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正文內(nèi)容

外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-08-14 05:23 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣的 發(fā)電 機(jī)擁有很大的功率密度,擁有更好地效率和更加良好的性能。一般有下面幾點(diǎn)好處: ( 1) 由于采用高性能 永磁性 材料,直流 發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子體積得以減小,可以具有較低的慣性,更快的響應(yīng)速度,更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。 ( 2) 因?yàn)闆](méi)的轉(zhuǎn)子上頭的損失,這樣就不需要所謂定 子勵(lì)磁 電流分量,這樣來(lái)說(shuō)的話(huà)它就工作速度就很快了。功率一樣的機(jī)器跟它來(lái)比較的話(huà),機(jī)器的驅(qū)動(dòng)這點(diǎn)動(dòng)力就不能滿(mǎn)足了,它就需要更大的整流器還有逆變器了。 ( 3) 因?yàn)闆](méi)有來(lái)發(fā)熱的轉(zhuǎn)子,所以我們研究的此款機(jī)器也就不需要來(lái)考慮給轉(zhuǎn)子降溫這個(gè)問(wèn)題了。 ( 4) 永磁沒(méi)有刷的直的電流的機(jī)將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)非線(xiàn)性本質(zhì)和復(fù)雜的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為 3 離散六狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制,無(wú)需坐標(biāo)變換。 本課題研究的內(nèi)容及目的 本課題研究的內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)。其技術(shù)要求為: a、額定功率: 500W; b、額定電壓: 24V; c、工作溫度: 2040℃。 確定外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)裝置;繪制外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的圖紙;編寫(xiě)不少于 5000字的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 本課題研究的目的 ( 1)培養(yǎng)綜合分析和解決本專(zhuān)業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力,拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)。 ( 2)讓我們現(xiàn)在在校的學(xué)生有一個(gè)方向正確的思考,不停留在原來(lái)的層面上去考慮問(wèn)題,同時(shí)也要熟悉和理解怎么去思考。 ( 3)訓(xùn)練我們的在校生能夠用正確的方法去查閱相關(guān)資料,工具書(shū)等等,進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)所需要的一些數(shù)據(jù)的計(jì)算,數(shù)據(jù)處理,編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力。 ( 4)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究,面向?qū)嶋H,面向生產(chǎn),向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度,工作作風(fēng)和工作方法。 4 第 2 章 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 外轉(zhuǎn)子直流 發(fā) 電機(jī)的組成 通過(guò)上面的分析我們可以知道,外轉(zhuǎn)子直流 發(fā)電 機(jī)主要由三個(gè)部分組成: 1.電動(dòng)機(jī)本體 包括有繞組的定子和永磁轉(zhuǎn)子; ; 。 機(jī)本體 發(fā)電機(jī) 本體的主要部分是轉(zhuǎn)子和定子。它們首先必須滿(mǎn)足電磁這個(gè)層面的需要,要確保工作的過(guò)程中所需要的磁通達(dá)到需要,這樣才能夠有一定量的電流流過(guò),然后才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩.然后,對(duì)于機(jī)械方面的安排,就是說(shuō)一定要穩(wěn),還要結(jié)實(shí),一定要承受的住一定的重量,還有外部環(huán)境對(duì)機(jī)器的侵蝕。另外,還需考慮節(jié)約材料,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.緊湊,運(yùn)行可靠和溫升不超過(guò)規(guī)定的范圍。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 2- 1 圖 2- 1 外轉(zhuǎn)子直流 發(fā) 電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 位置傳感器是無(wú)刷電機(jī)中實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸換向的一個(gè)極其重要的部件。它起著測(cè)定轉(zhuǎn)子磁極位置,為邏輯開(kāi)關(guān)電路提供正 確換相信息的作用。也就是位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼磁撅的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然后去控制定子繞組電流換相。位置傳感器可分為接觸式位置傳感器和無(wú)接觸式位置傳感器兩大類(lèi)。接觸式位置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,用于比較簡(jiǎn)易的場(chǎng)合,當(dāng)它在強(qiáng)烈振動(dòng),高真空及腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí),運(yùn)行不可靠,甚至有危險(xiǎn),不便維修。而無(wú)接觸式位置傳感器則能 5 彌補(bǔ)上述不足。 電子轉(zhuǎn)變方向的路線(xiàn)和位置傳感器相配合,起到與機(jī)械換向相類(lèi)似的作用 其任務(wù)是將位置傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行解調(diào).預(yù)放大,功率放大,此后發(fā)動(dòng)最后一級(jí)功率器件,按照指定的程序來(lái)發(fā)電,保證驅(qū)動(dòng)器可以動(dòng)起來(lái)。一般說(shuō)來(lái),對(duì)改變電的線(xiàn)路的基本要求是:線(xiàn)路簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、體積小、重量輕、功耗??;能按照它的信號(hào)進(jìn)行正確換向.并能控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn);能滿(mǎn)足不同環(huán)境條件的要求。 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)。 根據(jù)任務(wù)書(shū)上面的要求我們可以知道: 發(fā)電 機(jī)的額定功率: 500W;發(fā)電 機(jī)的額定電壓: 24V; 發(fā)電機(jī) 的工作溫度: 2040℃。另外,通過(guò)調(diào)查及參 考同類(lèi)產(chǎn)品我們還可以確定 發(fā)電機(jī) 的額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。 6 第 3 章 主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力 因傳遞的功率不大,對(duì)材料沒(méi)有特殊的要求。軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。采用碳鋼制造軸尤為廣泛。采用 45 鋼,并且對(duì)其正火處理,根據(jù)機(jī)械手冊(cè)查得強(qiáng)度極限 MPab 600?? ,許用的彎曲應(yīng)力 MPa551 ?? 。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 各軸段的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷的大小有關(guān)。在初步確定其直徑的同時(shí),還通常不知道支反力的作用點(diǎn),不能確定其彎矩的大小及分布情況。因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來(lái)確定主軸的直徑。但是,在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前,通常能求出主軸的扭矩。所以,先按軸的扭矩初步估計(jì)所要的軸的直徑。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),取 A=106,由式 3min npAd ? mmnpAd 6 33 ??? 式中 p— 軸傳遞的功率 ; n— 軸的轉(zhuǎn)速 3000r/min 因軸上需開(kāi)鍵槽,故軸 徑應(yīng)該相應(yīng)的增大 5%。 mmd ??? 按照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 134,取標(biāo)準(zhǔn)值得 d=12mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)上面圖 2- 1 外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的結(jié)構(gòu),我們可以初步確定傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)外形為圖 3- 1,下面就各軸段的直徑和長(zhǎng)度進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 圖 3- 1 軸的結(jié)構(gòu) 7 第 1 軸段:需要安裝聯(lián)軸器或者連接裝置,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算后確定,該軸段的直徑為 12mm。寬度為 20mm。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該保證軸段寬度比帶輪的寬度要稍微短一些。所以該軸段的直徑取值 12mm,長(zhǎng)度取值 18mm。 第 2 軸段:為第 1軸段與第 3軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第 1軸段安裝的連接件起到軸向固定的作用,現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值 14mm,長(zhǎng)度取值5mm。 第 3 軸段:安裝支承軸的軸承,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算,我們決定選用 61902 深溝球軸承(軸承的內(nèi)徑為 15mm,軸承的外徑為 28mm,軸承的寬度為 7mm),為保證軸承的軸向定位。所以該軸段的直徑取值 15mm,另外該軸段還需要安裝左端蓋,設(shè)計(jì)端蓋的長(zhǎng)度為 12mm,所以該軸段的長(zhǎng)度為 18mm。 第 4 軸段:為第 3軸段與第 5軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第 3軸段安裝的軸承起到軸向 固定的作用,現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值 18mm,長(zhǎng)度取值10mm。 第 5 軸段:也就是軸的中間部分安裝定子鐵芯,查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)后,設(shè)計(jì)該軸段的直徑為 23mm,長(zhǎng)度為 40mm。 第 6 軸段:和第 4軸段的作用是一樣的,為第 7 軸段與第 5 軸段的連接部
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