引導語：機電一體化是熱門專業之一，而怎樣寫一篇有關機電一體化的論文呢接下來是小編為你帶來收集整理的文章，歡迎閱讀！

　　【論文摘要】本文在上海海洋大學研制的“浪流一體化發電裝置”的基礎上，對其發電機進行了優化設計，去掉了發電機和水輪機的中間轉換裝置，滿足了海洋能直驅發電的形式，通過電機實驗室性能測試驗證了其可行性，提高了發電效率和可靠率，降低了維護成本，可以應用于實際生產中。

　　【關鍵詞】浪流一體化;發電裝置;發電機;優化設計;直驅發電

　　0 前言

　　上海海洋大學研制的“浪流一體化發電裝置”同時可以捕獲波浪和海流的向前的推力，在接受到海洋能量之后產生慣性而發生連續轉動;通過主軸帶動發電機旋轉而產生電能。為海洋觀測、島礁生活、海洋養殖、海水淡化等提供穩定的電能，并用于解決邊遠海域的國防設施、部分電網未覆蓋的有居民海島、偏遠無居民海島生態建設中的供電需求。本文以此發電裝置為研究對象，對其水輪機匹配的發電機進行了優化設計，克服了傳統的海洋能需要經過三個部分轉換的缺點，沒有齒輪箱，減少了傳動損耗，采用發電機輸出電壓穩定控制器，實現了浪輪機的輸出轉速穩定，提高了發電效率，降低了運行維護成本。尤其是在低轉速環境下，效果更加顯著。

　　1 研究對象與方法

　　本項目設計的發電機是滿足海洋能直驅發電形式的。然而，齒輪箱的存在卻成為制約海洋能發電機組發展的因素之一：機組運行過程中齒輪箱一直處于高速旋轉，增加了系統損耗，降低了能量利用率;海洋能發電機組往往安裝在海平面或海水之中，經受嚴寒酷暑，海水腐蝕、溫度變化大，環境條件惡劣，導致升速齒輪箱的工況嚴峻，維護保養工作量大;為了能適應惡劣的運行環境，齒輪箱畢竟造價昂貴，更由于海洋能能量多變，往往會造成過載，這樣就更容易損壞齒輪箱，使得系統運行成本增大。

　　因此，本設計取掉了中間轉換環節，水輪機主軸右端通過聯軸器和電機連接在一起，直接帶動電機發電，中間不經過任何環節，這就實現了絕對的直驅。本文研制海洋能直驅發電方式有以下幾個方面優點：

　　(1)提高了發電效率高。直驅式發電沒有齒輪箱，減少了傳動損耗，提高了發電效率，尤其是在低轉速環境下，效果更加顯著。

　　(2)提高了可靠性。直驅技術省去了齒輪箱及其附件，簡化了傳動結構，提高了機組的可靠性。同時，機組在低轉速下運行，旋轉部件少，可靠性更高。

　　(3)運行及維護成本低。采用無齒輪直驅技術可減少發電機組裝置零部件數量，避免齒輪箱油的定期更換，降低了運行維護成本。

　　然而，這樣的海洋能直驅發電方式就需要發電機具有低速運行的特性，并且有較高的效率，更者要求發電機要能在海水中運行。

　　2 直驅發電機設計

　　2.1 直驅發電機結構設計

　　如圖1所示，發電機采用盤式結構：波浪能單位體積所攜帶的能量有限，要能高效的收集這些能源，發電機則成為本裝置中能源轉換的關鍵設備之一。波浪能發電機，最多每分鐘幾百轉，因此發電機的技術指標、經濟性等決定本裝置在市場中的競爭力。機電一體化 畢業論文常用發電機分為盤式和圓柱式兩種：圓柱式發電機的氣隙磁場延軸向分布，要想獲得較高的發電效率，圓柱式發電機必須運行在高速下，而盤式發電機的定轉子為平行結構，克服了圓柱式發電機定子包容轉子的結構缺點，軸向尺寸小，沒有疊片和鉚壓工序，工藝好，因此盤式發電機可以運行在低速條件下。因此發電機選用盤式發電機結構，能夠在低轉速下達到額定功率，從而滿足了波浪能發電系統對發電機的技術要求，提高了效率。

　　2.2 發電機輸出電壓穩定控制器設計

　　發電機的三相輸出接到風光互補控制器上，通過控制器可以得到48V的穩定電壓，可將穩定的電能存儲在蓄電池中?？刂破鞯脑硎菍⑤斎氲慕涣麟娏魍ㄟ^三相橋式全控整流電路轉化成直流電流，直流電流通過升降壓斬波電路將電壓輸出控制在48V。值得注意的是發電機轉速達到54r/min控制器輸出端才會有電流輸出?？刂破魅鐖D2所示，經過控制器流出的電流為直流，將控制器后面的電池組“+”“-”接到蓄電池的接口即可，反面細節如圖3所示。

　　2.3 直驅電機工作原理

　　2.3.1 三相橋式全控整流電路

　　在三相橋式全控整流電路中，如圖4所示，晶閘管KP1和KP4接a相，晶閘管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相。晶閘管KP1、KP3、KP5組成共陰極組，而晶閘管KP2、KP4、KP6組成共陽極組。

　　2.3.2 升降壓斬波電路原理

　　如圖5所示為升降壓斬波電路原理，V通時，電源E經V向L供電使其貯能，此時電流為i1。同時，C維持輸出電壓恒定并向負載R供電。V斷時，L的能量向負載釋放，電流為i2。負載電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。

　　3 實驗分析

　　在實驗室中模擬不同工況水流下輪機所具有的轉數，并以可控轉數電動機帶動發電機測試其發電性能。為此，我們搭建了發電機測試平臺。發電機測試平臺如圖7所示，通過機架將發電機固定，通過聯軸器與傳感器相連。在發電機測試平臺中，右邊是直流電動機，模擬水輪機的作用，作為動力的出入。通過聯軸器與電動機相連的是傳感器，這種傳感器連接顯示屏后可以看到瞬態的扭矩、轉速、功率。其中功率可是為發電機的輸入功率，這樣我們測出輸出功率后可以得到發電機的效率。電阻箱、整流器與扭矩儀如圖8所示，扭矩儀上的3個顯示屏即為扭矩、轉速、功率。

　　發電機所發出的是三相交流電，三相交流電輸入電子測試平臺，通過電子測試平臺，可以得到三相交流電的瞬態電壓、電流、功率、功率因數。流出整流器的電流經過整流變為直流電流，流入功率計，并將滑動變阻箱串聯到整個電路中。

　　4 電機方案總結與展望

　　方案采用直驅式發電形式不僅增加了發電效率，而且提高的發電裝置的可靠性，無障礙運行時間滿足了要求。發電機采用盤式發電機結構，其能夠在低轉速下達到額定功率，從而滿足了波浪能發電系統對發電機的技術要求，提高了效率。裝置發出的三相交流電通過控制器后，經實際測量，電壓基本維持在48V左右，且為直流電，這將電能存儲到蓄電池中提供了條件，并最終達到了我們的要求。

　　但是發電機組安裝在海平面或海水之中，經受嚴寒酷暑，海水腐蝕、溫度變化大，環境條件惡劣，容易遭受海水腐蝕，因此今后可以做的研究方向還有以下幾個方面：

　　1)發電機本身要具有良好的機械密封設計，評估不同海水深度、壓力下密封系統的可靠性。研究海水環流條件下，涉海材料在淤泥、深海、淺海、浪花飛濺、海霧等不同區域環境下，其腐蝕規律，設計相應的耐腐蝕材料;

　　2)發電機外部可增設防水箱，使發電機與海水具有了隔離層，不僅達到了防水的效果，也使發電機無需浸泡在海水中。

　　【參考文獻】

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　　引言

　　近幾十年來，中國機電工程類行業已經有了突飛猛進的發展，同時這也是中國一直比較重視的工程項目。而在這項工程實施過程中，相關機械設備的管理工作又是重中之重，如果不有效落實機械設備管理工作，整個工程的施工過程以及整體施工質量都會受到嚴重的影響。因此，分析研究機電工程機械設備管理工作當中存在的問題，采取有效措施解決這些問題，完善機電工程機械設備管理工作，才能夠提升機電工程整體質量水平。

　　1機電工程機械設備管理存在的主要問題

　　1.1未建立健全完善的管理制度

　　很多情況下，為了趕工期，在許多機電工程施工過程中，相關的管理工作并沒有得到重視，特別是機械設備管理工作。通常情況下，眾多施工單位機械設備相關管理人員都缺乏對本職工作的認識和管理意識，對工作抱以一種無所謂的態度。

　　另外，很多管理人員沒有較高的思想政治覺悟，想的都是貪圖安逸，敷衍工作，造成管理工作總是不能得到落實。無論什么企業單位，想要做好管理工作，都需要構建一個較為完善合理的相關管理機制，特別對于機電工程機械設備管理工作而言更是如此。沒有建立準確健全的相關管理規章制度，不能明確每一個相關管理工作人員能夠明確自身的工作內容以及職責，管理人員就沒有肩負法律責任，這樣管理工作人員就不會重視對管理工作就，導致機電工程機械設備管理工作質量水平無法得到提升。

　　1.2對機械設備的新舊處理不到位

　　目前，科技技術不斷發展，各種機械設備在快速更替，眼下許多機電工程施工單位的相關機械設備已經顯得老舊不堪重負了。更有甚者，一些施工單位的機械設備過于老化破舊，嚴重落后于目前的工程需求，以至于這些單位無承擔那些較先進大型的機電工程，在一定程度上影響了單位的發展，制約了單位經濟的長遠增長。

　　針對這種情況，有些施工單位已經在購置替換相關工程機械設備，有的從國外引進了大量的先進機械設備，使自身具備一定的市場競爭力?？墒?，這些單位沒有結合自身的實際發展需求，更沒有制定好相關的機械設備改良替換計劃，致使許多購置工作都是盲目實施，花大量資金買來的機械設備實際上不能起到作用。對于機械設備新舊處理不到位也是機械設備管理工作中十分嚴重的一個問題。

　　1.3相關管理工作人員缺少專業能力及素質

　　很多的機電工程施工單位為了減少成本，在相關設備材料不能再削減的情況下，只有減少工作人員以最大化降低工程成本。這就使得很多施工單位在管理工作方面大量減少工作人員，其中就包括機械設備管理相關人員。這種情況致使施工過程中機械設備的管理人員嚴重缺失，實際工作沒有得到有效開展。另一方面，很多施工單位在管理工作上實施隨便安排工作人員，所以在機械設備管理工作中出現了大量沒有相關工作經驗和專業技術能力的人，這種情況已經屢見不鮮了，其最終必定造成機械設備管理工作不能落到實處。

　　2加強機電工程機械設備管理的策略

　　2.1建立健全完善的管理制度

　　任何一個企業單位想要搞好管理工作，無論是哪方面的管理工作，都必須要先構建一個較為完善健全的管理機制體系，尤其在機電工程機械設備管理工作上更是如此。相關工程施工單位必須根據自身企業文化以及施工相關實際需求，建設一個合理有效且具有針對性的管理機制，以約束工作人員，使相關管理人員能夠認清自己的工作本質和肩負的責任。另一點，配合著管理制度，大力開展思想政治教育培訓，強化管理人員的思想覺悟，提升管理工作人員自身的職業修養，從而誠心投入到管理工作當中。

　　例如，施工單位根據自身企業的文化歷史以及企業實際大小，建立一個符合自身實際需求的工程機械設備管理機制。這個機制必須有嚴格的管理條款和考核制度，以強化要求相關管理工作人員認真對待自己的工作。與此同時，單位還需要定期組織相關管理工作人員進行思想教育培訓，以提高員工的工作熱情。通常這種培訓可以以半年為一個期限落實開展，并且可以根據實際需求在每次工程施工之前開展一次。

　　2.2合理配置工程機械設備資源

　　在機電工程機械設備的相關資源配置工作上也要注意合理實施管理，這個方面關系著單位的實際利益和長期發展的需求。在相關配置管理工作中，需要清楚自身單位已有設備的實際情況，哪些設備需要更換，哪些只是需要維護修理。在之后購置新設備的過程中，根據整合已有工程機械設備相關信息進行針對性添置更替，嚴格把關購置過程，不僅要重視設備的質量是否合格，還要注意購置的設備是否都是真正需要的。

　　在工程機械設備的購置工作上，必需先制定一個合理的購置計劃，并按照計劃落實執行，要最大化利用已有資源，然后補充必需資源，這樣才能有效提升單位效益。例如，某機電工程施工單位，經過改革之后，在工程機械設備管理工作質量上有了明顯提升。

　　特別是在機械設備的配置工作上，深入了解分析了單位已有設備資源的情況，一改以往胡亂購置的現象，將購置管理工作嚴格把控起來，使得已有設備得到最大化利用的同時，購置的新設備也是當前最合適單位施工所需的。通過這樣有計劃性的管理，使該企業在購置工作中省下一大筆不需要的開支，進而使得單位的無意義消耗減少了7.6%，由于機械設備合理購置管理而增加的企業效益上升了4.1%，真正實現了利益最大化。

　　2.3強化相關管理人員的專業技能水平

　　想要有好的管理效果，就必須選用合適的管理人才，故此，機電工程機械設備管理工作得以順利開展的一大重要元素就是管理人才的正確使用。相關施工單位必須明白，如果不啟用專業技術過硬以及有相關工作經驗的素質人才，那么機械設備管理工作始終不可能真正得到完善。所以，施工單位必須挑選優質專業管理人才，加大力度引進真正具有管理能力和經驗的管理人員，然后將其融入本單位，同時鼓勵管理人才適時進行進修，完善自身的技術能力以及管理思維，從而使得工程機械管理工作可以由對的人落實執行。

　　2.4樹立安全意識

　　機電工程施工過程中，對于工程機械設備管理工作的提升必須建立在樹立安全意識之上。只有相關單位把施工安全意識重視起來，才能夠強化安全管理工作，而對機械設備的管理正是關系著安全的一大重要方面。樹立良好的安全意識，正是有效提升機電工程機械設備管理工作質量水平的重要保障。

　　3結語

　　機電工程是中國社會發展所需的重要工程，其發展的好壞直接關系著國家建設的優劣，是工程行業當中不容忽視的一部分。而機電工程當中的工程機械設備管理工作是眾多管理工作中比較關鍵的部分，有理由相信，加強工程機械設備管理工作，是完善機電工程事業的有力保證。