基于液压系统的旋转发电门节能发电技术说明书.doc

基于液压齿轮技术旋转门发电技术说明书
摘要:
旋转门发电装置是以固定在中心门轴上的门翼为主要的传动装置,通过特质圆盘与发电机转轴啮合,从而带动发电机转动，并且利用液压装置技术实现旋转门的持续旋转，以此实现持续发电的装置。本装置是一种新型旋转发电门,包括能够相对于固定轴做旋转的门板，所述门板内还包括电能采集装置、电能储存装置和电能管理装置,其中滚轮中心轴连接齿轮加速器，通过大齿轮带动小齿轮来实现发电机的快速持续转动，所述发电机输出端连接电能储存装置输入端，电能储存装置输出端连接电能管理装置输入端，既可以储存生成的电能，也可以实现用电器持续工作的能效。我们利用液压系统更是能够弥补在没有人推动是的缺陷，液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（或马达）把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动.通过建立精密的数学模型，实现装置的持续工作,实现节能减排的最佳功效。
关键词：齿轮传动、液压技术、数学模型、最大利用率.
1. 研制背景及意义
是一个最简单而又完整的液压传动系统，可以清楚的了解液压传动的基原理随着我国经济的快速发展，能源资源不足以及生态环境恶化的矛盾日益显现-—电力持续短缺、煤炭供应紧张、石油价格飙升、天然气出现季节性短缺、环境污染程度加深……巨大的能源供需矛盾和环保压力迫使我们必须走节约能源、努力创造新能源的道路，坚持科学创新，实现资源的充分用。
科技创新，科学发展，节约资源。 科技创新是为了我们能够更好的生活,也是为了能够更科学的利用好现有各种资源,以便进一步地节约资源。科技创新更是促使我们努力去开发新的能源,去完善我们已有的各个体系,争取资源的最大化利用,越来越多的人们开始关注他们所生活的环境,也在努力做出改变,为世界的美好未来做出自己的贡献。并且研制出清洁的节能装置，如：太阳能发电机、风力发电机、水能发电机、沼气和太阳能的结合
系统装置······因此，我们的世界正在不断的创新，不断的进步。
液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制和管路的传递,借助于液压执行元件（液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油,它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。
2、方案设计
本装置主要利用齿轮机构、液压技术作为控制核心，实现装置的高效率和持久性。通过人工推门翼,带动与门翼通过圆盘啮合的转轴旋转，转轴带动大齿轮，通过大齿轮来增加小齿轮转动的圈数，从而增加发电机转动的圈数。通过建立数学模型,合理设计装置的排置以及构件的尺寸和形状；确立最大工作效率,合理的控制发电机的转速以及液压装置的持续运转；构建良好的储能、用电系统,保障装置的科学性以及安全性.此外,液压技术更是使得本装置实现了全自动化，通过机构链接,合理选择构件以及运动副,实现机构即使再没有人的情况下也可以的持续发电，确保用电器能够持续发电.
下面是旋转门发电门装置的原理图:
3、液压技术及其优势:
 图12一l为液压千斤顶的原理示意图．我们可以用它说明液压传动的工作原理。图中大小两个液压缸6和3的内部分别装有活塞7和2．活塞和缸体之间你持一种良好的配合关系．不仅活塞能在缸内滑动．而且配合面之间又能实现可靠的密封。当用手向上提起杠杆l时，小活塞2就被带动上升．于是小缸3的下腔密封容积增大．腔内压力下降．形成部分真空．这时钢球5将所在的通路关闭．油箱10巾的油液就在大气压力的作用下推开钢球4沿吸油孔道进入小缸的下腔．完成一次吸油动作。接着．压下杠杆1．小活塞下移，小下腔的密封容积减小．腔内压力升高．这时钢球4自动关闭了油液流回油箱的通路．小缸下腔的压力油就推升钢球5挤入大缸6的下腔．推动大活塞将重物8（重力为G）向上顶起一段距离。如此反复地提压杠杆1．就可以使重物不断升起．达到起重的目的，若将放油阀9旋转90。．则在物体8的自重作用下．大缸中的油液流回油箱．活塞下降到原位。
  从此例可以看出．液压千斤顶是一个简单的液压传动装置。分析液压千斤顶的工作过程．可知液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的,液压传动装置本质上是一种能量转换装置．它先将机械能转换为便于输送的液压能,后又将液压能转换为机械能做功。
优点：
体积小、重量轻，惯性力较小,不会发生大的冲击；能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速,且调速范围最大可达1：2000（一般为1:100）；换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下,可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小,使用寿命长;操纵控制简便，自动化程度高；容易实现过载保护;液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使。
4、齿轮传动及其优点：
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动.具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接传递运动和动力的装置。在所有的机械传动中,齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的优点是：齿轮传动平稳,传动比精确，工作可靠、结构紧凑、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大.传递功率可以从很小至几十万千瓦，速度最高可达300m/s，齿轮直径可以从几毫米至二十多米.
5、工作原件电路图以及实物图简介
发电机
发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电需要磁场，通过一对磁铁来产生发电机的磁场,磁力线从北极到南极.在磁场内放入矩形线圈,线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻。当线圈旋转时,根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈做匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。
储能用蓄电池:
旋转门发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电。储能蓄电池主要是指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。铅酸蓄电池是主要的储能用蓄电池，它具有储存电能、调节电压、提供瞬间大电流放电等特点。储能蓄电池使用的温度范围比较广，一般要求在-30-60度的温度环境下可以正常运行、蓄电池的低温性能要好，即使温度比较低的地区也可以使用、容量一致性好，在蓄电池串联和并联使用中,保持一致性。充电接受能力好、在不稳定的充电环境中，有更强的充电接受能力等能力。
用电器
在顶门框底面开设灯槽，在灯槽内安装灯泡,或者在大型超市旋转门顶装饰美观的LED闪光灯，使超市看上去更加美观。LED灯又称发光二极管.它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好.LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
6、发电机数学模型建立
主要步骤:
实际系统
一次模化取模识别
数学模型
二次模化
仿真模型
校核修改
试脸
7、装置工作过程
旋转门发电装置是以固定在中心门轴上的门翼为主要的传动装置，通过特质圆盘与发电机转轴啮合，通过人工推门翼，带动与门翼通过圆盘啮合的转轴旋转，转轴带动大齿轮，通过大齿轮来增加小齿轮转动的圈数,从而增加发电机转动的圈数，并且利用液压装置技术实现旋转门的持续旋转包括能够相对于固定轴做旋转的门板，所述门板内还包括电能采集装置、电能储存装置和电能管理装置，所述发电机输出端连接电能储存装置输入端,电能储存装置输出端连接电能管理装置输入端，既可以储存生成的电能，也可以实现用电器持续工作的能效。我们利用液压系统更是能够弥补在没有人推动是的缺陷,液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动。通过建立精密的数学模型，动态演示，了解机构的运转.
8、装置创新点
1、 利用液压技术实现装置的自行运转,使装置实现持续不断的运动
2、 根据齿轮啮合原理，实现最大化功率.
3、 储能用蓄电池能够有效地储存能量,保证用电器的正常工作。
4、 资源节约,废品利用。
5、 用电器采用LED清洁光源实现夜间照明
参考文献
1、丁舜年。 《交流发电机及电动机》。 1959。01 上海科学技术出版社
2、汪铁民《工程机械动力学基础》 1984。10 中国铁道出版社
3、齐任贤 《液压传动和液体传动》 1981。09 北京冶金工业出版