恒定直流電機(jī)原理

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

可由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而直接產(chǎn)生直流電，當(dāng)轉(zhuǎn)速等因素一定時(shí)可以實(shí)現(xiàn)恒定直流發(fā)電。安全、穩(wěn)定、高效。

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

恒定直流電機(jī)交流型直流電機(jī)

現(xiàn)在的直流電機(jī)其實(shí)質(zhì)是由交流電機(jī)加上換向器改造而成，其實(shí)質(zhì)為交流電機(jī)。作為發(fā)電機(jī)時(shí)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(dòng)機(jī)時(shí)故亦不能實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。

恒定直流電機(jī)恒定直流電機(jī)

能直接發(fā)出恒定直流電或作為電動(dòng)機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。

恒定直流電動(dòng)機(jī)（Constant-current motor）的好處為在控速方面比較簡(jiǎn)單，只須控制電壓大小即可控制轉(zhuǎn)速，但此類電動(dòng)機(jī)不宜在高溫、易燃等環(huán)境下操作，而且由于電動(dòng)機(jī)中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷電動(dòng)機(jī)），所以需要定期清理炭刷磨擦所產(chǎn)生的污物。無(wú)碳刷之電動(dòng)機(jī)稱為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，相對(duì)于有刷，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)因?yàn)樯倭颂妓⑴c軸的摩擦因此較省電也比較安靜。制作難度較高、價(jià)格也較高。 交流電動(dòng)機(jī)（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?yàn)榭刂平涣麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要控制交流電的頻率（或使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速），控制其電壓只會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的扭力。2100433B

明渠不恒定流研究始于18世紀(jì)。1788年J.L.拉格朗日(J.L.Lagrange)創(chuàng)立淺水波理論。1871年法國(guó)D.圣維南(De Saint Venant)根據(jù)質(zhì)量守恒與動(dòng)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(jì)算法等。目前解決一維不恒定流問(wèn)題多用數(shù)值計(jì)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(jì)中一般用特征差分或直接差分等數(shù)值計(jì)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(shí)段末瞬流態(tài)的沿程變率用時(shí)段初瞬值代替，流態(tài)時(shí)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(shí)段初瞬流段中斷面數(shù)值代入，因此可根據(jù)前一瞬時(shí)各點(diǎn)的已知量逐點(diǎn)分別求解下一瞬時(shí)的未知量，計(jì)算較簡(jiǎn)便。當(dāng)時(shí)間步長(zhǎng)Δt與距離步長(zhǎng)ΔS足夠小時(shí)，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(gè)差分方程，同時(shí)求出下一瞬時(shí)各點(diǎn)的未知量，計(jì)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(lái)應(yīng)用范圍較廣。當(dāng)水力因素隨時(shí)間和地點(diǎn)變化比較緩慢時(shí)，不恒定流問(wèn)題(如洪水傳播)可采用忽略圣維南方程組的慣性項(xiàng)與流速水頭項(xiàng)的簡(jiǎn)化法，如瞬態(tài)法或簡(jiǎn)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(jì)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(guò)程、水位過(guò)程或水位流量關(guān)系數(shù)值。

對(duì)河口潮汐水流及平原洪泛區(qū)洪水演進(jìn)，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(kuò)散、回流及兩岸淹沒(méi)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(jì)算法求解。

二維不恒定流方程組中的動(dòng)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(jì)算求解。

二維不恒定流計(jì)算所需資料，除與一維計(jì)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(yàn)也是解決二維不恒定流的有效方法。

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

當(dāng)觀察時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，大多數(shù)明集水流都表現(xiàn)出非恒定流性質(zhì)。對(duì)大量的明渠水力學(xué)問(wèn)題中，水力要素隨時(shí)間的變化較慢，常按恒定流處理，這樣可使問(wèn)題簡(jiǎn)化 。