鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)與原理

鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)與原理（2）鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：開式、密封式。又可分為：濕式、干式或膠體式正極板：以鉛銻合金為骨架，網(wǎng)柵上涂二氧化鉛負(fù)極板：海棉狀鉛板。在同一個電池內(nèi)同極性的極板片數(shù)超過兩片的，用金屬條連接起來稱為“極板組”或“極板群”。至于極板組內(nèi)的極板片數(shù)的多少，隨其容量（蓄電能力）的大小而異隔板：在各種類型的鉛酸蓄電池中，除少數(shù)特殊組合的極板問留有寬大的空隙外，在正、負(fù)極板間均需放置隔板，以防止正負(fù)極相互接觸而發(fā)生短路。隔板由木質(zhì)、橡膠、微孔橡膠、燒結(jié)式PVC、聚丙烯（PE）或者超細(xì)玻璃纖維等材料制成，可根據(jù)蓄電池的類型適當(dāng)選定外殼：電池槽用來盛裝電解液和支撐極群組，通常有玻璃容器、襯鉛木質(zhì)容器、硬橡膠容器和塑料容器4種電解液：鉛蓄電池的電解液是用蒸餾水稀釋高純度濃硫酸而成。它的密度高低視電池類型和所用極板而定，一般在15℃條件下，密度為1.2－1.3g／cm3，濃度:27～37%。蓄電池用的電解液（稀硫酸）必須保持純凈，不能含有重金屬等有害于鉛酸蓄電池的雜質(zhì)。鉛蓄電池鉛酸蓄電池的化學(xué)反應(yīng)充電時把鉛板分別和直流電源的正負(fù)極相連，發(fā)生電解反應(yīng)，反應(yīng)如下：陰極（A極，還原）陽極（B極，氧化）充電時的反應(yīng)式：這樣，隨著電流的通過，PbSO4在A極上變成蓬松的金屬鉛，在B極上變成黑褐色二氧化鉛，而在溶液中有硫酸的生成。因此，用比重計測量鉛酸蓄電池的硫酸液的比重，可以判斷充電的程度。如果把充電后的蓄電池兩極連起來，電子就沿著導(dǎo)線從A極流向B極，這時的蓄電池的放電原理與原電池相似，結(jié)構(gòu)式如下：負(fù)極（氧化），由于硫酸的存在，反應(yīng)后生成難溶的硫酸鉛。正極（還原），同樣生成硫酸鉛。放電總反應(yīng)式：蓄電池放電后，硫酸的濃度減小，因此，用比重計測量鉛酸蓄電池的硫酸液的比重，判斷放電的程度。鉛蓄電池的單體電壓為2V，使用或儲存一段時間后，當(dāng)電壓下降為1.8V，硫酸的比重下降到1.2時，就需要充電。鉛蓄電池放置日久，由于“自放電”（不使用的自身放電），電池電動勢會逐漸降低，因此，蓄電池要定期充電，加以維護。鉛蓄電池中所涉及的化學(xué)符號：H2O ： 水H2SO4 ： 硫酸H2O+H2SO4：“電解液”Pb ： 鉛（灰黑色金屬，良導(dǎo)體）PbO2 ： 氧化鉛（深黑色金屬氧化物，良導(dǎo)體）PbSO4 ：硫酸鉛（淺灰色，不良導(dǎo)體，比容(體積度)大）①已充電的蓄電池

正極：PbO2

負(fù)極：Pb

電解液：H2SO4+H2O(濃度高)②已放電的蓄電池

正極：PbSO4

負(fù)極：PbSO4

電解液：H2O+H2SO4(濃度低)在充電和放電過程中，電解液始終參與內(nèi)部化學(xué)反應(yīng).。③在高電壓（典型情況為每個電池2.4V以上）時的其它反應(yīng)：正極：2H2OO2

↑+4H++4eˉ負(fù)極：4H++4eˉ2H2

↑電池：2H2O2H2↑+O2↑在充電過程的最后，水（H2O）分解為氫氣和氧氣。這些氣體從蓄電池中逸出，使得電解液失水。氫-氧混合則成為一種爆炸物（爆炸氣體）！電池容量和放電率蓄電池的實際容量與放電制度（放電率，溫度，終止電壓）和電池結(jié)構(gòu)有關(guān)。放電率低，電壓下降緩慢，放出的實際容量高。溫度高，放電容量大。放電時所使用的電流值、溫度和終止及電壓不同，均是一個給定的電池放出不同的Ah數(shù)。概念：放電率。在活性物質(zhì)總量不變的條件下，電池容量隨放電電流增增大而降低，因此，在談電池容量時，必須指明放電率。放電率有小時率和電流率兩種表示方法。小時率：是一定電流放完額定容量所需的時間來表示。不同的蓄電池有其規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)放電率，如：汽車用蓄電池，一般用20h率容量，固定型或摩托車用10h率容量，牽引型（動力型）用5h率容量。對于6Q－120Ah，電池容量為20h率，120Ah。意味著：該電池以6A的電流放電能延續(xù)20h為合格。電流率（倍率）：是指電池放電時的放電電流數(shù)值為電池額定容量的倍數(shù)。如0.1C20,表示對于120安時（C20）的電池以1.0*120＝12安的電流放電，C的小角標(biāo)表示放電時率。2023/3/22附錄資料：不需要的可以自行刪除2023/3/22步進電動機的工作原理與特點原理：步進電機是利用電磁鐵原理,將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，電機轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機械移動一小段距離。特點：(1)來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。

(2)控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。

(3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動方向。

(4)角位移量或線位移量與電脈沖數(shù)成正比.2023/3/22步進電動機結(jié)構(gòu)注意：步進電機通的是直流電脈沖

步進電機主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成。定、轉(zhuǎn)子鐵心由軟磁材料或硅鋼片疊成凸極結(jié)構(gòu)，定、轉(zhuǎn)子磁極上均有小齒，定、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)相等。其中定子有六個磁極,定子定子磁極上套有星形連接的三相控制繞組，每兩個相對的磁極為一相，組成一相控制繞組,轉(zhuǎn)子上沒有繞組。轉(zhuǎn)子上相鄰兩齒間的夾角稱為齒距角2023/3/22工作方式步進電機的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍（1）三相繞組聯(lián)接方式：Y型（2）三相繞組中的通電順序為：A相

B相

C相通電順序也可以為：

A相C相B相

2023/3/22（3）工作過程引轉(zhuǎn)子，由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時產(chǎn)生切向力而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。A相通電，A方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸A相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和AA'對齊。CA'BB'C'A34122023/3/22CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對齊，相對A相通電位置轉(zhuǎn)30；1C'342CA'BB'AC相通電再轉(zhuǎn)302023/3/22這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點：（1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30。此角稱為步距角，用S表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。2023/3/22二、三相單雙六拍三相繞組的通電順序為：

AABBBCCCAA

共六拍。工作過程：A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和A相對齊。CA'BB'C'A34122023/3/22所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對AA'通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15°。（1）BB'磁場對2、4齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。A、B相同時通電（2）AA'磁場繼續(xù)對1、3齒有拉力。CA'BB'C'A34122023/3/22總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為15。CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相對齊，又轉(zhuǎn)了15。2023/3/22三、三相雙三拍三相繞組的通電順序為：

AB

BC

CA

AB

共三拍。AB通電CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412BC通電2023/3/22以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。工作方式為三相雙三拍時，每通入一個電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)30，即S=30。CA通電CA'BB'C'A34122023/3/22步進電機通過一個電脈沖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度,稱為步距角。N:一個周期的運行拍數(shù),即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)Zr：轉(zhuǎn)子齒數(shù)如：Zr=40,N=3時