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　　隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jī)主要是永磁交流發(fā)電機(jī)，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(huì)車和轉(zhuǎn)向時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(fēng)機(jī)等提供直流電源。農(nóng)用四輪車用發(fā)電機(jī)主要是硅整流發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(shè)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(zhuǎn)速和穩(wěn)壓范圍小型農(nóng)用車用于夜間照明、轉(zhuǎn)向指標(biāo)電喇叭、刮雨器、暖風(fēng)機(jī)等的用電總量為180W左右，因此發(fā)電機(jī)輸出功率選定為200W我國小型農(nóng)用車所采用的柴油機(jī)一般為5. 1000r/min，最高轉(zhuǎn)速為2200r/min，發(fā)電機(jī)皮帶輪直徑與柴油機(jī)皮帶輪直徑比為1：2，因此轉(zhuǎn)速范圍為2000-4400r/min根據(jù)《拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)用永磁交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB /T51084-1999國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在2000~4400r/min范圍內(nèi)，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(jī)，柴油機(jī)在怠速時(shí)，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(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000~4400r/min時(shí)，其穩(wěn)壓范圍應(yīng)選擇為11. 12主要參數(shù)的設(shè)計(jì)離心式永磁直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如所示。

　　農(nóng)用車用離心式永磁直流發(fā)電機(jī)采用10極無極靴星形轉(zhuǎn)子單相永磁同步發(fā)電機(jī)，主要技術(shù)指標(biāo)為：額定電壓14V，額定功率200W，額定轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速在/min時(shí)，空載電壓要求達(dá)到12V磁性材料選用Y30BH鐵氧體永磁材料，其剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.41T，矯頑力H=220~ 1.2.1線匝數(shù)的計(jì)算根據(jù)電磁學(xué)原理，計(jì)算出發(fā)電機(jī)繞組匝數(shù)，發(fā)電機(jī)空載時(shí)電動(dòng)勢為1963-），男，教授，從事汽車設(shè)計(jì)及汽車電子技術(shù)的研究開發(fā)工作。山東省淄博市山東理工大學(xué)車輛與工程學(xué)取1.11；f一一頻率，f=戶《/60；p一一極對數(shù)，本設(shè)計(jì)為10極永磁發(fā)電機(jī)，戶=5；n轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)取e= 1.05；h空氣隙中每極的磁通量；。65；Bw-一空載時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)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(jì)算長度，cm1.2.2永磁體尺寸的確定利用短路三角形法可計(jì)算出永磁材料的體積當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)cosh= 0時(shí)的視在0時(shí)，電樞反應(yīng)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(shí)發(fā)電機(jī)的視在功率，W；C―一磁勢系數(shù)，當(dāng)磁路不飽和時(shí)Cf=1.縱軸電樞反應(yīng)折算系數(shù)，奸= Hw短路磁場強(qiáng)度，Hv=永磁體矯頑力，kA/m；k一一短路電流倍數(shù)，本設(shè)計(jì)k=2當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高，輸出電壓u升高，三極管T1發(fā)射極與A點(diǎn)的電壓也升高當(dāng)輸出電壓U大于設(shè)定的穩(wěn)壓值U0時(shí)，三極管T1發(fā)射極與A點(diǎn)的電壓大于穩(wěn)壓管的擊穿電壓U1，三極管T1由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。三極管T1導(dǎo)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(dǎo)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(shí)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(diǎn)的電壓也下降當(dāng)輸出電壓U低于設(shè)定的穩(wěn)壓值U）時(shí)，三極管T1截止，T2導(dǎo)通，可控硅再次導(dǎo)通，全波整流橋恢復(fù)工作。當(dāng)輸出電壓U再升高，大于設(shè)定的穩(wěn)壓值U0時(shí)，穩(wěn)壓管再擊穿，三極管T1導(dǎo)通，T2再截止，周而復(fù)始，三極管T2反復(fù)處于通斷狀態(tài)。通過移相、削波、整流，從而保證了發(fā)電機(jī)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(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rl的阻值，可改變A點(diǎn)的電勢，從而設(shè)置電子穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓值U0當(dāng)發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主要采用高剩磁強(qiáng)度的永磁材料，改進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)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(diǎn)的電壓小于穩(wěn)壓管DW1的擊穿電壓U1，三極管T1處于截止?fàn)顟B(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(dǎo)通，集電極電流通過電阻R7二極管D3D4 3性能試驗(yàn)結(jié)果bookmark7分等》JB鄺5108肛1999國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，在負(fù)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(jī)從低速到高速進(jìn)行性能試驗(yàn)，其結(jié)果如表1表1發(fā)電機(jī)輸出電壓試驗(yàn)結(jié)果樣機(jī)編號(hào)n時(shí)從表中看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由2 4400r/min時(shí)，負(fù)載功率由150W變化到220W時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定在11.5~14.3V之間，該性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并優(yōu)于國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4結(jié)論時(shí)，負(fù)載功率由150W變化到220W時(shí)，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(shè)施需用直流電的問題皮帶輪與離心式轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)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(yuǎn)�，F(xiàn)代永磁電機(jī)理論與設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出陳峻峰。永磁電機(jī)。機(jī)械工業(yè)出版社，1981卜70.胡明義。汽車。拖拉機(jī)。摩托車交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修。北京：北京理工大學(xué)出版社，1998李鐘明，劉衛(wèi)國，劉景林。稀土永磁電機(jī)。北京：國防工業(yè)出版社，1999.許實(shí)章。電機(jī)學(xué)（下冊）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981劉振聞，陳幼平。汽車電器與電子技術(shù)。北京：人民交張學(xué)義，杜欽君，譚德榮等。農(nóng)用運(yùn)輸車用張緊輪式永磁恒壓發(fā)電機(jī)。農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2000，劉景林，李鐘明。小型稀土永磁同步發(fā)電機(jī)分析及應(yīng)用中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。JB/T51084-1999.拖拉機(jī)。內(nèi)燃機(jī)用永磁交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等。