函授機(jī)電一體化畢業(yè)論文

-.z.*****學(xué)院畢業(yè)論文機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)系別：機(jī)電系專業(yè)：機(jī)電一體化學(xué)生： ***指導(dǎo)教師： ***論文開場(chǎng)日期：200*年月論文完成日期：20**年*月-.z.容摘要近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的開展，中、小功率電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動(dòng)機(jī)。由于這種電動(dòng)機(jī)的開展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。電動(dòng)機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。本文主要介紹了電動(dòng)機(jī)技術(shù)開展及現(xiàn)狀、工作原理和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。關(guān)鍵詞：技術(shù)現(xiàn)狀工作原理運(yùn)行維護(hù)引言在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成局部?，F(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、構(gòu)造復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問題。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的平安性較差，不便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因，采用傳統(tǒng)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，可靠性和穩(wěn)定性較差。自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開場(chǎng)了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注重。第一章

電動(dòng)機(jī)分類、開展現(xiàn)狀及未來1.1

電動(dòng)機(jī)分類電動(dòng)機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。1.根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)按構(gòu)造及工作原理可分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。3.電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)和分相式電動(dòng)機(jī)。按用途分類。電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電開工具用電動(dòng)機(jī)、家電用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備用電動(dòng)機(jī)?？刂朴秒妱?dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。4.電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的構(gòu)造可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。5.電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。1.2

電動(dòng)機(jī)技術(shù)開展現(xiàn)狀電動(dòng)機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的開展而開展的，反過來，電動(dòng)機(jī)的開展也促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來，雖然電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造變化不大，但是電動(dòng)機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改良和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論根底上又開展出許多種類的控制電動(dòng)機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)具有高可靠性﹑好準(zhǔn)確度﹑快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電動(dòng)機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。1.3

電動(dòng)機(jī)的未來經(jīng)歷了100多年的技術(shù)開展，電動(dòng)機(jī)自身的理論根本成熟。隨著電工技術(shù)的開展，對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動(dòng)機(jī)的開展注入了新的活力。第二章電動(dòng)機(jī)的工作原理2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理目前較常用的主要是交流電動(dòng)機(jī)，它可分為三相異步電動(dòng)機(jī)和單相交流電動(dòng)機(jī)兩種。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。下面以三相異步電動(dòng)機(jī)為例介紹電動(dòng)機(jī)的工作原理。2.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造主要由兩個(gè)局部組成，一是固定不動(dòng)的局部〔簡(jiǎn)稱定子〕，二是可以自由旋轉(zhuǎn)的局部〔簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子〕。定子與轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)很小的氣隙。此外，還有機(jī)座、端蓋軸承、接線盒、風(fēng)扇等其他局部。異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子的繞組的構(gòu)造不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組本身自成閉合回路，整個(gè)轉(zhuǎn)子形成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體，其構(gòu)造簡(jiǎn)單結(jié)實(shí)、運(yùn)行可靠、價(jià)格廉價(jià)，應(yīng)用最為廣泛，小型異步電動(dòng)機(jī)絕大局部屬于這類。繞線式異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造比鼠籠式復(fù)雜，但啟動(dòng)性能較好，需要時(shí)還可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖2—1所示是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。1.定子定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的，主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等局部組成。鼠籠式和繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定子構(gòu)造是完全一樣的。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)局部，它在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下獲得一定的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器或皮帶輪帶動(dòng)其他機(jī)械設(shè)備做功。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等局部組成。3.機(jī)座機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的外殼和支架，它的作用是固定和保護(hù)定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能承受運(yùn)輸和運(yùn)行過程中的各種作用力。中、小型異步電動(dòng)機(jī)通常采用鑄鐵機(jī)座，定子鐵心緊貼在機(jī)座的壁，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)鐵心和繞組產(chǎn)生的熱量主要通過機(jī)座外表散發(fā)到空氣中去，因此，為了增加散熱面積，在機(jī)座外表裝有散熱片。2.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的原理(1)三相對(duì)稱繞組入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)速為異步轉(zhuǎn)速且1=式中：為電源頻率，單位為Hz；為電機(jī)極對(duì)數(shù)。(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。(3)轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能到達(dá)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速，因?yàn)槿绻竭_(dá)同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，隨之在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中不能感應(yīng)出電勢(shì)和電流，也就不能產(chǎn)生推動(dòng)轉(zhuǎn)子的電磁力。因此，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，即兩種轉(zhuǎn)速之間總是存在差異，異步電動(dòng)機(jī)因此而得名。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流是通過電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)?！?〕異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向又取決于異步電動(dòng)機(jī)的三相電流相序，因此，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致。要改變轉(zhuǎn)向，只要改變電流的相序即可，即任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)的兩根電源線，便可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。第三章電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)3.1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備為了保證電動(dòng)機(jī)正常平安地啟動(dòng)，一般啟動(dòng)前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備：〔1〕檢查電源是否有電，電壓是否正常，假設(shè)電源電壓過高或過低，都不宜啟動(dòng)?！?〕啟動(dòng)器是否正常，如零部件有無(wú)損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、結(jié)實(shí)等?！?〕熔絲規(guī)格大小是否適宜，安裝是否結(jié)實(shí)，有無(wú)熔斷或損傷?！?〕電動(dòng)機(jī)接線板上接頭有無(wú)松動(dòng)或氧化?！?〕檢查傳動(dòng)裝置，如皮帶輕緊是否適宜，連接是否結(jié)實(shí)，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等?！?〕傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活?！?〕檢查電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)電器外殼是否接地，接地線有無(wú)斷路，接地螺絲是否松動(dòng)、脫落等?！?〕搬開電動(dòng)機(jī)周圍的雜物并去除機(jī)座外表灰塵、油垢等?！?〕檢查負(fù)載機(jī)械是否妥善地作好了啟動(dòng)準(zhǔn)備。〔10〕對(duì)正常運(yùn)行中的繞線式電動(dòng)機(jī)，應(yīng)經(jīng)常觀察電動(dòng)機(jī)滑環(huán)有無(wú)偏心擺動(dòng)現(xiàn)象；觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異?，F(xiàn)象?；h(huán)上碳刷是否要更換。3.2啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意的問題〔1〕接通電源后，如果電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動(dòng)機(jī)發(fā)故障，否則將會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)和發(fā)生危險(xiǎn)?！?〕啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意觀察電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、負(fù)載機(jī)械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，假設(shè)有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動(dòng)?！?〕利用手動(dòng)補(bǔ)償器或手動(dòng)星三角啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動(dòng)位置，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故?！?〕同一線路上的電動(dòng)機(jī)不應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)，一般應(yīng)由大到小逐臺(tái)啟動(dòng)以免多太電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難引起線路故障或使開關(guān)設(shè)備跳閘。〔5〕啟動(dòng)時(shí)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反了，應(yīng)立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。3.3電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，值班工作人員可以通過儀表和感覺器官監(jiān)視其運(yùn)行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或防止故障的發(fā)生。3.3.1監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的溫度電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)熱，使電動(dòng)機(jī)溫度升高，但不應(yīng)超出允許的限度。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大，使用環(huán)境溫度過高，通風(fēng)不暢或運(yùn)行中發(fā)生故障，就會(huì)使其溫度超出允許限度，導(dǎo)致繞組過熱燒毀，因此電動(dòng)機(jī)溫度的上下是反映電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主要標(biāo)志，在運(yùn)行中經(jīng)常檢查。判斷電動(dòng)機(jī)是否過熱，可以用以下方法：〔1〕憑手的感覺：如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動(dòng)機(jī)溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過熱?！?〕在電動(dòng)機(jī)外殼上滴2-3滴水，如果只冒熱氣沒有聲音，則說明電動(dòng)機(jī)沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時(shí)伴有"咝咝"聲，說明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過熱?！?〕判別電動(dòng)機(jī)是否過熱的準(zhǔn)確方法還是用溫度計(jì)測(cè)量。發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過熱應(yīng)該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。3.4電動(dòng)機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)為了保證電動(dòng)機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運(yùn)行過程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)展定期檢查和保養(yǎng)。間隔時(shí)間可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、使用環(huán)境決定?！?〕及時(shí)去除電動(dòng)機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次?！?〕經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動(dòng)或燒傷?！?〕定期測(cè)量電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，假設(shè)使用環(huán)境比擬潮濕更應(yīng)經(jīng)常測(cè)量?！?〕定期用煤油清洗軸承并更換新油〔一般半年更換一次〕，換油時(shí)不應(yīng)上滿，一般占油腔的1/2~1/3，否則，容易發(fā)熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來?！?〕定期檢查啟動(dòng)設(shè)備，看觸頭和接線有無(wú)燒傷，氧化，接觸是否良好等?！?〕絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因枯燥程度不同而異，所以保持電動(dòng)機(jī)繞組的枯燥是非常重要的。電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會(huì)破壞電動(dòng)機(jī)的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電局部與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬局部相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動(dòng)機(jī)正常工作。還會(huì)危及人身平安。所以電動(dòng)機(jī)在使用中，應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動(dòng)機(jī)機(jī)殼接地是否可靠?！?〕除了按上述幾項(xiàng)容對(duì)電動(dòng)機(jī)定期維護(hù)外，運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電動(dòng)機(jī)缺少、磨損的元件，徹底去除電動(dòng)機(jī)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。完畢語(yǔ)電動(dòng)機(jī)從開展至今，一代代的產(chǎn)品的問世，都是圍繞著根本的工作原理而開發(fā)的，如何去運(yùn)行和維護(hù)電動(dòng)機(jī)是我們目前主要工作的重中之重。電動(dòng)機(jī)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建立中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，隨著我國(guó)參加WTO后，我國(guó)電動(dòng)機(jī)行業(yè)所面臨的國(guó)際社會(huì)的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力和挑戰(zhàn)日益加劇。從節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境出發(fā)，高效率電動(dòng)機(jī)是目前國(guó)際開展的趨勢(shì)。這樣看來，推廣中國(guó)的高效率電動(dòng)機(jī)是非常有必要的。參考文獻(xiàn)1自厚．人工智能技術(shù)及其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用[Ｊ]．冶金自動(dòng)化，1994〔5〕2唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點(diǎn)和體系構(gòu)造的研究[Ｊ