-.z.*****學院畢業論文機電一體化中的電機控制與保護系別：機電系專業：機電一體化學生： ***指導教師： ***論文開場日期：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、微電子技術及現代控制理論的開展，中、小功率電動機在工農業生產及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應用。特別是在鄉鎮企業及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動機。由于這種電動機的開展及廣泛的應用，它的使用、保養和維護工作也越來越重要。電動機機應用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。本文主要介紹了電動機技術開展及現狀、工作原理和電動機的運行維護。關鍵詞：技術現狀工作原理運行維護引言在現代化生產過程控制中，執行機構起著十分重要的作用，它是自動控制系統中不可缺少的組成局部。現有的國產大流量電動執行機構存在著控制手段落后、機械傳動機構多、構造復雜、定位精度低、可靠性差等問題。整個機構缺乏完善的保護和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統的平安性較差，不便與計算機聯網。鑒于以上原因，采用傳統的大流量電動執行機構的控制系統，可靠性和穩定性較差。自電子技術一問世,電子技術和機械技術的結合就開場了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注重。第一章

電動機分類、開展現狀及未來1.1

電動機分類電動機機應用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。1.根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其流電動機還分為單相電動機和三相電動機。2.電動機按構造及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。3.電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容運轉式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機。按用途分類。電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。驅動用電動機又分為電開工具用電動機、家電用電動機及其它通用小型機械設備用電動機。控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。4.電動機按轉子的構造可分為籠型感應電動機和繞線轉子感應電動機。5.電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。1.2

電動機技術開展現狀電動機是一種實現機、電能量轉換的電磁裝置。它是隨著生產力的開展而開展的，反過來，電動機的開展也促進了社會生產力的不斷提高。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產機械的原動機，一個多世紀以來，雖然電動機的根本構造變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能，經濟指標等方面也都有了很大的改良和提高，而且隨著自動控制系統和計算機技術的開展，在一般旋轉電動機的理論根底上又開展出許多種類的控制電動機，控制電動機具有高可靠性﹑好準確度﹑快速響應的特點，已成為電動機學科的一個獨立分支。1.3

電動機的未來經歷了100多年的技術開展，電動機自身的理論根本成熟。隨著電工技術的開展，對電能的轉換、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，電工電子技術的廣泛應用，為電動機的開展注入了新的活力。第二章電動機的工作原理2.1三相異步電動機的構造及工作原理目前較常用的主要是交流電動機，它可分為三相異步電動機和單相交流電動機兩種。第一種多用在工業上，而第二種多用在民用電器上。下面以三相異步電動機為例介紹電動機的工作原理。2.1.1三相異步電動機的構造三相異步電動機的構造主要由兩個局部組成，一是固定不動的局部〔簡稱定子〕，二是可以自由旋轉的局部〔簡稱轉子〕。定子與轉子之間有一個很小的氣隙。此外，還有機座、端蓋軸承、接線盒、風扇等其他局部。異步電動機根據轉子的繞組的構造不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式異步電動機的轉子繞組本身自成閉合回路，整個轉子形成一個堅實的整體，其構造簡單結實、運行可靠、價格廉價，應用最為廣泛，小型異步電動機絕大局部屬于這類。繞線式異步電動機的構造比鼠籠式復雜，但啟動性能較好，需要時還可以調節電動機的轉速。圖2—1所示是三相鼠籠式異步電動機的構造。1.定子定子是用來產生旋轉磁場的，主要由定子鐵心、定子繞組和機座等局部組成。鼠籠式和繞線式異步電動機的定子構造是完全一樣的。2.轉子轉子是異步電動機的轉動局部，它在定子繞組旋轉磁場的作用下獲得一定的轉矩而旋轉，通過聯軸器或皮帶輪帶動其他機械設備做功。轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸等局部組成。3.機座機座是電動機的外殼和支架，它的作用是固定和保護定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機座具有足夠的機械強度和剛度，能承受運輸和運行過程中的各種作用力。中、小型異步電動機通常采用鑄鐵機座，定子鐵心緊貼在機座的壁，電動機運行時鐵心和繞組產生的熱量主要通過機座外表散發到空氣中去，因此，為了增加散熱面積，在機座外表裝有散熱片。2.1.2三相異步電動機的原理(1)三相對稱繞組入三相對稱電流產生圓形旋轉磁場，其轉速為異步轉速且1=式中：為電源頻率，單位為Hz；為電機極對數。(2)轉子導體切割旋轉磁場產生感應電動勢和電流。(3)轉子載流導體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉矩，驅使電動機轉子轉動，其轉速小于同步轉速。異步電動機的轉速不可能到達定子旋轉磁場的轉速，即同步轉速，因為如果到達同步轉速，則轉子導體與旋轉磁場之間沒有相對運動，隨之在轉子導體中不能感應出電勢和電流，也就不能產生推動轉子的電磁力。因此，異步電動機的轉速總是低于同步轉速，即兩種轉速之間總是存在差異，異步電動機因此而得名。又因為異步電動機轉子電流是通過電磁感應作用產生的，所以又稱為感應電動機。〔4〕異步電動機的旋轉方向始終與旋轉磁場的旋轉方向一致，而旋轉磁場的方向又取決于異步電動機的三相電流相序，因此，三相異步電動機的轉向與電流的相序一致。要改變轉向，只要改變電流的相序即可，即任意對調電動機的兩根電源線，便可使電動機反轉。第三章電動機的運行維護3.1電動機啟動前的準備為了保證電動機正常平安地啟動，一般啟動前應作好下述準備：〔1〕檢查電源是否有電，電壓是否正常，假設電源電壓過高或過低，都不宜啟動。〔2〕啟動器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、結實等。〔3〕熔絲規格大小是否適宜，安裝是否結實，有無熔斷或損傷。〔4〕電動機接線板上接頭有無松動或氧化。〔5〕檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否適宜，連接是否結實，聯軸器的螺絲、銷子是否緊固等。〔6〕傳動電動機轉子和負載機械的轉軸，看其轉動是否靈活。〔7〕檢查電動機及啟動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。〔8〕搬開電動機周圍的雜物并去除機座外表灰塵、油垢等。〔9〕檢查負載機械是否妥善地作好了啟動準備。〔10〕對正常運行中的繞線式電動機，應經常觀察電動機滑環有無偏心擺動現象；觀察滑環的火花是否發生異常現象。滑環上碳刷是否要更換。3.2啟動時應注意的問題〔1〕接通電源后，如果電動機不轉，應立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動機發故障，否則將會燒毀電動機和發生危險。〔2〕啟動時應注意觀察電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，假設有異常現象，應立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動。〔3〕利用手動補償器或手動星三角啟動器啟動電動機時，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動位置，待電動機轉速穩定后再拉到運轉位置，防止誤操作造成設備和人身事故。〔4〕同一線路上的電動機不應同時啟動，一般應由大到小逐臺啟動以免多太電動機同時啟動，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動機啟動困難引起線路故障或使開關設備跳閘。〔5〕啟動時，假設電動機的旋轉方向反了，應立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動機轉向。3.3電動機運行中的監視電動機在運行時，值班工作人員可以通過儀表和感覺器官監視其運行情況，以便及早發現問題，減少或防止故障的發生。3.3.1監視電動機的溫度電動機正常運行時會發熱，使電動機溫度升高，但不應超出允許的限度。如果電動機負載過大，使用環境溫度過高，通風不暢或運行中發生故障，就會使其溫度超出允許限度，導致繞組過熱燒毀，因此電動機溫度的上下是反映電動機運行的主要標志，在運行中經常檢查。判斷電動機是否過熱，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，說明電動機溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動機已經過熱。〔2〕在電動機外殼上滴2-3滴水，如果只冒熱氣沒有聲音，則說明電動機沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時伴有"咝咝"聲，說明電動機已經過熱。〔3〕判別電動機是否過熱的準確方法還是用溫度計測量。發現電動機過熱應該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。3.4電動機的定期檢查和保養為了保證電動機正常工作，除了按操作規程正確使用，運行過程中注意監視和維護外還應進展定期檢查和保養。間隔時間可根據電動機的類型、使用環境決定。〔1〕及時去除電動機機座外部的灰塵、油泥，如使用環境灰塵較多，最好每天清掃一次。〔2〕經常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。〔3〕定期測量電動機的絕緣電阻，假設使用環境比擬潮濕更應經常測量。〔4〕定期用煤油清洗軸承并更換新油〔一般半年更換一次〕，換油時不應上滿，一般占油腔的1/2~1/3，否則，容易發熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質，從另一面擠出來。〔5〕定期檢查啟動設備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。〔6〕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，所以保持電動機繞組的枯燥是非常重要的。電動機工作環境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會破壞電動機的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電局部與機殼等不應帶電的金屬局部相碰，發生這種故障，不僅影響電動機正常工作。還會危及人身平安。所以電動機在使用中，應經常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機機殼接地是否可靠。〔7〕除了按上述幾項容對電動機定期維護外，運行一年后要大修一次。大修的目的在于，對電動機進展一次徹底、全面的檢查、維護，增補電動機缺少、磨損的元件，徹底去除電動機外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。完畢語電動機從開展至今，一代代的產品的問世，都是圍繞著根本的工作原理而開發的，如何去運行和維護電動機是我們目前主要工作的重中之重。電動機在我國的經濟建立中擔當著重要的角色，隨著我國參加WTO后，我國電動機行業所面臨的國際社會的巨大競爭壓力和挑戰日益加劇。從節約能源，保護環境出發，高效率電動機是目前國際開展的趨勢。這樣看來，推廣中國的高效率電動機是非常有必要的。參考文獻1自厚．人工智能技術及其在鋼鐵工業中的應用[Ｊ]．冶金自動化，1994〔5〕2唐立新.鋼鐵工業CIMS特點和體系構造的研究[Ｊ