【JX308】转子测试仪机械部分设计[RW+FY]【2A0】
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【JX308】转子测试仪机械部分设计[RW+FY]【2A0】,jx308,转子,测试仪,机械,部分,部份,设计,rw,fy,a0
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湘 潭 大 学 兴 湘 学 院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 转子测试仪机械部分设计 学号： 2008963345 姓名： 刘姣 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 毛美姣 系主任： 周友行 一、 主要内容及基本要求 本课题对转子测试系统机械部分进行分析设计，转子测试系统主要由测量专用传感器，测试专用夹具，测量专用模板，角度调节器，位置传感器， 业电脑及显示器，系统测试柜，测试软件，光栅保护器。而我们主要是研究转子测试系统的传递路线和测试专用夹具的装夹方式以及器材的选取。 1研究转子测试系统的驱动系统的传递路线，通过参数的选定主轴箱， 传感器的安装以及气动尾架的设计，分析其控制方式，和整体效率分析 2 设计主轴箱的结构包括传动件、箱体及其联结件的结构设计与布置， 3 设计测试专用夹具，让传动更加有效率和连贯。 、预计达到的目标：通过此次毕业设计对转子测试系统有了个较深入的理解，自己能够对转子测试仪的传动系统进行简单分析设计，为自己日后在相关方面的研究打下一个坚实的基础。在此次设计中能够熟练的利用三维建模软件对一些机构及复杂的系统进行计算机模拟和仿真来解决一些困难的问题。 本课题的基本要求是翻译一篇不少于 3000 字的外文文献，机械系统总装 配图，系统各主要部分零件图纸，毕业设计论文，要求不少于 二、重点研究的问题 第一章阐述了本文的研究背景，国内外铸铝转子发电技术的研究现状、铸铝转子测试仪的研究状况及本文的研究意义与研究内容。 第二章提出了铸铝转子测试仪设计的要求和功能。 第三章做了铸铝转子测试仪机械设计部分做了详细的设计。首先讲述了铸铝转子测试仪工作的原理，并考虑到怎样合理来设计铸铝转子测试仪。 第四章做了铸铝转子测试仪运行控制系统部分的设计 第五章总结全文，给出结论，并提出了下一步研究的内容。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 收集资料 第一周 2 总体方案确定 第二周 3 主要零部件的计算 第三到第五周 4 系统主要零部件的设计 第六到十二周 5 撰写毕业论文 第十三到十四周 6 准备答辩 第十五周 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 1濮良贵 ,纪名刚 . 机械设计 M. 北京 :高等教育出版社 ,2002. 2 徐灏 第三卷 M. 北京：机械工业出版社 ,1993. 3 孙垣 ,陈做模 M 4 杨峻峰，机床及其夹具 2005 5 李金寿 机械工业出版社。 2006 6 机械制造期刊，上海机床厂，气动式车床尾架， 2000 7 新编全国机械设备维修配件目录 . 中国机械工业供销总公司编 8 唐金松 二版） M学技术出版社 9 尚久浩主编 M国轻工业出版社 10机械制造期刊，上海机床厂，气动式车床尾架， 2000 年 11变速器箱体专用钻床主轴箱的 设计 ,彭得利 , 文章编号： 16722011） 03 1 第八章 英语翻译 多气隙板腔电阻的制造和测试方法 摘要 :多气隙电阻板室的制造和测试方法进行了说明。多气隙电阻星在 验飞行时间探测器将被用作板室（ 。技术制造描述不仅保证的 质量，而且还提高了生产效率。 “对 块的快速测试方法，还可以测试的效率大大提高。 关键词： 宙射线 ;生产，试验 1. 介绍 多气隙电阻板室（ 已被选为专用探测器飞行时间（ 在 1。它具有良好的时间分辨率（更好超过 100 探测效率高（大超过 95 ） 。它是成本低，可以被分割为需要。图 1 所示的结构对 块。 隔从其他的垫片同等厚度创造了一系列天然气缺口（六天然气缺口）约 220 毫米。电极连接堆栈电阻的外表面而剩下所有的内部板板电动浮动。非易燃气体混合物其中包含四氟乙烷的 和用异丁烷 。一个带电粒子会通过腔中产生雪崩天然气缺口。诱导的信号是平均 6%的气缺口信号。电极电阻石墨磁带。信号读出铜皮卡垫。 均匀的气体差距，暗电流和噪声率确定了 能模块。我们 基本的研究结果表明，一个合格的模块，它的表现有符合下列项目：天然气缺口： 22075 毫米的均匀性。暗电流： 14 千伏高压 A。噪音率： 30 赫兹 14 千伏。雪崩信号比例： 480 14 千伏。 阈值（收费）前端电子的门槛卡被设置在 80噪音率为测试。约 45 块已作出在我们的实室。根据我们的测试结果，五他们的举止。表 1 显示的统计 5 个坏模块的性能。这些规范一些彼此相关的程度，但有时没有关联。为模块 3 号，暗电流约为 11 ，其噪音为 46 赫兹，但雪崩信号是约 95 施加电压 已被选定为保持工作在雪崩模式，使有关幡信号分数（危险为降低该设备的正确操作） 。一典型的振幅谱（ 14 千伏高压）如图。 2。当一个幅度信号大于800 数（对应到 100台 基座 约 300计数和计数的费用是 C ） ，信号可以被定义为流光。 测器的物理潜力将可显着增强，分段提供的加速粒子鉴定 行时间。约5000 块需要覆盖面积约 64 平方米周围碰撞点。清华大学将负责对 量生产模块。 2制造技术 对 块的制造是乏味的一项费时的工 作。这不仅是由于需要保持一致性和清洁气体的差距，但也因为大部分经常做手工制造。 一直批量生产的流程图成立。图 3 显示了流程图制造。以下三点是非常为生产出合格室的关键。 对生产现场的相对湿度必须小于 40 。暗电流模块是比较大的，如果模块产于潮湿的房间。玻璃必须是非常干净，没有刮。一般必须清洗玻璃丙酮 油和刮在玻璃上会产生噪音和流光。也可以导致非均匀气隙幡。一方面，渔线不够均匀，另一方面，有机玻璃护腕长度必须选择适当。 效率质量生产是关键批量生产 我们设计了几个工具来产生 模块。一个机 2 种，如图所示。 4 ，旨在石膏周围的边缘电极。本机由一个压力控制器和运动控制器。运动硅胶管是双向和速度可调制。有机硅可以被贴满围绕电极均匀和迅速的边缘，这台机器。一种工具（图。 5）设计也杜绝碳磁带电极的玻璃。其他工具，如小电极冲压工作台也被设计。不仅生产效率大大提高，而且质量保证与这些工具。 3. 板腔测试方法 宇宙射线粒子被用作结果确定 表现。时间分辨率，探测效率，暗电流可以测量室和噪声率这个系统。但测试是费时。首先，我们让工作气体的流量通过气体约24 小时的框让它过滤进气缺口 室，后室，可测试高电压。我们尝试使用一个巧合两个面积约 125 平方厘米的闪烁，显示更多的时间是 24 小时需要收集到足够的事件来获取时间决议的会议厅。对于大批量生产 块，这种测试方法是近不可能的。更快，更有效的方法是使用。在现实中，我们可以得到性能 块由三种规格：深目前，噪声率和百分比雪崩信号。只有这三个参数都合格，该模块是合格的。无花果。 6 日和 7 显示的暗电流和噪声改变沿与测试时间。图 8 显示了随着雪崩信号变化的百分比测试时间。雪崩信号的百分比计算每 4 小时，使每个模块垫收集约 200 个有效的事件。对于一个新的 块，性能逐步提高之后，随着时间的推移模块供电。这是因为小的灰尘上的毛刺被烧毁长时间强电场（约 105 伏 /厘米）的应用。约 16 小时后，模块的性能，成为几乎是稳定的。暗电流是约 1 ，噪音率大约是 10 赫兹。幡逐渐减少，和雪崩信号比例变为近稳定的。雪崩信号的四个所有值大于 90 ，其波动较小超过 2。 图 9 显示了当一个模块已通电约 400 小时，百分比雪崩信号变得几乎保持不变，其波动小于 1 。约 16 小时模块我们可以得出结论，第一，电力，记录其暗电流和噪声率。其次，衡量额外 4 小时 的模块。为了减少前置放大器的数量 贸发局模块，多路复用器的设计。垂直放在四个 块进气中，他们都连接到一个通过多路复用器的前置放大器。因此，通过这种方法，测试的效率将大大提高。 4. 结论 总之，我们生产的 好的时间分辨率，探测效率高 ;也可以被分割的要求。它可以是作为拟议的飞行时间投影探测器富 实验。技术对 造是大规模的准备生产。测试方法也是为大众测试 该技术不仅保证了的 量，但也提高了工作效率制造 。 3 第 九章 英语原文 4 5 6 目录 摘要 . 1 第一章 绪论 . 3 题的研究背景 . 3 1. 1. 1 当代能源危机问题 . 3 1. 1. 2 环境问题 . 3 1. 1. 3 能源的合理利用 . 6 铝转子技术国内外研究发展现状 . 7 力铸铝 . 7 心铸铝 . 7 子质量对电气性能的影响 . 8 铝转子测试仪研制的目的及意义 . 9 铝转子测试仪的研究情况 . 10 论文研究的内容 . 10 第二章 铸铝转子测试仪工作的要求 . 12 铸铝转子测试仪的基本设计依据 . 12 铸铝转子测试仪的基本功能 . 12 本章小结 . 12 第三章 铸铝转子测试仪方案及其具体设计 . 13 转子测试仪整体方案 . 13 铝转子测试仪工作的原理 . 13 铝转子测试仪机械部分的具体设计 . 13 3. 3. 1 铸铝转子测试仪机械部分总体设计 . 13 3. 械拖动系统及测试夹具 的设计 . 14 3. 铝转子测试仪气动系统的设计 . 19 铝转子测试仪测试传感系统的设计 . 22 本章小结 . 28 第四章 铸铝转子测试仪运行控制系统设计 . 30 频调速基本概念 . 30 频调速的类型 . 30 频器的组成 . 32 频器的主要功能 . 32 4. 4. 1 频率给定功能 . 32 4. 4. 2 升速、降速和制动功能 . 33 4. 4. 3 控制功能 . 33 4. 4. 4 保护功能 . 33 第五章 总结 . 34 第六章 致谢 . 35 第七章 参考文献 . 36 摘要 在电机中，使用铸铝工艺简化了马达的制造工艺，使铸铝转子马达的应用非常广泛。而铸铝转子的质量直接影响马达的力效指标。在铸铝转子的生产过程中，由于各种因素造成了铸铝的气 孔沙眼残渣、细条、断条、欠铸等，使用这种转子的马达在运转时负载能力较正常铸铝转子差，使马达效率下降。由于是在相对大负载下运行，导致马达过热，致使定子绝缘性能下降，最终烧损马达。铸铝转子的测试，可以在电机装配前，剔除不良铸铝转子，以保证电机的力效指标，提高电机的产品合格率和马达性能。传统的马达铸铝转子测试采用了超声成像技术，高频加磁，工频加磁。这些测试方法除转子性能的不全面外，由于工艺复杂在生产也难以应用。 计算机技术的发展使测试信号的数字化，并且便于进行大量的人工智能分析，使铸铝转子方便快捷的测试成 为可能，从而测试铸铝转子的性能 关键词： 电机，转子，测试，性能 n of so is of In of to of in so it is in a to to in to to to of in to is of in be of is of of 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目：铸铝转子测试仪机械部分 的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2008963345 姓 名： 刘 姣 指导教师： 毛美姣 完成日期： 2012年 5月 27日 湘 潭 大 学 兴 湘 学 院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 转子测试 仪机械部分设计 学号： 2008963345 姓名： 刘姣 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 毛美姣 系主任： 周友行 一、 主要内容及基本要求 本课题对转子测试系统机械部分进行分析设计，转子测试系统主要由测量专用传感器，测试专用夹具，测量专用模板，角度调节器，位置传感器， 制器，工业电脑及显示器，系统测试柜，测试软件，光栅保护器。而我们主要是研究转子测试系统的传递路线和测试专用夹具的装夹方式以及器材的选取。 1研究转子测试系统的驱动系统的传递路线，通过参数的选定主轴箱，传感器的安装以及气动尾架的设计，分析其控制方式，和整体效率分析 2 设计主轴箱的结构包括 传动件、箱体及其联结件的结构设计与布置， 3 设计测试专用夹具，让传动更加有效率和连贯。 、预计达到的目标：通过此次毕业设计对转子测试系统有了个较深入的理解，自己能够对转子测试仪的传动系统进行简单分析设计，为自己日后在相关方面的研究打下一个坚实的基础。在此次设计中能够熟练的利用三维建模软件对一些机构及复杂的系统进行计算机模拟和仿真来解决一些困难的问题。 本课题的基本要求是翻译一篇不少于 3000 字的外文文献，机械系统总装配图，系统各主要部分零件图纸，毕业设计论文，要求不少于 二、重点研究的问题 第一章阐述了本文的研究背景，国内外铸铝转子发电技术的研究现状、铸铝转子测试仪的研究状况及本文的研究意义与研究内容。 第二章提出了铸铝转子测试仪设计的要求和功能。 第三章做了铸铝转子测试仪机械设计部分做了详细的设计。首先讲述了铸铝转子测试仪工作的原理，并考虑到怎样合理来设计铸铝转子测试仪。 第四章做了铸铝转子测试仪运行控制系统部分的设计 第五章总结全文，给出结论，并提出了下一步研究的内容。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 收集资料 第一周 2 总体方案确定 第二周 3 主要零部件的计算 第三到第五周 4 系统主要零部件的设计 第六到十二周 5 撰写毕业论文 第十三到十四周 6 准备答辩 第十五周 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 1濮良贵 ,纪名刚 . 机械设计 M. 北京 :高等教育出版社 ,2002. 2 徐灏 第三卷 M. 北京：机械工业出版社 ,1993. 3 孙垣 ,陈做模 M 4 杨峻峰，机床及其夹具 2005 5 李金寿 机械工业出版社。 2006 6 机械制造期 刊，上海机床厂，气动式车床尾架， 2000 7 新编全国机械设备维修配件目录 . 中国机械工业供销总公司编 8 唐金松 二版） M学技术出版社 9 尚久浩主编 M国轻工业出版社 10机械制造期刊，上海机床厂，气动式车床尾架， 2000年 11变速器箱体专用钻床主轴箱的设计 ,彭得利 , 文章编号： 16722011） 03 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2008963345 姓名 刘姣 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 转子测试仪机械部分设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是 否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 评阅人： 年 月 日 湘 潭 大 学 兴 湘 学 院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2008963345 姓名： 刘姣 专 业： 机械 毕业论文（设计说明书） 42 页 图 表 11 张 论文（设计）题目： 转子测试仪机械设计部分 内容提要： 对于煤炭、石油、天然气这些不可再生的一次能源，我们能做的就是尽 可 能最大化地利用好它们，毕竟它们的储量有限，我们只有不断研发高新技术，而如何合 理利用现在的资源已经成了一个严峻的问题 ,我们努力把现有的资源发挥最大作用成为 了我们解决燃眉之急的主要措施。在生活中我们广泛运用电机，为各种机器提供动力系 统。 可是电机的性能并不稳定，如何提高电机的寿命，成为了我们研究的课题。电机中 转子是其核心部分，可是转子 经常会发生 断条、细条、未连接到端环导条，欠铸、气孔、 残渣导条，斜槽角度不良、导条的内部短路、铁心及铝条的一致性、端换不良。转子的 等效电阻不良及转子的电抗 不良。 所以我们为了测试转子的性能，就出现了转子测试仪， 通过测试转子的这些项目，来达到提高电机性能，合理利用资源的目的。计 算机技 术 的发展使测试 转子 信号的数字化，并且便于进行大量的人工智能分析，使鼠笼转子方 便 快捷的测试成为可能 ， 鼠笼转子测试仪采用间接直流加磁技术测导条在切割磁力线时 的 电流变化，根据传统的电机理论应用电脑进行分析判别，测试铸铝转子的性 能 指导教师评语 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及 评语 答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 目录 摘要 . 1 第一章 绪论 . 3 . 3 1. 1. 1当代能源危机问题 . 3 1. 1. 2环境问题 . 3 1. 1. 3能源的合理利用 . 6 . 7 . 7 . 7 . 8 . 9 . 10 . 10 第二章 铸铝转子测试仪工作的要求 . 12 铸铝转子测试仪的基本设计依据 . 12 铸铝转子测试仪的基本功能 . 12 本章小结 . 12 第三章 铸铝转子测试仪方案及其具体设计 . 13 转子测试仪整体方案 . 13 . 13 . 13 3. 3. 1铸铝转子测试仪机械部分总体设计 . 13 3. 设计 . 14 3. . 19 . 22 本章小结 . 28 第四章 铸铝转子测试仪运行控制系统设计 . 30 频调速基本概念 . 30 . 30 . 32 . 32 4. 4. 1频率给定功能 . 32 4. 4. 2升速、降速和制动功能 . 33 4. 4. 3控制功能 . 33 4. 4. 4保护功能 . 33 第五章 总结 . 34 第六章 致谢 . 35 第七章 参考文献 . 36 1 摘要 在电机中，使用铸铝工艺简化了马达的制造工艺，使铸铝转子马达的应用非常广泛。而铸铝转子的质量直接影响马达的力效指标。在铸铝转子的生产过程中，由于各种因素造成了铸铝的气孔沙眼残渣、细条、断条、欠铸等，使用这种转子的马达在运转时负载能力较正常铸铝转子差，使马达效率下降。由于是在相对大负载下运行，导致马达过热，致使定子绝缘性能下降，最终烧损马达。铸铝转子的测试，可以在电机装配前，剔除不良铸铝转子，以保证电机的力效指标，提高电机的产品合格率和马达性能。传统的马达铸铝转子测试采用了 超声成像技术，高频加磁，工频加磁。这些测试方法除转子性能的不全面外，由于工艺复杂在生产也难以应用。 计算机技术的发展使测试信号的数字化，并且便于进行大量的人工智能分析，使铸铝转子方便快捷的测试成为可能，从而测试铸铝转子的性能 关键词： 电机，转子，测试，性能 2 n of so is of In of to of in so it is in a to to in to to to of in to is of in be of is of of 3 第一章 绪论 题的研究背景 1. 1. 1 当代能源危机问题 能源危机不但现在存在，在过去也是一直在在的 ,并且在未来的危机更为严重 ， 而为何会存在能源危机呢 ?是指可供我们人类利用的能源的不充分，而不是能源本身的不足。 具体 表现有： 1、能源转化的方向性。并不是所有的能源都能够被人类利用，比如内能，其它能的形式转化为内能比较容易，而将内能转化为其它形式的能源，就很难办得到。 2、能源分布的不均性。可以说在地球上几乎全部的能源都来源于太阳，但是由太阳能转化成的各种能量形式在地球上的分布并不均匀，如在沙漠地带，太阳能充足，但却无人居住。 3、日益增加的人口导致能量分配不足。由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。 根据经济学 家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即 2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。 为了避免上述窘境，目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能 (包括潮汐能和波浪能 )等可再生新能源，或者将注意力转向海底可燃冰 (水合天然气 )等新的化石能源。同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代 品，也受到了广泛关注。 1. 1. 2 环境问题 到目前为止已经威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有：全球变暖、 臭氧层 破坏、 酸雨 、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、 垃圾 成灾、有毒化学品污染等众多方面。 球变暖是指全球气温升高。导致全球变暖的主要 原因是人类在近一个世纪以来大量使用 矿物燃料 （如煤、石油等），排放出大量的 室气体 。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也 4 就是常说的温室效应 ，导致 全球气候变暖 。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融， 海平面上升 等，既危害自然 生态系统 的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。 地球大气层近地面约 20 30公里的平流层里存在着一个臭氧层，其中臭氧含量占这一高度气体总量的十万分之一。臭氧含量 虽然极微，却具有强烈的吸收紫外线的功能，因此，它能挡住 太阳紫外辐射 对地球生物的伤害，保护地球上的一切生命。然而人类生产和生活所排放出的一些污染物，如冰箱 空调 等设备制冷剂的氟氯烃类 化合物以及其它用途 的氟溴烃类等化合物，它们受到紫外线的照射后可被激化，形成活性很强的 原子 与臭氧层的臭氧（ 用，使其变成 氧分子 （ 这种作用连锁般地发生，臭氧迅速耗减，使臭氧层遭到破坏。 南极 的臭氧层空洞，就是 臭氧层破坏的一个最显著的标志。到 1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达 2400万平方公里。因此科学家警告说，地球上空臭氧层破坏的程度远比一般人想象的要严重的多。 雨是由于空气中二氧化硫（ 氮氧化物（ 酸性污染物引起的 小于 酸雨危害的地区，出现了 土壤 和湖泊酸化，植被和生态系统遭受破坏，建筑材料、金属结构和文物被腐蚀等等一系列严重的环境问题。此外，全世界 使用矿物燃料的量有增无减，也使得受酸雨危害的地区进一步扩大。我们国家在八十年代，酸雨主要发生在 西南地区 ，到九十年代中期，已发展到长江以南、青藏高原以东及 四川盆地 的广大地区。 资源 危机：地球 表面虽然 2/3被水覆盖，但是 97%为无法饮用的海水，只有不到 3%是淡水，其中又有 2%封存于极地冰川之中。在仅有的 1%淡水中， 25%为工业用水， 70%为农业用水，只有很少的一部分可供饮用和其它生活用途。然而，在这样一个缺水的世界里，水却被大量滥用、浪费和污染。加之，区域分布不均匀，致使世界上缺水现象十分普遍， 全球淡水危机 日趋严重。世界上任何一种生物都离不开水，人们贴切地把水比喻为生命的源泉 。然而，随着地 球上人口的激增，生产迅速发展，水已经变得比以往任何时候都要珍贵。一些河流和湖泊的枯竭，地下水 的耗尽和 湿地 的消失，中国的 黄河 都已雄风不再，昔日 奔流到海不复回 的壮丽景象已成为历史的记忆了 。 能源 短缺：当前，世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家甚至全球范围内出现。这种现象的出现，主要是人类无计划、不合理地大规模开采所至。本世纪九十年代初全世界消耗能源总数约 100亿 5 吨标准煤，预测到 2000年能源消耗量将翻一番。从目前石油、煤、水利和核能发展的情况来看，要满足这种需求量是十分困难的。因此，在新能源（如太阳能、 快中子反应堆 电站、 核聚变 电站等）开发利用尚未取得较大突破之前，世界 能源供应 将日趋紧张。 此外，其它不可再生性 矿产资源 的储量也在日益减少，这些资源终究会被消耗殆尽。 森林是人类赖以生存的生态系统中的一个重要的组成部分。地球上曾经有 76亿公顷的森林，到本世纪时下降为 55亿公顷，到1976年已经减少到 28亿公顷。由于 世界人口 的增长，对耕地、牧场、木材的需求量日益增加，导致对森林的过度采伐和开垦，使森林受到前所未有的破坏。据统计，全世界每年约有 1200万公顷的森林消失， 其中占绝大多数是对全球生态平衡至关重要的 热带雨林 。 对热带雨林的破坏主要发生在热带地区的发展中国家，尤以 巴西 的亚马逊情况最为严重。 亚马逊森林 居世界热带雨林之首，但是，到九十年代初期这一地区的 森林覆盖率 比原来减少了 11%，相当于 70万平方公里，平均每 5秒钟就有差不多有一个足球场大小的森林消失。此外，在亚太地区、 非洲 的热带雨林也在遭到破坏。 = 单地说土地荒漠化就是指土地退化。 1992年 联合国环境与发展大会 对荒漠化的概念作了这样的定义： 荒漠化是由于气候变化和人类不合理的 经济活动 等因素，使干旱、半干旱和具有干旱 灾害的半湿润地区的土地发生了退化。全球现有 12亿多人受到荒漠化的直接威胁，其中有 漠化已经不再是一个单纯的 生态环境问题 ，而且演变为经济问题和 社会问题 ，它给人类带来贫困和社会不稳定。到二十世纪末，全球将损失约 1/3的耕地。在人类当今诸多的环境问题中，荒漠化是最为严重的 灾难 之一。对于受荒漠化威胁的人们来说，荒漠化意味着他们将失去 最基本的生存基础 种就是指生物种类。现今地球上生存着 5001000万种生物。一般来说物种灭绝速度与物种生成的速度应是平衡的。但是，由于人类活动破坏了这种平衡，使物种灭绝速度加快，据 世界自然资源保护大纲 估计，每年有数千种动植物灭绝，到 2000年地球上10 20%的动植物即 50 100万种动植物将消失。而且，灭绝速度越来越快。 世界野生生物基金会 发出警告：本世纪鸟类每年灭绝一种，在热带雨林，每天至少灭绝一个物种。物种灭绝将对整个地球的食物供给带来威胁，对人类社会发展带来的损失和影响是难以预料和挽回的。 6 球每年产生垃圾近 100亿吨，而且处理垃圾的能力远远赶不上垃圾增加的速度，特别是一些 发达国家 ，已处于 垃圾危机 之中。美国素有垃圾大国之称，其生活垃圾主要靠表土掩埋。过去几十年内，美国已经使用了一半以上可填埋垃圾的土地， 30年后，剩余的这种土地也将全部用完。我国的垃圾排放量也相当可观，在许多城市周围，排满了一座座垃圾山，除了占用大量土地外，还污染环境。危险垃圾，特别是有毒、 有害垃圾 的处理问题（包括运送、存放），因其造成的危害更为 严重、产生的危害更为深远，而成了当今世界各国面临的一个十分棘手的环境问题。 场上约有 7 8万种化学品。对人体健康和生态环境有危害的约有 中有致癌、致畸、致突变作用的约 500余种。随着工农业生产的发展，如今每年又有 1000 2000种新的化学品投入市场。由于化学品的广泛使用，全球的大气、水体、土壤乃至生物都受到了不同程度的污染、毒害，连南极的企鹅也未能幸免。自五十年代以来，涉及有毒有害化学品的污染事件日益增多，如果不采取有效防治措施，将对人类和动植物造成严重的危害。 1. 1. 3 能源的合理利用 我们都知道煤炭、石油、天然气是属不可再生能源，总有取尽用竭的一天。现代主要能源是煤、石油和天然气，它们都是短期内不可能再生的化石燃料，储量都极其有限，因此必须节能。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源；煤、石油和天然气等是非再生能源。 随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加，现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究；同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步，专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源，以满足全球经济发 展与人类生存对能源的高度需求，而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。 对于煤炭、石油、天然气这些不可再生的一次能源，我们能做的就是尽可能最大化地利用好它们，毕竟它们的储量有限，我们只有不断研发高新技术，把存在于地球上的不可再生的能源尽可能多的利用起来。因为煤炭、石油、天然气在我们生活中起着重大作用。 而如何合理利用现在的资源已经成了一个严峻的问题 ,我们努力把现有的资源发挥最大作用成为了我们解决燃眉之急的主要措施。在生活中我们广 7 泛运用电机，为各种机器提供动力系统。 可是电机的性能并不稳定，如何提高电机的寿命，成为了我们研究的课题。电机中转子是其核心部分，可是转子 经常会发生断条、细条、未连接到端环导条，欠铸、气孔、沙眼、残渣导条，斜槽角度不良、导条的内部短路、铁心及铝条的一致性、端换不良。转子的等效电阻不良及转子的电抗不良。所以我们为了测试转子的性能，就出现了转子测试仪，通过测试转子的这些项目，来达到提高电机性能，合理利用资源的目的。 铝转子技术国内外研究发展现状 我们研究出制造铸铝转子的有两种方法， 离心铸铝和压力铸铝。下面分别来看一下这两种铸铝方法 的工作原理和特点。 力铸铝 工作原理是用压力将融化好的金属铝液注入型腔，待冷却凝固成铸件。其特点有： （ 1）在压铸过程的始终，压力起着主要作用。 （ 2）压铸时，金属液在高速冲型过程中，如果型腔中的气体来不及排出，就会被卷入金属内产生气孔。 （ 3）由于金属液充型过程是在压力作用下进行的，转子铁心可在冷态下压铸。 （ 4）生产效率高，易实现机械化、自动化，从而可减轻劳动强度。 心铸铝 工作原理是将融化好的金属铝液注入旋转着的铝模中，使之在离心力的作用下充满型腔，并凝固。其特点有： （ 1）离心力对铸件的成型和金属结晶过程有重要影响，它有助于金属液中的气体和非金属杂物（比金属轻）的排出。更重要的是影响到金属结晶过程，起到加强补缩和结晶细化的作用。 （ 2）转子铁心必须预热。铁心加热后，在槽型断面上得到氧化，有利于降低电机的杂散损耗。 但我们采用以上方法来加工铸铝转子时，铸铝方法和转子质量有如下关系， 铸铝转子比铜条转子异步电动机的附加损耗增加 26倍，采用的铸铝方法不同，附加损耗也不同，其中压力铸铝转子电机的附加损耗最大。这是因为压铸时强大的压力笼条和铁心接触的十分紧密，甚至铝水挤入了叠片之间，横向电流增大，使电机的附加损耗大为增加。此外，压铸时由于加压速度快，压力大，型腔内得空气不能完全排除，大量气体呈 “ 针孔 ” 状密布于转子笼条、端环、风叶等处，致使铸铝转子中铝的比重减小（约比离心铸铝减少 8%），平均电阻增加（ 13%），这样使电机的主要经济指标大大下降。离心铸铝转子 8 虽然受各种因素影响，容易产生缺陷，但电机的附加损耗小。采用不同铸铝方法的铸铝转子电机主要电气性能列表如表 铸铝方法 温升 0C 转子损耗 W 负载电流 A 空载电流 A 转差率 % 离心铸铝 59 力铸铝 80 同铸铝方法的铸铝转子电机主要电气性能 可见，电气性能离心铸铝好于压力铸铝。 子质量对电气性能的影响 离心铸铝转子见缺陷已在前面介绍过，下面较详细的讨论这些缺陷产生的原因及其对电机性能的影响。 1、转子铁心重量不够， 2、转子错片，槽斜线不直， 3、转子斜槽宽大于或小于允许值， 4、转子断条 5、转子细条 6、气孔 7、浇不满 8、缩孔 9、裂纹 10、铝的质量不好或回炉废铝用量过多 。 铝转子测试仪研制的目的及意义 在鼠笼转子 用铸铝工艺简化了马达的制造工艺，使铸铝转子马达的应用非常广泛。而铸铝转子的质量直接影响马达的力效指标。在铸铝转子的生产过程中，由于各种因素造成了铸铝的气孔沙眼残渣、细条、断条、欠铸等，使用这种转子的马达在运转时负载能力较正常铸铝转子差，使马达效率下降。由于是在相对大负载下运行，导致马达过热，致使定子绝缘性能下降，最终烧损马达。 鼠笼转子的测试，可以在马达装配前，剔除不良铸铝转子，以保证马达的力效指标，提高马达的产品合格率和马达性能。 传统的马达铸铝转子测试采用了（ 1）超声成像技术。（ 2）高频加磁。（ 3）工频加磁。这些测试方法除转子性能的不全面外，由于工艺复杂在生产也难以应用。 计算机技术的发展使测试信号的数字化，并且便于进行大量的人工智能分析，使鼠笼转子方便快捷的测试成为可能，鼠笼转子测试仪采用间接直流加磁技术测导条在切割磁力线时的电流变化，根据传统的电机理论应用电脑进行分析判别，测试铸铝转子的性能。图 1就为铸铝转子测试仪现在发展的一种类型。 9 图 1铸铝转子测试仪 铝转子测试仪的研究情况 目前对于快速大 批量进行铸铝转子质量分析的方法主要有电阻测量法和电感测量法两种。第一种电阻测量法用于计算转子电阻值，电阻值有助于分析转子整体的质量，特别是标准性能方面如：效率、最大输出功率和功耗等。电阻测量法有一定的弊端，主要是一方面电阻测量法对转子故障的特性不能提供更多的信息，单一用电阻测量法无法确定问题的真正原因是由于转子铝条断裂，还是端环有气孔，或是斜槽角度不佳，而且电阻测量法也无法识别焊接、起动扭矩及电机噪音相关的某些问题。另一方面电阻测量法对于使用者来说难于设定标准界限，如果设定界限过严，造成大多数转子被判定为不合格，这种差别尤其在工艺、原材料、热处理等方面的轻微变化而显得很突出。而设定界限较宽的话，就会造成几乎没有不良品。使用客户很难根据自己产品的情况设置出合理的界限，在这种情况下，电阻测量法显得有些难于实际的应用。第二种电感测量法在测量时不需要使用定子。因此电感测量法可以测试出转子很小的故障，被测转子在以预定恒速接近传感器磁场转动 ,磁场接近转子外周，足以使转子铝条穿过磁场，铝条穿过磁场时，铝条中便可以感应出电压。产生的电流流过短路端环，使铝条中产生涡流，这些交流电反过来又在转子中产生自身的磁场，并使传感器中感应 出交流信号，每当一条转子铝条穿过磁场时，就会产生一个正弦波形，转子在旋转一周后，完成了一次完整的测量。对于毫无缺陷的转子，能产生几乎完美的正弦波形，理论上来说，完美的转子就会产生完美的正弦波形。无缺陷的转子能使转子中每个铝条都产生相同的曲线，这就有可能用不同的标准来评定波形的差异程度，从而来判定质量，可接受的变异量用工艺能力分析法来决定。电感测量法可以轻易测量出转子铝条发生断裂、转子铝条中有空气或气孔以及斜槽角 10 度误差。电感测量法还可以根据相应的情况计算出转子感应波形的总值，这个值对于转子单条铝条并不敏感，它 只是对误差敏感，因此，总值公差最为重要，要根据工艺能力和电机关键特性尽量设小，总值可以识别转子中所有缺陷，如铝质量不好、铁芯质量不好、铝条中有气孔、发蓝不好 ,这类缺陷在整个转子中都有可能存在。二、特点：由上所述，电感测量法要远比电阻测量法的优势明显，所以在鼠笼转子的质量测量方面，电感测量法占据主导地位。该测试仪就是采用电感测量法进行测量，该设备可以在五秒钟以内完成对一个鼠笼转子的质量测量（真正的测量时间低于一秒）。测量结束时，电脑会自动显示出测量结果以及判定是否合格，对不合格的产品显示出是铝条断条、还是铝条 中有气孔或杂质、还是槽角度不良。测量的项目有：最大值、最小值、峰峰值、平均值、占空比等。测量并控制的项目有：铝条数、最小波幅、最大波幅、梯度、总值等。可以说，这样的一次测量足以判定该转子是否合格。该系统可以进行自动和手动测量，自动测量用于正常的生产线测试，手动测量主要是用于调整工装位置、判定系统故障，采集和设置系统参数。该系统可以对不同叠高、不同直径、不同铝条数的铸铝转子进行测量，在更换品种时，只需在手动情况下进行调整工装位置，这十分有利于客户降低采购成本，提高工作效率。下图 1就是通过传感器来测试转 子的 性能。 图 1转子测试仪测试部分 论文研究的内容 铸铝转子的应用前景非常广阔，怎样更好地提高铸铝转子的性能是一个很 11 有意义的研究课题。本文的选题就是在这样的背景下，由铸铝转子测试仪国内外发展现状和老师的指导，然后再结合当前计算机技术、自动检测与控制技术的特点，以检测实用性、操作方便性、使用可靠性为原则，完成整个测试台的设计。考虑试验环境清洁要求及测试能力的可扩展性，本方案采用变频器电机变速方式。 本文的主要研究内容和章节结构简要说明如下 ： 第一章阐述了本文的研究背景，国内外铸铝转子发电技术的研究现状、铸铝转子测试仪的研究状况及本文的研究意义与研究内容。 第二章提出了铸铝转子测试仪设计的要求和功能。 第三章做了铸铝转子测试仪机械设计部分做了详细的设计。首先讲述了铸铝转子测试仪工作的原理，并考虑到怎样合理来设计铸铝转子测试仪。 第 四 章总结全文，给出结论，并提出了下一步研究的内容 12 第二章 铸铝转子测试仪工作的要求 铝转子测试仪的基本设计依据 1）适用范围 : 交流电机鼠笼 转子的检查测试 . 2) 转子直径 : 50 ) 转子长度 : 30) 导 条 数 : 5 采样频率 : 20 信号幅值 : 5V 5) 测试转速 : 100) 此仪器对工作环境要求宽松，既适用实验室科研分析，又适用生产线批量检测。环境温度 0 电源：单相 220V10% 50铝转子测试仪的基本功能 测试项目 : 1, 断条、细条、未连接到端环导条 . 2, 欠铸、气孔、沙眼、残渣导条 . 3, 斜槽角度不良、导条的内部 短路 . 4, 铁芯及铝条的一致性 . 5, 端换不良 . 6, 转子的等效电阻不良及转子的电抗不良 . 章小结 本章首先讲述了本文的总体设计要求，然后提出了铸铝转子测试仪要实现的基本功能，为下面研究做了很好的铺垫。 13 第三章 铸铝转子测试仪方案及其具体设计 子测试仪整体方案 测试台采用模块化结构，包括电机控制模块，测量传感器测试模块、测试模块等，测试控制台实现整个系统地远程集中控制和数据检测，电机控制柜为变频器和逻辑控制元器件提供安装平台 。铸铝转子测试仪工作状态为水平安装，在本系统中，偏航减速器仍采用水平安装方式，并用支承架来起支撑作用。工作台置于平整的地面上（需要地脚螺钉）。考虑到该减速器为无传动比、小扭矩输出，测试件与被测试件中间采用伞形顶针，所以铸铝转子测试仪主轴箱采用 保证对转子进行更好的测试，我们采用气动尾架结构，并采用三角形导轨，以便于尾架滑动和连接。测量的结果通过测量传感器系统进行对转子质量的测量，测量的结果会在 分辨率大屏幕工业液晶显示器显示出来，我们再对测试结果的波形进行分析。 铝转子 测试仪工作的原理 该测试仪就是采用电感测量法进行测量，该设备可以在五秒钟以内完成对一个鼠笼转子的质量测量（真正的测量时间低于一秒）。测量结束时，电脑会自动显示出测量结果以及判定是否合格，对不合格的产品显示出是铝条断条、还是铝条中有气孔或杂质、还是槽角度不良。测量的项目有：最大值、最小值、峰峰值、平均值、占空比等。测量并控制的项目有：铝条数、最小波幅、最大波幅、梯度、总值等。可以说，这样的一次测量足以判定该转子是否合格。 该系统可以进行自动和手动测量，自动测量用于正常的生产线测试，手动测量主要是用于调整工装位 置、判定系统故障，采集和设置系统参数。 该系统可以对不同叠高、不同直径、不同铝条数的铸铝转子进行测量，在更换品种时，只需在手动情况下进行调整工装位置，这十分有利于客户降低采购成本，提高工作效率。 铝转子测试仪机械部分的具体设计 3. 3. 1
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