电动车的安全及其他

电动车的安全及其他（精选8篇）

电动车的安全及其他 篇1

0 引言

舵机原用于导弹上的执行机构, 将其用在弹道修正弹上, 可以提高修正弹的精度。相比导弹的昂贵费用, 修正弹大大降低了成本。

导弹舵机按照所使用的能源来分类, 可以分为气动舵机、液压舵机、电动舵机等[1]。电动舵机主要由电动机、传动机构及执行机构组成。如何设计一个既高效又可靠的执行机构是一个难点, 王俊全[2]设计了一种新型的四轴联动机构。该舵机虽然能够用一个电动机驱动四片舵翼, 但是定向杆的驱动方案还有待进一步优化。鲍文亮[3]设计了锥齿轮变向和谐波传动减速器减速, 该传动方式结构紧凑、质量轻, 但传动中柔轮周期性变形, 易于疲劳损坏。葛明[4]设计了RSSR空间四连杆机构作为执行机构。此机构的优点是以一台电动机驱动四片舵翼, 减小了舵机的体积, 但是该机构存在运动副数量较多, 直接影响系统刚度和系统带宽的提高。

舵机的原理就是当电动机回转时, 通过传动机构减速并带动RSSR机构, 利用空间RSSR机构便可偏转舵翼片。采用RSSR空间机构作为舵机的执行机构, 由于本舵机用在120 mm的迫弹上, 迫弹自身低速旋转 ( 大约10 r/s) , 利用迫弹绕轴线旋转和偏转舵翼片, 可以在空间任意方向产生控制力。所以设计的舵机只须一对舵翼, 这样最大的优点是简化舵机的结构从而减小其体积, 为在迫弹上应用此舵机提供了可能。首先设计了RSSR空间曲柄摇杆机构, 然后用解析法对RSSR空间机构建立了运动分析模型, 并在MATLAB中绘制输入角与输出角的运动关系曲线, 最后在SOLIDWORKS中建立该机构的三维模型并导入ADAMS中进行仿真分析。

1 舵机执行机构的参数确定

设计的舵机需要在电动机的驱动下舵翼片以±20°角来回摆动, 且最大舵偏角速度4.36 rad/s, RSSR空间曲柄摇杆机构即可实现该功能。

1.1 RSSR空间曲柄摇杆机构的设计

给定主动轴O1和从动轴O3垂直交错, 从动摇杆摆角Ψ, 行程速度变化系数K及连杆长度L2相对曲柄长度L1的比值a ( 见图1) 。

舵机的设计指标为: 主动轴O1和从动轴O3垂直交错, 2 轴中心距d = 10 mm, 从动摇杆摆角 Ψ = 30°, 行程速度变化系数K= 1.15, 许用压力角[α]= 50°。

对摇杆两极限位置O3B1和O3B2提出了上述给定条件, 设计时宜将B1、B2定在平面V和W的交线zz上。于是在平面V内构造出一个假想的偏置曲柄滑块机构 ( 当量平面机构) 。连杆AB的两相对位置A1B1和A2B2均位于该平面内, 且A1B1= A2B2= L2。设计计算按下列步骤进行[5]:

1) 选择曲柄的长度L1, 则:

2) 按已知K值计算曲柄在前、后两极限位置间的夹角, 即:

3) 确定B1B2为:

4) 计算L3和f, 有:

5) 计算d和h。在△O1OB2和△O1OB1中分别有:

解得:

6) 如给定轴O1和轴O3的中心距d, 则可令L1' = 1, 按上式算得L2' 、L3' 、f' 、h' 和d' , 取长度比例尺 μL= d / d' , 得:

按给定的 Ψ 和K值查得连杆长度L2相对曲柄长度L1的比值a = 7.6[5], 为了满足该机构的最大压力角 αmax≤[α] , 应取a≤7.6, 故取7。为了计算方便, 假定L1' 为单位长度, 即L1' = 1 mm, 将给定数据依次代入式 ( 1) - 式 ( 10) 算得:

L2'=7, L3'=4.878, f'=4.682, h'=4.158, d'=5.580。

按d的给定值和计算值d'确定比例尺为

由此得出机构的各运动参数为:

2 解析法分析RSSR机构的运动

图2 是由2 个转动副和2 个球面副组成的空间RSSR四杆机构, 1 为输入构件, 3 为输出构件, 通过各坐标系的选定, 矩阵表示B、C两点坐标, 运用解析法可以得到输出角 θ3和输入角 θ1的运动关系。

2.1 选定各坐标系, 确定有关参数

机构的运动问题研究, 常常转换成坐标系的变换问题, 在需要分析的构件上固结相应的直角坐标系, 该四杆机构需要建立3 个坐标系, 机架4 坐标系o4x4y4z4; 原动件1 坐标系o1x1y1z1; 从动件3 坐标系o3x3y3z3。坐标系的选择一般先选定各个z轴, 然后再选定各个x轴[6]。

构件1 和3 分别同机架构成转动副, 取转动副的轴线为z轴, 与机架固结的z4轴与z1轴相重合, 各z轴的方向选择如图3 所示。分别过球副中心B、C作z1轴和z3轴的垂线即为x1和x3轴; x4轴则选在z3与z4两轴线的公垂线方向。

为了统一符号和系统引用方向余弦矩阵公式的方便, 作如下的规定, 各参数的含义见表1。

2.2 B、C两点坐标的矩阵表示

在进行空间连杆机构的位移分析中, 常用拆杆法来建立参数间的矩阵关系式。假想将连杆2 拆离, 余下的构件成为开式运动链, 应用空间一般坐标变换法, 可以求出B、C两点相对于机架ax4y4z4的时变坐标。B点在坐标系Ax4y4z4中的坐标为[ L1, 0, 0]T, 坐标系Ax4y4z4相对ax4y4z4的坐标变换过程为:

同理可写出C点相对于机架ax4y4z4的时变坐标:

2.3 建立输入角 θ1与输出角 θ3的表达关系式

拆杆法是假想连杆2 拆离, 由于机构运动时, B、C两点的时变坐标要受到连杆2 定长L2的约束, 其约束方程为:

将式 ( 2) 和式 ( 3) 代入上述约束方程式 ( 4) , 化简得到输出角 θ3的三角方程式:

式中系数A、B、C的表达式为:

求解式 ( 5) 可得 θ3的表达式:

式 ( 9) 表明对于给定一个主动件位置, 从动件有2 个可能位置, 即机构存在2 个可能的封闭图形, 按照运动连续性, 此处将“+”舍去。

2.4 绘制输入角与输出角的关系曲线

机构的初始运动参数如表2。

假定起始位置在图4 中的A点位置, 那么通过当量平面机构解析法易得, 当 θ1= 0°时, θ3= 78.707 8°。为了直观起见, 将 θ3的起始位置转化到y轴, 也就是将90°减去 θ3的值, 将值记为 θ4。因此起始位置 θ4= 11.292 2°。

用解析法在MATLAB中绘制输入轴与输出轴角度关系曲线如图5 所示。

由图5 可知, 当 θ1= 0° 时, θ4= 11. 292 2°; 当 θ1= 150°时, θ4为最小值- 14. 999 7°; 当 θ1= 317° 时, θ4为最大值15.000 0°, 摇杆摆角为30° 与设计指标一致, 验证了设计机构的合理性。

3 建立执行机构模型及其仿真

3.1 建立执行机构的三维模型

设计的舵机拟采用3K ( II) 型行星齿轮作为传动机构, 分析表2 的参数, 因为原动件AB的长度太短, 可以将其做成一个圆盘和球杆, 球杆垂直插在圆盘表面, 且球杆轴线与圆盘的中心距离为L1; 连杆BC做成一个两端都为球碗形状的圆柱杆, 两球碗圆心的间距为L2, 一端与原动件AB上的球端相连; 从动件CD可以直接做成一个球杆, 球端与连杆BC的另一端相连, 杆端与舵翼相连。在SOLIDWORKS建立了舵机执行机构的三维模型, 如图6。

3.2 ADAMS仿真分析

在ADAMS/View的交互界面下, 相邻构件之间添加适当的约束副[7]。圆盘与球杆已连为一体, 连杆BC分别与杆AB、CD采用球副连接, 连杆CD与舵翼之间添加固定副, 舵翼与大地之间添加转动副。圆盘和大地之间添加转动副和转动驱动, 转动驱动函数设为3 600d* time, 不计重力和摩擦, 添加约束后的模型如图7。

仿真0.1 s后得到的舵翼转角、角速度、角加速度曲线如图8。

仿真结果表明, 舵翼转角在-14.992 9° ~ +15.009 9°。误差范围在千分之一以内, 可以忽略不计。最大舵偏角速度为18.185 rad/s, 远大于4.36 rad/s。角加速度曲线比较平滑, 说明该机构受力比较平稳, 提高了该机构的工作寿命。

4 结语

设计了RSSR空间曲柄摇杆机构, 用解析法对RSSR空间机构建立了运动分析模型, 并在MATLAB中绘制输入角与输出角的运动关系曲线, 验证了摇杆摆角在±30°, 最后在ADAMS中进行仿真分析, 舵翼摆角和角速度符合设计指标, 由于角加速度曲线比较平滑, 表明该机构的受力平稳, 因而提高了该机构的工作寿命。

参考文献

[1]汪军林, 解付强, 刘玉浩.导弹电动舵机的研究现状及发展趋势[J].飞航导弹, 2008 (3) :42-47.

[2]王俊全, 王晓鸣, 李文彬.新型四轴联动舵机的原理和动力学分析[J].兵工学报, 2006, 1 (1) :54-57.

[3]鲍文亮.联合直接攻击炸弹 (JDAM) 电动舵机控制系统的设计[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2006.

[4]葛明.RSSR空间连杆四轴联动电动舵机研究[D].长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2013.

[5]华大年, 华志宏.连杆机构设计与创新应用[M].北京:机械工业出版社, 2008:176-200.

[6]张启先.空间机构的分析与综合 (上册) [M].北京:机械工业出版社, 1984:196-199.

[7]李增刚.ADAMS入门详解与实例[M].北京:国防工业出版社, 2012:59-96.

电动机及其控制技术的应用与展望 篇2

关键词：电动机 控制技术 应用与展望

电动机及其控制技术的应用与发展，是现代工业赖以生存和发展的基础。我国经济社会正处于改革转型的关键时期，和世界许多国家一样，电动机及其控制技术取得了快速发展，存在着巨大的提升空间。

一、电动机的发展过程

电动机的产生和发展可以分为四个阶段。

19世纪30年代到80年代是电动机发展的第一个阶段，以直流电动机的发明和逐步推广应用为标志，是直流电动机时代。

19世纪末叶到20世纪50年代，是电动机发展的第二个阶段，以交流电动机的发明和应用为标志。交流电动机主要用于转速基本恒定的生产机械的拖动；在要求调速范围宽和高精度控制的领域，都采用直流电力拖动。由于换向器结构复杂，故障率较高，需要维护，换向器还容易产生电火化，直流电动机单机容量和使用环境都受到限制。

20世纪60年代到21世纪初，是电动机发展的第三个阶段，也是其快速发展时期。特别是交流变频调速技术的不断成熟，使交流异步电动机实现了调速范围宽，稳态精度高，动态性能好等许多直流电动机才有的性能，充分发挥了交流异步电动机结构简单、运行可靠、价格低廉、基本免维护、容易实现单机容量的突破等优势，交流电动机逐步取代直流电动机。

随着电动机理论的不断完善和制造技术的不断提高，高新技术的快速发展，新材料的不断应用，21世纪以来电动机发展进入第四个发展阶段——呈现高性能化、智能化、微型化和网络化。

二、我国电动机及其控制技术的应用现状

电力拖动具有控制简单、方便经济、效率高、调节性能好、易于实现远距离控制和自动化控制等优点，在机械、冶金、石油等各行各业中被广泛应用。

我国电动机品种繁多，大小悬殊，形状各异，用途多样，目前约有300个系列，1500个品种。据有关资料估计，我国电动机总装机容量已超过7亿kW，其中大型高压电动机约占一半，最大功率达到几十MW级；中小型电动机占总装机容量的35%左右，其他电动机占15%左右。

高压电动机主要用于石油、化工、矿山、冶金、抽水蓄能电站等行业的大型机械设备中。高压电动机近70% 拖动的负载是风机、泵类、压缩机等，这其中有一大半处于轻载状态，能源浪费严重。

中小型电动机数量庞大，覆盖范围广。我国已经成为世界上最大的中小型电动机的生产、使用大国。但是我国目前使用的电动机能效标准大多还是低效率的IE1，国家正在推广高效率IE2和超高效率IE3电动机，电动机的升级换代对我国经济发展和节能降耗意义重大。

由于交流变频控制系统价格昂贵和历史沿袭等原因，我国还有相当数量的直流调速系统在使用。

随着科技的进步和现代控制技术的发展，我国特种微型电动机和电动机伺服系统发展迅速，已经成为独立的分支。特别是某些航空航天用微型控制电动机，已突破国外技术封锁。如自行研究成功的登月用微型控制电动机。

目前国外80%电动机为专用电动机，性能、效率和适应性大大提高，通用型电动机只有20%。我国刚好相反，80%为通用型电动机，所以发展专用电动机，对我国来说意义重大。

我国电气自动化各种控制方式并存。在机床类等工业设备中，大量应用电磁式或电子式继电器、接触器控制系统。近年来，电子式继电器、接触器具有更小的体积，更长的使用寿命，有的向多功能化方向发展，继电器、接触器控制系统在我国将长期存在。但是它是一种机械触点式硬连接，靠接线逻辑实现控制功能，存在易产生电火花，寿命短，改变电路控制功能必须拆线重新连接等诸多缺点。

PLC控制系统是把计算机和继电器接触器控制系统的优点相结合的产物，具有控制灵活，体积小，容易编程，改变电路逻辑功能容易，具有数字运算，数据处理和通讯联网等功能。PLC平均无故障运行时间可达10万小时以上，可靠性很高，已经成为工业自动化控制系统中应用最为广泛的核心控制装置。我国主要控制装置PLC（数字控制器）大都是进口的，部分是合资工厂组装的，关键技术还掌握在国外。PLC控制系统使用主要集中在中大型企业，普及率较低，发达国家已经使用工业现场总线和数据联网通讯等自动化控制技术。

交流变频调速控制技术，是随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术、现代自动控制理论高度发展的结果。它的出现改变了高性能调速系统由直流电动机一统天下的局面，让交流调速系统逐步成为调速系统的主角。这与电力电子器件高速发展分不开。如GTO、BJT、MOSEFT为代表的高效、高频、高功率因素、高功率密度、高压大功率的电力电子器件得到长足发展，应用日渐普遍，尤其是双极型复合器件IGBT、新型电力电子器件IGCT为代表的新一代高性能器件的发展和普及，使大容量交流电动机调速技术获得飞速发展。近年来，功率模块的发展，以及将电力电子器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上的功率集成电路技术的发展，自动控制技术前景更加广阔。

我国的高速铁路技术已达到世界先进水平。这得益于被称为铁路机车“机芯之核”的IGBT的成功研发。IGBT长期被西方发达国家垄断。2009年，我国第一条IGBT产品封装线在株洲落成，成功实现了IGBT模块的国产化。

20世纪末，国内少数火力发电厂开始进口高压变频器，对风机、水泵、压缩机进行节能改造，取得满意效果。21世纪，随着国产电力电子器件成功生产，国产高压变频器快速发展，其中约一半用于火力发电厂作为调速节能改造。但是，大容量高压变频器技术与发达国家相比还有较大差距；中小型电动机通用变频器及专用变频器基本被国外所垄断，比如在我国应用占比较高的西门子MM4系列通用变频器。endprint

三、我国电动机及其控制技术展望

纵观我国电动机及其控制技术发展水平，与欧美等发达国家相比，存在较大差距和提升空间。

1.推广使用高效能、超高效能电动机，淘汰低能落后产品

从节约能源保护环境出发，推广使用高效节能电机已经成为全球电机产业发展的共识。我国电动机消耗的电能占总发电量的60%以上，而Y，Y2系列等低效（相当于IE1及以下标准）电动机，还占大多数，电动机平均效率比发达国家低2%到8%，推广使用高效（相当于IE2标准）、超高效（相当于IE3及以上标准）电动机，淘汰低能落后产品，具有明显的节能减排和社会效益。国际电工委员会于2008年10月完成了IEC60034—30的编制工作并颁布实施。我国多次修订电动机能效标准，其中GB18613-2010和GB18613-2012等同采用了该标准；工信部和国家质检总局联合印发《电动机能效提升计划（2013—2015年）》，计划提出到2015年累计推广高效电动机1.7亿kW，淘汰在用低效电机1.6亿kW，实施电机系统节能技改1亿kW，实施淘汰电机高效再制造2000万kW。

同时，我国稀土资源丰富，稀土永磁合金（钕铁硼永磁材料）的性能不断提高，制造的稀土永磁电动机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、功率密度大等优点，是今后重点研究和推广方向。

2.专用电动机替代普通电动机

电动机品种繁多，性能各异，所拖动的负载千差万别。如果都用通用电动机，无论在技术上还是经济上都不是很合理的。专用电动机就是根据不同的负载专门设计的，技术性能上更符合对应的设备需要，节能效果更是明显。比如油田用抽油机专用稀土永磁电机，节电率高达20%。

3.提升自动化控制技术水平

推广使用PLC控制系统，对我国普遍采用的继电器接触器控制系统进行升级改造，加快开发国产PLC数字控制器，充分利用PLC控制系统的可编程、数字化、改变逻辑控制功能容易、可靠性高等优点，提升我国电动机控制技术的应用水平。

加快交流变频调速控制技术的应用和发展水平。电动机的矢量控制技术，直接转矩控制技术，已经成为当今笼式异步电机控制技术的主流；脉宽调制（PWM）技术，正弦脉宽调制（SPWM）技术和空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）技术的成功应用，电力电子器件制造技术，特别是大功率高电压电力电子器件制造技术的突破，交流变频调速控制技术已经成为21世纪交流异步电动机最重要的控制技术。在我国，可逆直流调速系统、PWM直流调速系统、数字控制系统、交流调压调速系统和串级调速系统、笼式异步电动机变频调速和矢量控制调速系统、无换向器电机调速系统、开关磁阻电机调速系统都得到了广泛的应用。继续提高国产高压大功率电力电子器件制造技术，对风机、水泵、压缩机类负载加大节能改造力度；加快国产通用变频器和专用变频器的开发水平；加大交流调速系统的应用力度，淘汰老旧直流调速系统，对提升我国电气自动化水平，提高生产力和节能减排有着现实意义和长远意义。

我国大型电动机正在向高效率、小体积、高功率密度等方向发展；中小型电动机正在向高效化、专业化、集成化方向发展；微型电机向高性能、无刷化、永磁化等方向发展，稀土永磁无刷电机将成为微特电机的主流；电动机控制技术向智能化、模块化、网络化、一体化和集成化方向发展，我国的电气自动化前景广阔。

参考文献：

[1]付兰芳，张宪.变频技术[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2]张万忠，刘明芹.电器与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2013.

[3]何定贤，刘憬奇等.电机与控制应用[J].中小型电机技术发展趋势，2007（8）.

电动车的安全及其他 篇3

无针头注射器在1936年被申请了第一个专利, 并且在第二次世界大战期时用于军队大规模的免疫预防接种[1]。而应用无针头注射器给动物接种疫苗的想法, 在1866年 (Beclard) 、1940年 (Lackhart) 和1972年 (Serva-ian) 都曾提出, 但那时所设计的无针头注射器结构不完善, 而未被推广。直到20世纪90年代中期, 随着科学技术的发展, 无针头注射器研究、设计日趋完善, 出现了电动无针头连续注射器, 并开始被一些国家应用[2]。电动无针头连续注射器自问世以来得到了空前关注, 开辟了动物免疫注射技术新的发展方向。本文就电动无针头连续注射器的原理、操作和注意事项等方面进行了阐述。

1 电动无针头连续注射器的原理

顾名思义, 无针头注射器就是不需要针头就能够打针注射, 主要原理是通过注射器压电传动器推进注射器注射尖端部分的活塞, 进而推挤注射器内的药液, 这样产生的高压, 使注射液体高速刺穿皮肤来进行皮内、皮下和肌肉注射, 每次注入的时间因注射剂量的不同而有所不同, 一般需要0.03～0.3 s, 但整个过程却是一个复杂的动力学过程。概括地说, 分成3个阶段: (1) 药液在高压作用下所形成的射流穿过皮层; (2) 药液通过形成的喷孔进入皮肤内或皮下等局部组织; (3) 在孔道下部形成药液“存储库”, 然后从这里以弥漫浸润的方式快速进入血液。

2 电动无针头连续注射器的特点

电动无针头连续注射器有以下几个特点: (1) 电池充电后可有效、连续无间断的注射近千次; (2) 适用于各种体积的畜禽, 更容易对肘关节或者膝关节等不易进行皮下注射的身体部位进行注射[3]; (3) 对动物的应激性小, 无需对动物进行保定; (4) 可减少禽畜注射点, 避免注射时皮肤感染或动物相互之间的交叉感染; (5) 避免了因传统注射器注射产生的废弃针头, 减少了对环境的污染; (6) 没有针头, 对操作人员无刺伤的危险。

3 电动无针头连续注射器的操作

充电式无针头连续注射器可以提供不同的注射管口, 可以针对不同种类的动物选择适当的注射压力和注射管口。在为动物注射时, 正常情况下应使用柔和的压力以保证注射管口与动物皮肤有良好的接触。使用过大的压力可能导致动物肌肉过度收缩, 从而很难为注射药液创造一条适当的注射路径, 降低了注射质量和增加药液留在动物皮表的数量。

压电传动器是充电式无针头连续注射器的核心部分, 一个压电传动器可连续注射高达50万次, 一次充电后可连续注射近千次, 为动物免疫注射提供了极大的便利。但在使用过程中应注意选择正确的压电传动器, 将注射药液回流或动物出血减小到最底程度, 同时, 应仔细选择注射部位, 避免注射入较大血管。

4 使用电动无针头连续注射器的注意事项

4.1 当注射牛、羊等毛发较长的动物时, 应将

注射器注射管口沿动物毛发逆向插入, 这可使动物毛发竖立, 进而使注射器注射管口与皮肤达到良好的接触[4]。

4.2 在注射器使用期间, 有时90度弯肘附件连

接部位可能轻微地松开。应经常检查连接部位的连接, 以确保空气不会进入注射器系统内[4]。

4.3 根据注射动物的不同, 选择适合的压力,

过大的注射压力也可能导致动物的肌肉过度收缩, 很难创造出一条适当的药液注射路径, 从而影响注射质量和增加药液停留在动物表皮的数量。

4.4 注意注射前药液灌注程序。

4.5 确保药液瓶的瓶口不能堵塞, 否则会在注射器内造成真空而阻止药液流向注射器, 造成药液供应中断。

5 无针头连续注射器的不足

5.1 价格昂贵, 很难在非规模养殖户中推广。

5.2 不能用于静脉内给药。

5.3 比一般注射器结构较复杂, 且需要特殊维护。

5.4 应用无针头注射器的操作人员要经过培

训, 且要严格遵守操作规则。倘若违背操作规定, 可能会导致发生并发症, 如皮肤被撕开等问题。

参考文献

[1]黄胜炎.无针头注射剂的开发近况[J].国外医药-合成药生化药制剂分册, 2000, 2 (01) :48.

[2]李有业.无针头注射器在预防和诊断动物疾病中的应用[J].当代畜牧, 200 (25) :20.

[3]李丹.无针注射器推广是否可行[J].北方牧业, 2011 (4) :4.

电动车的安全及其他 篇4

绝缘材料可以分为气态、液态和固态,而其中气态材料是常用于电动工具的绝缘介质,因此研究气体介质的相关理论对于维持电动工具的安全性非常有意义。电气间隙是指电动工具中的导电部件之间或者是导电部件与器具表面之间的最短距离。不论是何种带电的部件,如果其间隙缩小到一定程度,其空气介质会因为被击穿而暂时绝缘性失效。所以不同的导电部件之间都应该保持一个防止击穿的空气间隙,也即所谓的安全距离。掌握气体绝缘的击穿原理并充分理解电气间隙的确定原则,对电动工具的生产、使用及其检测都具有非常重要的意义。

1气体介质的击穿原理

大气在没有外部能量影响也即所谓的正常情况下是不导电的。但是大气中却存在着透过于大气中的紫外线或者是大气层辐射线,使得气体介质中存在一定量的电子和正离子。一般而言每立方米大气中含有约3×1019个分子,电子和正离子约500对。正是由于这些电子和离子的存在,在一定的电场作用下形成导电电流,因此,大气不是绝对的绝缘介质。但是在一般情况下,气体介质在电场不强的情况下带电质点不多,因此可以作为良好的绝缘介质;而如果气体间隙之间电压值超过某个临界点的时候,气体通电电流急剧增加,绝缘性暂时性丧失,往往会出现发光产生臭氧等情况,该过程也即所谓的气体介质击穿现象。击穿现象产生时的临界电压即击穿电压(或者称为放电电压),而该过程所对应的场强即击穿场强。如果环境条件压力有所改变,气体介质随即恢复其绝缘性[1]。

根据击穿现象的不同,可以将击穿细分为火花放电、辉光放电、电晕放电、电弧放电几种方式。

1.1 火花放电

当气体间隙之间的电压升高到一定数值后,介质电离,电极的空气间隙发生明显的火花现象,且发出的是具有延展形状的细光束,而且当电源功率较小时,这种火花会间歇式的熄灭。

1.2 辉光放电

当电压增加到一定程度以后,气体电流增加明显而且其电流密度并不大,但是两个电极之间存在间歇式发光现象,该种放电形式被称为辉光放电。

1.3 电晕放电

在电压逐渐升高的过程中,如果电极的曲率半径不大且电场也不均匀时,电极的尖端部分将出现暗色的蓝光电,如果电压的波动微小,一般放电会固定在小范围内,即所谓的局部放电。此时,气体间隙依然保持了大部分绝缘性能,其电流量较小,仍在耐受电压范围内。

1.4 电弧放电

当气体间隙发生火花以及放电后,若两极电源功率较大时会贯穿两极而出现异常明亮的连续弧光,即所谓的电弧放电现象,而且该电弧的温度往往比较高。气体间隙能够在外加电压的作用下放电,而在去除外加电压的条件下恢复其绝缘性,说明气体间隙中有带电质点的存在与消失。根据所施加的能量大小将气体中的游离现象分为碰撞游离、光游离和热游离。由于带电质点被电场加速而获得动能,与中性电子发生碰撞从而形成中性原子游离,即碰撞游离。光辐射所引起的气体分子的游离过程即光游离。而气体在热状态下所引起的游离即热游离。关于气体的放电理论有汤逊电子崩放电理论和流注放电理论,其中汤逊电子理论的发展比较完整,适用于解释低气压间隙不大的均匀电场;流注放电理论可以定性地分析大气压下空气间隙的放电成因,但是难以用于定量计算,因此在工程上常用试验手段做定量分析。

2电气间隙的确定原则

在没有过电压、干燥洁净的环境条件下,只需很小的间隙就可以实现绝缘功能。有研究表明,在海平面1 mm的电气间隙可以忍耐2 kV的工频电压而不会发生击穿现象。但是在实际操作环境中经常会发生过电压现象,因此电气间隙的设置不仅要考虑电器的额定电压,而且还应该考虑承受过电压的情况。根据电压的时间长短,分为瞬态过电压与暂态过电压。前者通常是高阻尼的,持续时间一般非常短,表现为震荡或非震荡;而后者是持续时间相对长的工频过电压,一般是由于电网波动而引起的。

瞬态过电压主要包括雷电、操作和功能3个方面所引起的过电压。雷电过电压是指自然界的雷电现象所引起的直接雷击或者产生了雷电感应雷电波的影响,具有时间短但电压数值高的特点,也是3种过电压中危害最大的。操作过电压主要是指线路故障导致操作失误所引起的。功能过电压是由于功能上的需要而人为设置的。按照GB/T16935.1-2008,过电压一共分为4个等级,包括信号水平级、负载水平级、配电及控制水平级和电源水平级。

电气间隙应该以其能承受所要求的冲击电压值来确定,同时还应考虑冲击耐受电压、电场条件、海拔以及微观环境等因素。在一定条件值下不导致击穿,且具有相对固定形状和极性的冲击电压峰值即所谓的冲击耐受电压。一般而言,应用于电动工具中的绝缘性空气间隙除了要受到工频电压的作用外还要承受工作过程中冲击波的作用。在直流电压或者工频电压的作用下,空气间隙的击穿电压和受压时间没有必然的关系,此时可以称之为静态击穿电压。而当空气间隙承受冲击电压时,击穿电压与受压时间和冲击电压波的形状都有关系。工程实践应用中,一般用伏秒特性表征空气间隙对冲击电压的承受强度。空气间隙在同一波形不同幅值的过电压冲击下,由随放电时间而波动的击穿电压所绘制成的曲线来表征间隙伏秒特性。

电压击穿时间大致分为两个阶段:电压施加后产生游离态有效电子的时间段称为统计时延;而从有效电子出现到经过碰撞游离积聚而形成电子崩,并最终放电这段时间称之为形成延时。导电部件的形状和布置对电场的均匀性有很大的影响,从而会决定电气间隙的有效距离,该过程对应所谓的电场条件。电场条件主要包括均匀电场和非均匀电场,均匀电场的场强均等,不会出现持续电晕。此外,电动工具的空气间隙中一般不是均匀电场[2]。

空气间隙因为不均匀电场而放电又分为电晕现象和极性效应现象。在电场不均匀的条件下,外加电压不断增高导致在曲率半径不大的电极附近电场强度数值能够促使空气游离。该情况下由于局部区域所形成的自持放电,在电极的周围会有一薄薄的发光层,并且伴随着轻微的放电声音,同时在间隙空气层会产生臭氧或者是各种氧化氮等气体,这种情况的放电称为电晕放电,这种放电形式只有在不均匀电场条件下才会发生,又称为局部击穿预放电。此外,放电的表现形式和电极的极性有很大关联,即为所谓的极性效应[3]。空气间隙中的电子多数是从曲率半径小的电极开始游离,而其后的发展则和电极的极性有很大关系,正极性就放电延展性方面而言要比负极性强,因此一般空气间隙中与负极性相比,正极性的击穿电压要低许多。

绝缘污染对电气间隙的影响是主要的微观环境影响。所指的微观影响是指固态、液态或者气态等外界物质使得绝缘的电气强度和电阻率下降的情况。采用外壳封闭或者是气密封闭等方式也可以减少微观环境对绝缘的影响。但是当这些防护措施受到凝露或者自身故障的影响时会失效,微粒尘埃以及湿气能够桥接小距离的电气间隙,因此在微观环境可能存在污染的地方都应该规定电气间隙。

3结束语

电动工具因其携带方便、功能多样且操作相对简单而被广泛应用于建筑机械、电力、园艺等许多领域。而气体介质的相关理论对于维持电动工具的安全性而言非常重要,只有充分理解电气间隙的相关原理才能更好地在电动工具的设计与应用过程中保障其安全性。

参考文献

[1]丰益中,金志颖.电动工具耐久试验分析[J].安全与电磁兼容,2007(6):34-38.

[2]丁则信.电动工具自动检测系统[J].成组技术与生产现代化,2005(2):54-56.

电动车的安全及其他 篇5

关键词：直流电动钻机,功率,集电环

1 直流电动钻机直流电机对电网功率因数影响

事实上电动钻机的电站功率80%是供可硅系统驱动的直流电动机,而在正常钻井生产时驱动泥浆泵的直流电机所消耗的功率占全部直流电机消耗功率的90%;(除起下钻作业外,泥浆泵是整台钻机的主要功率消耗设备)也就是说电站功率的85%是供给谐波负载(泥浆泵),这么大的谐波负载需要电站提供很大的无功功率,造成无功电流占发电机总电流的30%～35%,致使电站的电网系统功率因数低到0.55～0.65,它严重的限制了电站有功功率的发挥,导致电站存在“动力不足”的问题,因此需要投入大量的发电机组才能满足常规钻井作业的功率需要。

在可控硅整流电路中,当其直流输出电压愈低,也就是触发角α愈大时,线路功率因数愈低,这对于大容量直流负载而言,问题变得更为突出,而电动钻机的绞车和转盘由于钻井工艺的要求,有时工作在低速或中速状态,虽消耗一定的无功功率,但他们在钻井生产时不是主要的用电设备,而经常处于低速和中速运转的泥浆泵是钻井生产时主要的用电设备和引起电网电压下降与无功损耗的增大的主要因素,怎样提高供电系统的电网质量和功率因数就显得十分重要。就此分析的泥浆泵工况,能解决泥浆泵的无功损耗问题,是提高整个电网功率因数的关键。

2 钻井生产时直流电机的工况

根据钻井工艺的要求,绞车、转盘和泥浆泵经常需要变速,由于直流电动机采用恒转矩调速,可控硅装置整流输出的直流电压不断变化,可控硅装置的功率因数也随之变化。直流电动机在低转速下运行,造成可控硅装置的功率因数低,这就要求并网的交流发电机组输出大量的无功功率,交流发电机组的运行功率因数取决于可控硅装置的功率因数,两者功率因数基本相当。

3 电动钻机功率因数的计算

电动钻机可控硅整流电路的功率因数:

cosφ≡cos(α+γ变/2)

φ功率因数角

α可控硅触发角

γ变变压器漏抗引起的重叠角(因我们现场使用的可控硅整流装置没通过变压器供电,而是由发电机直接供电),因此不考虑重叠角γ变时:cosφ≈cosα。

但功率因数cosΦ不仅同电流与电压的相位差有关也受到电流波形畸变的影响,也就是功率因数与波形畸变系数λ,位移系数cosqΦi有关,即:

cosΦ=λcos4Φi

Φi是电流基波分量与对应电压的夹角。

由上式不难看出,要提高可控硅整流电路的功率因数cos4Φ必须增大波形畸变系数λ或减少角位移Φi(也即减少α值)为了增大波形畸变系数λ就要设法减少高次谐波,增加整流相数可以提高电流中高次谐波的最低次数和降低高次谐波的幅值,进而减少波形畸变,增大畸变系数λ。(这是采用常规功率补偿装置以减少无功功率的方法,这里不作详细介绍)为了减少角位移φi(α)就要减少可控硅触发角α,但可控硅整流电路正是依靠改变可控硅触发角α来调节可控硅整流装置的直流电压输出,大多数人认为不能采用减少触发角α的办法来提高功率因数,那是因为他们只从电气方面考虑,而没有从机械方面综合考虑,必须指出,可控硅电动钻机中如果电动机采用恒功率调磁调速,直流电动机在它的额定电压下调磁调速,可控硅装置的功率因数较高(在0.85左右),如果对泥浆泵的传动比作适当改进,在其能满足钻井生产的情况下,对泥浆泵的缸套作相应的更换,使泥浆泵驱动直流电机的工作转速提高到接近其额定转速,从而能达到改变可控硅触发角α的目的。

4 电刷及集电环常见故障的原因及解决办法

4.1 由于通风不良导致的发热:

通风不良主要是因为冷却风道堵塞,集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因,尤其是当运行中集电环表面温度过高时,导致电刷磨损加剧,碳粉积聚增加,有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在维修保养时,应对集电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进行清理,保持通畅。对于经过多次车削的集电环,如果集电环表面的通风沟高度不到5mm,已经车削到径向限制孔时,就应当按照说明书根据最小使用外径进行更换,以保证集电环的机械及散热可靠性。

4.2 由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热:

集电环和电刷是通过相互滑动接触导通励磁电流的,电动钻机用的直流电机,每个集电环上分布着数十八只电刷,由于接触电阻的不同,电流分配的差异,会导致发热不均匀,有以下几个原因:a.电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。b.电刷压力不均匀或不符合要求,可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。应使用弹簧秤检查电刷压力。恒压弹簧应完整无机械损伤,压力应符合其产品的规定,同一极上的弹簧压力偏差不宜超过5%;非恒压的电刷弹簧,有规定时压力应符合其产品的规定,当无规定时,应调整到不使电刷冒火的最低压力,一般为140～250g/cm2,同一刷架上每个电刷的压力应均匀。c.集电环与转子引线接触电阻过大,这种情况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。d.电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一电机上应使用同一型号、同一制造厂的电刷,对于外观检查有明显差异的电刷应更换。

4.3 由于机械及摩擦等原因造成的过热:

电动车的安全及其他 篇6

当前,汽油、柴油等不 可再生能 源日趋枯 竭、价格不断 上扬,化石燃料仍然是当今世界的主要能源,并且石油、天 然气、煤炭等不可再生能源的消费在全球范围内依然保持持续增长的趋势。过度燃烧化石能源同时带来了日趋严重的环 境污染和气候问题。

随着经济的不断发展,私家车的需求日益增长给环境带来了很多的负面影响。机动车燃油排放的尾气已成为城市空 气污染源的主要组成部分之一。据我国有关部门统计数据,我国的汽车石油消耗占总消耗的比例已超过1/3。如北京的主要大气污染物中,机动车尾气的排放带来的可吸入颗粒物占城市总量的23.3%,而其产生的氮氧化物、一氧化碳等污染物甚至超过城市总量的50%。

如此严峻的能源危机、环境问题以及人们对汽车越来越高的依赖程度使各国政府开始广泛关注电动汽车发展问题。电动汽车是由电机驱动的机动车,包括电池电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池电动汽车等,其具有高效、节能、低噪 音、零排放等显著优点,电动汽车的大力推广将会在很大程度上改善能源环境问题。

电动汽车的普及虽然在一定程度上改善了环境问题,但是大量电动汽车接入电网充电却给电力系统带来了巨大的负担,对电网的安全稳定运行造成了不可预估的影响,其充电经济性也成为亟待解决的问题。鉴于此,本文重点介绍了电动汽车充电负荷的性质,分析了其对电力系统的影响,并总结了有关 电动汽车充电优化控制问题,最后提出了目前有关电动汽车入网研究中存在的问题。

1电动汽车入网研究概述

1.1电动汽车分类及其特性

电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱 动车轮行 驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它一般以高效率充电电池或燃料电池为 动力源,来代替汽 油 (或柴油)等石油产品。电动汽车可分为蓄电池电动汽车、燃料电动汽车和混合电动汽车3类。

(1)蓄电池电动汽车。即纯电动汽车,仅采用蓄电池作为动力源,使用时不会产生任何大气污染物,且技术相对简单 成熟。但是,现有的电池生产技术还不够成熟,想要大规 模生产纯电动汽车还需一定的时间,要使电动汽车具有竞争力,就要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效 电池。由于受到电池技术的制约,其续驶里程受到限制。

(2)燃料电动汽车。燃料电动汽车通过电动机进行驱动,车载的氢气和氧气 在燃料电 池中发生 化学反应 以供应能 量。燃料电动汽车的优点较为显著:有较长的续驶里程;能量转换效率较高;不会产生环境污染问题。但燃料电动汽车也存在不少缺点:电池发动机的耐久性差、寿命短、制造成本 高,对工作环境适应性差;且燃料电动汽车本身的使用成本过高,不利于在用户中推广。

(3)混合电动汽车。混合动力汽车技术成熟,价格便宜,维护方便,符合低排放的环保要求,具有较长的续驶里程,并且现有的加油站和电网充电设施均可以对混合动力电动汽车进行加油,因此不需要投入大量资金建设基础设施。但是作为传统汽车和电动汽车之 间的过渡 类型,当电动汽 车的技术 发展成熟,可以控制成本以后,混合电动汽车最终会被完全取代。

为了建立电动汽车充电负荷模型,势必要了解电动汽车的充电模式。充电模式要满足电动汽车动力电池的充电特性,以延长动力电池的使用寿命,且要有不同的充电方案来满足不同用户的充电要求。当前主要有常规充电、快速充电和电池组快速更换系统3种模式。

1.2电动汽车接入电网研究现状

大规模电动汽车并网后,其充电行为的聚合效应将对电力系统产生重要影响。针对电动汽车并网的研究,可以归纳为以下3个方面:电动汽车充电负荷建模仿真、电动汽车并网 对电力系统的影响分析、电动汽车充电优化调度。

电动汽车充电负荷与传统负荷存在很大的差异,前者在时间和空间上都具有很大的不确定性。现有的充电负荷确 定方法主要分为3种:基于出行需求的确定分析法、蒙特卡洛 模拟法和充电站充电负荷的概率分 析法[1]。基于出行 需求的确 定分析法是利用对于传统汽车用户的出行行为进行调查,并统计数据,得到用户出行规律的参数。蒙特卡洛模拟是利用参数拟合得到用户出行规律的参数,如今国内外有很多研究文献将这两种方法相结合,调查得到传统汽车用户的相关出行特 征,分析电动汽车群的充电功率的时序分布情况,利用参数拟合出每一辆电动汽车的起始充电时间、行驶里程等因素的概率密度函数,得到电动汽车群的充电负荷模拟结果。充电站充电负荷的概率分析法是基于抵达充电站的电动汽车数量、抵达时间和充电需求这3类因素,对充电负荷进行概率性分析研究。在这种方法中广泛利用泊松过程、排队论等方法,根据充电站的 充电桩数量、电动汽车的充电时间与到达时间建立电动汽车充电负荷在时间与空间上分布的模型。

电动汽车接入对电网的影响涉及电源、输电和配电等多个方面。对于电源侧的影响主要体现在负荷的增长,如果对用户行为不加以引导,可能会导致大部分用户在电网负荷高峰期将电动汽车接入电网充电,造成电网负荷的峰谷差增大,高峰期负荷的增长,需要增加发电侧电机出力,即加重了电力系 统的负担[2]。电动汽车接入对输电网的影响是相对较小的,随着大量电动汽车接入电网,其充电负荷的时空不确定性主要对输电网安全、经济运行和规划等方面产生影响[3]。电动汽车接入对电力系统产生的影响主要体现在配电网层面,包括对电能质量和配网经济性运行的影响[4]。对配电网 电能质量 的影响主 要包括电压下降、谐波污染和三相不平衡3个方面;对于配网 经济性运行的影响主要包括两方面:网络损耗和变压器寿命。

对于电动汽车的充电优化控制问题,国内外在优化电网运行和降低用户成本等方面做了许多研究。有文献以降低配 网网络损耗为目标,建立电动汽车充电优化模型,并通过多种 数学模型以达到优化效果,但是却容易 忽略电压 约束问题[5];为了减小峰谷差同时平滑负荷分布,如今的研究采用优化电动汽车充电时间或制定合适的峰谷电价引导用户选择适当的充电时间等方法,但是应进一步对电动汽车充电行为所产生的经济效益进行分析;有文献考虑预测电价以及电价与电动汽车充电电量之间的关系,以实现用户经济效益最优,却又忽略了大 规模电动汽车充电行为聚合效应对电网削峰填谷的影响[6];有部分文献同时考虑了电动汽车充电行为的经济效益和削峰填谷作用,然而电价与电动汽车的充电量之间的关系是否符合零售端市场中电价与用 户电量的 关系,还需结合 电动汽车 使用规律、电池自身特性等方面进行进一步研究[7]。

可再生能源的并网也是现阶段的研究热点之一,然而由于气象条件等多种因素的影响,可再生能源发电的输出功率具有不连续性和不确定性,会对电网产生周期性的冲击;而电动汽车可调控性相对灵活,合理调控电动汽车充电行为以消纳可再生能源波动的影响是切实可行的方法。风电、光伏等新能源出力昼夜变化具有一定的规律,根据此规律优化电动汽车充电行为可以在一定程度上平抑风电出力波动。因此,考虑电动汽车与风电机组出力的不确定性,建立计及电动汽车充电负荷以及风电出力动态概率模型,提出一种随机经济调度模型以改善风电与电动汽车接入后电网的安全稳定问题是如今研究的热点。但是,这类研究对于 电动汽车 用户的充 电时间假 设过于理 想化,且对于用户的充电要求和充电利益考虑较少[8]。

就目前而言,国内外对于电动汽车的充电优化控制问题的研究取得了较多的成果,但是如何将区域电网层面的电动汽车有序充电策略分解至每辆电动汽车上的研究涉及较少。大部分研究在提出的电动汽车有序充电模型中,虽然考虑了每位用户的充电需求或者电池充放电次数约束,然而每辆电动汽车的充电策略却没有具体给出;有研究提出了一系列原则以实现电动汽车充电负荷的自动分配,却造成了电动汽车频繁充放 电,影响电池寿命[9];如今有研究提出了电动汽车充放电双层优化模型,将电动汽车集中充放电优化控制策略作为上层模型,下层模型中,结合用户意愿和电池储能特性,制定各电动汽车 的充放电方案,但是对于电动汽车出行规律的影响,以及电池 充放电次数约束等因素却没有考虑[10]。

2目前研究存在的问题

目前针对电动汽车的有序充电、个体充电调度以及利用电动汽车充 电行为消 纳间歇性 能源出力 波动性方 面存在以 下问题:

对于电动汽车充电行为的经济效益和对电网 负荷产生 的影响,有不少文献选择侧重于其中一点进行研究:考虑电动 汽车充电负荷的削峰填谷作用或者利用电价引导电动汽车用户调整充电时间,但是这样的研究不够全面,容易忽略另外 一方面的影响。

有文献综合考虑电动汽车充电负荷的削峰填 谷作用以 及其引发的经济效益,然而文献中考虑的零售端市场中电价与用户电量的关系是否符合实际市场关系还有待商榷,电动汽车使用规律、电池自身特性等方面还需要进一步研究。

目前,国内外的文献针对 电动汽车 整体有序 充电进行 了大量的研究,也取得了很多研究成果,但是大规模电动汽车的有序充电策略是需要通过每一个电动汽车个体的充电行为聚合后形成,整体充电策略可以给出每个时段的总的充电功率,但是在每个时段中,应该将这 些充电功 率具体分 配给哪些 车辆,才可以满足不同用户 的具体需 求是如今 研究涉及 较少的问题。

电动汽车充电与可再生能源协同调度问题同样取 得了很多的研究成果,但是大部 分文献在 建立电动 汽车与分 布式能源协同充电调度模 型时,对影响电 动汽车充 电负荷因 素的考虑比较理想化,对电动汽 车用户的 充电要求 和充电利 益考虑较少。

3结语

电动车的安全及其他 篇7

汽车后视镜是汽车重要的安全装置,对于行车安全具有重要的意义。传统的汽车后视镜是由汽车的后视镜与左右车门的后视镜组成,在行车的过程中,能够为驾驶员提供约50°的事业,从而让驾驶员了解车外与车后的情况。但是传统的汽车后视镜存在着视觉盲区、广角镜与车门后视镜存在着视觉误差、不鞥及时反映车速与时间之间的变化管理,容易遭到损坏。采用外折叠装置,能够对汽车后视镜进行电筒调节,通过将传统的倒车开关、只是开关与电动后视镜相结合,能够发挥传统后视镜的作用,也能够实现智能调节。

2 电动外后视镜折叠装置

电动后视镜的内部结构如图1所示,在该示意图中,电动后视镜的外形与内部结构主要以枢轴为中心,通过微电机对后视镜的方向进行调节。其中的主要结构包括主轴、离合器机构、电机、涡轮蜗杆等结构,通过一个开关控制实现多方向运动。

行车过程中,电动后视镜主要是利用微处理技术设计得到数字智能控制系统,通过将传统的倒车开关、指示开关与电动后视镜相结合,能够在转弯、变速等过程中实现只能调节或折叠。行车中电动后视镜的折叠或转动规律为:(1)汽车右转时,开启右转灯指示开关,右侧后视镜向外转动;(2)汽车左转时,开启左转向灯指示灯,左侧后视镜向水平外转动;(3)倒车时,左右车门后视镜能够向下摆动3-10°角,驾驶员能够了解车轮附近情况;(4)倒车结束泊车时,左右后视镜能够实现向内折叠,折叠功能的实现主要是后视镜背后的电动机和驱动器完成,通过水平与垂直控制后视镜的折叠。因为外后视镜是汽车最外展的部位,容易发生碰撞,为了避免碰撞,通过电动折叠能够对后视镜进行调节,从而确保后视镜安全。

3 外后视镜个电动折叠常见问题与处理方式

3.1 折叠功能不能正常工作

故障现象与诊断:在行车过程中,后视镜折叠功能不能正常工作。在按动折叠功能按钮之后,无卡滞现象,工作两个循环之后,听到类似于保险丝熔断的响声,折叠功能不能再起作用。经过诊断后,主要是系统保险丝熔断。外后视镜的电路控制原理图如图2所示,按照电路控制原理对故障原因进行分析,排除了外部阻力的因素,其次对控制线路进行测量,排除了外部机械过载的因素;然后通过对折叠控制模块急性分析研究,测量得到的线路正常,并无异常,但是将故障车上的控制模块安装到其他后视镜折叠控制装置上,后视镜停止工作,因此可以确定主要是后视镜的控制模块产生问题。

处理方式:将另外车辆的控制模块安装到故障车上,故障没有发生,因为内部短路过载,后视镜折叠装饰控制时临时性模块的响应停止造成后视镜折叠功能故障。更换此后视镜这些功能控制模块,安装后故障排除。

3.2 折叠过度

故障现象与诊断:后视镜的折叠行程超过了设计标准,行车过程中按下折叠功能,后视镜过度折叠。通过对后视镜的电路进行分析测试,并没有出现外部力量引发故障、内部线路故障等因素。对故障产品进行拆解,发现产品基板上用于限位的限位块开裂时效,一些地方完全脱落,而且与弹簧配合的地方有明显的磨损。限位块开裂失效和与弹簧的配合问题是引发折叠过度的主要原因。引发限位故障的主要是折叠限位机构设计缺陷,限位机构是控制电动折叠形成的主要装饰,电动后视镜折叠过程中,因为限位机构的设计不合理,导致在经过多次循环之后,限位块上出现了明显的磨损,从而出现限位块开裂;一般而言,电动折叠功能必须能够,完成2万个循环的耐久试验,但是因为折叠限位机构的设计不合理,导致限位平面的受力过大,循环之后产生限位破裂或脱落。

处理方式:为了避免折叠过度,在无法对其他机械部位进行改造的情况下,可以尽量减少限位结构的压强,避免多次循环使用引发的故障。通过增大限位面积能够减少限位结构的压强,但是因为装配结构的限制,无法对原限位块进行改造,只能够通过其他方式增加限位面积。在原定位块外援增加凸台结构,凸台在槽内运动,能够有效的增加限位块的受力勉力,从而减小限位块所受的压强,避免折叠过度的问题。通过处理后,折叠过度的问题得到解决,限位装置的循环试验次数明显提升。

3.3 异响

故障现象与诊断:自动后视镜折叠使用过程中产生异响。除了发现限位块开裂之外,同时会发现一些黑色的碎屑落入基板中间从而产生异响。引发异响的主要是弹簧与基板配合结构磨损,在电动后视镜折叠过程中,因为磨损相对严重,每次的磨损区域都超过了限定区域,弹簧与基板发生异动摩擦,从而发生异响;在对故障部位的检查中,无定位装置、折叠过程弹簧受力不均匀、弹簧挡圈出现偏转现象,是引发异响的主要原因。

处理方式:弹簧与基板的组合结构是引发异响的主要原因,为了解决弹簧偏离的问题,增加弹簧定位垫圈能够防止塔黄的左右晃动,由此消除弹簧与基板之间的磨损,减少异响。经过处理之后异响得到消除,为了提升电动后视镜的使用寿命,需要设立的选择基板与制作材料、弹簧等,确保其承重能力与折叠的耐久性。

3.4 偶尔无法收折

故障现象与诊断:主要的故障现象为电动后视镜偶尔无法收折,而且在经过多次循环后,功能恢复正常。但是在使用多次以后,依然有不能工作的情况。自动外后视镜出厂时功能正常,并未发现异常,维修时更换后视镜调节按钮与控制单元任然存在着偶尔步伐收折的现象,故障并未排除。通过对电动后视镜的故障进行分析,其后视镜主要由后视镜调节按钮进行直接控制,通过输出控制线路切换,从而实现左右调节电机转动,实现左右摇动,其中左后转换开关以及调节开关是车门控制单元的输入信号,因为电极、调节按钮失灵等引发故障,主要的故障点为电极、调节按钮以及控制单元。在对本故障进行研究中,其中后视镜记忆控制单元插头松动是引发故障的主要原因。

处理方式:通过重新安装控制单元线束插头后,折叠功能恢复正常,故障排除。在该故障这段中,需要对电动后视镜的电路结构进行分析,了解控制单元的控制部位与原理,从而为维修提供依据。

4 结束语

电动后视镜折叠是维护电动后视镜功能的关键,对于电动后视镜的安全工作具有重要的意义。本文对电动后视镜折叠过程中的典型故障机型分析,包括折叠功能异常、异响、折叠行程过大、偶尔失灵等故障进行分析,结合电动后视镜电路结构图,对其故障进行分析,从而针对性的解决问题,确保折叠功能正常。

参考文献

[1]GB 15084—2006[S].汽车后视镜的性能和安装要求.

[2]何雍奥,张卫波.新款汽车后视镜自动调节装置的研发[J].海峡科学,2010(12).

[3]丛君.新宝来运动版电动外后视镜偶尔无法收折[J].汽车维修技师2014(10).

[4]张利.2001款奥迪A6电动座椅及后视镜无法实现记忆功能[J].汽车维修技师2006(7).

浅析电动汽车及其发展前景 篇8

如今的能源危机以及环境问题已成为日益严重, 部分归因于汽油为动力的内燃机汽车。汽车的废气排放和石油的使用, 对能源与环境构成很大威胁。

目前, 汽车市场由化石燃料燃烧的汽车, 氢动力汽车和电动汽车组成。化石燃料燃烧的汽车, 作为传统车辆, 占有汽车市场的大部分股份:氢动力汽车, 作为一个典型的新能源汽车, 在汽车市场近年来取得少量市场份额;电动汽车, 近几年才出现的产品, 几乎无市场份额。

化石燃料汽车是尾气污染, 以及传统能源消耗的主要类型。氢动力汽车和电动汽车均采用新能源, 无污染。但由于氢燃料成本高, 不适宜广泛推广。因此, 大力发展电动汽车, 减少化石燃料汽车是解决能源危机以及环境问题的主要措施之一。

2 电动汽车数量预测与经济性检验

2.1 建立种群竞争模型

Lotka-Volterra种群竞争模型, 描绘了自然界中多个种群由于竞争而产生的数量变化。利用此模型, 分别对化石燃料汽车数量 (G (t) ) 、氢动力汽车 (H (t) ) 和电动汽车 (E (t) ) 的数量进行预测。 (初始量采用北美2011运输统计数据)

其中rG, rE, rH:汽车的自身增长率

kG, kE, kH:单种汽车独自发展时的最大数量

βG:燃料汽车对电动汽车的影响权值

γG:化石燃料汽车对氢动力汽车的影响权值

αG:电动汽车对气动力汽车的影响权值

2.2 电动汽车经济性模型

电动汽车的经济性, 可以通过计算车主对其投入的总资本来衡量。公式 (4) 描述了一辆电动汽车的净额经济成本。将化石燃料与电力混合动力汽车通用雪佛兰Cruze与典型电动汽车比亚迪E6作比较, 观察电动汽车的经济性。

其中Economic benefits:汽车使用年限中所携带的总经济效益

i:汽车的购买年限

C0:汽车购买时的成本

L:汽车再次出售时的价格

Bt:汽车本身每年所带来的效益

Rt:汽车每年的维护修复费用

S:汽车平均每年行驶的里程

P:行驶百公里的燃料成本

3 电动汽车的社会影响

电动汽车发展意义深远, 下面将从经济、环境、健康、政府四个角度来讨论电动汽车的社会影响。

3.1 经济

在上述经济性分析中, 通用雪佛兰Cruze的基本成本约为19, 400.美元, 假设它可以运行10年, 共行驶50万公里, 每100公里约花费7.74美元石油, 则其石油总成本是38712美元。

由于比亚迪E6为新品, 历史数据不多, 因此我们做出合理假设, 汽车行驶10万公里为一个生命周期。乘以每100公里1.06美元的成本, 得到燃料总成本为1060美元。比亚迪E6汽车基本成本为44455美元。

假设两种车的维护费用一样多, 综合计算比亚迪E6的总成本比Cruze的成本要低12642美元, 所以电动汽车的经济性是很好的。

3.2 环境与健康影响

当通用汽车雪佛兰Cruze车运行100公里时, 消耗7升汽油和并同时16.8千克CO2, 1.58千克二氧化硫和1.12千克氮氧化物。同等路程, 比亚迪E6汽车消耗18千瓦时电。而生产这些电, 仅仅产生了15.7千克二氧化碳, 0.047千克二氧化硫, 0.039千克氮氧化物。

尽管两者产生的CO2的量基本相同, 但是当汽车大批生产时, 两者会产生很大差别。其次, 对于造成酸雨和严重危害人身体健康的的硫化物和氮氧化物, 电动汽车的产量要明显低于其他汽车, 因此电动汽车对环境和健康两大问题具有很大帮助。

3.3 政府

通过分析预测各类型的汽车数量, 电动汽车相比其他类型有很明显的优势, 电动汽车具有巨大的市场前景。另一方面, 电动汽车的应用减少了空气污染, 且对人的健康有益。因此, 政府应该对电动汽车加大投资。对此, 有以下几条建议:

◆鼓励消费者购买电动汽车;

◆支持电网改善和充电站等基础设施的发展;

◆鼓励提高电池容量和降低电池的成本的研究;

◆促进零碳发电。

4 结语

根据对有害物质和CO2排放量预测, 电动汽车的大量生产将很大程度上改善环境污染问题和人们的健康水平。而且电动汽车具有良好的市场前景, 制造商也可以从里面获得不菲的利润。除此之外, 若电动汽车广泛使用, 也将很大程度上降低石油的消耗量。由于电动汽车供电设备的限制, 电动汽车的发展需要得到政府的大力支持。政府需要努力改善电网并加强充电设备等基础设备的建设。

摘要：目前, 全球能源危机问题越来越严重, 新能源成为解决此问题的重要措施之一。而电动汽车作为一项使用新能源的前景产品, 近些年几年来获得越来越多的关注。本文首先运用种群竞争模型对汽车的数量进行预测, 并分析电动汽车的经济性。而后从环境, 社会, 经济和健康四个角度介绍电动汽车的优点与前景。

关键词：新能源,电动汽车,种群竞争模型,经济性

参考文献

[1]Willis Rober, Brad Finney, 环境系统, 2004.

[2]Callaway Sue.电力通勤记录, 2011.