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农用车永磁发电机关键技术研究及绿色属性评价

作　者: 刘瑞军
导　师: 杨印生
学　校: 吉林大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 农用车永磁发电机稳压整流电路设计绿色设计与评价 DEA 生命周期评价矛盾问题分析
分类号: S229.1
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以农用车永磁发电机的关键技术研究与绿色属性评价为研究主题,对农用车永磁发电机研发和推广过程中所涉及的技术问题和绿色评价、生命周期评价、矛盾问题处理等管理问题进行了详细的研究,形成了一个较为完整的农用车永磁发电机设计体系。其中,对发电机电磁设计的研究主要包括永磁材料的特性研究,永磁材料对发电机性能的影响研究,转子、定子结构的改进设计,电磁设计与计算,性能参数对发电机外特性的影响,结构参数对性能的影响等等;对发电机稳压整流电路的研究包括永磁发电机电压控制现状分析,四相半波整流原理分析(可控整流电路设计、电压平均值计算、电压脉动系数计算、电流平均值计算等等),发电机自稳压原理分析,稳压电路设计,整流稳压系统的仿真及仿真参数的变化对发电机性能的影响等等;对发电机的绿色设计与评价包括绿色产品基本概念及特征的界定,发电机绿色评价指标的设计,绿色评价模型方法研究,发电机绿色优化分析等等;对发电机生命周期评价与分析主要包括生命周期评价的技术框架的建立,农用车发电机生命周期框架分析(材料选择、结构设计、生命周期评价框架的建构),发电机生命周期评价的技术步骤,生命周期评价的缺陷与不足,以及发电机生命周期评价的指导作用等等;对农用车发电机研发体系中的不相容问题研究主要包括不相容问题的辨识(问题的提出、人才问题辨识、资金问题辨识、其他问题辨识),不相容问题的可拓分析(目标的界定、条件的界定、问题的界定、相容度判断、可拓策略的生成、相容度二次判断等等)。通过对以上内容的研究,取得了一系列创新性成果,有利于促进农用车永磁发电机的技术创新并使之更好地服务于“三农”。

全文目录

提要  5-10
第1章绪论  10-34
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 研究的目的和意义  11-12
  1.3 国内外相关研究综述  12-30
    1.3.1 农用车发电机相关技术研究综述  12-18
    1.3.2 农用车发电机材料优选研究综述  18-19
    1.3.3 生命周期理论及方法研究综述  19-24
    1.3.4 绿色综合评价国内外研究综述  24-30
  1.4 主要研究内容与创新点  30-32
    1.4.1 主要研究内容与框架  30-31
    1.4.2 论文创新点  31-32
  1.5 研究方法与技术路线  32-33
    1.5.1 研究方法  32
    1.5.2 技术路线  32-33
  1.6 本章小结  33-34
第2章农用车发电机材料选择及电磁设计  34-53
  2.1 发电机永磁材料的基本特征  34-41
    2.1.1 永磁发电机材料的选择  34
    2.1.2 永磁材料的基本特性  34-36
    2.1.3 永磁材料对发电机性能的影响及永磁材料的确定  36-37
    2.1.4 转子结构工艺设计  37-40
    2.1.5 永磁发电机定子结构设计  40
    2.1.6 稀土永磁发电机的优点  40-41
  2.2 发电机电磁设计与计算  41-48
    2.2.1 径向励磁结构磁路理论  41-44
    2.2.2 钕铁硼稀土永磁体积计算  44-46
    2.2.3 每相绕组匝数的计算  46
    2.2.4 电枢反应  46-47
    2.2.5 电压平衡式和等值电路  47-48
  2.3 结构参数对性能的影响  48-52
    2.3.1 磁钢截面积对发电机性能参数的影响作用  48-49
    2.3.2 永磁体磁化方向的平均长度对性能参数的影响作用  49-50
    2.3.3 电枢绕组线径对性能参数的影响作用  50-51
    2.3.4 每相串联匝数对性能参数的影响作用  51
    2.3.5 气隙对性能参数的影响作用  51-52
  2.4 本章小结  52-53
第3章农用车永磁发电机稳压整流电路设计及仿真  53-76
  3.1 永磁发电机电压控制现状  53-56
  3.2 四相半波整流原理分析  56-61
    3.2.1 可控整流电路  56-58
    3.2.2 四相半波电压平均值计算  58-59
    3.2.3 四相半波电压脉动系数计算  59-60
    3.2.4 四相半波电流平均值计算  60
    3.2.5 四相半波滤波特性  60-61
  3.3 发电机自稳压原理分析  61-63
  3.4 稳压电路  63
  3.5 整流稳压仿真研究  63-64
    3.5.1 稀土永磁发电机数学模型  63-64
    3.5.2 正方向的规定  64
    3.5.3 电压和磁链方程式  64
  3.6 整流稳压系统的仿真  64-70
    3.6.1 整流稳压系统输出开路  66-67
    3.6.2 整流稳压系统接负载时  67-68
    3.6.3 仿真计算  68-69
    3.6.4 应用Simulink 建立仿真模型建立  69-70
  3.7 仿真参数取值对发电机性能的影响  70-75
    3.7.1 取样电容的选择  70-72
    3.7.2 不同转速对稳压情况的影响  72-74
    3.7.3 负载对稳压情况的影响  74
    3.7.4 试验示波器波形图  74-75
  3.8 本章小结  75-76
第4章农用车永磁发电机绿色设计与评价研究  76-103
  4.1 绿色产品的属性及特征  76-79
    4.1.1 绿色产品基本概念界定  77
    4.1.2 绿色产品特点  77-79
  4.2 绿色指标设计  79-85
    4.2.1 绿色产品综合评价指标体系研究追踪  79-80
    4.2.2 基于输入-输出的绿色指标界定  80-85
  4.3 绿色评价模型方法  85-92
    4.3.1 绿色产品综合评价方法研究追踪  85-86
    4.3.2 数据包络分析方法（DEA）介绍  86-89
    4.3.3 交叉效率模型与方法  89-92
  4.4 永磁发电机农用车绿色评价分析  92-101
    4.4.1 指标数据收集  92-93
    4.4.2 基于数据包络分析的农用车绿色评价  93-94
    4.4.3 基于Cross-efficiency 的农用车发电机绿色评价  94-98
    4.4.4 好胜型和容忍型模型计算分析  98-101
  4.5 本章小结  101-103
第5章农用车永磁发电机生命周期评价与分析  103-119
  5.1 生命周期评价的涵义  103-104
  5.2 生命周期评价技术框架  104-107
    5.2.1 目的和范围设定  105-106
    5.2.2 清单分析  106
    5.2.3 影响评价  106-107
    5.2.4 释义与改进分析  107
  5.3 农用车发电机生命周期框架分析  107-110
    5.3.1 永磁发电机材料选择  107-108
    5.3.2 发电机结构设计  108-109
    5.3.3 农用车永磁发电机生命周期评价框架  109-110
  5.4 永磁发电机农用车LCA 技术步骤  110-116
    5.4.1 目的和范围设定  111-112
    5.4.2 清单分析  112-115
    5.4.3 影响评价  115-116
    5.4.4 释义与改进  116
  5.5 永磁发电机农用车LCA 实施的缺陷与不足  116-117
  5.6 永磁发电机农用车生命周期评价的指导作用  117-118
  5.7 本章小结  118-119
第6章农用车永磁发电机研发体系中的不相容问题研究  119-134
  6.1 不相容问题的界定及可拓模型  119-124
    6.1.1 目标、条件及问题的界定  119-122
    6.1.2 不相容问题的可拓模型  122-123
    6.1.3 不相容问题转化的思想  123-124
  6.2 不相容问题的辨识  124-126
    6.2.1 问题的提出  124
    6.2.2 人才问题辨识  124-125
    6.2.3 资金问题辨识  125
    6.2.4 其他问题辨识  125-126
  6.3 不相容问题的可拓分析  126-133
    6.3.1 目标的界定  126-128
    6.3.2 条件的界定  128-129
    6.3.3 问题的界定  129-130
    6.3.4 相容度判断  130
    6.3.5 可拓策略的生成  130-132
    6.3.6 相容度二次判断  132-133
  6.4 本章小结  133-134
第7章研究结论及展望  134-137
  7.1 本文的主要内容与结论  134-135
  7.2 研究展望  135-137
参考文献  137-152
博士期间发表的学术论文及取得的学术成果  152-153
致谢  153-155
摘要  155-157
ABSTRACT  157-160
博士生导师及作者简介  160-161

农用车永磁发电机关键技术研究及绿色属性评价

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