电机定子自动绕线机的研发

发布时间：2017-10-23 20:17

  本文关键词：电机定子自动绕线机的研发

  更多相关文章： 绕线机 定子绕线 运动控制算法 有限元 动力学分析

【摘要】：电机作为各类设备的动力源,已经广泛应用于社会各个领域。定子是电机的核心部件,其形成电磁场驱使转子旋转,故定子线圈绕制质量决定了电机的性能。定子骨架由中心开多极槽的薄硅钢片叠压形成外部封闭结构,电磁漆包线缠绕在内部各极硅钢片上,因此定子绕线要比普通的采用平绕法的电感线圈绕线和采用飞叉绕法的转子绕线复杂。目前国内定子大多仍采用手工绕制,加工效率低、线圈绕制质量差,已经无法满足当今对高性能电机的要求。本文通过分析电机定子骨架的结构特征,研究其自动绕线原理和运动控制算法,研发电机定子自动绕线机,实现电机定子自动绕线。第一章,阐述论文选题背景及意义,介绍了绕线方法及绕线机的发展历程,总结了自动绕线机关键技术的发展现状,提出了本文研究的主要内容。第二章,通过对电机定子骨架结构特征的分析,建立了导针垂直运动和骨架旋转运动复合而成的腰形绕线轨迹的数学模型,结合排线原理、主轴技术及相关辅助技术,确定了电机定子自动绕线机各功能模块,得出各功能模块的设计方案,综合得出电机定子自动绕线机的总体设计方案。第三章,根据结构要求对排线系统的Z轴箱体进行初始设计,应用ANSYS Workbench对Z轴箱体进行模态分析,以1阶固有频率为优化目标,优化了侧壁最佳槽长及加强筋位置;添加两侧支板支撑,对Z轴箱体进行了瞬态动力学分析。最终得到1阶固有频率更优、动力学性能更好的Z轴箱体设计方案。第四章,在考虑轴系零件和模拟轴承支撑刚度的基础上,在ANSYS Workbench中建立主轴有限元模型,并对主轴进行了基于模态分析的临界转速计算;分析底座受力情况,对底座进行谐响应分析,验证了底座结构的动力学性能满足要求。第五章,依据绕线数学模型,提出了腰形轨迹两端分别为圆弧、椭圆、劣弧时的运动控制算法。利用ADAMS软件建立了电机定子自动绕线机的虚拟样机,通过运动仿真分析比较了两端弓高变化对绕线效率及绕线过程中加速度变化的影响。利用研发的样机测量线杆加速度,测试结果与理论结果、仿真结果基本一致,表明提出的运动控制算法能够较好地解决电机定子自动绕线运动控制问题。第六章,对全文进行总结,提出进一步的研究方向。
【关键词】：绕线机 定子绕线 运动控制算法 有限元 动力学分析
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM305
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 引言10
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 绕线方法及绕线机发展历程、发展现状11-14
• 1.2.1 绕线方法11-12
• 1.2.2 绕线机发展历程、发展现状12-14
• 1.3 绕线机关键技术研究现状14-18
• 1.4 本课题主要研究内容18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 电机定子自动绕线机总体方案20-34
• 引言20
• 2.1 定子自动绕线原理20-22
• 2.1.1 电机定子骨架20
• 2.1.2 漆包线运动轨迹数学模型20-21
• 2.1.3 排线原理21-22
• 2.2 电机定子线圈绕制工艺流程22-23
• 2.3 绕线机的功能分解与结构组成23-25
• 2.4 绕线机总体设计方案25-32
• 2.4.1 绕线机主轴系统设计25-26
• 2.4.2 绕线机排线系统设计26-28
• 2.4.3 工装锁紧机构设计28-29
• 2.4.4 工装自动解锁机构设计29-30
• 2.4.5 夹剪线机构设计30
• 2.4.6 张力器选型30-31
• 2.4.7 张力控制机构设计31-32
• 2.5 电机定子自动绕线机总体设计方案32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章Z轴箱体设计及有限元分析34-51
• 引言34
• 3.1 Z轴箱体设计（初始结构）34
• 3.2 Z轴箱体模态分析34-38
• 3.2.1 模态分析理论基础35-36
• 3.2.2 Z轴箱体模态分析（初始结构）36-38
• 3.3 Z轴箱体侧壁槽形优化38-40
• 3.4 Z轴箱体后侧面加强筋位置优化40-43
• 3.5 Z轴箱体模态叠加法的瞬态动力学分析43-50
• 3.5.1 模态叠加法瞬态动力学理论基础43-45
• 3.5.2 Z轴箱体模态分析（侧支板）45-47
• 3.5.3 Z轴箱体瞬态动力学分析47-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 主轴、底座设计及有限元分析51-66
• 引言51
• 4.1 主轴设计51
• 4.2 主轴模态分析51-57
• 4.3 底座设计57
• 4.4 底座有限元分析57-64
• 4.4.1 谐响应分析概述57
• 4.4.2 底座模态分析57-59
• 4.4.3 底座谐响应分析59-64
• 4.5 减震器的应用64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第五章 电机定子自动绕线运动控制与实验66-75
• 引言66
• 5.1 自动绕线机运动控制方法介绍66-67
• 5.2 定子自动绕线运动控制算法67-69
• 5.2.1 Z、Y向组合运动67-69
• 5.2.2 Z向匀速直线运动69
• 5.3 自动绕线运动仿真69-71
• 5.3.1 ADAMS介绍69
• 5.3.2 运动仿真分析69-71
• 5.4 实验验证71-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 攻读硕士学位期间的研究成果81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;电子控制自动绕线机[J];中小型电机技术情报;1976年03期

2 ;半自动绕线机[J];贵州机械;1976年Z1期

3 陈欣,崔陵军;转子绕线新工艺及转子双臂自动绕线机的研究[J];电工技术杂志;1991年03期

4 ;电子控制半自动绕线机[J];仪器制造;1974年06期

5 ;半自动绕线机[J];中小型电机技术情报;1975年01期

6 ;射流控制半自动绕线机[J];贵州机械;1976年Z1期

7 丁志刚;一种新型的通用自动绕线机[J];电工技术杂志;1993年05期

8 纪洪波;自动绕线机控制系统的研究[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);1995年01期

9 ;绕制变压器和滑线电阻的两种自动绕线机[J];计量工作;1974年03期

10 蒋鸣;秦现生;任松涛;安宁娟;;电雷管导线自动绕线机控制系统的设计与实现[J];制造业自动化;2006年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 高冲;电机定子自动绕线机的研发[D];浙江理工大学;2016年

2 陈迎国;自动绕线机的设计与实现[D];西北工业大学;2004年

3 庞佳涵;电脑自动绕线机的研究与开发[D];大连理工大学;2004年

4 金晶;节能灯镇流器线圈全自动绕线机的研发[D];浙江理工大学;2012年

，

本文编号：1085182