發(fā)布時(shí)間：2021-05-14 02:24

　　斯特林直線(xiàn)發(fā)電機(jī)是一種熱電轉(zhuǎn)換裝置,在航天探索、軍事便攜供電、微型熱電聯(lián)產(chǎn)等方面有所應(yīng)用,正處于發(fā)展之中。斯特林直線(xiàn)發(fā)電機(jī)包括斯特林直線(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)（自由活塞式或熱回聲式）和直線(xiàn)發(fā)電機(jī):作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的活塞與發(fā)電機(jī)動(dòng)子相連,直驅(qū)發(fā)電。由于沒(méi)有附加的傳動(dòng)裝置,斯特林直線(xiàn)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊,摩擦損耗少,理論上效率更高。但在實(shí)際研制中,斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在耐高溫材料、動(dòng)密封等方面還有很大困難,直線(xiàn)發(fā)電機(jī)則由于其結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)方式的特殊性,在設(shè)計(jì)制造、發(fā)電與受力特性等方面有待優(yōu)化改進(jìn)。本文針對(duì)面向航天的斯特林發(fā)電系統(tǒng),對(duì)圓筒型直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的發(fā)電特性、受力情況進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)組裝了結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)化、定位力小、容易啟動(dòng)的小功率樣機(jī),通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解了直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的發(fā)電與運(yùn)行特性,為斯特林發(fā)電整機(jī)的研制提供了參考。經(jīng)過(guò)調(diào)研,當(dāng)前直線(xiàn)發(fā)電機(jī)主要存在幾大問(wèn)題難點(diǎn):結(jié)構(gòu)特殊難以制造,定位力對(duì)運(yùn)行不利,振動(dòng)下輸出的電波形不規(guī)則。首先,本文對(duì)比各類(lèi)直線(xiàn)發(fā)電機(jī),初步確定了總體構(gòu)型。參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有設(shè)備的性能參數(shù),設(shè)定了直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。其次,本文使用電磁有限元仿真軟件ANSYS Maxwell建立直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的電磁模型,對(duì)其在簡(jiǎn)諧振動(dòng)下的感... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 斯特林直線(xiàn)發(fā)電技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 斯特林直線(xiàn)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 斯特林直線(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的組成
        1.2.3 本文研究的對(duì)象
    1.3 直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的問(wèn)題難點(diǎn)與研究現(xiàn)狀
        1.3.1 結(jié)構(gòu)的特殊性增加設(shè)計(jì)制造的難度
        1.3.2 定位力導(dǎo)致運(yùn)行不平穩(wěn)
        1.3.3 運(yùn)動(dòng)的特殊性造成發(fā)電波形不規(guī)則
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 直線(xiàn)發(fā)電機(jī)有限元仿真
    2.1 直線(xiàn)發(fā)電機(jī)有限元模型
        2.1.1 設(shè)計(jì)性能指標(biāo)
        2.1.2 基本構(gòu)型與材料選擇
        2.1.3 電磁有限元建模
    2.2 簡(jiǎn)諧振動(dòng)下的發(fā)電特性
        2.2.1 感應(yīng)電勢(shì)有限元仿真
        2.2.2 簡(jiǎn)諧振動(dòng)下感應(yīng)電勢(shì)理論分析
        2.2.3 小幅簡(jiǎn)諧振動(dòng)下電勢(shì)波形的改善方法
        2.2.4 小幅簡(jiǎn)諧振動(dòng)下三相與單相發(fā)電的比較
        2.2.5 氣隙長(zhǎng)度對(duì)功率的影響
    2.3 運(yùn)動(dòng)部件的受力情況及改進(jìn)措施
        2.3.1 定位力的減小方法
        2.3.2 振動(dòng)中心位置的穩(wěn)定性
        2.3.3 彈簧在系統(tǒng)中的作用
    2.4 本章小結(jié)
第三章 直線(xiàn)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
    3.1 定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝
        3.1.1 定子結(jié)構(gòu)與材料選擇
        3.1.2 鐵心的安裝定位
        3.1.3 電樞線(xiàn)圈的連接
    3.2 動(dòng)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝
        3.2.1 動(dòng)子結(jié)構(gòu)與材料選擇
        3.2.2 動(dòng)子永磁體組件的安裝
    3.3 軸承及彈簧的選取
        3.3.1 直線(xiàn)軸承的選取
        3.3.2 彈簧的選取
    3.4 驅(qū)動(dòng)裝置的選用
        3.4.1 動(dòng)力源
        3.4.2 旋轉(zhuǎn)—直線(xiàn)轉(zhuǎn)換裝置
    3.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
    3.6 本章小結(jié)
第四章 直線(xiàn)發(fā)電機(jī)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)試
    4.2 定位力測(cè)量與分析
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.3 空載電勢(shì)波形測(cè)量與分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 輸出功率測(cè)量與分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)和進(jìn)步點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的研究成果
附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)活動(dòng)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]熱聲發(fā)電系統(tǒng)直線(xiàn)發(fā)電機(jī)定位力計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 彭仁強(qiáng).沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
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[3]低速大轉(zhuǎn)矩永磁直驅(qū)電機(jī)極槽選擇問(wèn)題的研究[D]. 徐重鶴.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[4]不等厚Halbach陣列的永磁電機(jī)建模與優(yōu)化[D]. 葛木明.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]100W自由活塞式斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張通.南京航空航天大學(xué) 2017
[6]雙層氣隙永磁直線(xiàn)發(fā)電機(jī)的溫升和推力波動(dòng)研究[D]. 鄭俊娜.浙江理工大學(xué) 2016
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[8]非晶合金電機(jī)的電磁性能與定子振動(dòng)研究[D]. 王倩營(yíng).西南交通大學(xué) 2015
[9]分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)研究[D]. 董夏林.東南大學(xué) 2015
[10]稀土永磁往復(fù)式直線(xiàn)發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)研究[D]. 楊波.哈爾濱理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3185088