機電一體化專業(yè)的論文
引導(dǎo)語:機電一體化是熱門專業(yè)之一,而怎樣寫一篇有關(guān)機電一體化的論文呢接下來是小編為你帶來收集整理的文章,歡迎閱讀!
機電一體化專業(yè)的論文一
【論文摘要】本文在上海海洋大學(xué)研制的“浪流一體化發(fā)電裝置”的基礎(chǔ)上,對其發(fā)電機進行了優(yōu)化設(shè)計,去掉了發(fā)電機和水輪機的中間轉(zhuǎn)換裝置,滿足了海洋能直驅(qū)發(fā)電的形式,通過電機實驗室性能測試驗證了其可行性,提高了發(fā)電效率和可靠率,降低了維護成本,可以應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。
【關(guān)鍵詞】浪流一體化;發(fā)電裝置;發(fā)電機;優(yōu)化設(shè)計;直驅(qū)發(fā)電
0 前言
上海海洋大學(xué)研制的“浪流一體化發(fā)電裝置”同時可以捕獲波浪和海流的向前的推力,在接受到海洋能量之后產(chǎn)生慣性而發(fā)生連續(xù)轉(zhuǎn)動;通過主軸帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電能。為海洋觀測、島礁生活、海洋養(yǎng)殖、海水淡化等提供穩(wěn)定的電能,并用于解決邊遠海域的國防設(shè)施、部分電網(wǎng)未覆蓋的有居民海島、偏遠無居民海島生態(tài)建設(shè)中的供電需求。本文以此發(fā)電裝置為研究對象,對其水輪機匹配的發(fā)電機進行了優(yōu)化設(shè)計,克服了傳統(tǒng)的海洋能需要經(jīng)過三個部分轉(zhuǎn)換的缺點,沒有齒輪箱,減少了傳動損耗,采用發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定控制器,實現(xiàn)了浪輪機的輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,提高了發(fā)電效率,降低了運行維護成本。尤其是在低轉(zhuǎn)速環(huán)境下,效果更加顯著。
1 研究對象與方法
本項目設(shè)計的發(fā)電機是滿足海洋能直驅(qū)發(fā)電形式的。然而,齒輪箱的存在卻成為制約海洋能發(fā)電機組發(fā)展的因素之一:機組運行過程中齒輪箱一直處于高速旋轉(zhuǎn),增加了系統(tǒng)損耗,降低了能量利用率;海洋能發(fā)電機組往往安裝在海平面或海水之中,經(jīng)受嚴寒酷暑,海水腐蝕、溫度變化大,環(huán)境條件惡劣,導(dǎo)致升速齒輪箱的工況嚴峻,維護保養(yǎng)工作量大;為了能適應(yīng)惡劣的運行環(huán)境,齒輪箱畢竟造價昂貴,更由于海洋能能量多變,往往會造成過載,這樣就更容易損壞齒輪箱,使得系統(tǒng)運行成本增大。
因此,本設(shè)計取掉了中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),水輪機主軸右端通過聯(lián)軸器和電機連接在一起,直接帶動電機發(fā)電,中間不經(jīng)過任何環(huán)節(jié),這就實現(xiàn)了絕對的直驅(qū)。本文研制海洋能直驅(qū)發(fā)電方式有以下幾個方面優(yōu)點:
(1)提高了發(fā)電效率高。直驅(qū)式發(fā)電沒有齒輪箱,減少了傳動損耗,提高了發(fā)電效率,尤其是在低轉(zhuǎn)速環(huán)境下,效果更加顯著。
(2)提高了可靠性。直驅(qū)技術(shù)省去了齒輪箱及其附件,簡化了傳動結(jié)構(gòu),提高了機組的可靠性。同時,機組在低轉(zhuǎn)速下運行,旋轉(zhuǎn)部件少,可靠性更高。
(3)運行及維護成本低。采用無齒輪直驅(qū)技術(shù)可減少發(fā)電機組裝置零部件數(shù)量,避免齒輪箱油的定期更換,降低了運行維護成本。
然而,這樣的海洋能直驅(qū)發(fā)電方式就需要發(fā)電機具有低速運行的特性,并且有較高的效率,更者要求發(fā)電機要能在海水中運行。
2 直驅(qū)發(fā)電機設(shè)計
2.1 直驅(qū)發(fā)電機結(jié)構(gòu)設(shè)計
如圖1所示,發(fā)電機采用盤式結(jié)構(gòu):波浪能單位體積所攜帶的能量有限,要能高效的收集這些能源,發(fā)電機則成為本裝置中能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備之一。波浪能發(fā)電機,最多每分鐘幾百轉(zhuǎn),因此發(fā)電機的技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟性等決定本裝置在市場中的競爭力。機電一體化 畢業(yè)論文常用發(fā)電機分為盤式和圓柱式兩種:圓柱式發(fā)電機的氣隙磁場延軸向分布,要想獲得較高的發(fā)電效率,圓柱式發(fā)電機必須運行在高速下,而盤式發(fā)電機的定轉(zhuǎn)子為平行結(jié)構(gòu),克服了圓柱式發(fā)電機定子包容轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)缺點,軸向尺寸小,沒有疊片和鉚壓工序,工藝好,因此盤式發(fā)電機可以運行在低速條件下。因此發(fā)電機選用盤式發(fā)電機結(jié)構(gòu),能夠在低轉(zhuǎn)速下達到額定功率,從而滿足了波浪能發(fā)電系統(tǒng)對發(fā)電機的技術(shù)要求,提高了效率。
2.2 發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定控制器設(shè)計
發(fā)電機的三相輸出接到風(fēng)光互補控制器上,通過控制器可以得到48V的穩(wěn)定電壓,可將穩(wěn)定的電能存儲在蓄電池中?刂破鞯脑硎菍⑤斎氲慕涣麟娏魍ㄟ^三相橋式全控整流電路轉(zhuǎn)化成直流電流,直流電流通過升降壓斬波電路將電壓輸出控制在48V。值得注意的是發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到54r/min控制器輸出端才會有電流輸出。控制器如圖2所示,經(jīng)過控制器流出的電流為直流,將控制器后面的電池組“+”“-”接到蓄電池的接口即可,反面細節(jié)如圖3所示。
2.3 直驅(qū)電機工作原理
2.3.1 三相橋式全控整流電路
在三相橋式全控整流電路中,如圖4所示,晶閘管KP1和KP4接a相,晶閘管KP3和KP6接b相,晶管KP5和KP2接c相。晶閘管KP1、KP3、KP5組成共陰極組,而晶閘管KP2、KP4、KP6組成共陽極組。
2.3.2 升降壓斬波電路原理
如圖5所示為升降壓斬波電路原理,V通時,電源E經(jīng)V向L供電使其貯能,此時電流為i1。同時,C維持輸出電壓恒定并向負載R供電。V斷時,L的能量向負載釋放,電流為i2。負載電壓極性為上負下正,與電源電壓極性相反,該電路也稱作反極性斬波電路。
3 實驗分析
在實驗室中模擬不同工況水流下輪機所具有的轉(zhuǎn)數(shù),并以可控轉(zhuǎn)數(shù)電動機帶動發(fā)電機測試其發(fā)電性能。為此,我們搭建了發(fā)電機測試平臺。發(fā)電機測試平臺如圖7所示,通過機架將發(fā)電機固定,通過聯(lián)軸器與傳感器相連。在發(fā)電機測試平臺中,右邊是直流電動機,模擬水輪機的作用,作為動力的出入。通過聯(lián)軸器與電動機相連的是傳感器,這種傳感器連接顯示屏后可以看到瞬態(tài)的扭矩、轉(zhuǎn)速、功率。其中功率可是為發(fā)電機的輸入功率,這樣我們測出輸出功率后可以得到發(fā)電機的效率。電阻箱、整流器與扭矩儀如圖8所示,扭矩儀上的3個顯示屏即為扭矩、轉(zhuǎn)速、功率。
發(fā)電機所發(fā)出的.是三相交流電,三相交流電輸入電子測試平臺,通過電子測試平臺,可以得到三相交流電的瞬態(tài)電壓、電流、功率、功率因數(shù)。流出整流器的電流經(jīng)過整流變?yōu)橹绷麟娏鳎魅牍β视,并將滑動變阻箱串?lián)到整個電路中。
4 電機方案總結(jié)與展望
方案采用直驅(qū)式發(fā)電形式不僅增加了發(fā)電效率,而且提高的發(fā)電裝置的可靠性,無障礙運行時間滿足了要求。發(fā)電機采用盤式發(fā)電機結(jié)構(gòu),其能夠在低轉(zhuǎn)速下達到額定功率,從而滿足了波浪能發(fā)電系統(tǒng)對發(fā)電機的技術(shù)要求,提高了效率。裝置發(fā)出的三相交流電通過控制器后,經(jīng)實際測量,電壓基本維持在48V左右,且為直流電,這將電能存儲到蓄電池中提供了條件,并最終達到了我們的要求。
但是發(fā)電機組安裝在海平面或海水之中,經(jīng)受嚴寒酷暑,海水腐蝕、溫度變化大,環(huán)境條件惡劣,容易遭受海水腐蝕,因此今后可以做的研究方向還有以下幾個方面:
1)發(fā)電機本身要具有良好的機械密封設(shè)計,評估不同海水深度、壓力下密封系統(tǒng)的可靠性。研究海水環(huán)流條件下,涉海材料在淤泥、深海、淺海、浪花飛濺、海霧等不同區(qū)域環(huán)境下,其腐蝕規(guī)律,設(shè)計相應(yīng)的耐腐蝕材料;
2)發(fā)電機外部可增設(shè)防水箱,使發(fā)電機與海水具有了隔離層,不僅達到了防水的效果,也使發(fā)電機無需浸泡在海水中。
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機電一體化專業(yè)的論文二
引言
近幾十年來,中國機電工程類行業(yè)已經(jīng)有了突飛猛進的發(fā)展,同時這也是中國一直比較重視的工程項目。而在這項工程實施過程中,相關(guān)機械設(shè)備的管理工作又是重中之重,如果不有效落實機械設(shè)備管理工作,整個工程的施工過程以及整體施工質(zhì)量都會受到嚴重的影響。因此,分析研究機電工程機械設(shè)備管理工作當(dāng)中存在的問題,采取有效措施解決這些問題,完善機電工程機械設(shè)備管理工作,才能夠提升機電工程整體質(zhì)量水平。
1機電工程機械設(shè)備管理存在的主要問題
1.1未建立健全完善的管理制度
很多情況下,為了趕工期,在許多機電工程施工過程中,相關(guān)的管理工作并沒有得到重視,特別是機械設(shè)備管理工作。通常情況下,眾多施工單位機械設(shè)備相關(guān)管理人員都缺乏對本職工作的認識和管理意識,對工作抱以一種無所謂的態(tài)度。
另外,很多管理人員沒有較高的思想政治覺悟,想的都是貪圖安逸,敷衍工作,造成管理工作總是不能得到落實。無論什么企業(yè)單位,想要做好管理工作,都需要構(gòu)建一個較為完善合理的相關(guān)管理機制,特別對于機電工程機械設(shè)備管理工作而言更是如此。沒有建立準(zhǔn)確健全的相關(guān)管理規(guī)章制度,不能明確每一個相關(guān)管理工作人員能夠明確自身的工作內(nèi)容以及職責(zé),管理人員就沒有肩負法律責(zé)任,這樣管理工作人員就不會重視對管理工作就,導(dǎo)致機電工程機械設(shè)備管理工作質(zhì)量水平無法得到提升。
1.2對機械設(shè)備的新舊處理不到位
目前,科技技術(shù)不斷發(fā)展,各種機械設(shè)備在快速更替,眼下許多機電工程施工單位的相關(guān)機械設(shè)備已經(jīng)顯得老舊不堪重負了。更有甚者,一些施工單位的機械設(shè)備過于老化破舊,嚴重落后于目前的工程需求,以至于這些單位無承擔(dān)那些較先進大型的機電工程,在一定程度上影響了單位的發(fā)展,制約了單位經(jīng)濟的長遠增長。
針對這種情況,有些施工單位已經(jīng)在購置替換相關(guān)工程機械設(shè)備,有的從國外引進了大量的先進機械設(shè)備,使自身具備一定的市場競爭力?墒,這些單位沒有結(jié)合自身的實際發(fā)展需求,更沒有制定好相關(guān)的機械設(shè)備改良替換計劃,致使許多購置工作都是盲目實施,花大量資金買來的機械設(shè)備實際上不能起到作用。對于機械設(shè)備新舊處理不到位也是機械設(shè)備管理工作中十分嚴重的一個問題。
1.3相關(guān)管理工作人員缺少專業(yè)能力及素質(zhì)
很多的機電工程施工單位為了減少成本,在相關(guān)設(shè)備材料不能再削減的情況下,只有減少工作人員以最大化降低工程成本。這就使得很多施工單位在管理工作方面大量減少工作人員,其中就包括機械設(shè)備管理相關(guān)人員。這種情況致使施工過程中機械設(shè)備的管理人員嚴重缺失,實際工作沒有得到有效開展。另一方面,很多施工單位在管理工作上實施隨便安排工作人員,所以在機械設(shè)備管理工作中出現(xiàn)了大量沒有相關(guān)工作經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)能力的人,這種情況已經(jīng)屢見不鮮了,其最終必定造成機械設(shè)備管理工作不能落到實處。
2加強機電工程機械設(shè)備管理的策略
2.1建立健全完善的管理制度
任何一個企業(yè)單位想要搞好管理工作,無論是哪方面的管理工作,都必須要先構(gòu)建一個較為完善健全的管理機制體系,尤其在機電工程機械設(shè)備管理工作上更是如此。相關(guān)工程施工單位必須根據(jù)自身企業(yè)文化以及施工相關(guān)實際需求,建設(shè)一個合理有效且具有針對性的管理機制,以約束工作人員,使相關(guān)管理人員能夠認清自己的工作本質(zhì)和肩負的責(zé)任。另一點,配合著管理制度,大力開展思想政治教育培訓(xùn),強化管理人員的思想覺悟,提升管理工作人員自身的職業(yè)修養(yǎng),從而誠心投入到管理工作當(dāng)中。
例如,施工單位根據(jù)自身企業(yè)的文化歷史以及企業(yè)實際大小,建立一個符合自身實際需求的工程機械設(shè)備管理機制。這個機制必須有嚴格的管理條款和考核制度,以強化要求相關(guān)管理工作人員認真對待自己的工作。與此同時,單位還需要定期組織相關(guān)管理工作人員進行思想教育培訓(xùn),以提高員工的工作熱情。通常這種培訓(xùn)可以以半年為一個期限落實開展,并且可以根據(jù)實際需求在每次工程施工之前開展一次。
2.2合理配置工程機械設(shè)備資源
在機電工程機械設(shè)備的相關(guān)資源配置工作上也要注意合理實施管理,這個方面關(guān)系著單位的實際利益和長期發(fā)展的需求。在相關(guān)配置管理工作中,需要清楚自身單位已有設(shè)備的實際情況,哪些設(shè)備需要更換,哪些只是需要維護修理。在之后購置新設(shè)備的過程中,根據(jù)整合已有工程機械設(shè)備相關(guān)信息進行針對性添置更替,嚴格把關(guān)購置過程,不僅要重視設(shè)備的質(zhì)量是否合格,還要注意購置的設(shè)備是否都是真正需要的。
在工程機械設(shè)備的購置工作上,必需先制定一個合理的購置計劃,并按照計劃落實執(zhí)行,要最大化利用已有資源,然后補充必需資源,這樣才能有效提升單位效益。例如,某機電工程施工單位,經(jīng)過改革之后,在工程機械設(shè)備管理工作質(zhì)量上有了明顯提升。
特別是在機械設(shè)備的`配置工作上,深入了解分析了單位已有設(shè)備資源的情況,一改以往胡亂購置的現(xiàn)象,將購置管理工作嚴格把控起來,使得已有設(shè)備得到最大化利用的同時,購置的新設(shè)備也是當(dāng)前最合適單位施工所需的。通過這樣有計劃性的管理,使該企業(yè)在購置工作中省下一大筆不需要的開支,進而使得單位的無意義消耗減少了7.6%,由于機械設(shè)備合理購置管理而增加的企業(yè)效益上升了4.1%,真正實現(xiàn)了利益最大化。
2.3強化相關(guān)管理人員的專業(yè)技能水平
想要有好的管理效果,就必須選用合適的管理人才,故此,機電工程機械設(shè)備管理工作得以順利開展的一大重要元素就是管理人才的正確使用。相關(guān)施工單位必須明白,如果不啟用專業(yè)技術(shù)過硬以及有相關(guān)工作經(jīng)驗的素質(zhì)人才,那么機械設(shè)備管理工作始終不可能真正得到完善。所以,施工單位必須挑選優(yōu)質(zhì)專業(yè)管理人才,加大力度引進真正具有管理能力和經(jīng)驗的管理人員,然后將其融入本單位,同時鼓勵管理人才適時進行進修,完善自身的技術(shù)能力以及管理思維,從而使得工程機械管理工作可以由對的人落實執(zhí)行。
2.4樹立安全意識
機電工程施工過程中,對于工程機械設(shè)備管理工作的提升必須建立在樹立安全意識之上。只有相關(guān)單位把施工安全意識重視起來,才能夠強化安全管理工作,而對機械設(shè)備的管理正是關(guān)系著安全的一大重要方面。樹立良好的安全意識,正是有效提升機電工程機械設(shè)備管理工作質(zhì)量水平的重要保障。
3結(jié)語
機電工程是中國社會發(fā)展所需的重要工程,其發(fā)展的好壞直接關(guān)系著國家建設(shè)的優(yōu)劣,是工程行業(yè)當(dāng)中不容忽視的一部分。而機電工程當(dāng)中的工程機械設(shè)備管理工作是眾多管理工作中比較關(guān)鍵的部分,有理由相信,加強工程機械設(shè)備管理工作,是完善機電工程事業(yè)的有力保證。
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