農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的設(shè)計

1、年第期中閑農(nóng)機化總第期農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的設(shè)計王愛傳史立偉，馬清芝（日照五征電動車有限公司，山東日照，；山東理大學(xué)，山東淄博，；山東唐駿歐鈴汽車制造有限公司，山東淄博，）摘要：分析農(nóng)用車用電設(shè)施的使用頻度系數(shù)并利用該系數(shù)計算了某裝備起動機的農(nóng)用車發(fā)電機的設(shè)計輸出功率，總結(jié)了發(fā)電機永磁材料選用原則并選用高性能鐵氧體永磁材料設(shè)計了帶皮帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機。實驗數(shù)據(jù)表明，發(fā)電機工作在額定轉(zhuǎn)速時能輸出額定功率。關(guān)鍵詞：張緊輪；鐵氧體；發(fā)電機；農(nóng)用車中圖分類號：；￥文獻(xiàn)標(biāo)識碼：王愛傳，史立偉，馬清芝農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的設(shè)計【中國農(nóng)機化，（）：，【】面，（）：引言農(nóng)用

2、車因其價格便宜、易于操作、費用低廉、經(jīng)濟實為留出的設(shè)計余量，崗此設(shè)計輸出功率為的發(fā)電機。表車輛用電設(shè)旋的使用頻度系數(shù)表用等特點，深受廣大農(nóng)民歡迎。目前國內(nèi)農(nóng)用車所用的皮帶張緊輪與發(fā)電用的飛輪式發(fā)電機是各自獨立地安裝在三輪農(nóng)用車機架和發(fā)動機飛輪上既占據(jù)了大量空間又增加了重量和成本。由于發(fā)動機飛輪轉(zhuǎn)速低，飛輪式發(fā)電機的輸出功率也在以下，不能給蓄電池供電，這使得農(nóng)用三輪車起動困難，年老體弱更是望而生畏。因此，十分有必要設(shè)計既可以給蓄電池充電以裝備起動機，又可以張緊傳動皮帶輪的永磁發(fā)電機。額定參數(shù)的確定額定功率的確定農(nóng)用車發(fā)電機為農(nóng)用車車燈、喇叭、轉(zhuǎn)向燈等用電設(shè)備提供交流電，為了計算其額定功率，首先要

3、分析各電器的使用頻度系數(shù)。隨著季節(jié)和環(huán)境的不同，各種電器的使用機會也不同，即使用頻度系數(shù)不同。在此用肌扎機分別表示電器不考慮季節(jié)因素、夏季及冬季種情況下的使用頻度系數(shù)。電器的使用頻度系數(shù)、地、如可以通過長期的道路行駛統(tǒng)計獲得，在這里估算農(nóng)用車用電設(shè)施的使用頻度系數(shù)見表。根據(jù)表的用電設(shè)施需用電流計算用電總功率收稿日期：年月日修回日期：年月日額定轉(zhuǎn)速的確定發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速的確定，必須從發(fā)電機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的利用程度和效率，以及最經(jīng)常工作的轉(zhuǎn)速來綜合考慮。我國農(nóng)用車所使用的柴油機怠速一般在，最高轉(zhuǎn)速左右，額定轉(zhuǎn)速基金項目：山東省自然科學(xué)基舍項目（；）王愛傳。男，年生，山東日照人，日照五征電動車有限公

4、司高級工程師；研究方向為車用電機技術(shù)。史立偉，男，年生，山東莒南人，碩士，山東理工大學(xué)講師；研究方向為車用電機技術(shù)。馬清芝，男，年生，山東淄博人，山東唐駿歐鈴汽車制造有限公司工程師；研究方向為汽車電子技術(shù)。萬方數(shù)據(jù)第期王愛傳等：農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的設(shè)計左右。本課題設(shè)計的柴油機皮帶輪直徑與發(fā)電機張緊輪直徑比為：，岡此發(fā)電機的轉(zhuǎn)速范同為，額定轉(zhuǎn)速為。永磁材料的選擇選用永磁材料應(yīng)遵循以卜原則：）選用的永磁材料能夠產(chǎn)生足夠大的氣隙磁場達(dá)到發(fā)電機的性能指標(biāo)。）在規(guī)定的環(huán)境條件、工作溫度和使用條件下保證磁性能穩(wěn)定主要指發(fā)電機運行過程中產(chǎn)生最大去磁磁勢的影響和磁鋼溫度的穩(wěn)定性。）有良好的機械

5、性能，以方便加工和裝配。經(jīng)濟性要好，價格便宜。常用的永磁材料有種：鋁鎳鈷永磁材料、鐵氧體永磁材料、稀土永磁材料。永磁材料的主要性能由以下四個參數(shù)來表達(dá)：剩余磁感應(yīng)強度曰，；磁感應(yīng)強度矯頑力發(fā)電機中應(yīng)用的永磁體最大磁能積越大越好。因為在獲得相同磁場能量的條件下最大磁能積越大所用永磁材料就越省。常用永磁材料的退磁曲線如同所示。由圖可知，釹鐵硼永磁材料的磁性能最好，鐵氧體永磁材料的磁性能次之。由于釹是稀土元素，價格稍高，釹鐵硼永磁材料和鐵氧體永磁材料的性價比相差不是很大。彳少）扣】一一。面一一廠一】圖常用永磁材料的退磁曲線永磁材料在高溫下容易發(fā)生退磁現(xiàn)象，該溫度稱為居里溫度。鐵氧體永磁材料的居里溫度

6、高達(dá)?！浚瑥姸?，磁感應(yīng)強度矯頑力。，轉(zhuǎn)子永磁材料尺寸的確定利用短路三角形法可計算出永磁材料的體積【：曼旦繅乓×甜萬方數(shù)據(jù)式中：永磁材料的體積：、發(fā)電機功率因數(shù)印時的視在功率；鞏廣漏磁系數(shù)；廠一磁勢系數(shù)；?？v軸電樞反應(yīng)折算系數(shù)：后廠波形系數(shù)；后短路電流倍數(shù)：卜頻率：廣空載時磁感應(yīng)強度；日廠短路磁場強度。本設(shè)計為片長×寬×厚××的圓弧型根據(jù)電磁學(xué)原理公式，計算出發(fā)電機電楸繞組匝數(shù)日：。電楸繞組的繞組系數(shù)；昂一發(fā)電機空載時的電動勢：通過定子繞組的有效磁通量。本設(shè)計電樞繞組的總匝數(shù)為匝其嵌線圖如圖圖定子繞組嵌線圖設(shè)計的農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子發(fā)電機包括

7、電定子支架和農(nóng)用車之間用螺栓固定用于調(diào)整皮磁鋼。定子繞組匝數(shù)的計算見；磁能積田邡和最大磁能積舊一；居里溫度。式中：一發(fā)電機電樞繞組匝數(shù)：所示。發(fā)電機的結(jié)構(gòu)子穩(wěn)壓器，張緊支架，軸，軸套，由定子鐵芯、線圈、絕緣墊片構(gòu)成的定子總成，由轉(zhuǎn)子外殼鐵芯、磁鋼、磁鋼固定塊等構(gòu)成的轉(zhuǎn)子總成等部件。結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示電機照片如圖所示。帶張緊力。定子鐵心通過軸用螺栓固定在支架上，其槽內(nèi)為絕緣墊片和定子繞組。轉(zhuǎn)子與軸之間裝有兩個軸承，靠兩個軸承把轉(zhuǎn)子外殼固定在定子外側(cè)。把離心式轉(zhuǎn)子外殼和張緊輪設(shè)計為一整體。磁鋼及磁鋼固定塊通過螺釘固定在轉(zhuǎn)子外殼上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，磁鋼因離心力的作用緊貼轉(zhuǎn)子內(nèi)壁不會發(fā)生開裂，提高了發(fā)電

8、機可靠性。定子的電樞繞組在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通釹鐵硼永磁材料的。，所以。本設(shè)計采用鐵氧體永磁材料鐵氧體，其剩磁感應(yīng)最大磁能積（眥。主要參數(shù)設(shè)計中同農(nóng)機化年子轉(zhuǎn)動時，磁場旋轉(zhuǎn)電樞繞組產(chǎn)生電動勢。張緊輪式發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，占據(jù)空間小，使用安裝方便。表發(fā)電機輸出電壓實驗結(jié)果（帶電子穩(wěn)壓器）從表中看出，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載功率由變化到時，輸出電壓都達(dá)到了的充電電壓。該性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，并優(yōu)于中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機零件爆炸圖軸套轉(zhuǎn)子外殼軸承磁鋼固定螺絲定子磁鋼同定塊磁鋼防塵蓋支架結(jié)論）通過分析農(nóng)用車用電設(shè)施的使用頻度系數(shù)，計算出裝備起動機的農(nóng)

9、用車發(fā)電機設(shè)計輸出功率應(yīng)在以上。）把皮帶張緊輪與發(fā)電機的外轉(zhuǎn)子設(shè)計為一體體積小、重量輕、成本低。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，磁鋼因離心力的作用緊貼轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，不會發(fā)生開裂，提高了發(fā)電機可靠性。）發(fā)電機工作在額定轉(zhuǎn)速并輸額定功率時其輸出電壓在以上，穩(wěn)壓性能較好，能有效地給蓄電池充電。參考文獻(xiàn)【】劉瑞軍拖拉機用飛輪轉(zhuǎn)子式永磁發(fā)電機的研制農(nóng)機化圖帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機照片研究，（）：性能試驗永磁發(fā)電裝置采用極無極靴星形轉(zhuǎn)子式單相永磁同步發(fā)電機，發(fā)電機額定電壓。額定功率，額定轉(zhuǎn)速。【羅育長汽車交流發(fā)電機與電量平衡分析汽車電器，（）：【】唐任遠(yuǎn)現(xiàn)代永磁電機理論與設(shè)計，：機械工業(yè)出版社：【】，在負(fù)載功率分別為、的條件下

10、，對研制的帶張緊輪的永磁發(fā)電機進(jìn)行性能試驗試驗結(jié)果見表。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速不定，所以要求發(fā)電機在變轉(zhuǎn)速變負(fù)載的工況下能輸出電壓穩(wěn)定的直流電。電子穩(wěn)壓器就是通過對發(fā)電機整流、削波來保證輸出電壓穩(wěn)定的直流電的裝置?！浚海骸尽繌垖W(xué)義車輛用釹鐵硼永磁發(fā)電裝置的電子穩(wěn)壓研究【】農(nóng)業(yè)機械學(xué)報【】中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)拖拉機用永磁交流發(fā)電機【】，（百，；，）：；萬方數(shù)據(jù)農(nóng)用車用帶張緊輪的外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的設(shè)計作者：作者單位：王愛傳， 史立偉， 馬清芝， WANG Ai-chuan， SHI Li-wei， MA Qing-zhi王愛傳,WANG Ai-chuan(日照五征電動車有限公司,山東,日照,276

11、800)， 史立偉,SHI Li-wei(山東理工大學(xué),山東,淄博,200591)， 馬清芝,MA Qing-zhi(山東唐駿歐鈴汽車制造有限公司,山東,淄博,255100)中國農(nóng)機化CHINESE AGRICULTURAL MECHANIZATION2011(1)刊名：英文刊名：年，卷(期)：參考文獻(xiàn)(6條)1.劉瑞軍 拖拉機用飛輪轉(zhuǎn)子式永磁發(fā)電機的研制期刊論文-農(nóng)機化研究 2008(9)2.羅育長 汽車交流發(fā)電機與電量平衡分析 1998(03)3.唐任遠(yuǎn) 現(xiàn)代永磁電機理論與設(shè)計 19974.Jacek F.Gieras;Mitchell Wing Permanent Magnet Moto

12、r Technology 20025.張學(xué)義 車輛用釹鐵硼永磁發(fā)電裝置的電子穩(wěn)壓研究期刊論文-農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2005(1)6.JB/T9844-1999拖拉機用永磁交流發(fā)電機 1999本文讀者也讀過(10條)1. 馮智海.竇滿鋒.Feng Zhihai.Dou Manfeng 磁場軟件在稀土永磁電機設(shè)計中的應(yīng)用期刊論文-電機技術(shù)2006(2)2. 王強 風(fēng)力發(fā)電專用的低轉(zhuǎn)速稀土永磁發(fā)電機的性能實驗期刊論文-農(nóng)村牧區(qū)機械化2006(4)3. 李書偉.陳秀梧.湯沛.LI Shu-wei.CHEN Xiu-wu.TANG Pei 半掛車牽引座鞍體的疲勞壽命分析期刊論文-中國農(nóng)機化2011(1)4. 王世鋒 風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪與發(fā)電機匹配的研究期刊論文-農(nóng)村牧區(qū)機械化2007(1)5. 田力 淺談皮帶張緊輪提質(zhì)研發(fā)成效期刊論文-機電信息2011(15)6. 殷建國.甄久軍.YIN Jian-guo.ZHEN Jiu-jun 小口徑PVC管擴口模具設(shè)計期刊論文-中國農(nóng)機化2011(1)7. 杜欽君.張學(xué)義.Du Qinjun.Zhang Xueyi 永磁發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計及電磁計算期刊論文-拖拉機與農(nóng)用運輸車2005(2)8. 王鐵慶.楊福增.WANG Tie-qing.YANG Fu-zeng 機械設(shè)計教學(xué)中的"學(xué)有所用"與&qu