美国为啥90年代以前不搞电弹的技术局限细节

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 06:18:41
上几个帖子说过,美国之所以90年代以前不搞电弹,是电力电子元件的局限,使得对电弹调速控制等存在缺陷。究竟有哪些局限,这就是细节问题

为啥要调速?
因为大功率电机,启动冲击都很高,必须用控制系统使其启动过程不产生强大的冲击。
冲击是危害巨大的,对于电网功率偏弱的航母,不仅仅是引起供电系统裹在跳闸等保护动作,还可能拉断飞机,推死飞行员,等
所以必须解决启动加速等过渡过程一系列控制问题
(关于航母电网究竟算大算小,以及关于电弹功率在电机产业中究竟属于大功率少见,还是普通大功率,或中等功率,等等一系列话题,早已扯过,这就不再复述)

对于电力拖动和传动技术,所永远不见设备和控制技术类型:
19世纪至20世纪六十年代,主要是继电器控制,以及水银整流器,交磁扩大机等一系列控制调速技术。系统体积庞大,反应慢,动作粗糙。这类控制系统只适合于直流电机调速。对于交流电机调速,这类控制技术可以说是根本无望实现。因此人类长期以来,都是在使用直流调速,包括最早的电力机车都是吧交流变直流,然后配套继电控制、交磁扩大机、水银整流等等,进行直流调速

实际上,直流电机调速,要用到电弹直线电机就很麻烦了,尤其是那个年代,永磁体技术落后,动子只能主要采用电枢,因此必须动子接电。电弹滑槽还有那么大的裸露供电铜条,那这就没法用了,一下雨。。。一有点水。。。。
虽然当时已经出现无刷直流电机技术,但是直线电机用不上。永磁体落后,使得永磁直流电机又难以承担。这在电机和控制技术方面,就无法运用交流。

其次,当时继电控制体积巨大。如今一个PLC模块的功能,就超过那时候好多个柜子。加上航母电机群控2百多模块。航母塞进去这些,就休想要机库了。即便如此,整个系统还靠不住

到了六十年代至八十年代,依旧还是直流调速为主,交流调速开始出现。
这个时期,直流调速开始采用SCR大功率电子元件。但又没大到能满足电弹这类大功率中压等级,所以,也就歇菜。不仅元件不行,而且还是直流为主。直流机就不适合当电弹。

到了八十年代中后期,变频调速出现。最初是功率等级电压等等元件指标都不够,达不到电弹使用要求。直到九十年代,元件指标发生革命性进步,猛然一下,中高压大电流的电力电子元件进步神速。这才有了实现大功率变频调速的技术基础。

变频调速
其实,点击和电力拖动专业的,根本不去过分强调电弹变频调速。因为,变频调速是交流电机的专享模式。直流电机根本不用。
三相交流电包括相序,频率,相位,等等。其中,改变相序对应改变电机运转方向。如电弹超前弹三相相序是ABC,你随便倒换其中两根线,电弹就立马往回弹。

80年代末,曾经有个搞电机的学部委员,家里还是新的双缸的洗衣机电机坏了,送修,修理工找出线包断点后一堆漆包线,分不清该咋接,说是要拿万用表对线。学部委员告诉他随便先接上,通电,看电机转向,如果转向不对,就倒换一下即可。讲这个故事,加深各位对相序的理解。

变频调速对于大功率电机,采取恒压恒流调速,就是电压稳定,电流大小稳定,只改变电流频率使电机转速改变。好处就是近似恒功率条件下,进行调速,使得0速时,电机扭矩都能很大,有利于低速推动大负荷。不装逼的说法就是,一启动,就能以很低的速度轻易滴推动飞机,后面就能按要求的曲线弹射加速曲线,推飞机直到起飞。而直流电机调速时需要调压等,稳恒功率必须采用更多环节保障,远不及交流电机变频调速简单便捷。
这些都要快速响应的电子元件,用继电器断路器等,根本无法做到。

交流异步电机,定子磁场转速称为同步转速,转子或动子转速比这个同步转速慢,异步电机的名字就是这么来的。描述异步电机这个特性的装逼术语叫转差率。



本座现在感到扯这个环节的蛋的时候,老张说的那情况应该会出现了。上几个帖子说过,美国之所以90年代以前不搞电弹,是电力电子元件的局限,使得对电弹调速控制等存在缺陷。究竟有哪些局限,这就是细节问题

为啥要调速?
因为大功率电机,启动冲击都很高,必须用控制系统使其启动过程不产生强大的冲击。
冲击是危害巨大的,对于电网功率偏弱的航母,不仅仅是引起供电系统裹在跳闸等保护动作,还可能拉断飞机,推死飞行员,等
所以必须解决启动加速等过渡过程一系列控制问题
(关于航母电网究竟算大算小,以及关于电弹功率在电机产业中究竟属于大功率少见,还是普通大功率,或中等功率,等等一系列话题,早已扯过,这就不再复述)

对于电力拖动和传动技术,所永远不见设备和控制技术类型:
19世纪至20世纪六十年代,主要是继电器控制,以及水银整流器,交磁扩大机等一系列控制调速技术。系统体积庞大,反应慢,动作粗糙。这类控制系统只适合于直流电机调速。对于交流电机调速,这类控制技术可以说是根本无望实现。因此人类长期以来,都是在使用直流调速,包括最早的电力机车都是吧交流变直流,然后配套继电控制、交磁扩大机、水银整流等等,进行直流调速

实际上,直流电机调速,要用到电弹直线电机就很麻烦了,尤其是那个年代,永磁体技术落后,动子只能主要采用电枢,因此必须动子接电。电弹滑槽还有那么大的裸露供电铜条,那这就没法用了,一下雨。。。一有点水。。。。
虽然当时已经出现无刷直流电机技术,但是直线电机用不上。永磁体落后,使得永磁直流电机又难以承担。这在电机和控制技术方面,就无法运用交流。

其次,当时继电控制体积巨大。如今一个PLC模块的功能,就超过那时候好多个柜子。加上航母电机群控2百多模块。航母塞进去这些,就休想要机库了。即便如此,整个系统还靠不住

到了六十年代至八十年代,依旧还是直流调速为主,交流调速开始出现。
这个时期,直流调速开始采用SCR大功率电子元件。但又没大到能满足电弹这类大功率中压等级,所以,也就歇菜。不仅元件不行,而且还是直流为主。直流机就不适合当电弹。

到了八十年代中后期,变频调速出现。最初是功率等级电压等等元件指标都不够,达不到电弹使用要求。直到九十年代,元件指标发生革命性进步,猛然一下,中高压大电流的电力电子元件进步神速。这才有了实现大功率变频调速的技术基础。

变频调速
其实,点击和电力拖动专业的,根本不去过分强调电弹变频调速。因为,变频调速是交流电机的专享模式。直流电机根本不用。
三相交流电包括相序,频率,相位,等等。其中,改变相序对应改变电机运转方向。如电弹超前弹三相相序是ABC,你随便倒换其中两根线,电弹就立马往回弹。

80年代末,曾经有个搞电机的学部委员,家里还是新的双缸的洗衣机电机坏了,送修,修理工找出线包断点后一堆漆包线,分不清该咋接,说是要拿万用表对线。学部委员告诉他随便先接上,通电,看电机转向,如果转向不对,就倒换一下即可。讲这个故事,加深各位对相序的理解。

变频调速对于大功率电机,采取恒压恒流调速,就是电压稳定,电流大小稳定,只改变电流频率使电机转速改变。好处就是近似恒功率条件下,进行调速,使得0速时,电机扭矩都能很大,有利于低速推动大负荷。不装逼的说法就是,一启动,就能以很低的速度轻易滴推动飞机,后面就能按要求的曲线弹射加速曲线,推飞机直到起飞。而直流电机调速时需要调压等,稳恒功率必须采用更多环节保障,远不及交流电机变频调速简单便捷。
这些都要快速响应的电子元件,用继电器断路器等,根本无法做到。

交流异步电机,定子磁场转速称为同步转速,转子或动子转速比这个同步转速慢,异步电机的名字就是这么来的。描述异步电机这个特性的装逼术语叫转差率。



本座现在感到扯这个环节的蛋的时候,老张说的那情况应该会出现了。
顶一下电弹问题专家。
准备观看诸神之战
说一点其他
还是可逆性问题
其实可逆性是自然界一种有有意思的现象,也是人类利用很多的现象

步进电机存在可逆现象。无线电天线同样如此,即,你发射信号最强的方向,也就是你接收信号最强的方向
雷达就是典型例子,他发射信号最强的方向,也就是他接受信号最强的方向
无论雷达主瓣还是副瓣,都是如此。

所以才有,电子侦察系统测定雷达主副瓣情况,就可以在雷达其实还没照射到他的情况下,让干扰通过雷达天线副瓣影响天线接收


电弹的动力回路问题

电弹的过程:
航母主发电机组与电网向储能机组供电,此时储能系统的电机充当电动机,带动飞轮转起来,并达到额定转速后。等待弹射命令
弹射预备命令下达,此时航母主发电机组电网断开与储能机组开关,停止向储能机组供电
断点后,储能机组变成了飞轮带动储能电机,此刻,储能机组的电机成为了发电机
弹射命令随后下达,储能机组与电弹的电网开通,电弹接电,变频按弹射曲线控制电弹启动增速,飞机弹出去了
然后储能机组依旧在发电机状态,反接相序,使动子回归原位,电弹复位
然后,储能机组断开电弹供电,接通航母主发电机组电网,储能机组的电机又变回电动机,开始为飞轮增速,直到额定转速
这,就又进入下一循环。


由此可见,储能机组必须两段回路,回路各主要设备连接顺序:
航母主发电机电网----断路器--------------------储能电机变频器-----储能机组电机----------------电弹变频器----电弹


运行的各主要设备连接,以及状态:

1、储能时,开通:
航母主发电机电网----断路器(接通状态)--------------------储能电机变频器(控制储能电机增速)-----储能机组电机(电动机状态运行,向额定转速增速)

2、储能结束时

航母主发电机电网----断路器-(断开)--         ---------储能电机变频器(断开)         -----储能机组电机(靠飞轮带电机运行于发电机状态)


3、弹射时

储能机组电机(发电机状态运行)----------------电弹变频器(控制电流频率给电弹加速)----电弹(动子按弹射加速,电弹运行于电动机状态)



4、弹射结束时

储能机组电机(发电机状态运行)----------------电弹变频器(控制电流频率给电弹反向)----电弹(动子滑回归原位,电弹还是电动机状态)



5、弹射结束开始充电时:

航母主发电机电网----断路器(接通状态)--------------------储能电机变频器(控制储能电机增速)-----储能机组电机(电动机状态运行,向额定转速增速)


特注,这仅仅是主要设备动力回路连接关系,以及各工况过程中的设备运行状态。
各设备在实际系统中,还有隔离开关等一类设备的标注和状态解说全部省略不标出。
所以,电力口的少来钻空子哟。



电弹的动力回路问题

电弹的过程:
航母主发电机组与电网向储能机组供电,此时储能系统的电机充当电动机,带动飞轮转起来,并达到额定转速后。等待弹射命令
弹射预备命令下达,此时航母主发电机组电网断开与储能机组开关,停止向储能机组供电
断点后,储能机组变成了飞轮带动储能电机,此刻,储能机组的电机成为了发电机
弹射命令随后下达,储能机组与电弹的电网开通,电弹接电,变频按弹射曲线控制电弹启动增速,飞机弹出去了
然后储能机组依旧在发电机状态,反接相序,使动子回归原位,电弹复位
然后,储能机组断开电弹供电,接通航母主发电机组电网,储能机组的电机又变回电动机,开始为飞轮增速,直到额定转速
这,就又进入下一循环。


由此可见,储能机组必须两段回路,回路各主要设备连接顺序:
航母主发电机电网----断路器--------------------储能电机变频器-----储能机组电机----------------电弹变频器----电弹


运行的各主要设备连接,以及状态:

1、储能时,开通:
航母主发电机电网----断路器(接通状态)--------------------储能电机变频器(控制储能电机增速)-----储能机组电机(电动机状态运行,向额定转速增速)

2、储能结束时

航母主发电机电网----断路器-(断开)--         ---------储能电机变频器(断开)         -----储能机组电机(靠飞轮带电机运行于发电机状态)


3、弹射时

储能机组电机(发电机状态运行)----------------电弹变频器(控制电流频率给电弹加速)----电弹(动子按弹射加速,电弹运行于电动机状态)



4、弹射结束时

储能机组电机(发电机状态运行)----------------电弹变频器(控制电流频率给电弹反向)----电弹(动子滑回归原位,电弹还是电动机状态)



5、弹射结束开始充电时:

航母主发电机电网----断路器(接通状态)--------------------储能电机变频器(控制储能电机增速)-----储能机组电机(电动机状态运行,向额定转速增速)


特注,这仅仅是主要设备动力回路连接关系,以及各工况过程中的设备运行状态。
各设备在实际系统中,还有隔离开关等一类设备的标注和状态解说全部省略不标出。
所以,电力口的少来钻空子哟。

我是来上夜校滴!
总结美国为啥在90年代之前不搞电弹的技术原因就是,
在整个动力回路中,如:

航母主发电机电网----断路器--------------------储能电机变频器-----------------------储能机组电机----------------电弹变频器----------------电弹

有两样设备没法解决,即:
1、储能电机变频器
2、-电弹变频器

这两个设备仰赖于中高压大功率电力电子元件,如IGBT,SCR一类。这类元件在90年代中期以前,只能用于中小功率和低压,动力回路
德国人是解决这项技术的领跑者
从我过去的科研经历判断,楼主必然是弹射器的重要配套部件或者材料的科研人员,而且是课题组里技术上起重要作用的。牛逼的口气因为平时积累的自信养成的。
我是看摊主摆地摊的。
大学中学过电力电子,还学了电机,可是都被我睡过去了,看了楼主的精彩,我脸红呀来自: Android客户端
早说过是在发电机那一头加励磁,大电流就能输出,加励磁时电动机是不停的,反而要抵抗磁减速
再说一遍冲击发电机的运行,先启动电动机这一头,变频软启动,加速到额定转速3500,然后发电机组那头加励磁,马上减速发电,发电过程电动机这头不断电帮忙抵抗磁阻力,冲击过后断励磁,电动机加速到额定转速,再加励磁发电。电机和发电机负载性质不同,不可能兼顾可逆
说一点其他
还是可逆性问题
其实可逆性是自然界一种有有意思的现象,也是人类利用很多的现象

请问:  E-2的天线有多少个天线单元?
低截获概率 发表于 2015-4-6 08:53
请问:  E-2的天线有多少个天线单元?
大约有十几二十个

跟短波不同。P波段比较稳定,而且是直射。
短波是借助不稳定的电离层,频率飘忽,所以短波必须在很大波长范围不停滴变动才能保持收到
大约有十几二十个

跟短波不同。P波段比较稳定,而且是直射。

你没有仔细看我的2  3楼,我的天波雷达每天只在中午工作2-3小时,选的是30兆左右的频率。
低截获概率 发表于 2015-4-6 09:26
你没有仔细看我的2  3楼,我的天波雷达每天只在中午工作2-3小时,选的是30兆左右的频率。
好像也不一定稳定
好像也不一定稳定
您有点抬杠了,哈哈!

有必要百分百稳定吗?  这是威慑!

忘说了,DF-21D也要上舰,它俩配合使用的。
知识学习中,顶技术贴。
楼主知道的太多了,哈哈哈
写的不错,国内很少有人关注这些细节!
低截获概率 发表于 2015-4-6 09:40
您有点抬杠了,哈哈!

有必要百分百稳定吗?  这是威慑!
本座扫墓挂坟归来

早上楼下催,没说完

短波,利用电离层折射最大的问题是波长飘忽大,不仅是发射飘忽大,接收也是
即便是相对稳定的时间段,飘忽也远远超出普通窄带雷达百分之十的范围
这,就使得,
即便在相对稳定时间内使用,天线阵也必须是按较大带宽才行,否则,不可能稳定接收到信号。

所以,阵列设置,不可能紧紧考虑采用短波的高频段布阵,而且相应的八木主振子,反射阵子,引向振子,都会长达数米

再就是雷达接收的要求也不同于P波段。因这类雷达主要采用类似连续波的模式,目标距离、海平面等,距离信号折回时,会产生不同频率,也将导致接受要求有大带宽

这就意味桌,振子设置,不能仅仅采用短波高频段,回波信号任何时候都会远远超出高频段

还有就是对阵子地面高度差的要求,船也做不到
楼主原来雷达无线类的更专业。
老泰格 发表于 2015-4-6 16:26
楼主原来雷达无线类的更专业。
听您老这口气,您老又打算卖给本座啥假文凭?
Gregorian 发表于 2015-4-6 16:42
听您老这口气,您老又打算卖给本座啥假文凭?
看你接着忽悠呗!
雷达系统的学电气技术和无线电技术的?
混过黄埔大街的??
按照你的逻辑,电力机车都几十年了,玩的电力机车,大功率调速算个毛线啊。还90年代这个那个的。你自己乱不乱?
交流调速不行,直流的可早就行了呗。
按照你的逻辑,又不差空间,航母上空间巨大随便装。早就可以直流系统上了。整啥90年代限制?90年代根本就是地摊货级别的。楼主你自己乱不乱?
2015-4-6 16:58 上传

90年代,电力系统大功率给水泵电机调速用液力耦合器,真不错的,好使!用啥变频调速啊,有地摊货你不用,楼主你乱不乱?
老泰格 发表于 2015-4-6 16:53
按照你的逻辑,电力机车都几十年了,玩的电力机车,大功率调速算个毛线啊。还90年代这个那个的。你自己乱不 ...
老太童鞋
扯闲蛋要放平心态,
别整天价地总想在扯闲蛋的群中评职称评学历的嘛
扯闲蛋就是扯闲蛋嘛

要轻轻松松
要平平静静
要快快乐乐
要随随便便

低截获概率 发表于 2015-4-6 16:59
这是塞班级航母改的短波通信舰。
通信和雷达是两码事。而且通信的带宽波动可以比宽带雷达都大
Gregorian 发表于 2015-4-6 15:45
本座扫墓挂坟归来

早上楼下催,没说完
再飘忽,也不会从30兆飘到20兆吧。

再问个问题: 带宽是什么决定的?  功率?频率? 单元数量?
低截获概率 发表于 2015-4-6 17:05
再飘忽,也不会从30兆飘到20兆吧。

再问个问题: 带宽是什么决定的?  功率?频率? 单元数量?
可能还不止

带宽跟你天线有关。通信天线远比雷达要求宽松,尺度也小得多,方向性要求就更低。
由于通信信号带有信息,而雷达信号不带有信息。因此通信对于信号的方向锐度要求低得多,多路径都不在乎
Gregorian 发表于 2015-4-6 17:03
通信和雷达是两码事。而且通信的带宽波动可以比宽带雷达都大
我怎么认为通信和雷达是一回事呢?
2015-4-6 17:15 上传



图里可以明显看到两种尺寸的发射天线,我的解释是不同的时间用不同的天线,你的解释是什么?
摊主,咱能不说什么限制吗?哪有技术限制啊,都多简单的理论和地摊货色的产品啊。
哦对了,你原来知道技术和产品是有差距的,还拿这个有差距很是讥讽了一大批人呢。
Gregorian 发表于 2015-4-6 17:01
老太童鞋
扯闲蛋要放平心态,
别整天价地总想在扯闲蛋的群中评职称评学历的嘛

更要唧唧歪歪啊,符合你的逻辑嘛。
低截获概率 发表于 2015-4-6 17:11
我怎么认为通信和雷达是一回事呢?
差太多了

比如,通信天线即便收到杂波,只要有一点点是通信数据,就能分辨出来,所以通信不怕来自各个方向的杂波
但是雷达不同,雷达接收的信号就根本不带有类似通信内容的信息,而是跟很多杂波一样的信号。这就坏了,你必须判别方向,才能确定这一大堆信号中,哪些来自雷达反射的方向。即便判断方向对了,你也未必能判断出这些信号是不是你雷达发出后反射的信号,你还得分辨反射方向回来的所有信号哪些是你发射后返回来的

等等

而短波又是最嘈杂的波段,短波雷达波束宽度不收敛到一定范围,你的接收信号总会没完没了地无法区分目标还是噪声,根本无法用

尤其短波做雷达时,不能再像通信那样一副天线随便调
雷达天线是靠阵列产生的
而短波摇摆跨度大,这列就必须视线事先搭建好跨度内,所有情况的架构。也就是你就得搭好不同波长的阵列排布,并具备足够大的孔径

一旦信号波长摆动到间距偏大,立马回产生栅瓣,接受那头立马乱套,显示就会眼花缭乱,系统此时控制发射自适应调整波长,这就得动用下一个阵列排布形态

如果波长摆动到间距偏小,立马能使探测距离近得还不如普通雷达,系统又得改波长,接受那头又得接通成适应的阵元阵列

等等

总之,短波OTH是一个摆动幅度很大的系统,而且控制是随时调整跟随
我看得出来,说起雷达无线和通信你更在行了。
多面手!
Gregorian 发表于 2015-4-6 17:09
可能还不止

带宽跟你天线有关。通信天线远比雷达要求宽松,尺度也小得多,方向性要求就更低。
【30兆飘到20兆,可能还不止。】

这个说法绝对是你杜撰。