第一篇:弧面絲網印刷機工作原理簡介
弧面絲網印刷機是指在圓柱形或圓錐形曲面進行絲網印刷的設備。在一定條件下也可以對橢圓面、鼓形面、弧面等曲面進行絲網印刷,是制作類廣告公司必備的印刷設備。下面,一起來了解一下弧面絲網印刷機的工作原理是怎樣的。
弧面絲網印刷機工作原理:
a-滾輪支座 b-軸會支座 c-鑲嵌支座。印刷時,平面絲網印版與承印物運動,而刮墨板靜止。平面絲網印版夾持在網框上由平網曲面絲網印刷機帶動作勻速平移,由于網版的摩擦便放置在支承裝置上的承印物隨之轉動。在壓印線處曲面承印物的線速度與平面絲網印版移動速度一致,實現刮墨印刷。
理論上壓印線應在曲面承印物最高一條母線處,以利于加大離網角,保證印刷質量。為調整方便,刮墨板一般采用60°±15°頂角,要求能作垂直程度與上下尺寸的調整。調整成垂直是為保證進行上下調整時刃口線不產生橫向移位,始終對準最高一條母線A;采用頂角60°±15°的刮墨板是為保證垂直安裝后形成刮墨板傾角α。在實際調整中,為了保證平面絲網印版與曲面承印物及時脫離,壓印線可以適當偏前少許,尤其是承印物直徑較大時,壓印線必須偏前,曲面印刷的支承裝置是各種形式的專用裝置,由用戶根據產品要求自行設計制造。
弧面絲網印刷機印刷特點:
圓筒形容器或圓錐形容器的曲面印刷可采用兩對滾輪支座,長度與直徑之比小于1.5的蓋類和杯類用軸套支座,軟性中空容器可用充氣裝置支撐。橢圓面近似為圓柱面的一部分,可以用圓柱體鑲嵌辦法支承。在圓錐體的表面進行印刷的原理,與在圓柱體表面進行印刷的原理基本相同,所不同的是絲網印版的圖形形狀和絲網印版的運動形式。在制作用于圓錐體表面印刷的絲網印版時,要先畫出圓錐體表面的展開圖,并根據展開圖求出扇形的中心,再選取適當網框制作絲網印版。
以上就是關于弧面絲網印刷機的相關介紹。了解更多關于絲網印刷機的其他相關介紹,請繼續(xù)關注我們的廣告買賣網設備采購頻道。
第二篇:提高絲網印刷機的生產能力
提高絲網印刷機的生產能力 **
涂敷焊錫膏 擦拭模板 印刷后檢查 雙通路思想
在選擇評估諸如絲網印刷系統(tǒng)之類的自動化SMT工藝設備時,生產效率、靈活性、成本效益以及性能等等都是需要關注的一些方面。
自動設備除了能將人員解放出來去從事其它的工作以外,它最根本的優(yōu)點是可以針對特定的產品生產線來設置每項工作,以確保使用最優(yōu)的操作參數。這些優(yōu)點有助于達到所有SMT生產工藝中所共有的兩個最高目標:縮短生產周期和得到最大產品一次合格率。
雖然目前的在線自動絲網印刷機也能縮短生產周期并使出線一次合格率達到最大,但現在又發(fā)展出一種新的稱為“雙通路”的標準,用來幫助在SMT組裝工藝中提高生產效率。
在大多數情況下,絲網印刷不會是SMT生產過程中耗時最長的步驟,很多時候完成貼片要比絲印時間更長。盡管如此,評估并采用新方法來減少實際印刷過程時間還是有意義的,在實際印刷操作中節(jié)省下來的時間可以用來完成一些其他步驟,比如錫膏涂敷、模板擦拭及印后檢查等。有幾種因素會影響印刷工藝所需要的時間,這些因素對于縮短工藝時間來講都同等重要。
圖1:視像對位是取得快速模板印刷的關鍵因素。
這些因素包括:印刷設備本身;PCB傳送的快慢及視覺系統(tǒng)對PCB定位調整的快慢(圖1);以及機器執(zhí)行涂敷、擦拭和印后檢查等功能的快慢。焊錫膏本身決定了可以得到的極限速度,這也是一個主要的影響因素。即使是世界上最快的印刷機在印刷任何一種焊錫膏時,也只能以這種錫膏所設計的印刷速度進行。
影響印刷速度的另一個主要因素是元件焊盤尺寸與模板開口大小的比率。為了確保印刷速度最快,模板和印刷線路板上的元件焊盤一定要貼緊或者填實,這樣可以保證焊錫膏不會在印刷過程中擠到模板的下面而造成濕性橋接??梢钥紤]元件的焊盤采用元件間距的一半再加0.002英寸,模板的開口則在焊盤每邊減少約0.001英寸。對一個0.020英寸間距的元件而言,元件焊盤尺寸0.012英寸,模板開口0.010英寸是一種比較好的選擇。每種自動化特性都有其自身的優(yōu)點。涂敷焊錫膏
使用罐裝焊錫膏操作的一個常見問題,是在模板上每次放置的焊錫膏太多。這一般是由于絲印操作員為節(jié)省時間進行其它操作而這樣做的,通常是為了進行貼片盤料的補充。這樣做會使得大量焊錫膏在模板上干掉,造成印刷缺陷,或者過多的焊錫膏沾在機器、支撐物或攝像頭上。過量使用焊膏還會使操作員很快將焊錫膏用完,因而減少了焊膏在模板上的正常滾動,同時增加焊膏在操作員面前及空氣中的暴露程度。將焊錫膏放在一個容器里,采用自動焊膏涂敷系統(tǒng),就可以保證焊膏適時適量地加到模板上。另外使用帶有涂敷系統(tǒng)的容器后還可以減少焊膏在操作者面前的暴露程度,并且使設備和其它工具盡量保持干凈。擦拭模板
即使是一個采用了元件焊盤平整的PCB并且是設計良好的印刷工藝,也需要定時擦拭模板的底部(圖2)。模板開口相對元件焊盤作適當的收縮,以及采用平坦的元件焊盤,比如裸銅或Alpha Level(銀浸潤),都會減少擠入模板底部焊膏的量,但還是不能消除對擦拭的需要??梢栽O置一個自動系統(tǒng)以適當的時間間隔執(zhí)行這項操作,保證模板底部是干凈的而不會有橋連發(fā)生?,F代模板印刷機比如Speedline MPM的產品,都帶有自動擦拭系統(tǒng),可以作干擦、加溶劑擦拭或真空擦拭。一張干的或加有溶劑的擦拭紙,都可以把模板底部的焊膏擦掉,消除橋連。真空擦拭可將每個開孔內的焊膏吸出,保證開孔都是干凈敞通,這樣就不會發(fā)生焊膏涂敷數量不足的情況了。圖2:可以設置定時做自動模板擦拭,保證模板底部干凈而沒有濕性橋連。印刷后檢查
隨著陣列封裝使用的增加,比如球柵格陣列(BGA)、芯片規(guī)模封裝(CSP)、倒裝芯片及其它等等,在PCB離開印刷機之前對涂敷的焊錫膏進行“觀察”的能力正變得越來越重要。在陣列封裝提供諸多優(yōu)點的同時,它也帶來了一個缺點,這 就是實際焊點不能再通過常規(guī)的檢驗方法看到。采用印刷后檢查(圖3)可以在PCB離開絲印機前確保焊膏涂在每個元件焊盤上。象Speedline MPM公司發(fā)行的新版軟件都含有定制的BGA檢查能力,可以設置任何實際封裝的二維印刷后檢查幾何形狀。
圖3:采用印刷后檢查可以保證PCB在離開絲印機之前每個元件焊盤都印有焊膏。
除了工藝上的問題,還必須要考慮長遠的因素,比如工廠和設備資產的收益。在這一方面,有許多生產設備供應商在傳統(tǒng)SMT生產設備比如印刷機、貼片機和回焊爐的基礎上,發(fā)展出更新的成套生產線的思想,它建立在具有兩條并行傳送帶設計的新一代設備基礎上。這種思想稱為“雙通路”。雙通路思想
雙通路思想可以這樣描述:在SMT電子組裝中,每個通路都能以邏輯排列順序進行獨立控制,從而形成有效的板子流動。這樣減少了板子運送過程損失的時間并且延長SMT設備做自身工作的時間。一臺雙通路模板印刷機可以在一塊板作裝載/卸載的同時對第二塊板進行印刷操作,這樣就節(jié)省了整體時間。圖4:雙通路SMT思想可在給定的面積帶來更高的產量。
雙通路思想還會使生產線縮短,從而減小了對廠房面積的需求(圖4);另外,許多單件的設備都削減掉了,因此還可以降低先期投資、人力需求、設施開銷以及總體運行成本。從設備角度上來講,包括新型號絲印機在內的新組裝系統(tǒng),可以利用兩個獨立通路提供更大的靈活性。使用這種類型設備,雙通路生產線可以同時處理幾種板子。
在電子及PCB制造過程中,許多組裝工作都必須高效地完成,才能得到最大產量與生產率。仔細籌劃組裝工藝是很關鍵的,要讓SMT工藝的所有步驟都與其相鄰的上步工序或下步工序緊密聯系起來。需要考慮具有不同元件密度、不同層數、不同尺寸大小以及不同形狀的各種類型PCB,為了解決這些組裝難題,工藝工程師們必須要計劃好組裝設備生產線的設置,以便滿足所加工的PCB類型。某些生產線可能會設置為具有最大的靈活性(可以快速換線),而另一些可能會設置為具有更高的產量,更多的設置則是將兩種極端情況加在一起考慮。
但是在設置SMT電子產品組裝線的同時,還必須要考慮產量以外的其它方面。雖然SMT繼續(xù)在封裝、制造及工藝的各方面不斷發(fā)展,但是“更輕、更小、更快、更便宜”的想法正變得愈加根深蒂固。包括高密度內部互連在內的技術肯定會影響到產品的尺寸,作為電子產品組裝生產商的目標是達到最佳的制造工藝。其結果是不管所牽涉到的生產數量有多少或產品的難易程度如何,生產率肯定是作為SMT制造中目前最根本的關注點。
因此,不能簡單地將印刷機、貼片機、回焊系統(tǒng)、清洗機或其它SMT組裝設備加在一起,而不考慮所涉及的廠房面積及投資者成本等因素。相反,必須要認識到根據生產率和利潤率的最低要求,不同的機器或機器組合其結果會相差很大。
因為這個原因,象雙通路方法這種制造思想就可以在絲印過程中帶來一些明顯實在的好處。雙通路能縮減不產生附加值的裝卸板所需時間,同時通過在給定面積帶來更多的制造潛能而產生顯著的成本節(jié)約,換句話說,就是在一個給定的面積能得到更高的產量。
像汽車制造業(yè)的PCB組裝中,每塊PCB組件的生產時間可能會低至7秒,所以通過像雙通路這樣的方法所節(jié)省的百分比就非常大。更重要的是,得到這些節(jié)省的時間不會危及到產品的品質。而且,通過用這種方法能減少對設備的需求,因而在直接人工、維護及設施方面的成本優(yōu)勢也可以得到體現。簡言之,類似雙通路這樣的制造思想可以帶來更低的采購成本、更低的運行成本、符合成本效益的生產以及最小的生產空間。
應用今天先進的模板印刷機器所帶來的自動化優(yōu)點,再加上適當地對印刷工藝進行設計,就可以保證最短的生產周期以及最佳的終端產品質量,尤其是在采用SMT工業(yè)中所看到的新的雙通路思想時更是如此。
第三篇:淺析交流弧焊電焊機的工作原理
淺析交流弧焊電焊機的工作原理
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交流弧焊電焊機的工作原理是利用正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料,來達到使它們結合的目的。電焊變壓器有自身的特點,就是具有電壓急劇下降的特性。在焊條引燃后電壓下降;在...電焊機的工作電壓的調節(jié),除了一次的220/380電壓變換,二次線圈也有抽頭變換電壓,同時還有用鐵芯來調節(jié)的,可調鐵芯.電焊機一般是一個大功率的變壓器,系利用電感的原理做成的.電感量在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化,利用正負兩極在瞬間短路時產生的高壓電弧來熔化電焊條上的焊料.來達到使它們結合的目的。
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第四篇:開關電器典型滅弧裝置的工作原理
開關電器典型滅弧裝置的工作原理
教學基本內容:
? 開關電器典型滅弧裝置的工作原理 ? 提高滅弧裝置開斷能力的輔助方法
概述
當電源電壓超過數十伏、開斷電流在數十安以上時,為減少電弧對觸頭的燒損和限制電弧擴展的空間,通常需要采取加強滅弧能力的措施,為此而采用的裝置稱為滅弧裝置。
這些滅弧裝置的滅弧原理主要有下列十幾種: 1.簡單開斷; 2.磁吹線圈; 3.縱縫滅弧裝置; 4.絕緣柵片滅弧裝置;
5.金屬柵片滅弧裝置; 6.固體產氣滅弧裝置,7.石英砂滅弧裝置; 8.變壓器油滅弧裝置;
9.壓縮空氣滅弧裝置; 10.SF6滅弧裝置; 11.真空滅弧裝置。
此外,為了增加滅弧裝置的開斷能力,通??梢圆捎孟铝休o助方法:
1.在弧隙兩瑞并聯電阻; 2.附加同步開斷裝置; 3.附加晶閘管裝置。上述滅弧裝置的滅弧原理是:
(1)在大氣中依靠觸頭分開時的機械拉長,使L增大;(2)利用流過導電回路或特制線圈的電流在燃弧區(qū)產生磁場,使電弧迅速移動和拉長;
(3)依靠磁場的作用,將電弧驅入用耐弧材料制成的狹縫中,以加強電弧的冷卻和消電離;
(4)用金屬板將電弧分隔成許多串聯的短??;
(5)在封閉的滅弧室中,利用電弧自身能量分解固體材料,產生氣體,以提高滅弧室中的壓力,或者利用產生的氣體進行吹?。?/p>
(6)利用電弧自身能量,使變壓器油分解成含有大量氫氣的氣體并建立起很高的壓力,再利用此壓力推動冷油和氣體去吹?。?/p>
(7)利用壓縮空氣吹??;(8)利用SF6氣體吹弧;
(9)在高真空中開斷觸頭,利用弧隙中由電極金屬蒸汽形成的弧柱在電流過零時迅速擴散的原理進行滅??;
(10)利用石英砂等固體顆粒介質,限制電弧直徑的擴展和加強冷卻。
開關電器典型滅弧裝置的工作原理
一、拉長電弧
(1)大氣中,利用機械拉長電弧方式的原理與圖例。
電弧放長后,電弧電壓就增大,其靜態(tài)伏——安特性向上移動。
如下圖示,除依靠觸頭分開拉長電弧以外,還可依靠導電回路的電流產生的磁場使電弧彎曲來拉長電弧。前者沿電弧的軸向(亦稱切向)拉長電弧,后者是沿著垂直于弧軸的方向(亦稱法向)拉長電弧。
依靠拉長電弧使之恰好熄滅的最短長度,稱為臨界長度,記為Llj。刀開關拉長電弧的例子。
(2)利用流過導電回路的特制線圈的電流在燃弧期間產生磁場,使電弧迅速移動和拉長。下圖的b還增加了引弧角。
二、磁吹滅弧:
可用于低壓直流和交流接觸器中。對后者,為減少渦流損耗和避免由于鋼夾板中磁通與電弧電流相位不同而產生反向電動力,鐵心2上可開一槽8(如圖5-4所示)或者用硅鋼片疊成。當鐵心不飽和時,如果磁吹線圈的開斷大電流時產生的磁場適當,則在開斷小電流時將因電動力過小而引起吹弧困難。當然,也可以設計成磁吹線圈在開斷小電流時產生的磁場適當。
但這樣做,一方面將使磁吹線圈的匝數增加,增大了線圈體積和多用有色金屬;另一方面將使開斷大電流時產生的磁場過強,過強的磁場不僅會使燃弧區(qū)擴展過大和容易產生不能允許的過電壓,而且因為因為在觸頭剛分瞬間,觸頭間形成的熔化金屬橋可能被過大的電動力驅趕到接觸區(qū)以外去,使得觸頭的電磨損大大增加。
為緩和上述矛盾,可以通過適當選擇磁吹線圈的匝數以及鐵心和鋼夾板的截而積,使得開斷小電流時磁場加強,在開斷大電流時則由于磁路飽和而磁場不致過強。這樣,電弧所受到的電動力將不再隨開斷電流成平方倍數地增加。
三、縱縫滅弧裝置
所謂縱縫就是滅弧室的縫隙方向與電弧的軸線平行。
此滅弧裝置的工作原理是利用磁吹線圈產生的磁場將電弧驅入耐弧絕緣材料(石棉、水泥、陶土等)制成的具有縱縫的滅弧室中進行滅弧。它既可用于熄滅直流電弧,也可用于熄滅交流電弧。
按縫隙的尺寸和形式,它們又分兩種,如圖5-5所示。圖5-5a表示一單縱縫滅弧裝置的原理結構。圖中,1為用耐弧絕緣材料制成的滅弧室壁,2為磁吹線圈的鋼夾板,3為電弧。通常上部縫寬小于熄滅電弧的直徑。
由圖5-6可見,當電流增大(橫坐標向右)時,縱縫滅弧裝置中電弧的“伏—安特性”隨電弧電流增加而下降的程度比自由燃弧時的“伏—安特性”下降程度要緩得多;特別當電流很大時,E可以認為是常數。
隨著縫寬的減小和電弧橫向運動速度的提高,電弧的“伏—安特性”也將升高,這表明滅弧能力也隨之增強。
采用多縱縫可以減小電弧進入上部窄縫的阻力,在驅動電弧運動的電磁力給定時,可以采用比單縱縫滅弧室更小的縫隙。這使滅弧空壁對電弧的冷卻和消電離作用更強。多縱縫滅弧裝置廣泛用于低壓接觸器中。
四、絕緣柵片滅弧裝置 滅弧裝置如圖5-8所示。
其中,滅弧室l中裝有用耐弧絕緣材料制成的幾片絕緣柵片2,柵片的邊緣和電弧3的軸線垂直。
當開斷電流時,在觸頭4和5之間產生的電弧在導電回路的磁場作用下向上運動。
由于受到絕緣柵片的阻擋,電弧彎曲成如圖5-9中A~G曲線所示的形狀。
當磁場的方向為垂直于紙面向里時,電弧AB、BC和CD段所受的電動力都使電弧壓向絕緣柵片頂部,增大與柵片表面的接觸面積,從而加強了電弧的冷卻和消電離作用;而DE段所受的電動力使電弧向上拉長,更加深入柵片間隙和增加電弧與絕緣柵片的接被面積。
除此以外,電弧AB段和CD段相互作用產生一相吸電動力、CD段和EF段相互作用產生一相斥電動力,使AB、CD和EF段壓向絕緣冊片;CD段和EF段對DE段相互作用也產生一相斥電動力,使DE段向上運動。
這種滅弧裝置充分利用了電弧自身磁場產生的電動力。在電弧進入柵片之后,電弧電壓變高。
圖5-11表示厚為2mm、片距5mm的平板形柵片的滅弧裝置開斷350A電流時,介質初始恢復強度Ujf0和Kjf與n變化的關系是不成比例。其原因,是電弧進入柵片分成很多短弧后,它們在滅弧室中的運動速度不同、運動方向也不同。
五、金屬柵片(又稱去離子柵)滅弧裝置: 這種滅弧裝置的原理構造如圖5-10 a所示。
滅弧室1內部有許多由厚度為2~3mm鋼板沖成的橫向柵片2。柵片外表面鍍銅以增大傳熱能力和防止鋼片生銹。每一柵片沖有三角形的缺口。柵片缺口錯開的作用為減少電弧初始碰到的柵片數,從而減少進入的阻力。
在電弧進入柵片之后,電弧電壓變?yōu)?/p>
金屬柵片滅弧裝置既能用于熄滅直流電弧,也能用于熄滅交流電弧。
當熄滅直流電弧時:
圖5-11表示厚為2mm、片距5mm的平板形柵片的滅弧裝置開斷350A電流時,介質初始恢復強度Ujf0和Kjf與n變化的關系是不成比例。其原因,是電弧進入柵片分成很多短弧后,它們在滅弧室中的運動速度不同、運動方向也不同。
金屬柵片滅弧裝置廣泛用于低壓開關電器中。其主要缺點是滅弧室除電弧能量損耗之外,還有柵片中電阻、磁滯和渦流引起的損耗。加之柵片間隙較小,阻礙了熱量的散發(fā)。這些都使滅弧室的溫度容易升向,從而引起滅弧條件惡化。
因此,這種滅弧裝置不適用于過分頻繁操作的場所。
六、固體產氣滅弧裝置
某些固體絕緣材料如鋼紙(亦稱反白)、有機玻璃等,在電弧的高溫作用下能迅速氣化,產生大量主要成分為氫及其化合物的氣體。
利用這些材料的產氣性質進行滅弧的滅弧裝置稱為固體產氣滅弧裝置。
圖5-13是利用串聯短弧和高氣壓兩種方式滅弧。其中,鋼紙管在電弧的高溫作用下分解,產生氣體,使壓力提高。
如圖5-14所示,滅弧期間管內的壓力可達4.8MPa
圖5-15是利用產氣原理提高氣壓,再利用氣壓進行滅弧的高壓跌落式熔斷器熔管的原理結構圖。
當短路電流通過時,熔絲3被熔斷產生電弧,于是彈簧6長度縮短,電弧被迅速拉長。同時,電弧的高溫使鋼紙分解產生大量的氣體,管內壓力迅速升高,這一壓力推動軟線5加速向右運動,從而也加速電弧的拉長和壓力的升高。
當軟線5被推出鋼紙管8以后,管內的高壓氣體向外沖出,進行縱向吹弧,使電弧熄滅。
七、石英砂滅弧裝置:
利用石英砂限制弧柱的擴展并冷卻電弧使之熄滅的裝置,叫做石英砂滅弧裝置。
當熔片的狹頸熔斷、氣化形成幾個串聯的短弧后,這些短弧繼續(xù)將熔片的狹頸部分氣化。由于熔片氣化后讓出的空間很小,每一短弧都相當于在石英砂包圍的狹縫中燃燒,它因為和石英砂緊密接觸而受到強烈冷卻。
同時由于熔片4金屬從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)后,體積受局部石英砂的限制不能自由膨脹,于是在燃弧區(qū)形成很高的壓力,此壓力推動弧隙中電離氣體迅速向石英砂縫隙中擴散,并在縫隙中受到冷卻和消游離,這就大大加強了對弧隙的冷卻作用。
石英砂熔斷器釆用了多斷口串聯、提高弧隙中氣壓以加強電離氣體的擴散作用,以及利用狹縫冷卻電弧共三種滅弧原理,所以它的滅弧能力強,限流作用非常顯著
熔管1用瓷制成,2和3分別為端蓋和接線板。
當熔片的狹頸熔斷、氣化形成幾個串聯的短弧后,這些短弧繼續(xù)將熔片的狹頸部分氣化。由于熔片氣化后讓出的空間很小,每一短弧都相當于在石英砂包圍的狹縫中燃燒,它因為和石英砂緊密接觸而受到強烈冷卻。
同時由于熔片4金屬從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)后,體積受局部石英砂的限制不能自由膨脹,于是在燃弧區(qū)形成很高的壓力,此壓力推動弧隙中電離氣體迅速向石英砂縫隙中擴散,并在縫隙中受到冷卻和消游離,這就大大加強了對弧隙的冷卻作用。
石英砂熔斷器釆用了多斷口串聯、提高弧隙中氣壓以加強電離氣體的擴散作用,以及利用狹縫冷卻電弧共三種滅弧原理,所以它的滅弧能力強,限流作用非常顯著。
八、變壓器油滅弧裝置
1、分類:
自能式:利用電弧自身的能量將油蒸發(fā)分解而成油氣,提高滅弧室中的壓力以驅動油或油氣進行吹弧。
外能式:利用外界能量(通常是儲存在彈簧中的能量)推動活塞,提高滅弧室中的壓力以驅動油或油氣進行滅弧。
混合式:兼用上述兩種能量,提高滅弧室中的壓力以驅動油或油氣進行吹弧。
2、即使在油中簡單地位長電弧,其滅弧能力也比在大氣中拉長電弧高得多。
這是因為:
(1)油氣的主要成分是氫,它在所有氣體中具有最高的導熱系數和最小的粘度,這就使弧柱的熱量容易散發(fā)。
(2)在電弧的高溫作用T,油的氣化和分解過程非常劇烈。油氣形成后由于受到周圍冷油的阻礙,體積不能迅速膨脹,因而氣泡中壓力很高,通常可達(0.5~1)MP。
(3)在熄滅交流電弧過程中,當電流增大時,電弧的功率增大,油氣的形成加劇,氣泡中油氣溫度增高和壓力上升。在壓力較高的情況下,氣泡壁處油的沸點升高,處于過熱狀態(tài)。
當電流減小特則是過零附近時,由于電弧功率減小,油氣產生的速度下降,但氣泡在壓力作用下仍繼續(xù)膨脹,結果引起氣泡中油氣的溫度和壓力迅速降低。此時氣泡壁處油的沸點下降,處于過熱狀態(tài)的油猛烈氣化。由于氣泡壁各處油的氣化速度不一致,在氣泡內就形成了壓力差。此壓力差促使油氣產生混亂的運動,使剛剛形成的溫度較低的油氣進入弧柱中,加強了弧柱的冷卻.
(4)在某些情況下,還可利用被開斷電流產生的電動力使電弧彎曲和靠近氣泡壁,加強對弧柱的冷卻作用。
按照油或油氣與電弧泎用的方式,自能吹弧滅弧裝置又可分為橫吹,縱吹.縱橫吹和環(huán)吹四種。
開斷電流越大,則單位時間內產生的氣體越多,滅弧室內壓力越高,吹弧力量越強,于是燃弧時間越短;
當開斷較小電流時,滅弧室內壓力越低,吹弧力量減弱,燃弧時間增長,實際上沒有吹弧作用,即相當于在油中簡單開斷。
由圖可見,燃弧時間有一最大值,相應于最大燃弧時間的電流稱為臨界電流Ilj。其數值視滅弧裝置的具體結構而異,一般為幾十安到上千安。
自能吹弧滅弧裝置的極限開斷電流Ilx主要決定于滅弧室的機械強度。
九、壓縮空氣滅弧方式。
在開斷電路對,將預先儲備好的壓縮空氣用管道引向燃弧區(qū),利用壓縮空氣猛烈吹弧和提高燃弧區(qū)的壓力,使電弧熄滅的裝置叫做壓縮空氣滅弧裝置。
按照氣流吹弧的方向分橫吹式和縱吹式兩類。橫吹式缺點較多,已淘汰,現主要介紹縱吹式。
十、SF6滅弧裝置。
SF6是無色、無臭、無毒、無公害和不燃燒的氣體。
其沸點在大氣壓時為-60℃,加溫到150 ℃都不易與其他物質起化學反應,到500℃時仍不能自行分解。它的密度是空氣的5倍。常溫時的傳熱能力(包括對流在內)為空氣的1.6倍。
它具有很高的絕線性能。在壓力為0.1MPa時約為氮氣的5~6倍,當壓力為0.16MP時已與變壓器油相等,而擊穿電壓為壓縮空氣的2~3倍。
所以,采用SF6作為絕緣介質可以大大減小絕緣間隙的尺寸和縮小電器的體積。
SF6另一突出的優(yōu)點是它只有很強的滅弧能力。主要原因有三條。
十一、真空滅弧裝置
由于空氣稀薄,空氣分子及其電子的平均自由行程加長,這就使弧中氣體粒子受到其他粒子碰障而電離的幾率大大減少。因此,真空具有很高的絕緣和滅弧性能。將觸頭在高度真空中開斷便構成有很高開斷能力的滅弧裝置。
按照觸頭結溝的不同,真空滅弧裝置分帶圓柱狀觸頭、帶螺旋槽的磁吹觸頭和帶縱磁場線圈的觸頭三種。
圖5-29是帶圓柱狀觸頭真空滅弧裝置的原理結構圖。
在一定條件下,真空的擊穿電壓比空氣高得多,但是,它受觸頭材料、電極形狀、特別是電極表面粗糙度和電極上有無臟圬影響很大。
真空滅弧裝置的觸頭形狀示例。
提高滅弧裝置開斷能力的輔助方法
一、并聯電阻幫助滅弧電路,圖5-33是圖5-32的簡化圖。并聯電阻有助于滅弧。
二、附加同步開斷裝置
由于交流電流每秒要通過零點2f(f是電源頻率)次。如果我們能使開關電器的觸頭在電流過零瞬時分開,并以極高的速度拉開到足以承受恢復電壓而不發(fā)生間隙擊穿的距離,則此時弧隙中將不產生電弧,也不存在所謂熱擊穿階段。
同時,由于弧隙是未電離的,只需較小的極間距離,就可承受較高的恢復電壓。這種開斷電路的方法叫做同步開斷,而相應的開關電器叫做同步開關開關。
由上述可見,這種理想的同步開關可以無需采用滅弧裝置。然而,事實上,實現這一方案非常困難。其原因主要是:
(1)技術上還不能保證開關電器的觸頭穩(wěn)定地每次恰在電流過零時分開;
(2)還沒有比較簡便的方法使開關電器的動觸頭獲得所需的高速度。
工程上獲得實際應用的是帶滅弧裝置的同步開關,即在現有的開關電器滅弧裝置上加裝同步裝置,使觸頭在電流過零前一極短時刻(例如lms左右)分開,同時提高觸頭運動速度,使觸頭從分開到電流過零這段時間內動、靜觸頭能分開到足夠距離。
三、附加晶鬧管裝置
晶閘管具有可控單向導電的性質。
如圖5-38 a,如果將它和開關電器S并聯,并且當交流電流I的流向如圖所示的方向時,將開關S的觸頭分開,同時使晶閘管V觸發(fā)導通,于是開斷電流將從V中流過。由于V的電壓降大大低于生弧電壓,弧隙中將無電弧。此后,當晶閘管v中交流電流過零時,它將自動閉鎖,于是電路被開斷。這種綜合有觸頭開關電器和晶閘管而成的開關,常稱為混合式開關。這樣做的好處:
(1)觸頭分開時刻的穩(wěn)定性要求降低;
(2)有較長的時間讓動觸頭在電洫過零時達到一定的開距,從而可以減小動觸頭的運動速度。這時,雖然在弧隙中流過一定的電流,但因數值較小,而且持續(xù)時間較短,弧隙中氣體電離悄況不太嚴重,所以在電流過零后弧隙的介質恢復強度數值較高,從而使現有的滅弧裝置能夠開斷更大的電流。
混合式開關
優(yōu)點:具有較高的電壽命;
缺點:結構較復雜,價格較昂貴。
第五篇:天然氣汽車的工作原理簡介
天然氣汽車的工作原理簡介
天然氣汽車(化油器車型)系統(tǒng)分天然氣氣路、汽油油路和控制電路三大部分。CNG加氣站將壓縮天然氣,通過加氣閥充入貯氣瓶壓力為20MPa。當使用鄭州天然氣改裝過的天然氣作燃料時,安裝在駕駛室內的油氣燃料轉換電開關,扳到 “氣”的位置,此時天然氣電磁閥打開,汽油電磁閥關閉,貯氣瓶內的20MPa高壓天然氣通過高壓管路進入減壓調節(jié)器減壓,再通過低壓管路、動力閥進入混合 器,并與經空氣濾清器進入的空氣混合,經化油器通道進入發(fā)動機氣缸燃燒。減壓調節(jié)器與混合器相匹配,根據發(fā)動機的各種不同工況產生不同的真空度,自動調節(jié) 減壓調節(jié)器的供氣量,并使天然氣與空氣均勻混合,滿足發(fā)動機不同工況的使用要求。動力閥是一個調節(jié)天然氣管道截面積的裝置,可調節(jié)混合氣的空燃比,使空燃 比達到最佳狀態(tài)。
油路中安裝一個汽油電磁閥,其余部件均保留不變。當使用汽油作燃料時,司機將油氣燃料轉換開關扳到“油”的位置,此時天然氣電磁閥關閉,汽油電 磁閥打開,汽油通過汽油電磁閥進入化油器、并吸入氣缸燃燒。燃料轉換開關有三個位置,當撥到中位時,油、氣電磁閥均關閉,該功能是專門用來由汽油轉換到天 然氣時,燒完化油器室里殘存汽油而設置的,以免發(fā)生油氣混燒現象。