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最近小编在参加液压贼船直播的时候,听到有小伙伴提到一个新的名词,叫做“液压马达发动机”,一下子有点懵。
(液界联盟年会,液压马达相关合作伙伴——宁波新宏液压)
嗯~~,“液压马达发动机”,没听过,这是干什么用的?听起来感觉像是一个用液压马达来驱动发电机进行发电的家伙。查了一下,哎~,答对了,它还真就是用液压马达来驱动发电机的。
仔细一想,我的问题又来了,为什么要用液压来发电呢?用正常的发电机不就行了吗?而且,液压能自己本身就是用机械能转换过来的, 你现在又要把刚从机械能转好的新鲜的液压能,再转换为机械能,然后再次从机械能转化为电能。要知道能量转一次就会由于效率损失一部分,越转能量损耗越多。你转一次,少一点;再转一次,再少一点,这不是'干的越多,损失越多'吗?
带着这个问题,小编继续研究起来:和利用液压能相比,电动工具在实际使用中更加便捷。所以我们有很多的设备都是电力驱动的,如果某些情况下,你的机械需要使用电力驱动,但是在有些施工或者维护现场又没有合适的电力供应,那你怎么办?正常的思路是我拉一台发电机过。不过汽油或者柴油发电机一般都比较重,现场也不一定有空间安置,而且你还需要准备一根又长又笨重的电缆,搞过来比较麻烦。怎么办,一起来看看这个液压马达发动机是怎么回事吧!
液压马达发动机的原理
液压马达发电机系统主要由液压泵、液压马达和发电机三大部分构成。原动机(如发动机或电动机)驱动液压泵运转。液压泵将机械能转化为液压能,这些高压油液进入液压马达,带动液压马达旋转,从而将液压能再次转化为机械能。液压马达的输出轴与发电机的转子相连,带动发电机转子一同旋转。根据电磁感应定律,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电动势。发电机内部的定子绕组切割转子产生的磁场磁感线,从而在定子绕组中产生交流电,实现机械能到电能的转换。
上面的话说的有点复杂,其实简单点说,就是:液压马达作为动力源,再去驱动发电机发电。
液压马达发动机的特点
液压马达发动机是有一些优点的,比如1)能够以较小的体积和重量输出较大的功率,功率密度更高。在航空航天领域,这一优势尤为突出,可以在有限的空间内提供足够的电力。2)通过调节液压系统中油液的流量和压力,可以方便且精确地控制液压马达的转速,进而实现对发电机输出电压和频率的调节。这种良好的调速性能使得液压马达发电机能够适应不同工况下的电力需求,在负载变化较大的情况下,也能稳定输出高质量的电能。3)液压系统具有一定的缓冲和过载保护能力。当液压马达发电机遇到短期过载情况时,液压系统能够通过自身的压力调节,避免设备因过载而损坏。例如在工业应用中,当机械设备瞬间需要较大电力时,液压马达发电机可以短暂承受较高的负载,保障设备正常运行。
但是液压马达发动机的劣势也非常的直观,由于存在多次能量转换,从机械能到液压能再到机械能最后到电能,每一次转换都会伴随一定的能量损失。这些能量损失导致整体系统效率相对较低。另外由于液压系统对油液的清洁度要求和密封性都比较高,使得维护成本相对较高。而且液压系统中的油液还存在泄漏风险,会对环境造成污染。尤其是海洋环境和自然保护区附近,油液泄漏可能会对生态环境造成严重破坏。所以这玩意目前主要是做辅助动力,并没有大批量应用。
液压发动机的应用
说了半天,还是有点不清楚。到底为啥用液压马达发动机呢?咱们借用外交部耿爽老师的话,说的更直白一些。就是我已经有一个现成的液压动力源了,如果需要临时或局部获取电能时,我能不能省掉搬来一台发电机的过程,利用我的液压动力源呢,这样就可避免额外配置复杂的发电设备了。
比如上面的图里,液压泵提供的能量有多个用途,除了驱动常规的执行机构动作外,还可以驱动一个发电机,这对开式系统多回路来说是非常容易实现的。目前这种液压马达发电机的应用有如下几个方面:
海洋领域:在海洋平台上,液压马达发电机用于为平台上的各种设备提供电力。例如,一些深海探测设备、海洋气象监测仪器等,需要稳定可靠的电力供应。由于海洋环境特殊,液压马达发电机能够适应潮湿、盐雾等恶劣条件,并且可以通过液压系统方便地实现远程控制和功率调节。
航空航天:在飞机的辅助动力系统(APU)中,液压马达发电机有一定应用。当飞机主发动机不工作或需要额外电力时,APU 启动,通过液压系统驱动液压马达发电机,为飞机的照明、航空电子设备等提供电力支持。此外,在一些航天器的姿态调整和能源供应系统中,也能看到其身影,利用液压系统的高效能量传递特性,为航天器的各类设备供电。
工业领域:在一些重型机械设备中,如大型注塑机、矿山开采设备等,液压马达发电机用于提供电力。以注塑机为例,在注塑过程中,不同阶段对压力和速度要求不同,液压马达发电机可以根据实际需求灵活调整输出功率,不仅满足设备运行需求,还能在一定程度上实现节能。
其实这种设计也不是什么新鲜的技术,很早之前市场上就有这种产品了,丹纳森公司有系列的液压发动机产品提供,如下图所示。他们也给出了很多使用这种产品的场合和优势。
看来存在就是合理的,液压马达发动机这个东西虽然能量转化了一轮又一轮,损耗很多,但它被做出来肯定是因为市场上有需求的。
最后做个简单总结,在工程机械、船舶、航空航天等领域,当已有液压动力源,且需要临时或局部获取电能时,使用液压马达发电机可避免额外配置复杂的发电设备,更容易地得到电力能源,液压马达发电机在这些特定场景具有灵活、高效的特点和优势。
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