【一款电动环卫车结构的总体设计案例6400字】

一款电动环卫车结构的总体设计案例 1 1 1 2 4 4 5 6 9 1.1环卫车传动机构设计够有效的对驱动行驶和清洁工作模式干扰进行规避，同时其吸尘和清扫性能较为突出。工作过程中两次吸尘量少，因此，有非常广泛的应用。现在世界上最普遍使用的是扫动车占95%的份额。[34]。1.1.2环卫车基本结构参数从控制的角度来说，纯电动环卫车的总体控制系统大致可以划分为2个部分，分别为行驶控制系统和清洁控制系统。从环卫行驶控制系统的角度出发，它主要是由传感器控制的驱动电机、汽车底盘、蓄电池组、转向控制系统等几个部分共同构成，主要的功能就是控制整个环卫行驶以及其转向。然后则是清扫系统，它又包括了扫盘、滚刷、传送带等部分。在清扫系统工作时，首先是由喷嘴向路面喷水，较高的水压会使得路面上的尘土和垃圾随着运送到滚刷的朝前部分集中起来，同时滚刷则会将集中起来的尘土垃圾扫入传送带，然后由传送带传送到环卫车自带的垃圾箱中。垃圾箱能够进行倾倒，当环卫车完成清扫工作后就由它将垃圾倒入垃圾处理中心。除此之外还有滤尘设备，它会对风机吸入的垃圾尘土和气流进行分流，排出干净的空气。在部分环卫车I²的滚刷和清扫盘结构还具备升降和左右滑动的功能。在环卫车进行工作时这两个系统往往是分开进行的，也就是各司其职，行驶和清扫并没有特别的联系。将行驶系统和清洁控制系统再一次细化后，可以发现：环卫车组成部分包括四个方面：分别是道路吸尘系统、作业清扫装置、液压控制系统以及底盘儿系统[35]。对于整车功能发挥来说，底盘系统支撑前提。其包括的部分有制动、转向、行驶以及传动。玻璃和框技术框架安装于驾驶室上，通过设计左右前玻璃面，能够使得司机的视野得以扩宽，这样就能够对倒入垃圾状况有全面的观察。框架是安装系统的前提；也是组装整车不同部件的基础，包括了横梁和数量部分。油压控制系统主要包括了动力转向和清扫工作辅助部件，驱动部件以及功能部件是清扫作业装置的主要构成部分。油压电机驱动盘刷，驱动了工作装置中的滚筒刷和中盘刷的旋转；油压气缸使得。卷刷能够伸缩和升降移动。空气清扫系统主要由吸尘器、风扇、搬运软管、吸尘机构、垃圾箱等构成。本文采用的电动环卫车参数表如下：量系数/δ效率/ηt比/ig1.000、、、道路级别计算行车速度80或60主干路I级60或50主干路Ⅱ级50或40主干路Ⅲ级次干路I级50或40次干路Ⅱ级次干路Ⅲ级30或20支路I级支路Ⅱ级30或20支路Ⅲ级由于环卫车不需要进入快速车道，因此环卫车的最高速度Vmax可以取到大坡度不能超过15%,可以设环卫车的最大爬坡高度为20%。行车速度最大纵坡坡度推荐设其一次充电续航里程L定为>240km,即一次充电能保证环卫车以最高速度工表2-4环卫车动力性能指标表最大爬坡度一次充电作业时间其他方面的部件实际上都是和异化电动机的各方面部件是一样的。另外，分别4处于较低状态。空气间隙长度虽然影响永磁同步电动机的无功功率，但是相较1.一定子铁心；2.一定子槽；3.一转子槽；4.一转子铁心；5.一永磁体；6.一轴图2-2.永磁同步电动机的结构示意图相较于传统感应电动机，固定子结构有着一样的定子结构。为了促使定子机械运作时无法对其产生较大影响。为了将能量耗散降到最低。Y结和双层短距是定子绕组一般采用的方法。下图2-3是梨形槽和梯形槽的示意图图2-3.永磁同步电机的定子槽形示意图是各个类型的转子结构。从左往右进行分析，图(a)所示的为梨形转子槽，它进行运用。在制作模具方面较为简单，有着不复杂的结构。图(d)能够很好的槽相比，性能没有任何好处，所以很少使用。为了促使集肤效果增强、,增加马达的启动扭矩，可以对图(d)刀型槽和(c)凸槽进行运用。从电流集肤效应的方向进行比较，在相同的在容量下，永久磁铁被放置在永磁同步电动机的旋转元件上，由于转子槽通常不是很深，所以电流集肤效果并不显著。图(e)和图(f)中的两个封闭槽虽然模具的制造可以大幅度简化，减少杂用损失，但是转子的漏电电阻比较大。这对于电动机的起到运行性能会有一定影响，因此该设备较少投基于电驱绕组所处的位置，可以将永磁同步电机划分为内部和外部两种转子结构。相较于传统的永磁常规电动机，外转子永磁同步电动机具有较大的气隙直径。由于扭矩与气隙直径的平方成正比，因此在相同体积下外转子的输出扭矩较高，并且转子外壳使得电机磁性较好，便于磁体使用。保护离心力和高惯性矩也可以有效地降低转矩的波动。基于转子在永磁体所处的位置，可以将转子结构划分为爪型、内置型和表面性三类。[41]内置式转子结构根据永磁体的磁化方向与电机的转子旋转转向二者的联系可以分为三类，即：切向式、径向式和混合式。[42内置式转子结构中的永磁体是位于转子铁芯内部的，它的永磁磁极受到极靴的保护，能提高其抗退磁能力。再加上其转子磁路的非对称结构使得交直轴的同步电感不同，这些都对增加磁阻转矩，增加电动机的功率密度有着很大的作用，同时还利于削弱磁场，提高转速并增强电动机的性能。①切向式转子结构这种结构的磁体是被插入电动机的转子铁心的内部，并且它的磁力线切向地穿透转子。永磁体的磁化方向基本上与转子的旋转方向相同，并且磁极远离气隙。它的极间漏磁比较大，所以必须采取磁隔离措施以减小泄漏磁场。采用这个结构的优势是，它在一个极距下的磁通量由两个并联的磁极提供，气隙磁密度也会更高，每极的磁通量也会更大，具有良好的聚磁作用。切向式转子结构在电机高速运转时会承受较大的离心力，这对机械结构提出了更高的要求。因此，还必须使用相应的结构部件来增强机械可靠性，这增加了成本。同时，永磁体和轴的中间的磁隔离使转子结构呈块状，这也增加了组装的难度。另外，使用一个驱动切向控制转子的驱动结构时还能够更好地做到充分利用磁阻转矩的最大分量，这样就更加有利于大大增加了直流电动机的最大功率驱动密度和同时扩展出了电动机对于磁场阻力减弱和转矩增加速度大幅扩大的驱动能力。如果在设计时对发动机的转子极数需求和要求的转子数量已经太多，并且径向式传动结构已经不能够为设计的电机提供一个完全足够的高速电磁传动通量时，就可能会有人选择直接采用一个切向式的高速转子结构。②径向式转子结构设计整体径向电机转子结构的永磁体实际上就是在径向转子结构驱动电机内部所插入的。并且电机转子和磁力线方向成垂直关系、。它的主要基本结构特征之一是那就是其导磁路线的漏磁系数小，转轴上根本没有必要对其采用任何大的隔磁罩和保护措施，转子冲片零件具有良好的转子机械传动强度和运行稳定性，永磁体零件易于切割加工和直接安装固定，结构不易因而发生振动变形且简单，运行时的工作可靠性高，是近年来应用最多的结构类型。图2-5是内置式径向转子结构示意图，右图的结构是由每极的永磁体组合构成的一个字母V型结构，它有很大的空隙可以容纳永磁体，所以它就可以在转矩上装置许多永磁体，它的磁通量非常大，并且所设计的电动机尺寸小且转矩密度高，内但相应的加工技术较为复杂。③混合式转子结构混合式转的结构带有两方面的特点，分别是切向式和径向式。因此其结构通常情况下都比较复杂。制造的难度和费用成本都可能会偏高，如图2-6。131这里我们需要特别强调的一点就是，径向转子磁电路有着一样的结构，同时也并没有较大的电子槽尺寸。这时我们就可以对隔磁桥的平底槽进行运用，能够起到较为理想的瓷隔离效果，相应的也能够使得此路系数得以降低。、假如说转子槽有较高的尺寸，这时我们就可以对圆形转子倾斜槽进行运用，通常情况下都是在感应式电动机中运用。在电机上对永久磁铁进行安装，一定要保障位置的准确性，因此在永久磁同步电动机中经常会使用一种可以有效地减少电动机杂散损耗及其他附加转矩的定子倾斜槽。现在通常有分为两种型号的转子笼绕组：钢筋焊接型和金属铸铝模。第一种方法是将导钢条直接插入到转子槽内，并把位于转子铁芯的两端焊接着铜的端轮和导轨。铝铸造主要采用离心铸造铝或高温压力铸造铝的方法。一次性地铸造引线导杆及端环永磁同步电机通常选择铝模具。从焊接方式来说，铸铝型的制造方法既简单又便宜。交流电动机的电动机绕组起到将电网的交流能量转换成电磁场的机械能量的作用交流电动机的绕组其主要功能是转换交流能量为机械能量[43]。基于嵌入线圈绕组以及线圈绕组的形状，可以划分为集中绕组和分散绕组两类、[44]。基于不同绕组层数，分为单层绕组和双层绕组[45。间距1是集中绕组的主要特性。现今在凸极旋转子中应用较多。集中绕组的优点是构造简单，边缘绕组短。端铜损耗低，同时还能减少端绕组的温升。但是，由于它产生的反电动势不是正弦波，容易带来较高的谐波，进而大大影响了转子的与其他集中型的绕组端部相比，分布式绕组的结构端部和绕有更多的导线，因此它的绕组端部和其他集中类型绕组端部损耗相比较，也可能会明显大于其他集中型绕组端部损失。但是，其反电动势是正弦波，反电动势中的高次谐波成分比集中绕组小。这可以降低扭矩脉冲峰值，降低电机噪声，降低转子表面的涡流损失，降低转子中永久磁铁的温度上升。基于绕组层数视角。单层绕组绝缘结构只有一种，就是槽绝缘，有着较高的有效面积，同相绕组是其漆包线，处于同一槽内的导体彼此之间不会产生破坏。双绕组数量是线圈的两倍，这样线圈嵌线时就较为容易[461。需要注意的是，对单层绕组加工过程中很难形成短距离绕组。这是因为相较于双层绕组，他有着更大的空隙谐波47]。双层绕组为了使得利用凹槽率降低，通常情况下使用的绝缘材料较多。但是也具备了能够对短间距进行选择的能力，一方面可以对电位波形和磁势的正弦波形进行优化；另一方面也能够使得瓷器的间隙谐波数量降低[48。永久磁同步电动机对永磁材料进行了运用，相较于传统的同步电励磁电动机，很少会有一词损失产生，所以有着更高的效率。正是因为诸多学者深入开发永久磁性材料以及永磁材料，而使得其性能较之以往有了大幅提升。有相关数据显示将近35%的。永久磁铁被广泛用于电机34]。永久磁性材料是一种功能材料，当饱和状态下施加磁化并且消除外部磁场的作用时，仍然可以保持磁性。因此又被统称为硬磁性材料。永磁性材料的矫顽能力一般要高于8KA/m[43。其发展可大致分为以下四个阶段。(1)基于碳钢的永磁体20世纪之前，永磁材料主要是碳含量极低(1.5%)的高碳钢。后来，人们向钢中添加了碳，钨和铬，用以改善钢的磁性。其中可以达到钨钢的最大磁力积，0.34MGOe。之后1917年制造的Fe-Co永磁性合金的最大磁力积为1.8MGOe。(2)铝镍钴永磁日本研究人员在上个世纪30年代将Fe-Ni-Al久磁铁研发出来，将co添加其上，在通过相应的热处理之后形成了Fe-Ni-AL-Coo永久磁铁。于1938年在英国诞生。在随后的1956年，荷兰人科赫开