恒定直流電機現(xiàn)狀

恒定直流電機交流型直流電機

現(xiàn)在的直流電機其實質(zhì)是由交流電機加上換向器改造而成，其實質(zhì)為交流電機。作為發(fā)電機時不能直接發(fā)出直流電，更不能直接發(fā)出恒定直流電，因此都有換向，濾波，等等的程序；作為電動機時故亦不能實現(xiàn)精確調(diào)速。

恒定直流電機恒定直流電機

能直接發(fā)出恒定直流電或作為電動機時實現(xiàn)精確調(diào)速。

可由直流電帶動而實現(xiàn)調(diào)速功能，一般當(dāng)電流穩(wěn)定增加時可實現(xiàn)均勻增大轉(zhuǎn)速；而電流穩(wěn)定減小時可實現(xiàn)均勻減小轉(zhuǎn)速；當(dāng)電流穩(wěn)定不變時，可實現(xiàn)恒速轉(zhuǎn)動，精確制導(dǎo)。

可由原動機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動而直接產(chǎn)生直流電，當(dāng)轉(zhuǎn)速等因素一定時可以實現(xiàn)恒定直流發(fā)電。安全、穩(wěn)定、高效。

電機包含了直流電機和交流電機 ，直流電機可分為交流型直流電機和真正的直流電機 恒定直流電機是在機械能與電能相互轉(zhuǎn)化時，電能形式為恒定直流電。

恒定直流電動機（Constant-current motor）的好處為在控速方面比較簡單，只須控制電壓大小即可控制轉(zhuǎn)速，但此類電動機不宜在高溫、易燃等環(huán)境下操作，而且由于電動機中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷電動機），所以需要定期清理炭刷磨擦所產(chǎn)生的污物。無碳刷之電動機稱為無刷電動機，相對于有刷，無刷電動機因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。制作難度較高、價格也較高。 交流電動機（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環(huán)境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因為控制交流電動機轉(zhuǎn)速需要控制交流電的頻率（或使用感應(yīng)電動機，用增加內(nèi)部阻力的方式，在相同交流電的頻率下降低電動機轉(zhuǎn)速），控制其電壓只會影響電動機的扭力。2100433B

明渠不恒定流研究始于18世紀。1788年J.L.拉格朗日(J.L.Lagrange)創(chuàng)立淺水波理論。1871年法國D.圣維南(De Saint Venant)根據(jù)質(zhì)量守恒與動量守恒原理提出一維漸變不恒定流方程組。

明渠不恒定流的研究方法有水力模型法和數(shù)值計算法等。目前解決一維不恒定流問題多用數(shù)值計算法。圣維南方程組為一階擬線性雙曲型偏微分方程，難于直接求解。工程規(guī)劃設(shè)計中一般用特征差分或直接差分等數(shù)值計算法求解。直接差分法又分為顯式差分法與隱式差分法兩類。顯式差分法假定時段末瞬流態(tài)的沿程變率用時段初瞬值代替，流態(tài)時間變率用流段中斷面數(shù)值表示，方程中非偏導(dǎo)數(shù)因子以時段初瞬流段中斷面數(shù)值代入，因此可根據(jù)前一瞬時各點的已知量逐點分別求解下一瞬時的未知量，計算較簡便。當(dāng)時間步長Δt與距離步長ΔS足夠小時，這種假定引起的誤差是很小的。隱式差分法不作上述假定，而是聯(lián)解n個差分方程，同時求出下一瞬時各點的未知量，計算工作量較大，但隱式差分法的穩(wěn)定性比顯式差分法好，近年來應(yīng)用范圍較廣。當(dāng)水力因素隨時間和地點變化比較緩慢時，不恒定流問題(如洪水傳播)可采用忽略圣維南方程組的慣性項與流速水頭項的簡化法，如瞬態(tài)法或簡化差分法。

上列方程組的求解除需要縱橫斷面及糙率資料外，還需給定起始條件和邊界條件。起始條件為計算初瞬河道沿程的水深(或水位)和流速(或流量)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。邊界條件為河段兩端斷面的流量過程、水位過程或水位流量關(guān)系數(shù)值。

對河口潮汐水流及平原洪泛區(qū)洪水演進，除需了解沿主流方向的流速及水深外，尚需研究橫向水流擴散、回流及兩岸淹沒范圍和水深等，因此需按二維漸變不恒定流方程組用有限元等數(shù)值計算法求解。

二維不恒定流方程組中的動量方程的離散一般采用高分辨率和高穩(wěn)定性的特征分裂格式，用有限元等數(shù)值計算求解。

二維不恒定流計算所需資料，除與一維計算相同者外，還需知道其初邊值條件的橫向分布。水工模型試驗也是解決二維不恒定流的有效方法。

三維不恒定流計算也在研究探索中，工程實踐中尚未應(yīng)用。 2100433B

當(dāng)觀察時間足夠長時，大多數(shù)明集水流都表現(xiàn)出非恒定流性質(zhì)。對大量的明渠水力學(xué)問題中，水力要素隨時間的變化較慢，常按恒定流處理，這樣可使問題簡化 。