[科普中国]-电磁功率

电磁功率是指电源克服反电势所消耗的功率，经由磁场转化为机械能，以电磁转矩的形式作用于转子。永磁同步发电机由于具有结构简单、体积小、重量轻、抗电磁能力强、电压调整率较小、工作可靠性高等一系列优点，已开始应用于航空航天、纺织机械、数控机床、压缩机、汽车等需要独立供电系统的军工及民用领域，为了最大限度地发挥这些设备的效能和降低成本，对发电机体积、重量要求十分苛刻，要求电机必须小而轻。

简介永磁同步发电机由于具有结构简单、体积小、重量轻、抗电磁能力强、电压调整率较小、工作可靠性高等一系列优点，已开始应用于航空航天、纺织机械、数控机床、压缩机、汽车等需要独立供电系统的军工及民用领域，为了最大限度地发挥这些设备的效能和降低成本，对发电机体积、重量要求十分苛刻，要求电机必须小而轻。因此，在选择发电机类型时，必须考虑这种发电机所特有的一系列设计准则，诸如极限功率、过载能力、机械强度、比重量、惯性、效率、可靠性、成本等，其中选择发电机类型最重要的准则之一是确定它的极限电磁功率，即在规定的技术条件下，可以从该类型发电机获得的最大功率。

同步发电机功率角与电磁功率的关系我国国民经济与综合实力的增强，使我国的电力工业迅猛发展，电力系统容量的不断增加，大机组的陆续投产和超高压输电网络的形成，我国电力工业己进入了发展大电网与大机组阶段。发电机作为电力系统中最主要的元件之一，它的安全稳定运行对整个电力系统的影响非常重要。发电机功率角不仅是反映发电机内部能量转化的一个重要参数。它的改变要引起有功率的变化，同时也要引起无功率的变化。功率角的引入，将给发电机在异常、故障及其失步情况下的事故分析，提供非常重要的参考依据。因为发电机一旦发生异常运行，发电机的功率角必定会发生变化，发电机输出的电磁功率也就相应的发生变化，直接影响供电的可靠性。因此，发电机功率角是电力系统中的一个十分重要的监测量1。

提高发电机输出电磁功率的方法（1）强行励磁；

（2）电气制动；

（3）变压器中性点经小电阻接地。

提高电磁功率的关键技术在一个世纪多的时间内，螺杆式空压机研发虽然得到了长足发展，但其机械性能的好坏受很多因素的影响，纵观其发展历程，螺杆式空压机的性能有望在如下技术进步的基础上得以提高。

1.在理论研究方面

空压机各管道以及腔体中气体的流动状况非常复杂，很难用统一的模型来研究，因此，将计算机辅助设计与分析、有限元方法等新兴技术引入空压机的研发中，有望突破传统的理论研究，取得进一步成果，不断推动空压机科研向自动化、高效率的方向发展。

2.水(油)气分离技术的进步，是提高空压机的工作性能的重要技术指标

虽有一些新兴材料应用到分离器元件的制造中，取得了较好的分离效果，但是随着材料科学和机械加工技术的发展，可能会有更大的突破。

3.空压机中与水接触的零部件的防腐蚀问题是影响空压机性能和寿命的关键技术之一

采用防腐材料作为零部件的加工材料或在零部件基体金属上覆盖耐蚀涂层来解决腐蚀问题，有一定效果，今后应该进一步加大对高耐蚀性和耐磨性工程材料的研究，以延长空压机的使用寿命和整体性能。

研究开发高精度的空压机专用加工机床、专用刀具，以及先进的测试试验方法，以提高空压机的制造和研发水平。

超宽带环境电磁功率谱探测仪的设计为了尽可能地探测到无线通信中常用的频段，包括DTV、GSM900、GSM1800、3G、4G 和Wi-Fi等频段，设计了一款可覆盖2002800MHz的超宽带电磁功率谱探测仪。

1.硬件设计

超宽带电磁功率谱探测仪由天线、宽带功率检测模块、电脑及检测应用软件组成。它包括: 电源模块、功率采集处理模块、主控制器模块和数据处理及隔离模块。电源模块将输入的220V交流电转换成5V的供电电压。功率采集处理模块将天线探测到的信号进行采样处理，并将频率和功率的数据以脉冲的方式输出。主控制模块将脉冲信号转化成数据信号，以及统计出电路中负载的用电量，再通过串口的方式将数据信号发送出去，数据在电脑界面显示。

因单一天线无法满足探测频率范围的要求，测试时采用对数周期天线( 探测频率范围是200-1000MHz) 和脊喇叭天线( 探测频率范围是1-18GHz) 。

2.软件设计

主控制器模块的软件设计主要由数据采集、数据处理和串口通信组成。首先根据系统要实现的目标来设计软件界面和电脑显示的模块，然后编写功能子程序和主程序，接着利用虚拟串口在电脑上实现数据通信以及数据的显示。

超宽带电磁功率谱探测仪是成套的系统，方便携带，具有工作频段宽、测试灵敏度高、制作成本低、结构简单和稳定性高等特点，而国内相关的检测一般没有成套的测试设备，搭建系统较为复杂繁琐2。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学