发电机缓速系统的设计缓速发电机的设计(附件)【字数：8315】
摘 要 发电机缓速系统的设计-缓速发电机的设计是为了在汽车制动的时候，能够将汽车的制动能量进行回收利用，转化为电能，一部分储存在蓄电池中，另一部分电能驱动半导体制冷的冷风制动热稳定系统工作，当发电机缓速系统开始工作时，缓速发电机的从动齿轮和发动机飞轮啮合在一起，给发动机飞轮一个反向作用力，所以缓速发电机能够起到缓速的作用。通过设计研究发电机缓速系统和缓速发电机的的总体结构设计和工作原理，主要零部件的结构设计、工作原理及参数的选择和计算，得出发电机缓速系统能够稳定工作，具有良好的发电性能，很好地利用了汽车制动能量，减少能源损耗，并且在汽车下坡时，对汽车起到一定的缓速作用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3主要研究内容 2
1.4设计的创新点 3
第二章 发电机缓速系统的设计 4
2.1发电机缓速系统的结构设计 4
2.2发电机缓速系统的工作原理 5
第三章 缓速发电机的设计 6
3.1缓速发电机结构 6
3.2缓速发电机安装示意 7
3.3缓速发电机的工作原理 8
3.4缓速发电机的选型及计算 8
第四章 缓速发电机传动系统的设计计算及主要零部件的设计 11
4.1缓速发电机传动系统的设计计算 11
4.1.1从动齿轮的计算 11
4.1.2减速齿轮的弯曲强度计算以及齿轮参数的计算 11
4.1.3低、高速轴的轴径计算 13
4.2缓速发电机的主要零部件设计 14
4.2.1从动齿轮的结构设计 14
4.2.2减速小齿轮的结构设计 14
4.2.3减速大齿轮的结构设计 14
第五章 控制系统的设计 16
5.1控制方式的选择和设计 16
5.2控制系统的工作原理 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
制动能量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
回收是现代汽车研究的一项比较重要的技术。一般情况下当车辆缓速制动时，车辆的运动能量通过在制动时产生摩擦会转换成热能，并向大气中释放，这就造成了能量浪费。
但是现在在很多混合动力车上，这种被浪费掉的制动能量已经可以通过制动能量回收技术来转变为电能储存到蓄电池中。因此设计一个合理简单的制动能量回收技术将会有很大的意义。
因此，我们这次要讨论的主要内容就是发电机缓速系统缓速发电机的设计。
该系统能在汽车制动时，发动机飞轮经过减速传动系统带动发电机转动，同时产生电能，并将电能一部分储存在蓄电池中，另一部分驱动半导体冷风器工作。其基本原理和转换过程如下：发电机缓速系统通过缓速发电机将汽车制动时的动能转化为电能，使汽车下坡时缓速，部分电能给蓄电池充电，另一部分电能驱动半导体制冷的冷风制动热稳定系统，消耗电能，并使汽车制动热稳定，安全行车。
1.2国内外研究现状
长安大学汽车学院的郭金刚,董昊轩,盛伟辉,涂超发表的《电动汽车再生制动能量回收最优控制策略》[1]，提出一种基于制动强度控制的制动能量回收最优控制策略.在理想再生制动控制策略基础上,采用理论分析与仿真分析相结合的方法,利用汽车纵向动力学理论,研究制动能量回收与制动强度之间的关系,得到不同制动初始速度下实现能量回收最大化的最优制动强度。制定包含制动力分配和最优制动强度控制的再生制动能量回收最优控制策略,并与理想再生制动控制策略进行仿真比较。结果表明:制动强度对制动能量回收效果影响较大,所设计的最优控制策略可以实现制动单次工况能量回收率最优。
清华大学的卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋发表的《电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制》[2]，永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和电池)模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。
广州白云工商技师学院张运花发表《电动汽车制动能量回收系统的设计》[3]，
提出电动汽车一次充电的续驶里程短,已成为制约电动汽车发展的主要问题,以现目前蓄电池能量储能技术的发展,是不能直接增加蓄电池容量来解决续驶里程问题,在电动汽车上采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。本文通过对电动汽车制动能量回收系统原理分析,设计出电动汽车制动能量回收系统的电路,最后以设计的制动回收系统电路进行分析选择,主要是对驱动系统、储能系统和变换器的选择和设计。
同济大学的王猛,孙泽昌,卓桂荣,程鹏发表的《电动汽车制动能量回收最大化影响因素分析》[4]，对再生制动的原理和能量流动进行了分析,并讲述了制动功率、再生制动功率、制动能量回收效率等之间的关系和计算方法。从分析中得出电机、蓄电池、液压制动系统是影响制动能量回收的主要因素,并重点分析了制动管路布置型式对制动能量回收的影响。通过对比发现,双轴电驱动汽车无论是在制动能量回收潜力还是在制动能量回收效率以及制动效能方面都有能力达到最优。
江苏科技大学机械工程学院的王新彦,赵培,桂天,张胜文,李忠国发表的《轻型电动汽车新型制动能量回收系统的研究》[5]，针对目前电动汽车制动能量回收效率偏低的问题,采用制动能量回收与利用并举的方法，设计了一种新型制动能量回收系统,使再生制动时一部分电流为车载电池充电,一部分电流经整流转换后提供给开启的车用电器；建立该系统的动力学模型,得到了再生制动时功率与电机转速的对应关系；并搭建了该新型制动能量回收系统的模拟实验平台,采用并行制动控制策略,测得了再生制动时回收利用的功率及其电机转速的时间历程曲线,通过计算得出了回收利用的制动能量及其效率。实验结果表明:当电机开始制动时,新型制动能量回收系统的效率提高了5.01%,验证了该设计方案的可行性与有效性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3主要研究内容 2
1.4设计的创新点 3
第二章 发电机缓速系统的设计 4
2.1发电机缓速系统的结构设计 4
2.2发电机缓速系统的工作原理 5
第三章 缓速发电机的设计 6
3.1缓速发电机结构 6
3.2缓速发电机安装示意 7
3.3缓速发电机的工作原理 8
3.4缓速发电机的选型及计算 8
第四章 缓速发电机传动系统的设计计算及主要零部件的设计 11
4.1缓速发电机传动系统的设计计算 11
4.1.1从动齿轮的计算 11
4.1.2减速齿轮的弯曲强度计算以及齿轮参数的计算 11
4.1.3低、高速轴的轴径计算 13
4.2缓速发电机的主要零部件设计 14
4.2.1从动齿轮的结构设计 14
4.2.2减速小齿轮的结构设计 14
4.2.3减速大齿轮的结构设计 14
第五章 控制系统的设计 16
5.1控制方式的选择和设计 16
5.2控制系统的工作原理 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
制动能量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
回收是现代汽车研究的一项比较重要的技术。一般情况下当车辆缓速制动时，车辆的运动能量通过在制动时产生摩擦会转换成热能，并向大气中释放，这就造成了能量浪费。
但是现在在很多混合动力车上，这种被浪费掉的制动能量已经可以通过制动能量回收技术来转变为电能储存到蓄电池中。因此设计一个合理简单的制动能量回收技术将会有很大的意义。
因此，我们这次要讨论的主要内容就是发电机缓速系统缓速发电机的设计。
该系统能在汽车制动时，发动机飞轮经过减速传动系统带动发电机转动，同时产生电能，并将电能一部分储存在蓄电池中，另一部分驱动半导体冷风器工作。其基本原理和转换过程如下：发电机缓速系统通过缓速发电机将汽车制动时的动能转化为电能，使汽车下坡时缓速，部分电能给蓄电池充电，另一部分电能驱动半导体制冷的冷风制动热稳定系统，消耗电能，并使汽车制动热稳定，安全行车。
1.2国内外研究现状
长安大学汽车学院的郭金刚,董昊轩,盛伟辉,涂超发表的《电动汽车再生制动能量回收最优控制策略》[1]，提出一种基于制动强度控制的制动能量回收最优控制策略.在理想再生制动控制策略基础上,采用理论分析与仿真分析相结合的方法,利用汽车纵向动力学理论,研究制动能量回收与制动强度之间的关系,得到不同制动初始速度下实现能量回收最大化的最优制动强度。制定包含制动力分配和最优制动强度控制的再生制动能量回收最优控制策略,并与理想再生制动控制策略进行仿真比较。结果表明:制动强度对制动能量回收效果影响较大,所设计的最优控制策略可以实现制动单次工况能量回收率最优。
清华大学的卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋发表的《电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制》[2]，永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和电池)模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。
广州白云工商技师学院张运花发表《电动汽车制动能量回收系统的设计》[3]，
提出电动汽车一次充电的续驶里程短,已成为制约电动汽车发展的主要问题,以现目前蓄电池能量储能技术的发展,是不能直接增加蓄电池容量来解决续驶里程问题,在电动汽车上采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。本文通过对电动汽车制动能量回收系统原理分析,设计出电动汽车制动能量回收系统的电路,最后以设计的制动回收系统电路进行分析选择,主要是对驱动系统、储能系统和变换器的选择和设计。
同济大学的王猛,孙泽昌,卓桂荣,程鹏发表的《电动汽车制动能量回收最大化影响因素分析》[4]，对再生制动的原理和能量流动进行了分析,并讲述了制动功率、再生制动功率、制动能量回收效率等之间的关系和计算方法。从分析中得出电机、蓄电池、液压制动系统是影响制动能量回收的主要因素,并重点分析了制动管路布置型式对制动能量回收的影响。通过对比发现,双轴电驱动汽车无论是在制动能量回收潜力还是在制动能量回收效率以及制动效能方面都有能力达到最优。
江苏科技大学机械工程学院的王新彦,赵培,桂天,张胜文,李忠国发表的《轻型电动汽车新型制动能量回收系统的研究》[5]，针对目前电动汽车制动能量回收效率偏低的问题,采用制动能量回收与利用并举的方法，设计了一种新型制动能量回收系统,使再生制动时一部分电流为车载电池充电,一部分电流经整流转换后提供给开启的车用电器；建立该系统的动力学模型,得到了再生制动时功率与电机转速的对应关系；并搭建了该新型制动能量回收系统的模拟实验平台,采用并行制动控制策略,测得了再生制动时回收利用的功率及其电机转速的时间历程曲线,通过计算得出了回收利用的制动能量及其效率。实验结果表明:当电机开始制动时,新型制动能量回收系统的效率提高了5.01%,验证了该设计方案的可行性与有效性。
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