关于国产电弹的技术一些不为关注的细节和核心技术

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/26 22:19:08


电弹,很多都是按搜索资料吐露吐露吐露的一同表述。今个,本座说些几乎没有人表述过的核心技术细节

电弹本体方面:
目前有两种方案被提的最多,即使用感应电机,或是使用同步电机。按照某个国内学术大佬主张,主要是赞同采用感应电机。所谓感应电机,就是交流异步直线电机,好处是充当弹射滑块的动子结构简单,说白了,就是一坨铁芯上箍几道导体即可,也不用给动子通电,所以简单。交流异步电机也称为鼠笼电机,即转子就是个导体鼠笼箍在转子铁芯上。做成直线电机也是如此

但是这类电机有个弱点,就是对于气隙要求高。所谓气隙,就是转子与定子之间的缝隙,直线电机就是动子与定子之间的缝隙,要求这缝隙均匀,不能大,整个弹射高速滑行运行中,气隙要保持动态偏差精度高,否则,会导致功率变化,不稳,冲击电流幅值激跃,而且还影响大功率管,可能导致击穿,等等。所以,异步电机制造时,定子和转子相对应的表面都要进行车削加工,保证精度。

电弹直线电机在航母上虽然可以靠高精度的导轨限制动子小车高速运行中的摆动和振动,但也只能在一定程度以内,远不如选旋转异步电机轴承限制气隙那样精确。所以,感应电机模式下,电弹对航母供电和储能网冲击较高,导致必须放大高压设备容量和耐冲击特性的相关参数。还有,航母甲板大风大浪,冰冻雨林的,动子和定子之间的气隙,进水进异物不可避免,几乎无法防范,这就更会影响气隙的介电常数,即便气隙机械尺寸能保持大致不变,呼啦的涌进一大堆海水雨水的,这比气隙呼啦一下变大更厉害
。进个铁屑螺钉啥的,就更不得了。

另一个层面就是,异步电机的效率低于同步电机。在电网中,同步电机属于容性负载,所以经常用来补偿和提高功率因数。通俗的说,就是同步电机相当于电容器组,可以补偿电网功率因数下降,属于节能设备。所以,很多厂矿单位一旦发现本厂电网功率因素下降,怕被罚款,往往在电网内加装同步电机通风等。因此同步单机对于航母电弹又节能的意义。

同步电机对气隙要求比异步电机宽松的多,定子和转子表面可以类似直流电机那样粗糙不平。但是同步电机也有局限,就是转子或动子,要么需要通电,要么需要采用永磁体。

若采用动子通电,航母甲板下必须有一条供电,动子上还得有绕组和受电弓,类似地铁列车的侧面电刷受电弓。这肯定是是不行的,每逢雨水啥的,会立马短路。这个方案一开始就是抛弃的。

再就是采用永磁体做动子。即在动子上安装一大坨永磁体,这就不用再给动子供电,结构简单程度与采用异步直线电机等同。但是这又有问题

永磁体肯定会与周边钢结构产生吸合现象。那可是超强磁力的永磁体,吸合力大得异乎寻常,可以把人夹成肉饼。这自然会把动子给定在原地,弹射阻力剧增。这还弹个屁。所以,解决方案就是把那一片地方甲板换成铝结构。

铝结构强度不成问题,耐高温特性就差了。而且焊接没法做,只能铆接。但是这仅仅是局部采用,也能接受。
另一个问题是铝的耐高温特性远比钢铁差,即便不是起火,万一甲板下绕组一个短路故障,爆炸的电火花就能融掉一大片甲板结构,破坏力与挨了一发57毫米舰炮高爆榴弹同。难道修绕组还得修舰体甲板?
所以这事一直有争论。

还有一点,永磁体在冲击振动环境下,失磁现象。即用着用着,永磁体磁性越来越小,衰减了。弹射功率自然也就衰减了,得换。如果换得频繁,人家还咋用?舰上带一大堆备用?吊车拆卸工啥的随时准备?

国内电弹两派
一派是异步派,以某炒作成老大的领军,另一派是围绕同步电机的一派,这派人多势众。中国电弹就近用的是啥?
嘿嘿,

就是不能说

电弹,很多都是按搜索资料吐露吐露吐露的一同表述。今个,本座说些几乎没有人表述过的核心技术细节

电弹本体方面:
目前有两种方案被提的最多,即使用感应电机,或是使用同步电机。按照某个国内学术大佬主张,主要是赞同采用感应电机。所谓感应电机,就是交流异步直线电机,好处是充当弹射滑块的动子结构简单,说白了,就是一坨铁芯上箍几道导体即可,也不用给动子通电,所以简单。交流异步电机也称为鼠笼电机,即转子就是个导体鼠笼箍在转子铁芯上。做成直线电机也是如此

但是这类电机有个弱点,就是对于气隙要求高。所谓气隙,就是转子与定子之间的缝隙,直线电机就是动子与定子之间的缝隙,要求这缝隙均匀,不能大,整个弹射高速滑行运行中,气隙要保持动态偏差精度高,否则,会导致功率变化,不稳,冲击电流幅值激跃,而且还影响大功率管,可能导致击穿,等等。所以,异步电机制造时,定子和转子相对应的表面都要进行车削加工,保证精度。

电弹直线电机在航母上虽然可以靠高精度的导轨限制动子小车高速运行中的摆动和振动,但也只能在一定程度以内,远不如选旋转异步电机轴承限制气隙那样精确。所以,感应电机模式下,电弹对航母供电和储能网冲击较高,导致必须放大高压设备容量和耐冲击特性的相关参数。还有,航母甲板大风大浪,冰冻雨林的,动子和定子之间的气隙,进水进异物不可避免,几乎无法防范,这就更会影响气隙的介电常数,即便气隙机械尺寸能保持大致不变,呼啦的涌进一大堆海水雨水的,这比气隙呼啦一下变大更厉害
。进个铁屑螺钉啥的,就更不得了。

另一个层面就是,异步电机的效率低于同步电机。在电网中,同步电机属于容性负载,所以经常用来补偿和提高功率因数。通俗的说,就是同步电机相当于电容器组,可以补偿电网功率因数下降,属于节能设备。所以,很多厂矿单位一旦发现本厂电网功率因素下降,怕被罚款,往往在电网内加装同步电机通风等。因此同步单机对于航母电弹又节能的意义。

同步电机对气隙要求比异步电机宽松的多,定子和转子表面可以类似直流电机那样粗糙不平。但是同步电机也有局限,就是转子或动子,要么需要通电,要么需要采用永磁体。

若采用动子通电,航母甲板下必须有一条供电,动子上还得有绕组和受电弓,类似地铁列车的侧面电刷受电弓。这肯定是是不行的,每逢雨水啥的,会立马短路。这个方案一开始就是抛弃的。

再就是采用永磁体做动子。即在动子上安装一大坨永磁体,这就不用再给动子供电,结构简单程度与采用异步直线电机等同。但是这又有问题

永磁体肯定会与周边钢结构产生吸合现象。那可是超强磁力的永磁体,吸合力大得异乎寻常,可以把人夹成肉饼。这自然会把动子给定在原地,弹射阻力剧增。这还弹个屁。所以,解决方案就是把那一片地方甲板换成铝结构。

铝结构强度不成问题,耐高温特性就差了。而且焊接没法做,只能铆接。但是这仅仅是局部采用,也能接受。
另一个问题是铝的耐高温特性远比钢铁差,即便不是起火,万一甲板下绕组一个短路故障,爆炸的电火花就能融掉一大片甲板结构,破坏力与挨了一发57毫米舰炮高爆榴弹同。难道修绕组还得修舰体甲板?
所以这事一直有争论。

还有一点,永磁体在冲击振动环境下,失磁现象。即用着用着,永磁体磁性越来越小,衰减了。弹射功率自然也就衰减了,得换。如果换得频繁,人家还咋用?舰上带一大堆备用?吊车拆卸工啥的随时准备?

国内电弹两派
一派是异步派,以某炒作成老大的领军,另一派是围绕同步电机的一派,这派人多势众。中国电弹就近用的是啥?
嘿嘿,

就是不能说
类似不锈钢的钢没有磁性吧
不知道福特用的啥?


动子为完整的铝块

动子为完整的铝块
我猜是用异步,某大佬应该有能力弄出保护装置。
电弹讨论的越来越深入啦
类似不锈钢的钢没有磁性吧
不锈钢既无磁又耐热
这又是抛出一些是是而非的东西,套情报的?
这又是抛出一些是是而非的东西,套情报的?
可能性不小。
类似不锈钢的钢没有磁性吧
楼主说的我完全不懂 但你说的不锈钢没磁性? 难道你用磁铁不能粘上你的不锈钢杯?
以目前电力电子的迅猛发展程度,就知道会用什么啦!哈哈哈
"铝结构强度不成问题,耐高温特性就差了。而且焊接没法做,只能铆接。但是这仅仅是局部采用,也能接受。"
      用奥氏体不锈钢就可以了,本身就是无磁性的,中国是少数可以用低磁钢制造扫雷艇的国家(另两个是德国和俄罗斯,MD都做不到,复仇者级用木材)。奥氏体不锈钢本身就是耐热钢,耐腐蚀性也好,焊接性能比低碳钢差,但比高碳钢好。现在价格也不比高强度铝合金贵。
电弹技术扯闲蛋中,暴露的一些蛋疼认识性问题:

电力电子技术与电机。
有人说,电弹不靠老的电机技术,而是靠电力电子技术。这是一个很令人蛋疼的说法。根本原因是,说这话的童鞋,没搞清楚电弹和电弹的供电部件究竟是啥。电弹,肯定是个直线电机,注意,是电机,就是那古老的电机技术。电弹的供电电路,则可以是电力电子技术元件,当让也可以是传统的中高压开关设备。

所谓的电力电子元件是啥呢?如,晶闸管,也就是可控硅,以及IGBT一类,也就是电力晶体管。作用是控制送往直线电机的电流大小和通断之类的工作。晶闸管六十年代开始出现,此前是水银变流管充当这类大电流调节的电力电子元件,控制和运用都很成熟,各种应用都有标准的设计套路。翻本标准出来,查就是,然后画图纸上即可。

IGBT是80-90年代出来的电力电子部件,控制大电流更方便。怎么个方便法就不细扯了,反正在此属于对牛弹琴。大家知道结论即可。

晶闸管优点是扛过载能力强,但是关断条件,以及搭建变频电路复杂,得一大堆晶闸管。
IGBT优点是是使用方便,可控制关断,变频回路搭建简单得多,但是扛过载不如晶闸管。不过这不是大问题,指标余度留大点就是嘛。

这两个元件有多大?中高压大电流的去掉散热器,大电流的晶闸管常见的近似就一个拳头大,有的类似一个小面饼。IGBT与之相近。有的是三项封装,但中压的很多是单项封装。当然还有更大的高压和超高压用的这类电力电子元件

同学们,你们说,电力电子元件离开了电机,还能独立充当电弹吗?
瞧,有人闹笑话了吧
不锈钢既无磁又耐热
没有磁屏蔽效果。
我是来学习的。洗耳恭听{:soso_e100:}
张召忠. 发表于 2015-3-29 21:15
没有磁屏蔽效果。
老张来啦?

本座继续扯蛋电弹本体技术

电弹的供电与控制。
这属于电力拖动技术。即,如何让电机动子按要求的加速曲线跑起来。
这首先涉及的是动子的行走部分技术,纯机械技术,就是让动子既能够高速跑起来,又要保障跑的过程中,气隙为此在设计允许范围,否则,出现尖峰冲击电流。这要是用过去的接触器等,就会出现很大的电弧打火,而对于不太耐受过载的IGBT,也容易造成损坏。所以要在动子滑轨柜设计上就要采取措施。

高速滑跑的动子,总会有震动摇摆,会造成气隙的变化,因此总会产生过载冲击。将其限制在一定范围内这不要紧,因为如此大的电机,也是一个大时间常数惯性系统,也就是说系统容量大反应慢,能够耐受一定的过载冲击,不过不能超出设计计算的限,可以平整掉一些细微的过载尖峰电流。

本座这是尽量用通俗词汇,规避使用能够很装逼的专业术语,以便使普通人能够听懂。
不规范就不规范吧,为普通听众听懂服务嘛
楼主说的我完全不懂 但你说的不锈钢没磁性? 难道你用磁铁不能粘上你的不锈钢杯?
标号304以上的不锈钢磁铁真的粘不上。要是你家的不锈钢杯用磁铁能粘那只能说明你那杯子的标号不高,即通常说的不锈铁。
咱以形象描述说一下过程:

弹射,簌簌簌簌噜噜噜噜,,,,,。
小车动子挂着飞机离线利剑射出去了

同时,动子小车在这飞驰过程中总会有颠簸摇摆,即便是轻微的,如这样
左左右右上上下下左右上上上下左左左下右右上。。。。。。。。

导致动子与定子间的间隙和相对位置
大大大小小大大小小小小大大大大大小大大。。。。。。。。。。。。

所对应的电流波形尖峰
尖尖反尖反尖尖尖尖尖反尖反尖反尖尖尖尖好大一尖反尖反尖又好大一反尖。。。。。。。。。。。。

这是用文字描述时序,形象一点

不知道各位体会到没有
标号304以上的不锈钢磁铁真的粘不上。要是你家的不锈钢杯用磁铁能粘那只能说明你那杯子的标号不高,即通 ...
不锈钢分四类,三类有磁性。不是有磁性的就不好。当然,所谓不锈铁是另外一个概念,因为它根本就不是不锈钢。
嘻嘻哈哈恰恰 发表于 2015-3-29 18:38
楼主说的我完全不懂 但你说的不锈钢没磁性? 难道你用磁铁不能粘上你的不锈钢杯?
一般304不锈钢就基本不会被磁铁吸上
我是来围观的!
老张来啦?

本座继续扯蛋电弹本体技术

太细节的引不起大家的兴趣。吃快餐长大的小朋友没那耐心。
你怕是白辛苦。
张召忠. 发表于 2015-3-29 21:59
太细节的引不起大家的兴趣。吃快餐长大的小朋友没那耐心。
你怕是白辛苦。
本座对广大童鞋还是有信心的。反正要刷分嘛
老张啊
据说,这里理工科同学多,包括还在中学的同学,也是理工科的来这类地方多。所以技术细节会有人关注。不过要扯蛋扯得通俗,跟痞子街边吹牛扯蛋一样才行
其实本座原本是来扯一个航空兵问题的。不过一打岔,忘了自己想要说啥了

嘻嘻哈哈恰恰 发表于 2015-3-29 18:38
楼主说的我完全不懂 但你说的不锈钢没磁性? 难道你用磁铁不能粘上你的不锈钢杯?


看的像不锈钢的,实际上你那是不锈铁,真不锈钢比它贵多了。家装买不锈钢就拿个磁铁,东吸西吸,吸不住才是不锈钢的。
嘻嘻哈哈恰恰 发表于 2015-3-29 18:38
楼主说的我完全不懂 但你说的不锈钢没磁性? 难道你用磁铁不能粘上你的不锈钢杯?


看的像不锈钢的,实际上你那是不锈铁,真不锈钢比它贵多了。家装买不锈钢就拿个磁铁,东吸西吸,吸不住才是不锈钢的。
清算一下历史问题

航母基础知识有一个历史问题需要清算。这是本座在QQ群里听来的

早在80年代,有科普文章说:航母发电量相当于中国一个中等城市用电量。这个说法对广大同学影响至深,好像还一代传一代。偶遇一个小同学也这么说法,想必是他老爹八十年代做学生的时候听了,随口传给了她,或是直接遗传给他。

这说法如今要大打折扣啦

八十年代是啥年代啊,中国那时候城市是啥样啊。用电量当然可怜。那时候一个省会城市,地级市才是大城市或中等城市,用电量,很多还不如今天的一个大点的县城。那时候则说法是对的。到今天,这说法就过时了

一个极端的例子,东莞,在2000年前后,用电量已经于河南全省相等。

如今很多城市,变电站里300兆瓦,400兆瓦,600兆瓦的变压器都2台几台的,一个城市好几个这样的变电站。由于配网等的普及,其实很多城网农网更多采用分散的变电站配网,如无人箱式变电站等等,这使得一个城市网内,除了400,600兆瓦的枢纽站以外,百兆瓦以上的变压器到处分布,几十上百的。如今一个中等城市电网容量甩航母几十个档次,航母的300到600兆瓦发电量,也就几个城市里的街边箱式变等级。即便福特号的算上,也远抵不上一个中等城市的容量。

所以先对这个过时十几年的说法清算

清算的目的,就是下一步扯航母电网容量和抗冲击能力的咸蛋
看的像不锈钢的,实际上你那是不锈铁,真不锈钢比它贵多了。家装买不锈钢就拿个磁铁,东吸西吸,吸不住 ...
你我都错了 你自己百度下不锈钢有没有磁性 不锈钢分为有磁性的和没有磁性的  有很多种
一堆术语,看了就心烦,说痛快点,造还是不造!
电弹定子的结线

很多童鞋谈电弹,说完直线电机,也就到此为止了。这面很多细节就不了解。
其实还有很多技术细节可以用来提高牵引力和效率

按照美国做法,那么长的电弹定子被分成200多块制造。这么多块的结线就很有文章可做。比如,把200多块连接成一台长大直线电机定子,又可以把每个模块搞成独立的一台电机,变成200多台直线电机构成一个长大电弹。这两类结线很相近,但有差异。而控制原则不相同。前者是超大功率单台电机控制,后者是中等功率电机群控。

采用前者,对电力电子器件要求很高,但是对控制器要求相对后者简单,而且所需电力电子元件数量少得多
后者结线可以很大程度提高效率,节能,每个电机控制变得简单可靠,但是群控相序关系和闭锁关联要求严格复杂,且控制器和电力电子元件呈现很多倍增加,成本高


中国用哪种,
嘿,就是不能说哟
我不是工科出身,静待各位发言!
jacksmith 发表于 2015-3-29 23:07
一堆术语,看了就心烦,说痛快点,造还是不造!
赞一个,
你很诚实,真实的性情。就应该这样。反正么人知道你真身,真实一点反而坦荡。好

不像有些人看不懂还装逼,想冒充行家,一开口就见光死
不知道磁悬浮是什么原理,哪位大神科普一下?谢谢
对我这个电灯线都要接错的人来说表示看得晕头转向的,但楼主好心领了。
说个问题,滑块非得拖线么?能不能自带电源,比如电容什么的;反正你弹射也是靠电容来放电,滑块设计好了同步充电,弹射,拉回来,充电,弹射...
楼主是业内人士!很专业。我相信很多人都很感兴趣,可以借此学习一下该领域的发展现状和先进技术。请继续,谢谢!
还有使用磁阻材料的同步电机,可避免永磁材料的弊端。
第一,福特的方案。
第二,蒸气弹射有没有磁场或者电力的麻烦
类似不锈钢的钢没有磁性吧
优秀的二楼!
没有磁屏蔽效果。
为什么要辞屏蔽?