"为超瞬变时间常数;Td'为瞬变时间常数;k为强迫倍数 (强励电压与空载励磁电压之比) 。实际试验回路中需要外接阻抗 (Xe) , 此时的冲击发电机短路电流衰减曲线由式 (2) 表示:

在GB 1984—2003附录B中对高压断路器在型式试验中试验参量的公差提出了具体的要求, 例如高压断路器基本短路试验方式T100s (断路器进行100%容量的完全对称开断试验) , 规定试验值为额定短路开断电流的100%, 试验公差为0~+5%, 即只允许5%以内的正公差;标准同时对试验参量中工频恢复电压 (URV) 提出了试验公差为±5%的要求, 由于URV与开断电流I存在线性关系, 即通过强励来补偿短路电流的同时也就对工频恢复电压做了补偿。这不但要求试验回路的阻抗配置合理, 同时还要求设定合适的强励电压值来保证冲击发电机的短路电流特性, 以满足高压断路器的试验参量及其公差符合相关标准的要求。

2 国产大容量冲击发电机

2.1 6 500 MV·A冲击发电机特性

我国生产的大容量冲击发电机主要有DSF-100-2型 (型式容量为100 MV·A, 出端容量为3 200 MV·A) 与DSF-200-2型 (型式容量为200 MV·A, 出端容量为6 500 MV·A) 冲击发电机, 均由哈尔滨电机厂生产制造。DSF-100-2型短路发电机容量小, 电气暂态参数差, 不能进行有效的强励, 工频电流和工频恢复电压衰减大, 已经不能满足当代大容量试验室的发展要求[5]。DSF-200-2型冲击发电机是在DSF-100-2型冲击发电机的运行实践和借鉴国外同类型设备的基础上设计开发的, 并于2003年投入商业运行。6 500 MV·A冲击发电机的设计参数如表2所示。

2.2 短路电流衰减特性仿真及分析

根据6 500 MV·A冲击发电机的设计参数和三相短路情况下电流衰减曲线计算公式, 建立其MATLAB仿真模型, 仿真时间为0~0.3 s, 表示冲击发电机从0时刻开始短路持续0.3 s之后恢复到开路状态。

Xe为0时不同强励倍数下的相电流有效值曲线如图2所示。从响应曲线来看, 需要k>15才能支撑短路电流在0.3 s内没有明显衰减的现象。k≤15时存在短路电流衰减的情况, 并随着强励倍数的减少, 短路电流会成比例下降。

1.k=15;2.k=13;3.k=11;4.k=9;5.k=7;6.k=5;7.k=3;8.k=1

Xe为18.5 mΩ时不同强励倍数下相电流有效值曲线如图3所示。从响应曲线来看, 11

1.k=15;2.k=13;3.k=11;4.k=9;5.k=7;6.k=5;7.k=3;8.k=1

对Xe为18.5 mΩ条件下k=1和k=11两种强励电压下的短路电流响应进行比较, 如图4所示。T为0.3 s时, k=11与k=1对应的短路电流有效值Ik11, Ik1分别为120.8 k A, 72.49 k A。以Ik11为试验需要的短路电流计算, Ik1存在40%的衰减量, 即Ik1/Ik11=0.6。0.3 s时的工频恢复电压URV及其公差Δ计算见式 (3) 和 (4) :

式中:URV-ki, Iki分别为不同强励倍数下的工频恢复电压和开断时的短路电流有效值。通过计算可得:URV-k1为8.173 k V, Δk1为41.62%;URV-k11为13.62 k V, Δk11为2.71%, Δk11<5%<Δk1。可见, 施加适当的强励倍数与不加强励, 对冲击发电机的短路电流及工频恢复电压存在非常明显的影响。

Xe为36 mΩ时不同强励倍数下相电流有效值曲线如图5所示。从响应曲线来看, 在9

1.k=15;2.k=13;3.k=11;4.k=9;5.k=7;6.k=5;7.k=3;8.k=1

同一强励倍数下 (k=9) , 3种不同外阻抗条件下短路电流衰减情况如图6所示, 在同一强励电压下, 外接阻抗越小电流衰减越厉害, 随着外接阻抗的增加电流补偿效果越明显。

3种不同外阻抗以及不同强励倍数条件下, 在0.3s时短路电流有效值分布如图7所示。随着外接阻抗增加, 短路电流有效值逐步减少, 对应的允许使用容量也同步降低;在同一外阻抗条件下, 短路电流随着强励倍数的增加而变大。

1为外接阻抗0;2为外接阻抗18.5 mΩ;3为外接阻抗36 mΩ

4 结束语

大容量冲击发电机作为试验电源广泛的应用于大功率试验室, 冲击发电机组的整体性能决定了大功率试验室的检测能力。依据国产6 500 MV·A冲击发电机的相关参数建立其仿真模型, 用来分析其短路电流的衰减特性。从仿真结果来看, 冲击发电机的短路电流特性与强励电压有密切的联系, 可根据试验需求调整试验回路阻抗, 通过设定强励电压在某一范围内即可控制冲击发电机的短路电流衰减量, 以保证试验参量及其公差满足相关标准的要求。通过仿真可以初步确定满足不同试验需求时的强励电压范围, 对今后大功率试验室的运行具有较为重要的参考意义。

参考文献

[1]吴盛刚, 李炜, 李玉春.浅谈大功率试验室未来的发展趋势[J].华通技术, 2006 (1) :31-33.

[2]顾霓鸿.世界电力大功率试验站简介[J].国际电力, 2001 (2) :51-53.

[3]李重光.国外大容量冲击发电机概况[J].高压电器, 1975 (4) :55-64.

[4]臧尔诚.冲击发电机选型初探[J].大电机技术, 1986 (5) :10-15.

[5]王征庆.大容量试验短路发电机[J].高压电器, 1988 (3) :27-35.

[6]房庆辉, 张长发, 赵金海, 等.6 500 MV·A冲击发电机转子平衡特点[J].大电机技术, 2001 (3) :21-23.

[7]张万兵, 邵桂兰, 宋晓东, 等.6 500 MV·A冲击发电机结构特点[J].电工电气, 2010 (9) :31-33.

[8]张亮, 刘大鹏, 邵桂兰, 等.大中容量短路试验发电机主要设计特点[J].大电机技术, 2011 (3) :28-31.

[9]黄实, 李秉杰, 张海峰, 等.4 000 kW/3 600RPM双馈变频调速系统在6 500 MV·A短路发电机组中的应用[J].电气技术, 2008 (9) :84-91.

[10]辜承林, 陈乔夫, 熊永前.电机学[M].武汉:华中科技大学出版社, 2001.

大容量加快速拿取 篇4

快拍2代双肩摄影包提供了14L、18L、24L和32L共4种规格。本次笔者试用的是容量最大的32L产品,编号为632-431。通过名称,我们可以很容易地了解它的内容量达到了32L,足以收纳2台单反相机、5-8只镜头及闪光灯等附件。

为了能让使用者快速拿取、更换器材,快拍2代在侧部设计了一个抽取开口。在使用时,我们只需要将摄影包转至身前,就可以拿出位于这个开口附近的相机或镜头。从实际试用的情况看,快拍2代32L的宽度对于一台带有70-200mm F2.8规格镜头的单反相机来说还是有不小余量的。

我们常见的摄影包或采用纵向布局(长镜头的光轴方向与地面垂直)或采用横向布局(长镜头的光轴方向与地面水平),而快拍2代32L摄影包通过U型隔板实现了更灵活的摆放方式。我们可以将一台带有长镜头的单反相机放置在快取开口附近,然后将一台带有普通镜头的单反相机纵向放置并用U形隔板托住镜头。开放性布局让我们在实际使用中可以更充分地利用内部空间。

这里给大家一个建议:如果您打算将摄影包放置在汽车后备箱或者飞机行李舱中,一定要确保内部空间得到充分填充。背负器材较少时,可以装入一些衣物或者生活用品。摄影包装满的时候,也是内部器材最安全的时候。

扎实的用料

快拍2代摄影包采用了高强度的防水尼龙材料。其中,正面部分的尼龙材料还具有网状暗格纹,能够提高抗撕裂性能,延长产品的使用寿命。

拉链方面,快拍2代摄影包采用了YKK的自修复功能产品,并在主空间和前袋的拉链扣上使用了金属拉绳。关于“自修复”功能,笔者特意查阅了相关资料,大致情况就是拉链在滑过有问题的部分时,可以让聚酯材料重新连接在一起,避免了脱牙、卡住等常见使用问题。背部还设计有只有在高档户外背包上才会采用的铝合金骨架支撑,确保装载大量器材时背包始终保持坚挺,从而提升背负舒适性。

细节和附件

在试用过程中,笔者还留意到快拍2代32L摄影包在细节方面有很多人性化的设计。首先,摄影包顶部有一个硬质小盒,可以收纳手机、太阳镜、摄像麦克风等怕压怕磨物件。其次是摄影包的背部采用了具有透气网格的莱卡面料,长时间背负的时候也能保证背部干爽。最后就是摄影包底部面料非常容易清理,用湿布擦拭一下就能焕然一新。

和大多数天霸摄影包一样,快拍2代32L摄影包也还附带了一个防雨罩和一个存储卡包。防雨罩采用了双面设计,银色面具有较好的隔热性能,黑色面则显得更沉稳。

大容量交流电机 篇5

直接起动大型高压电机会带来诸多危害,因此,在无需变频器调速的场合,大型电机选择软起动成为必然。目前,高压大容量电机普遍采用“限流软起动”方式,该方式一般包括液阻软起动、晶闸管软起动和磁控软起动。本文就磁控软起动的应用进行介绍。

1 磁控软起动的特点

高压磁控软起动是将“限流作用可控”的电力器件——“磁饱和电抗器”串入电机定子回路实现软起动的一种装置。它具有占地少、功能全、运行可靠、维护简单、价格低廉、起动重复性好等优点,兼具了晶闸管软起动的优良性能和液阻软起动的低廉价格;不足之处是在饱和阶段会产生一些高次谐波,需要较大功率的辅助电源。

2 磁控软起动的工作原理及组成

磁控软起动从电抗器起动衍生而来,它与电抗器起动的主要区别在于串接在电机定子回路上的三相电抗器的限流作用可控。因为装置的软起动控制通过电气磁路来实现,所以该起动方式叫做“磁控软起动”。磁控软起动装置包括饱和电抗器单元和励磁控制单元。

2.1 饱和电抗器单元

饱和电抗器单元由铁芯和绕组构成,其中绕组又包括交流绕组和直流绕组。交流绕组为“工作绕组”,A、B、C每相各一对,用于限制电机起动过程中的定子电流,限流程度受直流绕组控制;直流绕组为“控制绕组”,三相交流工作绕组共用1个,通过励磁调节“工作绕组”的限流能力。饱和电抗器结构如图1所示。

2.2 励磁控制单元

励磁控制单元主回路是三相全控桥式整流电路,控制回路由主控单元、脉冲放大板组成,如图2所示。软起动过程中,励磁控制单元通过控制直流绕组中的电流,使直流绕组作用于交流绕组的励磁发生变化,从而改变饱和电抗器的饱和程度使饱和电抗器对电机定子回路的限流作用自强而弱。当投全压条件满足后,饱和电抗器单元的交流绕组被旁路,电机软起动结束。

3 磁控软起动的实际调试

某炼铁项目的高炉鼓风机电机型号为YK3200-2,额定功率为3 200kW,额定电压为11kV(50Hz),额定电流为196A,额度转速为2 933r/min。

3.1 软起动装置性能参数

软起动装置型号为RQD-D7-11,额定起动电压为11kV,额定起动功率为3 200kW,限流范围为2.5~4.5倍,起动时间为100s。

3.2 系统构成

电机控制系统如图3所示。

3.3 参数设定

设备所在地区电网设施落后、系统容量小、稳定性差,为此,必须严格设定系统高压柜综合保护单元、高压软起动装置等的参数。

(1)严格遵循《高压电动机综合保护整定原则》计算系统的各项电气参数,避免保护越级跳闸,保证高压供电系统的安全运行。高压柜综合保护单元采用珠海万力达产品。

①AH01受电柜:综合保护单元MLPR-310HB,保护种类有速断、过电流、过负荷、低电压、TV断线。

②AH03运行柜:综合保护单元MMPR-310Hb,保护种类有(起动内、起动外)速断、过电流、过负荷、低电压、TV断线、电机堵转、高压零序、工艺连锁跳闸。

③AH04短接柜:综合保护单元MMPR-310Hb,保护种类有差动速断、比率差动、TA断线。

(2)优化磁控软起动装置的各项功能参数。AH05起动柜内RQD-D7-11磁控软起动装置的主要设定参数如下。

3.4 开机前的准备

(1)严格检查机械设备的安装情况,保证润滑系统工作正常、设备盘车流畅。

(2)对电气、仪表、自动化等方面进行投运前的检查。

(3)协调上级供电部门,调整相关保护定值,以满足鼓风机运行的电力需求。

(4)协调好试车期间有关单位的人员安排,并保证管辖内监控设备的正常。

3.5 系统试车

各项工作准备就绪后,便可进行机组试车。试车期间,在高压控制室观察主要电气数据的变化,并对突发情况做出第-时间的处理。

机组试车顺序:脱开鼓风机联轴器—盘车—单独对电机进行空车试运转—检查电机转向、运行平稳性、轴承温度及振动等情况—挂上联轴器—盘车—点动机组—确认机械转向及内部声音—无载运行1小时—停车检查并处理问题—无载运行4小时—机组加载运行4小时,一切正常后设备正式投运。

3.6 存在的问题

调试过程中,机组带负荷起动加速到2 300r/min后不能进一步提升到2 933r/min额度转速,且起动过程软弱无力,首次带负荷起动失败。

调出机组起动过程中的定子电流录波数据、励磁电流录波数据,发现定子电流最大为377%×196A=740A,达不到设定目标420%×196A=823A (参数P39=420%)。分析认为电机的起动转矩小于负载转矩是造成电机起动失败的原因。

检查机组设备及装置的电气参数设定,均未发现问题,那么起动转矩不够便可能是饱和电抗器内部原因引起的。于是,将饱和电抗器感应绕组连接片由X3-X3连接改为X4-X4连接,以改变感应绕组匝数,从而改变饱和电抗器的磁控放大系数。修正后,机组带负荷起动成功。再次分析定子电流录波数据,发现定子电流已能提高到420%额定电流,机组从开机到达到额度转速耗时23s,起动过程平滑流畅,完全满足设备使用要求。

4 结束语

设计高压大容量电机的磁控软起动系统,首先必须了解控制对象的各项电气参数,再结合使用地的电力环境,选择合适的装置,以保证机械设备的安全运转,不影响上级供电网络的安全。

调试系统时,必须严格设定高压综合保护装置、软起动装置的参数;必须严格遵循大容量电机允许连续起动次数的要求;必须保证电机有足够的起动转矩,不能盲目降低起动电流。

摘要:阐述高压电机磁控软起动装置的工作原理、结构特点,并介绍其在11kV/3200kW鼓风机电机拖动上的应用,包括系统组成、参数设定及调试要领。

大容量交流电机 篇6

据调查,目前上海市电力公司范围内,电气设备现场试验因受被试设备质量大,所需试验电源容量太大等条件限制,对大容量被试验设备(如电力变压器、电力电缆等)一直不能进行交流耐压试验(如电力变压器)或只能采用直流耐压试验代替交流耐压试验进行(如电力电缆)。因此,为满足规程(如:GB50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(下称《电气设备交接试验标准》))的有关规定,上海久隆电气设备试验有限公司研制了大容量电气设备现场交流耐压试验装置。

1 交流耐压试验装置的目标设定

1) 根据上海久隆电气设备试验有限公司主营业务范围,从满足检测设备需求出发,设定交流耐压试验装置可检测电容量达30 000 pF。

2) 根据现场试验的特点,按照便于携带、方便进出高层建筑或地下变电站的要求,设定交流耐压试验装置的单体质量小于40 kg,整机质量小于150 kg。

2 提出的交流耐压试验装置方案与选择

2.1 提出的方案

2.1.1 利用传统型试验变压器系统作为交流耐压试验装置(方案一)

利用传统型试验变压器系统作为交流耐压试验装置的原理图如图1所示。在图1中,AV为调压器;T为试验变压器;PV1为试验电压表;PV2为静电电压表;R1为限流电阻;R2为限流保护电阻;F为放电间隙;Cx为被试验设备。

传统型试验变压器系统的原理简单、结构简易、操作方便、数据直观,在现场交流耐压试验时被普遍采用。其不足之处是试验变压器本身绝缘水平、体积、质量、容量、装置的电源容量等参数需随被试验设备容量的增加而增大。

例如,一台6 300 kV·A、35 kV的变压器,经测量,变压器高压侧电容量约为7 000 pF,低压侧电容量约为10 000 pF。按照试验要求,高压侧施加交流耐压为72 kV,低压侧施加交流耐压为30 kV,采用工频50 Hz、100 kV试验变压器进行试验。经计算,要对这台6 300 kV·A、35 kV的变压器进行交流耐压,至少需要一台16 kV·A的试验变压器,同时需要相应的调压设备,质量约为300 kg。

2.1.2 利用调感谐振系统作为交流耐压试验装置(方案二)

利用调感谐振系统作为交流耐压试验装置的原理图如图2所示。在图2中,AV为调压器;T为励磁变压器;PV1为试验电压表;PV2为静电电压表;PA为试验电流表;L为可调电抗器;R2为限流保护电阻;F为放电间隙;Cx为被试验设备。

调感谐振系统是通过调节试验回路电抗器的电感量,使电抗器L和被试验设备Cx在工频50 Hz下发生谐振。电感量的改变通过采用机械结构改变铁芯空气间隙而调节电感的大小,设备较为笨重,且需要额外的调节机构配合。调感谐振系统采用单相供电,要求输入电流大,同时需要采用电压调节器调节励磁变压器的输入电压,品质因数Q(无功功率的绝对值与有功功率之比,即损耗角正切的倒数)值比较低,经计算一般小于50。

经调查,目前调感谐振系统使用的电抗器的额定电流达到3 A、电压达到250 kV时,其质量已超过200 kg,若容量再要求增大,设备制造难度也大大增加,体积和造价也大幅度提高。

2.1.3 利用变频谐振系统作为交流耐压试验装置(方案三)

利用变频谐振系统作为交流耐压试验装置的原理图如图3所示。在图3中,T为励磁变压器;L为高压电抗器;PV2为静电电压表;R2为限流保护电阻;F为放电间隙;Cx为被试验设备。

变频谐振系统主要通过改变试验电源的输出频率,使回路中固定电感量的电抗器L与被试验设备Cx发生谐振,使被试验设备承受合适的高电压,频率调节范围可在20~400 Hz。变频谐振系统的调频、调幅电源采用电力电子设备控制,省去了用于调节电压的调压器,系统整体体积小、质量轻;电源输出为正弦波,谐振时波形不易失真,经计算,品质因数Q一般在40~120,且磁路无需调节,噪声小、结构简单。

2.2 方案选择

3种方案的技术性能比较见表1。

通过对交流耐压试验装置3种方案的技术性能比较可知,方案三的品质因数Q为方案一的8~24倍、方案二的1.3~2倍;方案三的试验装置每千伏安容量对应的装置容量为方案一的1/30~1/10、方案二的1/6~1/5。由此可见,变频谐振系统(方案三)最适合作为大容量电气设备的交流耐压试验装置研制的方案。

3 交流耐压试验装置的方案设计

3.1 设计原理图

交流耐压试验装置的设计原理图如图4所示。在图4中,T为励磁变压器;L为高压电抗器;F为避雷器;C1、C2为高压分压器高、低压臂;Cx为被试验设备。

交流耐压试验装置的输入交流电源为220 V、50 Hz,经变频电源输出频率为20~300 Hz可调节的电压,送入励磁变压器T,经高压电抗器(谐振电抗器)L和被试验设备Cx,构成高压主谐振电路。高压分压器是纯电容式的测量装置,用来测量试验电压。

交流耐压试验装置由变频电源经励磁变压器向主谐振电路送入一个较低的电压Ue,调节变频电源输出频率,当频率满足条件时,电路即达到谐振状态。此时能在较小的励磁电压Ue下,使被试验设备Cx上产生几十倍于Ue的电压Ucx。输出电压Ucx与励磁电压Ue之比为试验回路的综合品质因数Q,Q=Ucx/Ue。

从上述工作原理可以看出,交流耐压试验装置具有以下优点:①品质因数Q越高,所需电源容量越小;②高压电抗器L与被试验设备Cx处于谐振状态,此电路形成一个良好的滤波电路,故输出电压Ucx为良好的正弦波形;③当被试验设备发生击穿时,失去谐振条件,高压电路和低压电源回路的电流反而减小,故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大,便于检修。

3.2 参数设计

根据现场调查,发现目前不具备现场进行交流耐压的大容量被试验设备主要是主变压器(电容量一般在2 000~30 000 pF之间)和交联绝缘电力电缆(电容量根据电缆的实际长度和截面积所决定)。

3.2.1 被试设备参数及试验要求

1) 变压器。

变压器交流耐压试验标准及电容量范围如表2所示。试验规程中对变压器试验的频率有严格的要求,《电气设备交接试验标准》中规定:变压器的试验频率应为45~65 Hz。

2) 交联绝缘电力电缆。

交联绝缘电力电缆交流耐压试验标准及电容量范围如表3所示。试验规程中对交联绝缘电力电缆的试验频率要求比较宽泛,《电气设备交接试验标准》中规定:交联绝缘电力电缆的试验频率应为20~300 Hz。

3.2.2 技术参数

1) 整套装置技术参数:

额定电压UN取最高试验电压110 kV;额定电流IN取1 A;额定容量P取110 kV·A;频率范围为20~300 Hz,连续可调;高压电抗器的额定电感量为400~600 H。高压电抗器设计考虑可试验电容量范围为10 000~30 000 pF(小于10 000 pF采用电容补偿),采用最严格试验频率要求:45~65 Hz。

2) 单元件技术参数:

(1) 变频电源。变频电源由变频控制器和滤波器组成,在系统中主要作用为调整设备提供有功功率,并改变电源的电压和工作频率。同时实现如过电流保护、过电压保护、放电保护、进线保护等保护功能,以保证试验人员和被试验设备的安全。变频电源调频、调幅系统采用电力电子设备控制,省去了用于调节电压的调压器,设计质量不大于15 kg。其技术参数如下,额定容量为10 kV·A,输出电压为0~200 V,输出频率为20~300 Hz。

(2) 励磁变压器。励磁变压器的作用是将变频电源的输出电压升到合适的试验电压,满足电抗器、负载在一定品质因数下的电压要求。励磁变压器设计为干式变压器(环氧树脂浇注),设计质量不大于30 kg。其技术参数如下,额定容量为6 kV·A,输入电压为0~200 V,输出电压为0~3 000 V。

(3) 高压电抗器。高压电抗器是谐振回路的重要部件,当励磁电源频率等于f=12πLC时,它与被试验设备Cx发生谐振,同时决定品质因数Q值大小。根据需要,高压电抗器可以串联或并联使用,以满足试验电压、容量和频率的要求。本次设计为2台电感量为300 H的电抗器,同时增加200 H抽头,以增加电感量的选择性和使用灵活性,减少电抗器的使用数量,降低装置重量。高压电抗器设计为干式电抗器(环氧树脂浇注),每台设计质量不大于30 kg。其技术参数如下,额定电压为55 kV/台(抽头36.6 kV),额定容量为55 kV·A/台,额定电流为1 A,电感量为300 H(在200 H处抽头)。

(4) 高压分压器。高压分压器是高压测量器件,它由高压臂C1和低压臂C2组成,测量信号从低压臂C2上引出,同时作为高压测量和保护信号。高压分压器采用纯电容式,设计质量不大于10 kg。其技术参数如下,额定电压为100 kV,主电容为1 000 pF。

(5) 补偿电容器。补偿电容器作用是当被试验设备Cx电容量较小时,谐振频率较高,不能满足规程要求时进行电容补偿,以降低试验频率来满足频率要求,当被试验设备Cx电容量较大时,可以不进行电容补偿。其技术参数如下,额定电压为75 kV,额定电容为12 000 pF。

4 交流耐压试验装置的现场应用

4.1 对变压器的应用

4.1.1 对35 kV油浸式变压器的应用

以一台20 000 kV·A、35 kV油浸式变压器为例,已知高压绕组对低压绕组及外壳的电容量为10 000 pF,低压绕组对高压绕组及外壳的电容量为15 000 pF,高压分压器主电容为1 000 pF,补偿电容器电容量为12 000 pF,2台电抗器串联使用的电感量为400、500、600 H这3种可供选择。

试验频率计算如下:电抗器电感量取600 H,不采用电容补偿,高压绕组的试验频率为62 Hz;电抗器电感量取500 H,采用电容补偿,高压绕组的试验频率为46.95 Hz;电抗器电感量取400 H,采用电容补偿,高压绕组的试验频率为52.5 Hz;电抗器电感量取600 H,不采用电容补偿,低压绕组的试验频率为51.4 Hz。

由计算结果可知,对35 kV油浸式变压器的应用满足了《电气设备交接试验标准》中变压器的试验频率应为45~65 Hz的规定。

4.1.2 对35 kV干式变压器的应用

以一台20 000 kV·A、35 kV干式变压器为例,已知高压绕组对低压绕组及外壳的电容量为3 000 pF,低压绕组对高压绕组及外壳的电容量为5 000 pF,高压分压器主电容为1 000 pF,补偿电容器电容量为12 000 pF,2台电抗器串联使用的电感量为400、500、600 H这3种可供选择。试验频率计算如下:电抗器电感量取600 H,采用电容补偿,高压绕组的试验频率为51.4 Hz;电抗器电感量取500 H,采用电容补偿,低压绕组的试验频率为53 Hz。

由计算结果可知,对35 kV干式变压器的应用满足了《电气设备交接试验标准》变压器的试验频率应为45~65 Hz的规定。

4.1.3 对110 kV油浸式变压器的应用

以一台63 000 kV·A、110 kV干式变压器为例,已知高压绕组对中、低压绕组及外壳的电容量为15 000 pF,中压绕组对高压、低压绕组及外壳的电容量为23 000 pF,低压绕组对高压、中压绕组及外壳的电容量为30 000 pF(设计上限),高压分压器主电容为1 000 pF,2台电抗器串联使用的电感量为400、500、600 H这3种可供选择。试验频率计算如下:电抗器电感量取600 H,不采用电容补偿,高压绕组的试验频率为51.4 Hz;电抗器电感量取400 H,不采用电容补偿,中压绕组的试验频率为51.4 Hz;电抗器电感量取400 H,不采用电容补偿,低压绕组的试验频率为45.2 Hz。

由计算结果可知,对110 kV油浸式变压器的应用满足了《电气设备交接试验标准》中变压器的试验频率应为45~65 Hz的规定。

4.2 对电力电缆的应用

4.2.1 对规格为8.7/10 kV电力电缆的应用

以电缆截面3×240 mm2为例,电容量为0.33 μF/km,以最低试验频率20 Hz进行,电抗器采用2台并联使用,电感量为150 H,可试验电缆长度经计算约为1 km。

4.2.2 对规格为21/35 kV电力电缆的应用

以电缆截面3×240 mm2为例,电容量为0.19 μF/km,以最低试验频率20 Hz进行,电抗器采用2台并联使用,电感量为150 H,可试验电缆长度经计算约为2 km。

4.2.3 对规格为26/35 kV电力电缆的应用

以电缆截面3×240 mm2为例,电容量为0.18 μF/km,以最低试验频率20 Hz进行,电抗器采用2台串联使用,电感量为400 H,可试验电缆长度经计算约为0.8 km。

4.2.4 对规格为64/110 kV电力电缆的应用

以电缆截面500 mm2为例,电容量为0.169 μF/km,以最低试验频率20 Hz进行,电抗器采用2台串联使用,电感量为600 H,可试验电缆长度经计算约为0.6 km。

5 结语

1) 本文研制的交流耐压试验装置,解决了在电气设备现场试验过程中,由于常规试验变压器和调压器重量太重,所需试验电源容量太大,对大容量设备(如变压器、电缆等)进行现场工频交流耐压试验难度相当大的难题。

2) 上海久隆电气设备试验有限公司选择变频谐振系统作为交流耐压装置,并且详细介绍了其设计原理与参数设计,在电力变压器和电力电缆的应用,证明了该交流耐压试验装置可以满足规程的规定。

摘要:大容量电气设备(如变压器、电缆等)在现场进行工频交流耐压试验因受试验条件限制而难以进行。上海久隆电气设备试验有限公司研制的选用变频谐振系统作为交流耐压装置,解决了大容量电气设备现场进行交流耐压试验的难题,分析了该装置的目标设定、方案选择,以及设计原理和参数设计。交流耐压装置在不同类型变压器和电力电缆的现场应用,证明其实用性。

关键词:大容量电气设备,交流耐压装置,变频谐振系统

参考文献

[1]李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2001.

[2]曹建忠.电气试验[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]中华人民共和国能源部.GB50150—1991电气装置安装工程电力设备交接试验标准[S].北京:中国计划出版社,1991.

[4]中国电力企业联合会.GB50150—2006电气装置安装工程电力设备交接试验标准[S].北京:中国计划出版社,2006.

[5]中国电力出版社.DL/T596—1996电力设备预防性试验规程[S].北京:中国电力出版社,1997.

大容量交流电机 篇7

关键词:负荷惯量,负荷转矩,加减速转矩,惯量匹配,机械齿轮比

伺服单元容量的确定,必须综合考虑负荷惯量、负荷转矩、要求的定位精度、要求的最高速度,建议按下述步骤考虑。

1 计算负荷惯量、负荷转矩、加减速转矩

1.1 扭矩计算

负载扭矩是由于驱动装置的摩擦力和切削力所引起

M-电动机轴转矩;F-使机械部件沿直线方向移动所需力;L-电动机转一圈时,机械移动距离。

2πM是电动机以扭矩M转一圈时电动机所做的功,而FL是以F力机械移动L距离时所做的机械功。

在实际机床上,由于存在传动效率和摩擦系数因素,滚珠丝杠克服外部载荷P做等速运动所需力矩,如图1。

伺服进给驱动系统一例

应按下式计算:

M1-等速运动时的驱动力矩(N·mm);双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N·mm);Fa0-预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作负荷Fmax的1/3,即Fa0=1/3Fmax,当Fmax难于计算时,可采用Fa0=(0.1~0.12)Ca(N)。

Ca-滚珠丝杠副的额定载荷;hsp-丝杠导程(mm);K-滚珠丝杠预紧力矩系数,取0.1-0.2;p-加在丝杠轴向的外部载荷(N),P=F+μW;F-作用于丝杠轴向的切削力(N);W-法向载荷(N),W=W1+P1;W1-移动部件重力(N),包括最大承载重力;P1-有夹板夹持时(如主轴箱)的夹板夹持力;μ-导轨摩擦系数,粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副μ=0.09,有润滑条件时,μ=0.03-0.05,直线滚动导轨μ=0.003-0.004;η1-滚珠丝杠的效率,取0.90-0.95;MB-支撑轴承的摩擦力矩,亦叫启动力矩(N·m),可以从滚珠丝杠专用轴承样本中找到;Z1-齿轮1的齿数;Z2-齿轮2的齿数。

最后按满足下式的条件选伺服电动机;

式中Ms是伺服电动机的额定转矩。

1.2 惯量匹配计算

通常在电动机惯量JM与负载惯量JL(折算至电动机轴)或总惯量Jr之间,推荐下列匹配关系:

电动机的转子惯量JM可从产品样本中查到。

(1)回转体的惯量

滚珠丝杠、联轴节、齿轮、齿形皮带轮等,均属于回转体。

γ-回转体材料的密度(kg·m2);D-回转体直径(cm);L-回转体长度(cm);g-重力加速度,g=980cm/s2。

(2)直线运动物体的惯量

W-直线运动物体的重力(N);L-电动机转一圈时物体移动的距离(cm),若电动机与丝杠直连,则L=丝杠导程hsp。

(3)减速传动时折算到电机轴上的惯量,齿轮、齿形皮带传动减速时,折算到电机轴上的惯量。

负载惯量计算参看图,折算到电机轴上的负载惯量JL为:

JG1-齿轮1的惯量(kg·m2);JG2-齿轮2的惯量(kg·m2);JS-滚珠丝杠的惯量(kg·m2)。

1.3 定位加速时的最大转矩M的计算

nm-快速移动的电机转速(r/min);ta-加速、减速时间(s),按ta≈3/ks,取150~200ms;ts-系统的开环增益,通常取8~25s-1,加工中心一般取ks=20s-1左右;ML-负载转矩(N·m)。

若是M小于伺服电机的最大转矩Mmax,则电机能以所取的时间常数进行加速和减速。

2 初步确定机械齿轮比

根据要求的最高速度和电机的最高转速计算出最大机械减速比,用此减速比和电机的最小回转单位核算能否满足最小位置单位的要求,如果位置精度要求较高,可增大机械减速比(实际最高速度降低)或选用转速更高的电机。

3 核算惯量和转矩

大容量交流电机 篇8

1 UPS基本组成

由AC-DC整流器、DC-AC逆变器、控制电路、蓄电池和转换开关等部分组成。⑴AC-DC整流器:将电网来的交流电全波整流、滤波变为直流电, 供给逆变电路;⑵DC-AC逆变器:大功率MOSFET或IGBT逆变电路, 其作用是变直流为交流输出, 输出阻抗小, 具有较大功率富余量和快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短路保护技术, 使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路, 均可安全可靠地工作;⑶控制电路:完成整机功能控制, 提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号, 完成正弦脉宽调制SPWM的控制, 采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性;⑷蓄电池:是UPS储能装置。UPS的蓄电池应具有良好的大电流放电特性, 经得住反复地充放电, 寿命要长, 目前常用免维护密封式铅酸蓄电池;⑸转换开关:是提供维修通道。要求切换快、过载能力大。a.静态旁路开关:静态转换开关, 是将一对反向并联的快速晶闸管连接起来, 作为UPS在执行由市电旁路供电至逆变器供电切换操作时的元件。由于快速晶闸管的接通时间为微秒级, 是小型继电器毫秒级的转换时间的千分之一左右。因此, 可以对负载实现转换时间为零的不间断供电。b.动态旁路开关:动态旁路开关为有触点开关, 由接触器和断路器构成, 靠机械动作完成转换, 动态开关转换过程会有几十毫秒的供电中断, 故不能应用于重要的负载场合, 现代的UPS己很少采用。

2 UPS的分类

2.1 后备式

⑴基本原理:UPS在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电超出其工作范围或停电时, 通过转换开关转由电池逆变供电。⑵特点:结构简单, 运行效率高、成本低, 适用于市电波动不大, 对供电质量要求不高的场合, 但输入电压范围窄, 输出电压稳定精度差, 有切换时间, 输出波形一般为方波。

2.2 在线互动式

⑴基本原理:在输入市电正常时, UPS的逆变器处于整流工作状态, 给电池组充电;在市电异常时逆变器立刻转为逆变状态, 将电池组电能转换为交流电输出。

⑵特点:同后备式UPS相比, 在线互动式UPS的保护功能较强, 逆变器输出电压波形较好, 一般为正弦波, 但同样存在切换时间。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点, 但其稳频特性能不是十分理想。

2.3 在线式

⑴基本原理:UPS先将外部交流电转变为直流电, 再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出;在市电异常时, 逆变器由电池提供能量, 逆变器始终处于工作状态, 保证无间断输出。⑵组成:由整流滤波电路、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示告警及保护电路组成。⑶特点:极宽的输入电压范围, 无切换时间且输出电压稳定精度高, 适合电源要求较高的场合, 成本较高。目前功率3KVA以上几乎都是在线式。

3 UPS的供电方式

多台UPS并联冗余供电;UPS双总线模式供电;UPS单机供电等。

4 UPS对前级供电系统的要求

⑴前级供电系统电源电压及频率应稳定在正常范围内。一般地讲, 大容量UPS主机输入电压范围应为380V士15%。电压过低将使UPS后备蓄电池频繁放电, 最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命;相反, 电压过高则易引起逆变器损坏。如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求, 应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源, 不宜采用磁饱和稳压器, 因为这类稳压器在开机时可产生瞬时高压, 输出波形失真度也较大, 易造成UPS故障。

⑵前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载。电梯、频繁开启的空调等在开、关机时会出现瞬间高、低压, 使供电线路上电压波形失真度过大, 造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作, 进而引起同步控制电路故障。在有条件的情况下, 宜将UPS电源尽可能置于电网输入的前端或采用独立的供电回路。

5 UPS容量的确定

UPS的容量要满足当前负载的需要, 同时也要考虑以下几个因素。

⑴负载性质对UPS输出功率的影响, 大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为0.8 (滞后, 感性电路中电流的相位滞后于电压) 时的值, 而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的, 所以在考虑UPS容量时, 对不同的负载功率因数要进行功率折算。通常可进行这样的估算:假设负载功率因数为0.8 UPS额定功率为1KW时, 输出功率为0.74~0.77KW, 则当功率因数为0.9和1.0时, 输出功率为0.9~0.92KW。对于冲击类负载, 只要负载的峰值系数在UPS允许的范围内UPS基本上可以输出额定功率。

大容量胶片后背相机巡礼(下) 篇9

德国的大容量胶片后背相机

1、罗伯特(Robot)相机

罗伯特(Robot)相机产自机械工业发达的德国。1933年6月15日,汉斯·海因里希·贝尔宁建立了罗伯特公司。该公司制造的135旁轴相机就是著名的罗伯特相机。罗伯特片幅定为24×24毫米,采用发条式卷片设计,每上一次发条,可以拍摄20张照片,自罗伯特Ⅰ型出现后,就被当时纳粹作为德国空军的首选利器“航拍专用型”。也许是受徕卡250相机的影响和启发,也许是专为满足空战的需求,在1940年后,罗伯特就为空军再度开发了电磁快门和可以装载更多胶卷的专用大容量胶卷盒。从罗伯特Ⅱ型开始就有一整套非常专业的配件,提供长达30米胶片的片盒。由于年代久远和资料匮乏,我们今天已经很难寻觅到当年的实物和照片。

1950年代后,罗牙·罗伯特(Royal Robot)相机问世,其24型是画幅为24×24毫米相机,其36型则为24×36毫米全幅。罗牙·罗伯特系列逐渐发展成为史上最完备的发条相机家族,并广泛应用于军事、科研等场合,通常配有大容量片盒及24V电动马达系统。

笔者曾在二手市场上收到过一台罗牙·罗伯特36型相机的大容量胶片后背,它是铸铝而成,拧松固定螺丝就可使机、背分离(图1)。与徕卡250及后面提到的所有相机不同的是,它不是对称地分置在相机的两端,而是集中在左侧。直立起来就是一个非常稳固的底座,底部还有螺孔用于结合在三脚架上。拧开片仓两头的螺栓卸下仓盖就一目了然地知道了它的使用方法,胶片从左侧片轴出来,拉到顶端后折回进入右侧的片轴即可(图2)。片仓的上盖中有一套齿轮转动机构,用以传递发条的动力带动右侧片轴转动以实现卷片的功能。片仓上的计数器显示,它可以装10米或33英尺长的135胶片,其拍摄数量大约也在250张左右。

笔者曾见到过一台罗牙·罗伯特24型相机的大容量胶片后背,它的外形比36型的要大许多,十分壮观(图3)。这个后背可装 60米(200英尺)长的135胶片,由于是24×24毫米画幅,可以拍摄大约1590多张底片(图4)。如此之长的胶片已无法靠发条驱动,为此还特别加装了电动卷片马达。片仓的材料和使用方式都与罗牙·罗伯特36型一样,但不能互换。到目前为止,这是已知最大容量的胶片后背。

2、普拉蒂娜(Praktina)FX相机

普拉蒂娜(Praktina)是普拉蒂卡(Praktica)的姐妹机,都是战后东德德累斯顿(Dresden)的KW(KamerawokwerkstattenNiedersedlitz)生产的单镜头反光相机。中国用户一般称前者为“百纳”,后者为“百佳”。普拉蒂纳FX相机1953年问世,到1958年7月停产,共生产66976台。该机是一架可换取景屏的单反相机,可以实现同轴平视取景、腰平取景和旁轴平视取景三种取景方式,以及装备了Breech型带锁定装置的镜头接口,使镜头更换既快捷又牢靠。也许是受徕卡250在这时停产的影响,也许是要和西德相机工业比肩,KW公司特意为普拉蒂娜FX相机设计生产了一批大容量胶片后背(图5)。其中,有450台加了装配有12V外接分离式蓄电池的马达卷片器(图6)。

根据普拉蒂娜FX的说明书记载,它的大后背“可装50英尺的胶片大约是440次的曝光”(The 50 ft. Film Cassette for a sequence of approx. 440 exposures),即大约15米长的135胶片,可拍440张底片。但笔者据实物及照片的观察,它没有那么大的容量,充其量也就是10米长、250张胶片。另外,经查阅大量照片,也没发现说明书里形容的后背,个中缘由,尚待进一步考证。

3、超级潘泰康(Pantacon)Super相机

二战后,东德的相机工业进行了国有化整合,走上了与西德不同的发展道路,重点研发制造135单反相机。陆续推出了康泰时(Contax)、普拉蒂卡、普拉蒂娜和潘泰康(Pentacon)相机。这些相机共有169个型号被生产过,其中只有四款装配了大容量胶片后背,除了上面介绍的普拉蒂娜FX型,还有普拉蒂娜ⅡA型、Praktica VLC Motor试验机、以及1966年由东德VEB PENTACON DRESDEN出品的潘泰康·超级(Pentacon Super)。

这款潘泰康·超级系M42螺口单反相机,它采用纵走金属/布帘混合式快门,最高速度1/2000秒,最高闪光同步速度1/125秒,可以更换取景器,而且取景器内可以同时看到快门和光圈值,这在当时是非常领先的设计。附件中还包括250张容量的后背和卷片马达等。该机产量不到5000台(图7)。从图片中我们可以看出,潘泰康·超级的大容量胶片后背和普拉蒂娜 FX如出一辙,从形制到功能及使用方法基本一致,但二者不能互换。

日本的大容量胶片后背相机

上世纪六十年代后,日本相机产业一跃成为世界领先。随着社会节奏加快,为满足不同的摄影领域应付各种拍摄需求,人们对相机的功能提出了更高的要求,高速快门和高速卷片马达的出现,又催生了新一代相机,需要装备大容量胶片后背。在我们耳熟能详的品牌中如佳能、尼康、美能达、奥林巴斯、康泰时、拓普康(Topcon)、雅西卡等单反相机中都配置了大容量胶片后背,由于篇幅有限,本文重点介绍以下三种:

1、佳能(Canon)系列

1971年,佳能旗舰产品F-1问世,这台相机的技术特点是卷帘式焦平面快门使用了超簿钛金属合金材料,最高速度1/2000秒。相机共由10000个零件组成。它是针对最苛刻的职业摄影师来设计的,因此在60摄氏度到零下30摄氏度之间进行了严格的温度测试,它的快门经受了100000次的曝光试验,从此业内形成了新的专业相机的快门寿命标准。

为满足1972年的札幌(Sapporo)冬奥会新闻用户的需求,佳能F-1推出了固定半透明反光镜和高速卷片马达的F-1 HS型,连拍速度达到了当时惊人的每秒9幅。如此快的卷片速度之下,36张的胶卷只需要4秒就会耗尽,为了保证摄影师的正常工作,佳能设计了250张的大容量后背Film Chamber 250 ,装备了这种大容量后背的F-1看起来威风凛凛(图8)。笔者测量了装备该后背的F-1相机,重量为2.8千克,长34厘米,高11厘米,说它是相机中的“B-52”一点不为过。

到了1981年,佳能又推出了新F-1。其中,新F-1 HS版还具备每秒14幅的高速自动卷片能力,一卷36张的普通135胶卷不到两秒半就可以拍完,如果不小心碰到快门按钮,也许半卷胶卷就一下子没了。为此,佳能专门给新F-1 HS开发了可容纳100张的大容量胶片后背(图9),装上100张后背的新F-1亦风流倜傥,极为抢眼,说它是相机中的“F-16”可谓恰如其分。这款机器和尼康的F3一起,在1984年洛杉矶奥运会上同时亮相、共放异彩,由于它们的外观酷似机关枪上的C-Mag弹鼓,因此也被称为弹鼓式胶片后背(图10)。

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2、奥林巴斯(OLYMPUS)OM-1相机

1973年Olympus OM-1问世,1974年推出可以使用马达卷片器的OM-1 MD,OM-1是OM系列最初的机型,在当时号称是世界上最小的35毫米单反。就是这款世界上最小的单反相机依然非常帅气地装备了大容量胶片后背和快速卷片马达(图11)。装上了奥林巴斯Ⅰ型250张胶片后背(OLYMPUS 250 FILM BACK Ⅰ)的相机长28厘米,加上马达才9厘米高,重量仅1.7千克。如果说佳能F-1是身着盔甲的武士,那么奥林巴斯OM-1就是一身戎装的女将。为配合这种大容量后背的使用,奥林巴斯公司还生产过一种250张胶片专用装片器(250 FILM LOADER),它可预先调好计数器,以方便在暗房中装片(图12)。

3、尼康(Nikon)系列

1959年,尼康推出了著名的大F单反相机,从它诞生那天起就肩负着大容量胶片后背的重任(图13),有许多文章说尼康是从F2起才装备了250胶片后背,时间推后了十几年。究其原因有两点:(1)大F时期装备250胶片后背的数量不多,人们印象不深;(2)F2时期则把大容量胶片后背发展到了极致,使人难以忘怀。

1979年尼康F2面世,是大F的改良型,做工精细许多,尼康F2装备了两种大容量胶片后背:

MF-1后背,一次装10米(33英尺)长的135胶卷,配合使用MD-1或MD-2过片马达,最高连拍速度达每秒5幅,50秒钟拍完250张胶片。据说MF-1后背总共生产了500套(图14)。

MF-2后背,一次可装30.5米(100英尺)长的135胶卷,一次可拍片750张,是尼康出过最庞大的巨无霸后背 (图15)。MF-2有切片功能,有一个内置的胶片分切刀,一次照不完可以随时切断冲洗,以适应新闻摄影对时效性的要求。MF - 2是一种比较罕见的配件,产量不详,据说只有20套出口到美国,收藏级别和价值极高,现在的市场价格已高达6000欧元 。

1980年尼康推出了F3,与其前期产品一样,尼康公司为其量身定做了MF-4型250胶片后背(图16)。值得一提的是,1986年尼康为美国宇航局(NASA)定制的专业相机上配备了250胶片后背。外层空间的恶劣环境对机器的质量要求甚高,且要便于非专业的宇航员们操作。目前没有透露美国宇航局采购、使用尼康F3的数目,但考虑到有一些F3留在了太空中,其收藏级别和价值非常高。2010年的一次国际拍卖会上,一台做工精良的NASA版装上了MF-4型250胶片后背的F3拍出了16.8万欧元的天价(图17)。

时间到了1988年,也就是乔治·伊斯曼发明第一台大容量胶片相机——“柯达一号”整整100年的时候,尼康公司同步在日本、美国、德国三地宣布F4 面世。F4是尼康顶级的自动对焦单镜反光相机,可兼用不同取景器,还有内置马达卷片器。具备3种测光系统(矩阵,中央重点及点),最高快门速度达 1/8000秒以及1/250秒闪光同步。配备高性能自动对焦系统。F4系列的推出,标志着Nikon公司AF技术的成熟;同时也表明,Nikon单反机从此与机械后备快门结构彻底告别,完全进入全电子相机的行列。F4备有MF-24型大容量胶片后背(图18),和以往不同的是,MF-24已经具有了电子功能,可记录许多必要的数据并做备份,如年/月/日、 /小时/分/秒、帧计数、序列号、固定数量、快门速度/光圈、曝光补偿值、延时曝光、自动包围曝光、长时间曝光、甚至还有闹铃等(图19)。F4的大容量胶片后背可以说是这一类产品的终结者,他把大容量胶片后背的功能推到了极致,也推到了终点。因此,收藏价值很高,一台配有MF-24型大容量胶片后背和MB-23型电池匣的F4S在二手市场上能卖到2000美元。

百年转瞬即过,科技迅猛发展,人们为了方便多拍、快拍,在相机的外延上下足了功夫,使其操作越来越复杂,适用范围越来越狭小,普通人离其越来越遥远。数码相机的出现刹那间解决了所有的问题,照相术又回到了百年之前,“You Press The Button, We Do The Rest”(你来按快门,其余由我们来做)。这种断层式的替代极具杀伤力,那些曾大量记录社会、文化、科技、人文发展和进步的大容量胶片相机已经成为了老炮台上的青铜炮,在黄昏中供人们凭吊。

图1. 罗伯特36相机及后背。

图2. 罗伯特36相机后背内部结构。

图3. 罗伯特24相机及后背(王凤翔先生提供)。

图4. 罗伯特24相机后背计数显示(王凤翔先生提供)。

图5. 普拉蒂娜FX相机及后背。

图6. 普拉蒂娜FX相机的外接分离式蓄电池的马达卷片器。

图7. 超级潘泰康相机及后背。

图8. 佳能F-1相机及后背。

图9. 佳能新F-1相机及后背。

图10. 机关枪上的C-Mag弹鼓。

图11. 奥林巴斯OM-1相机及后背。

图12. 奥林巴斯的250张胶片专用装片器。

图13. 尼康大F相机及后背。

图14. 尼康F2相机的MF-1后背。

图15. 尼康F2相机的MF-2后背。

图16. 尼康F3相机及后背。

图17. 尼康为美国宇航局定制的专业相机。

图18. 尼康F4相机及后背。

图19. 尼康F4相机的多功能后背。

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