外转子式直流发电机设计毕业论文(编辑修改稿)

外转子式直流发电机设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

样的 发电 机拥有很大的功率密度，拥有更好地效率和更加良好的性能。 一般有下面几点好处： （ 1） 由于采用高性能 永磁性 材料，直流 发电 机转子体积得以减小，可以具有较低的惯性，更快的响应速度，更高的转矩惯量比。 （ 2） 因为没的转子上头的损失，这样就不需要所谓定 子励磁 电流分量，这样来说的话它就工作速度就很快了。 功率一样的机器跟它来比较的话，机器的驱动这点动力就不能满足了，它就需要更大的整流器还有逆变器了。 （ 3） 因为没有来发热的转子，所以我们研究的此款机器也就不需要来考虑给转子降温这个问题了。 （ 4） 永磁没有刷的直的电流的机将感应电动机非线性本质和复杂的控制系统简化为 3 离散六状态的转子位置控制，无需坐标变换。 本课题研究的内容及目的 本课题研究的内容 本次毕业设计的主要任务是完成外转子式直流发电机设计。 其技术要求为： a、额定功率： 500W； b、额定电压： 24V； c、工作温度： 2040℃。 确定外转子式直流发电机装置；绘制外转子式直流发电机的图纸；编写不少于 5000字的设计计算说明书。 本课题研究的目的 （ 1）培养综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。 （ 2）让我们现在在校的学生有一个方向正确的思考，不停留在原来的层面上去考虑问题，同时也要熟悉和理解怎么去思考。 （ 3）训练我们的在校生能够用正确的方法去查阅相关资料，工具书等等，进行相关设计所需要的一些数据的计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。 （ 4）培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 4 第 2 章 总体结构的设计 外转子直流 发 电机的组成 通过上面的分析我们可以知道，外转子直流 发电 机主要由三个部分组成： 1.电动机本体 包括有绕组的定子和永磁转子； ；。 机本体 发电机 本体的主要部分是转子和定子。 它们首先必须满足电磁这个层面的需要，要确保工作的过程中所需要的磁通达到需要，这样才能够有一定量的电流流过，然后才能产生电磁转矩．然后，对于机械方面的安排，就是说一定要稳，还要结实，一定要承受的住一定的重量，还有外部环境对机器的侵蚀。 另外，还需考虑节约材料，结构简单．紧凑，运行可靠和温升不超过规定的范围。 具体结构详见下图 2－ 1 图 2－ 1 外转子直流 发 电机结构图 位置传感器是无刷电机中实现无接触换向的一个极其重要的部件。 它起着测定转子磁极位置，为逻辑开关电路提供正 确换相信息的作用。 也就是位置传感器将转子磁钢磁撅的位置信号转换成电信号。 然后去控制定子绕组电流换相。 位置传感器可分为接触式位置传感器和无接触式位置传感器两大类。 接触式位置传感器结构简单，紧凑，用于比较简易的场合，当它在强烈振动，高真空及腐蚀性介质中工作时，运行不可靠，甚至有危险，不便维修。 而无接触式位置传感器则能 5 弥补上述不足。 电子转变方向的路线和位置传感器相配合，起到与机械换向相类似的作用 其任务是将位置传感器的输出信号进行解调．预放大，功率放大，此后发动最后一级功率器件，按照指定的程序来发电，保证驱动器可以动起来。 一般说来，对改变电的线路的基本要求是：线路简单、运行稳定可靠、体积小、重量轻、功耗小；能按照它的信号进行正确换向．并能控制电动机的正反转；能满足不同环境条件的要求。 设计参数的确定 本次毕业设计的主要任务是完成外转子式直流发电机设计。 根据任务书上面的要求我们可以知道： 发电 机的额定功率： 500W；发电 机的额定电压： 24V； 发电机 的工作温度： 2040℃。 另外，通过调查及参 考同类产品我们还可以确定 发电机 的额定转速为 3000r/min。 6 第 3 章 主要零件的设计和计算 传动轴的设计和计算 选择轴的材料，确定许用应力 因传递的功率不大，对材料没有特殊的要求。 轴的材料主要是碳素钢和合金钢。 采用碳钢制造轴尤为广泛。 采用 45 钢，并且对其正火处理，根据机械手册查得强度极限 MPab 600 ，许用的弯曲应力 MPa551 。 按扭转强度估算轴径 各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关。 在初步确定其直径的同时，还通常不知道支反力的作用点，不能确定其弯矩的大小及分布情况。 因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径。 但是，在对其进行结构设计之前，通常能求出主轴的扭矩。 所以，先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径。 根据机械设计基础，取 A=106，由式 3min npAd  mmnpAd 6 33  式中 p— 轴传递的功率 ； n— 轴的转速 3000r/min 因轴上需开键槽，故轴 径应该相应的增大 5%。 mmd  按照机械设计基础表 134，取标准值得 d=12mm。 轴的结构设计 根据上面图 2－ 1 外转子直流电机的结构，我们可以初步确定传动轴的结构外形为图 3－ 1，下面就各轴段的直径和长度进行详细的设计。 图 3－ 1 轴的结构 7 第 1 轴段：需要安装联轴器或者连接装置，经过相应的计算后确定，该轴段的直径为 12mm。 宽度为 20mm。 我们在设计的时候应该保证轴段宽度比带轮的宽度要稍微短一些。 所以该轴段的直径取值 12mm，长度取值 18mm。 第 2 轴段：为第 1轴段与第 3轴段的连接部分。 其主要的作用是对第 1轴段安装的连接件起到轴向固定的作用，现设计该轴段的直径取值 14mm，长度取值5mm。 第 3 轴段：安装支承轴的轴承，经过相应的计算，我们决定选用 61902 深沟球轴承（轴承的内径为 15mm，轴承的外径为 28mm，轴承的宽度为 7mm），为保证轴承的轴向定位。 所以该轴段的直径取值 15mm，另外该轴段还需要安装左端盖，设计端盖的长度为 12mm，所以该轴段的长度为 18mm。 第 4 轴段：为第 3轴段与第 5轴段的连接部分。 其主要的作用是对第 3轴段安装的轴承起到轴向 固定的作用，现设计该轴段的直径取值 18mm，长度取值10mm。 第 5 轴段：也就是轴的中间部分安装定子铁芯，查阅机械设计手册后，设计该轴段的直径为 23mm，长度为 40mm。 第 6 轴段：和第 4轴段的作用是一样的，为第 7 轴段与第 5 轴段的连接部。