这几天看到论坛上有比较导轨、线圈等发射装置的效率高低问题,谈一下自己的理解。
首先,导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置从理论方面上看,都有对应的电动机拓扑模型,本质上就是不同类型的直线电动机。说到电动机(包括教科书及市面上常见的各类电机),即使采用普通材料制造、常温工作,只要转速足够高(自身机械特性的下限),体积足够大(常规材料下一般要10千瓦以上),效率都能达到90%以上,造得好的能达到95%以上(如果要搞一些特殊材料,特殊环境,那就是无限逼近100%呀)。那么导轨、线圈、感应、磁阻等各种电磁发射装置能不能到达这么高的效率呢,回答是肯定的,就一个字,能。
说到这里我要找找我的摩托车头盔,戴上这个还是比较安全的。
那为什么做电磁发射装置的各位网友怎么大部分都在10%以下效率这个俱乐部里折腾呢?很简单,先说一下电动机,大家都知道市面上的电动机都有一个生产厂家的铭牌,上面应该有额定转速这个标示,比如是每分钟100转、800转、2850转、6000转、12000转、100000转等等(不同类型、不同结构的电动机达到一个相同的效率所需的额定转速不同,比如说无刷电机由于有强永磁体的存在,在很低的转速下也能有很高的效率,所以在不含机械变速的情况下,是市场上电动自行车的较好选择)。这说明的是,在这个转速下,额定效率才能达标。那么在转速低于额定转速下,效率会怎样呢?答案是效率会变低,随着额定转速的下降,效率同步下降,当转速降为接近0时,效率也将下降到接近于0,直至到0。普通电动机如此,电磁发射装置(就是特殊的直线电动机)呢?
写到这里,先把头盔去掉,太闷了。
由上可知,导轨、线圈、感应、磁阻等各种电磁发射装置(包括同一种类型但由不同材料、不同结构的电磁发射装置)要想到达到一个固定的效率值,比如是50%,根据不同的类型都要有相对应的、不同的额定出口速度匹配,才能做到相同的效率。如果因为能量、级数、长度等物理原因(非类型、结构原因)达不到这个额定出口速度的,效率肯定上不去,这就是为什么大部分网友都在这个10%俱乐部(不过这个俱乐部还是很和谐的)呆着的重要原因。
好了,谈到这里也没啥可说了,由于导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置不同的原理、结构、物理特性等,在相同效率下,有着不同的出口速度要求。比如说在同样的发射效率下,导轨式的出口速度就需要远大于线圈式的,线圈式的需要远大于磁阻式的,即使都是磁阻式的,普通磁阻式的出口速度也需要大于带厄铁的、直接发射强永磁体的,才能满足同样的发射效率。爱好者可根据自己掌握的知识、时间、环境、金钱去选定一个合适的类型、合适的发射初速来练手了。
说说结论吧,导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置在制造中,做得好,都能达到很高的效率,理论上甚至是80%以上,只不过普通爱好者受限于种种条件制约,很难做好而已。
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