温室双电源电动拖拉机的研制与试验

发布时间：2017-09-22 00:30

  本文关键词：温室双电源电动拖拉机的研制与试验

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【摘要】：本研究以西北农林科技大学前期研制的温室电动拖拉机为基础,针对该样机续航时间短的主要缺陷和变速操作的不方便,研制了一款温室双电源微型电动拖拉机(以下简称“双电源电动拖拉机”),并对其相关性能进行了测试。本研究的主要内容包括以下四个方面:1.双电源电动拖拉机主要方案的确定。通过分析原电动拖拉机续航时间短的原因,借鉴国内外纯电动汽车与履带式混合动力拖拉机传动系统的结构方案,设计了双电源电动拖拉机的总体布局,并实现了其三维造型;在此基础上,确定了一种以直流电机和交流电机相结合的动力源方案,通过机械传动实现动力的传递;结合动力源方案与机械传动的特点,确定了一种适用于双电源电动拖拉机的电力驱动系统方案。2.电力驱动系统主要零部件的设计与制作。参考原样机的工作参数,根据双电源电动拖拉机的电力驱动系统方案,设计并制作了满足作业工况要求的电力驱动系统的主要零部件,最终完成了双电源电动拖拉机的装配。3.双电源电动拖拉机遥控变速装置的设计与制作。结合电力驱动系统的特点,设计并制作了遥控变速装置;针对双电源电动拖拉机的作业挡和倒挡对该装置进行了测试,初步测试结果表明:该装置能够实现双电源电动拖拉机的遥控变速,在没有障碍物干涉的情况下,遥控距离约为35m,作业挡和倒挡的速度大小变化范围分别为0~0.73m/s和0~0.59m/s,满足设计要求。4.双电源电动拖拉机相关性能的测试。依据GB/T 3871-2006《农业拖拉机试验规程》的相关规定,对双电源电动拖拉机进行了测试:(1)对双电源电动拖拉机的质心位置进行了测定。结果表明:双电源电动拖拉机质心水平纵向坐标位于履带接地长度中心之前34.2mm处,满足履带拖拉机进行牵引作业时对质心位置的要求;质心水平横向坐标为-9.8mm,说明样机主要部件基本上按左右对称布置;垂直坐标位于样机高度中心之下40mm处,有利于提高样机的纵向稳定性。(2)对双电源电动拖拉机的续航时间、转向操纵性能(包括转向机动性和行驶直线性)、变频器给定输出频率下牵引力和滑转率之间的关系进行了测试。结果表明:A.所研制的双电源电动拖拉机能够在不断电的情况下连续工作,可明显改善原样机续航时间仅2.4h的主要缺陷;B.所研制的双电源电动拖拉机最小转弯半径为1148mm,且双电源电动拖拉机的几何参数满足履带拖拉机空载行驶时转向机动性的条件,表明其转向机动性较好,适合温室大棚相对狭小的作业环境;C.所研制的双电源电动拖拉机在空载行驶时的偏驶率仅为0.54%,表明其在空载条件下具有较好的行驶直线性;D.在变频器输出频率一定时,所研制的双电源电动拖拉机滑转率随着牵引力的增大而增大,在同一牵引力下,频率越大,对应的滑转率越小。
【关键词】：温室大棚 电动拖拉机 双电源 遥控变速
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S219.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景、目的和意义11-13
• 1.2 国内外电动拖拉机的发展概况13-19
• 1.2.1 国外电动拖拉机的发展概况13-17
• 1.2.2 国内电动拖拉机的发展概况17-19
• 1.3 本论文的主要内容和技术路线19-21
• 1.3.1 主要内容19-20
• 1.3.2 技术路线20-21
• 第二章 整机电力驱动系统方案的确定21-31
• 2.1 纯电动汽车动力传动系统的结构形式21-22
• 2.2 履带式混合动力拖拉机动力传动系统的结构形式22-23
• 2.3 原电动拖拉机续航时间短的主要原因分析23
• 2.4 双电源电动拖拉机的总体设计与三维造型23-25
• 2.5 双电源电动拖拉机动力源方案的确定25-29
• 2.5.1 三种适用于双电源电动拖拉机的动力源方案25-27
• 2.5.2 动力源方案的最终结构形式27-29
• 2.6 双电源电动拖拉机电力驱动系统方案的确定29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第三章 电力驱动系统主要零部件的设计与样机装配31-44
• 3.1 电力驱动系统主要零部件的设计31-42
• 3.1.1 双电源电动拖拉机主要工作参数的研究与确定31-32
• 3.1.2 直流电动机的设计及选型32-35
• 3.1.3 交流电动机的设计与选型35-38
• 3.1.4 直流电动机能量源的选取38-39
• 3.1.5 电力驱动系统传动系统的设计39-42
• 3.2 双电源电动拖拉机的装配42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 遥控变速装置的设计与制作44-54
• 4.1 原电动拖拉机速度变化的实现方法44
• 4.2 遥控变速方案的确定44-45
• 4.3 遥控变速装置的硬件设计45-51
• 4.3.1 直流电机遥控变速硬件设计45-47
• 4.3.2 交流电机遥控变速硬件设计47-49
• 4.3.3 本研究遥控变速装置硬件电路设计49-51
• 4.4 遥控变速装置的程序设计51-52
• 4.5 遥控变速装置的测试52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第五章 双电源电动拖拉机相关性能的试验54-66
• 5.1 双电源电动拖拉机质心位置的测定54-58
• 5.1.1 水平纵向坐标的测定55
• 5.1.2 垂直坐标的测定55-56
• 5.1.3 水平横向坐标的测定56-57
• 5.1.4 质心坐标的计算57-58
• 5.2 双电源电动拖拉转向操纵性能的测试58-61
• 5.2.1 转向机动性测试58-60
• 5.2.2 样机行驶直线性测试60-61
• 5.3 双电源电动拖拉机滑转率与牵引力之间关系的测试61-62
• 5.4 样机作业时绕线方案的设计与续航时间的确定62-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 本研究的创新点67
• 6.3 展望67-68
• 参考文献68-71
• 附录1 遥控变速装置程序设计71-75
• 附表1 遥控变速装置测试数据75-76
• 附表2 样机试验场地的土壤条件76-77
• 附表3 样机牵引力与滑转率试验数据77-78
• 致谢78-80
• 作者简介80

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本文编号：897773