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　　隨著農(nóng)村經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國農(nóng)用柴油三輪車四輪車的生產(chǎn)批量不斷增加，每年生產(chǎn)量在300萬輛以上，這對搞活農(nóng)村經(jīng)濟帶來了極為有利的條件目前農(nóng)用柴油三輪車所采用的發(fā)電機主要是永磁交流發(fā)電機，仍然存在著“低速燈不亮，高速燒燈泡”的現(xiàn)象因此在夜間行駛、路面差、會車和轉向時，柴油機轉速低，照明燈暗，容易發(fā)生交通事故，并且不能直接給三輪車駕駛棚的刮雨器暖風機等提供直流電源。農(nóng)用四輪車用發(fā)電機主要是硅整流發(fā)電機，該發(fā)電機帶有碳刷滑環(huán)裝置，滑環(huán)直徑大，容易磨損，壽命短，而外殼蓋為壓鑄鋁件，成本高因此研制一種電壓輸出穩(wěn)定，成本低，性能可靠，既能用于農(nóng)用三輪車，又能用于四輪車的離心式永磁直流發(fā)電機十分有必要。本研究采用高磁性的Y30BH鐵氧體永磁材料和具有節(jié)能穩(wěn)壓作用的串聯(lián)式電子穩(wěn)壓器研制而成的機電一體化產(chǎn)品解決了小型農(nóng)用車的低速照明和用電設施需用直流電的問題1主要參數(shù)的確定1.1輸出功率轉速和穩(wěn)壓范圍小型農(nóng)用車用于夜間照明、轉向指標電喇叭、刮雨器、暖風機等的用電總量為180W左右，因此發(fā)電機輸出功率選定為200W我國小型農(nóng)用車所采用的柴油機一般為5. 1000r/min，最高轉速為2200r/min，發(fā)電機皮帶輪直徑與柴油機皮帶輪直徑比為1：2，因此轉速范圍為2000-4400r/min根據(jù)《拖拉機、內燃機用永磁交流發(fā)電機產(chǎn)品質量分等》JB /T51084-1999國家機械行業(yè)標準要求，發(fā)電機轉速在2000~4400r/min范圍內，其輸出電壓在9.0~15.5V之間而目前所使用的永磁交流發(fā)電機，柴油機在怠速時，其輸出電壓在5. 6.0V之間，不能滿足小型農(nóng)用車的低速照明要求因此當發(fā)電機轉速在2 000~4400r/min時，其穩(wěn)壓范圍應選擇為11. 12主要參數(shù)的設計離心式永磁直流發(fā)電機結構示意圖如所示。

　　農(nóng)用車用離心式永磁直流發(fā)電機采用10極無極靴星形轉子單相永磁同步發(fā)電機，主要技術指標為：額定電壓14V，額定功率200W，額定轉速4000r/min為了解決小型農(nóng)用車的低速照明問題，要求發(fā)電機轉速在/min時，空載電壓要求達到12V磁性材料選用Y30BH鐵氧體永磁材料，其剩磁感應強度Br=0.41T，矯頑力H=220~ 1.2.1線匝數(shù)的計算根據(jù)電磁學原理，計算出發(fā)電機繞組匝數(shù)，發(fā)電機空載時電動勢為1963-），男，教授，從事汽車設計及汽車電子技術的研究開發(fā)工作。山東省淄博市山東理工大學車輛與工程學取1.11；f一一頻率，f=戶《/60；p一一極對數(shù)，本設計為10極永磁發(fā)電機，戶=5；n轉速，r/min；N一一電樞繞組匝數(shù)；kw一一電樞繞組的繞組系數(shù)，取kw=0.92；h通過定子繞組的有效磁通量，h 1.12，本設計取e= 1.05；h空氣隙中每極的磁通量；。65；Bw-一空載時磁感應強斯；f極距，cm，f=TId/（2戶），其中D―一定子鐵芯外徑；Lw-―空氣隙軸向計算長度，cm1.2.2永磁體尺寸的確定利用短路三角形法可計算出永磁材料的體積當發(fā)電機的功率因數(shù)cosh= 0時的視在0時，電樞反應對永磁體的去磁作用減小，永磁體體積可縮小，Pn=P'Ncosh，P、為cosh> 0時發(fā)電機的視在功率，W；C―一磁勢系數(shù)，當磁路不飽和時Cf=1.縱軸電樞反應折算系數(shù)，奸= Hw短路磁場強度，Hv=永磁體矯頑力，kA/m；k一一短路電流倍數(shù)，本設計k=2當發(fā)電機轉速進一步升高，輸出電壓u升高，三極管T1發(fā)射極與A點的電壓也升高當輸出電壓U大于設定的穩(wěn)壓值U0時，三極管T1發(fā)射極與A點的電壓大于穩(wěn)壓管的擊穿電壓U1，三極管T1由截止狀態(tài)變?yōu)閷�通狀態(tài)。三極管T1導通后，發(fā)射極與集電極之間的電壓為0.2~0.3V，小于三極管T2發(fā)射極與基極之間的門檻電壓0.7V，三極管T2由導通變?yōu)榻刂梗�不再向可控硅SCR1SCR2提供觸發(fā)電流，可控硅瞬時截止，使整流橋雙臂斷開，形成開路，輸出電壓U迅速下降，三極管T1發(fā)射極與A點的電壓也下降當輸出電壓U低于設定的穩(wěn)壓值U）時，三極管T1截止，T2導通，可控硅再次導通，全波整流橋恢復工作。當輸出電壓U再升高，大于設定的穩(wěn)壓值U0時，穩(wěn)壓管再擊穿，三極管T1導通，T2再截止，周而復始，三極管T2反復處于通斷狀態(tài)。通過移相、削波、整流，從而保證了發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定的直流電電子穩(wěn)壓器穩(wěn)壓前、后輸出電壓的波形如所示。

　　In短路電流，A；In工作電流，A 2電子穩(wěn)壓器工作原理bookmark6串聯(lián)式電子穩(wěn)壓器電路圖如所示。

　　通過調節(jié)可調電阻Rl的阻值，可改變A點的電勢，從而設置電子穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓值U0當發(fā)電機低速運轉時，主要采用高剩磁強度的永磁材料，改進電機結構設計，增加極對數(shù)，以及增加線圈繞組匝數(shù)等保證較高的輸出電壓發(fā)電機開始轉動時，由于轉速低，輸出電壓U也低，小于穩(wěn)壓值U），三極管T1的發(fā)射極與A點的電壓小于穩(wěn)壓管DW1的擊穿電壓U1，三極管T1處于截止狀態(tài)。而三極管T2的發(fā)射極與基極之間的電壓大于0. 7V，因此三極管T2導通，集電極電流通過電阻R7二極管D3D4 3性能試驗結果bookmark7分等》JB鄺5108肛1999國家機械行業(yè)標準要求，在負載功率分別為150W200W和220W的條件下，對農(nóng)用車用離心式永磁直流發(fā)電機從低速到高速進行性能試驗，其結果如表1表1發(fā)電機輸出電壓試驗結果樣機編號n時從表中看出，當發(fā)電機轉速由2 4400r/min時，負載功率由150W變化到220W時，輸出電壓穩(wěn)定在11.5~14.3V之間，該性能指標達到了設計要求，并優(yōu)于國家機械行業(yè)標準4結論時，負載功率由150W變化到220W時，其輸出電壓在11.5~14.3V之間，穩(wěn)壓性能良好。

　　電子穩(wěn)壓器通過移相、削波輸出電壓穩(wěn)定的直流電，解決了小型農(nóng)車用的低速照明問題和用電設施需用直流電的問題皮帶輪與離心式轉子設計為一體，體積小，重量輕，磁場得到了充分利用，成本低，并提高了使用可靠性唐任遠�，F(xiàn)代永磁電機理論與設計。北京：機械工業(yè)出陳峻峰。永磁電機。機械工業(yè)出版社，1981卜70.胡明義。汽車。拖拉機。摩托車交流發(fā)電機結構原理與檢修。北京：北京理工大學出版社，1998李鐘明，劉衛(wèi)國，劉景林。稀土永磁電機。北京：國防工業(yè)出版社，1999.許實章。電機學（下冊）。北京：機械工業(yè)出版社，1981劉振聞，陳幼平。汽車電器與電子技術。北京：人民交張學義，杜欽君，譚德榮等。農(nóng)用運輸車用張緊輪式永磁恒壓發(fā)電機。農(nóng)業(yè)機械學報，2000，劉景林，李鐘明。小型稀土永磁同步發(fā)電機分析及應用中華人民共和國機械行業(yè)標準。JB/T51084-1999.拖拉機。內燃機用永磁交流發(fā)電機產(chǎn)品質量分等。