本文關(guān)鍵詞：電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)的研發(fā)

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【摘要】：電機(jī)作為各類設(shè)備的動(dòng)力源,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。定子是電機(jī)的核心部件,其形成電磁場驅(qū)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),故定子線圈繞制質(zhì)量決定了電機(jī)的性能。定子骨架由中心開多極槽的薄硅鋼片疊壓形成外部封閉結(jié)構(gòu),電磁漆包線纏繞在內(nèi)部各極硅鋼片上,因此定子繞線要比普通的采用平繞法的電感線圈繞線和采用飛叉繞法的轉(zhuǎn)子繞線復(fù)雜。目前國內(nèi)定子大多仍采用手工繞制,加工效率低、線圈繞制質(zhì)量差,已經(jīng)無法滿足當(dāng)今對高性能電機(jī)的要求。本文通過分析電機(jī)定子骨架的結(jié)構(gòu)特征,研究其自動(dòng)繞線原理和運(yùn)動(dòng)控制算法,研發(fā)電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī),實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子自動(dòng)繞線。第一章,闡述論文選題背景及意義,介紹了繞線方法及繞線機(jī)的發(fā)展歷程,總結(jié)了自動(dòng)繞線機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了本文研究的主要內(nèi)容。第二章,通過對電機(jī)定子骨架結(jié)構(gòu)特征的分析,建立了導(dǎo)針垂直運(yùn)動(dòng)和骨架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成的腰形繞線軌跡的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合排線原理、主軸技術(shù)及相關(guān)輔助技術(shù),確定了電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)各功能模塊,得出各功能模塊的設(shè)計(jì)方案,綜合得出電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。第三章,根據(jù)結(jié)構(gòu)要求對排線系統(tǒng)的Z軸箱體進(jìn)行初始設(shè)計(jì),應(yīng)用ANSYS Workbench對Z軸箱體進(jìn)行模態(tài)分析,以1階固有頻率為優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化了側(cè)壁最佳槽長及加強(qiáng)筋位置;添加兩側(cè)支板支撐,對Z軸箱體進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。最終得到1階固有頻率更優(yōu)、動(dòng)力學(xué)性能更好的Z軸箱體設(shè)計(jì)方案。第四章,在考慮軸系零件和模擬軸承支撐剛度的基礎(chǔ)上,在ANSYS Workbench中建立主軸有限元模型,并對主軸進(jìn)行了基于模態(tài)分析的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算;分析底座受力情況,對底座進(jìn)行諧響應(yīng)分析,驗(yàn)證了底座結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能滿足要求。第五章,依據(jù)繞線數(shù)學(xué)模型,提出了腰形軌跡兩端分別為圓弧、橢圓、劣弧時(shí)的運(yùn)動(dòng)控制算法。利用ADAMS軟件建立了電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)的虛擬樣機(jī),通過運(yùn)動(dòng)仿真分析比較了兩端弓高變化對繞線效率及繞線過程中加速度變化的影響。利用研發(fā)的樣機(jī)測量線桿加速度,測試結(jié)果與理論結(jié)果、仿真結(jié)果基本一致,表明提出的運(yùn)動(dòng)控制算法能夠較好地解決電機(jī)定子自動(dòng)繞線運(yùn)動(dòng)控制問題。第六章,對全文進(jìn)行總結(jié),提出進(jìn)一步的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：繞線機(jī) 定子繞線 運(yùn)動(dòng)控制算法 有限元 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM305
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 引言10
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 繞線方法及繞線機(jī)發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 繞線方法11-12
• 1.2.2 繞線機(jī)發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 繞線機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)總體方案20-34
• 引言20
• 2.1 定子自動(dòng)繞線原理20-22
• 2.1.1 電機(jī)定子骨架20
• 2.1.2 漆包線運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.1.3 排線原理21-22
• 2.2 電機(jī)定子線圈繞制工藝流程22-23
• 2.3 繞線機(jī)的功能分解與結(jié)構(gòu)組成23-25
• 2.4 繞線機(jī)總體設(shè)計(jì)方案25-32
• 2.4.1 繞線機(jī)主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-26
• 2.4.2 繞線機(jī)排線系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-28
• 2.4.3 工裝鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.4.4 工裝自動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 2.4.5 夾剪線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)30
• 2.4.6 張力器選型30-31
• 2.4.7 張力控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 2.5 電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)總體設(shè)計(jì)方案32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章Z軸箱體設(shè)計(jì)及有限元分析34-51
• 引言34
• 3.1 Z軸箱體設(shè)計(jì)（初始結(jié)構(gòu)）34
• 3.2 Z軸箱體模態(tài)分析34-38
• 3.2.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)35-36
• 3.2.2 Z軸箱體模態(tài)分析（初始結(jié)構(gòu)）36-38
• 3.3 Z軸箱體側(cè)壁槽形優(yōu)化38-40
• 3.4 Z軸箱體后側(cè)面加強(qiáng)筋位置優(yōu)化40-43
• 3.5 Z軸箱體模態(tài)疊加法的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析43-50
• 3.5.1 模態(tài)疊加法瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)43-45
• 3.5.2 Z軸箱體模態(tài)分析（側(cè)支板）45-47
• 3.5.3 Z軸箱體瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析47-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 主軸、底座設(shè)計(jì)及有限元分析51-66
• 引言51
• 4.1 主軸設(shè)計(jì)51
• 4.2 主軸模態(tài)分析51-57
• 4.3 底座設(shè)計(jì)57
• 4.4 底座有限元分析57-64
• 4.4.1 諧響應(yīng)分析概述57
• 4.4.2 底座模態(tài)分析57-59
• 4.4.3 底座諧響應(yīng)分析59-64
• 4.5 減震器的應(yīng)用64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 電機(jī)定子自動(dòng)繞線運(yùn)動(dòng)控制與實(shí)驗(yàn)66-75
• 引言66
• 5.1 自動(dòng)繞線機(jī)運(yùn)動(dòng)控制方法介紹66-67
• 5.2 定子自動(dòng)繞線運(yùn)動(dòng)控制算法67-69
• 5.2.1 Z、Y向組合運(yùn)動(dòng)67-69
• 5.2.2 Z向勻速直線運(yùn)動(dòng)69
• 5.3 自動(dòng)繞線運(yùn)動(dòng)仿真69-71
• 5.3.1 ADAMS介紹69
• 5.3.2 運(yùn)動(dòng)仿真分析69-71
• 5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證71-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果81

【相似文獻(xiàn)】

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1 高沖;電機(jī)定子自動(dòng)繞線機(jī)的研發(fā)[D];浙江理工大學(xué);2016年

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本文編號：1085182