作者：张志芳
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
机电传动与控制试读：
前言
当今的世界是一个需要进一步发展的世界，而世界的进一步发展需要学科间的综合。因此对于学习机电一体化的学生来说，不单单要掌握与机械相关的基础知识和技能，也要掌握有关电方面的知识，这样才能有所创新，有所发展。同时在找工作时才能更有优势，成为受企业和社会欢迎的人。然而要想具备电方面的技能，尤其在掌握机电传动控制技术时，仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的，它需要经过一段时间的锻炼。
本书是一体化课程改革“机电一体化”专业的适用教材，根据机电一体化迅速发展对人才素质的需要而确立课程的教学内容，体现了以创新意识和实践能力为重点的教育教学指导思想。本书总结近年来职业技术教育课程改革的经验，适应经济发展、科技进步和生产实际对教学内容提出的新要求，注重反映生产实际中的新知识、新技术、新工艺和新方法，突出职业教育的特色，紧密联系生产实际，编写实操型例题，方便教学，具有广泛的实用性。
本书由张志芳主编，张秋妍、邱启华副主编，胡善裕、谭伟婵、郭增彪参编。
全书由广东省技师学院黄存足审稿，他对本书进行了认真审阅，提出了很好的意见和建议，作者在此表示衷心感谢。还有对本书提出过修改和宝贵意见的同志们，在这里一并向他们表示诚挚的感谢。
由于编者水平有限，书中难免还存在一些不足和错漏之处，殷切希望广大读者批评指正。
本书可作为中职机电一体化学生的教材，也可供高职高专相关专业使用及有关的工程技术人员参考。
编者任务一 三相异步电动机的结构1.1 任务页
学习任务描述
1.任务提出
三相异步电动机广泛用作各种生产机械的动力机。如图1-1所示是一台普通铣床，主轴采用三相异步电动机驱动。图1-1 铣床
2.任务引导
掌握它的结构、工作原理、机械特性和运行理论等知识；学会拆装、检测、定子绕组嵌线、使用维护、维修等技能。
任务实施
实施步骤
1）教学组织
教师讲解完毕，让小组组长分列站好，听到老师指令后按照老师演示的动作规范操作。
分组实训：每3人一组，每组小组长一名。
教学组织流程图如图1-2所示。图1-2 教学组织流程图
2）必要器材/必要工具（1）电工常用工具（验电器、尖嘴钳、剥线钳、扳手、螺丝刀、万用表等）1套。（2）电机常用拆装工具（外圆卡圈钳、内圆卡圈钳、自制扳手、木锤、铁锤、拉拔器、手动葫芦、汽油喷灯等）1套。（3）笼式转子三相异步电动机1台。
3）任务要求（1）介绍三相异步电动机的广泛应用。（2）介绍三相异步电动机的结构、分类、铭牌参数、铭牌额定数值的简单计算。（3）示范三相鼠笼式异步电动机的拆装。（4）正确使用工具，按照正确的步骤拆、装笼式转子三相异步电动机。
知识要点
1.请列举三相异步电动机的广泛应用。
2.三相异步电动机的结构、分类。
1）请简述三相异步电动机的结构。
2）三相异步电动机的分类：按照转子结构不同，分为笼式和绕线式，试完成两者的比较，填入表1-1。表1-1 比较笼式和绕线式三相异步电动机
3.某三相异步电动机，额定输出功率 P=7.5kW，额定电压 NU=380V，额定电流I=15.4A，功率因数cosφ=0.85，额定转速NNNn=1440r/min，求输入功率P、效率η、额定输出转矩T。N1N
4.正确拆、装笼式转子三相异步电动机，将步骤填入表1-2。表1-2 正确拆、装笼式转子三相异步电动机的步骤
综合评定
1.自我评价
1）本节课我学会和理解了什么?
2）我最大的收获是什么?
3）我的课堂体会是什么?快乐（）沉闷（）
4）学习工作页是否填写完毕?是（）否（）
5）工作过程中能否与他人互帮互助?能（）否（）
2.小组评价
1）学习页是否填写完毕?
评价情况：是（）否（）
2）学习页是否填写正确?
错误个数：1（）2（）3（）4（）5（）6（）7（）8（）
3）工作过程当中有无危险动作和行为?
评价情况：有（）否（）
4）能否主动与同组内其他成员积极沟通并协助其他成员共同完成学习任务?
评价情况：能（）不能（）
5）能否主动执行作业现场6S要求?
评价情况：能（）不能（）
3.教师评价
综合考核评比表如表1-3所示。表1-3 综合考核评比表1.2 学习页
学习目标
1.了解三相异步电动机的广泛应用。
2.了解三相异步电动机的结构和分类。
3.熟悉三相异步电动机的铭牌参数、铭牌额定数值的简单计算。
4.掌握正确使用工具，按照正确的步骤拆、装笼式转子三相异步电动机的技能。
相关知识
1.三相异步电动机的广泛应用
1）电机在国民经济中的作用
电机：是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。
分类：按能量转换的功能分为发电机、电动机、变压器、控制电机等。
发电机：机械能转换为电能。通过原动机先把各类一次能源的能量转换为机械能，然后通过发电机把机械能转换为电能，经电网送往各城市、企业和家庭等场所。
电动机：电能转换为机械能，用来驱动各种用途的生产机械和其他装置，以满足不同要求。
变压器、变流器、变频器及移相器：一种改变电能的电压、电流、频率及相位的装置。是静止电器。
控制电机：多用在自动控制系统中。一般作为执行、检测和解算元件。
发电机是水力发电、热能发电、核能发电、太阳能发电以及风能发电等的主要设备。变压器是变电站的主要设备。电动机的用途更不用说。现已广泛应用于各行各业，大至冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小功率电动机，乃至几瓦的微电动机。据统计，在各类原动机中，电动机的容量已超过总容量的60%。而且在一个工业化国家的家庭，家用电器的电机数目达三四十台以上。这说明在现代社会的所有行业和部门中，都需要越来越广泛地使用电机。
电动机：按应用场合和电源可分成直流电动机、感应电动机、同步电动机、控制电机、特种电机。
随着大功率电力电子元件、微电子技术、变流技术、计算机控制技术的发展，研究和开发了很多性能优良、高效率、满足不同要求的电动机控制系统。
2）电机发展简史（1）直流电机：
1821年，法拉第（Faraday）发现电磁力定律。
1831年，Faraday发现电磁感应定律。
1833年，皮克斯（Pixii）利用永磁铁和线圈间的相对运动，加上一个换向装置，制成一台旋转磁极式直流发电机（现代直流发电机的雏形）。（2）交流电机：
1825年，阿拉哥（Arago）利用金属圆环的旋转，使悬挂在其中的磁针得到一定的偏转—多相感应电动机的原始基础。
1885年，费拉里斯（Ferraris）制成第一台两相感应电动机。（3）交流电机控制：
1971年，德国学者Blaschke和Hasse提出矢量变换控制。
20世纪80年代以后，得益于永磁材料、电力电子和自动控制技术的发展，使永磁无刷电机和开关磁阻电机等新型电机得到较快发展。
3）我国电机工业发展概况
新中国成立前，我国的电机工业极端落后，全国只有少数几个城市有电机制造厂。这些厂规模小，设备差，生产能力低下，产品规格混乱，材料多依赖进口。建国以后，我国电机制造工业得到快速发展。经过50多年的努力，在大型交直流电机方面，已研制成功2×5000kW的直流电动机，4700kW的直流发电机和42MW的同步电动机。在大型发电设备方面，已研制出300MW和600MW水氢氢冷汽轮发电机，300MW双水内冷和全氢冷汽轮发电机，650MW核电机组，还相继研制出125、250、300、400、550MW的水轮发电机。变压器的最大容量已做到400MVA，电压最高为500kV（截止至2001年）。
在中、小型核微型电机方面，已开发和制成125个系列，900多个品种，几千个规格的各种电机。在特殊电机方面，由于新的永磁材料的出现，制成了许多高效节能、维护简单的永磁电机。由于电机和电力电子装置、微型计算机相结合，出现了各种性能和形态各异的“一体化电机”。
2.三相异步电动机的结构与分类
1）三相异步电动机的结构
如图1-3和图1-4所示，三相异步电动机是由定子和转子两大部分及其他附件组成的。图1-3 三相异步电动机的内部结构剖面图图1-4 鼠笼型异步电动机主要部件拆分图（1）定子。
定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成。
① 定子铁芯。如图1-5所示，定子铁芯一般由0.35～0.5mm厚表面具有绝缘层的薄硅钢片叠压而成，在铁芯的内圆有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组，是电机磁路的一部分。
② 定子绕组。如图1-6所示，定子绕组用铜或铝制的绝缘线绕制而成，它有三相绕组，对称嵌放在定子铁芯槽内。图1-5 定子铁芯图1-6 三相异步电动机的定子绕组
三相绕组的首端分别用U、V、W表示，末端用U、V、W表111222示。为了便于改变接线，三相绕组的六个端线都接在电动机定子壳体外的接线盒内。绕组可以连接成星形或三角形，如图1-7所示。图1-7 三相定子绕组的接线方法
③ 机座。如图1-8所示，机座是用铸铁或铝铸造而成的，它能固定铁芯和支持端盖。（2）转子。
转子由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。
① 转子铁芯。转子铁芯也是由薄硅钢片叠压而成的，并且是导磁的。为了改善启动和运行性能，鼠笼式异步电动机的转子一般采用斜槽结构，如图1-9所示。图1-8 三相异步电动机的机座图1-9 鼠笼式异步电动机的转子
② 转子绕组。
● 鼠笼式转子绕组
如图1-10和图1-11所示，鼠笼式绕组用铝浇注或铜导条与端环铆接而成。图1-10 铸铝转子结构图1-11 铜导条转子结构
● 绕线式转子绕组
如图1-12所示，绕线式转子绕组与定子绕组相似，也是采用绝缘铜线绕制而成，然后对称嵌入转子铁芯槽内。转子的三相绕组一般接成星形，三根引出线分别接在转轴上的三个铜制滑环上。环与环之间以及环与轴之间彼此绝缘。
转子绕组通过电刷与外电路接通，如图1-13和图1-14所示。图1-12 三相异步电动机的绕线转子图1-13 三相绕线式异步电动机的举刷装置（3）转轴。
如图1-15所示，三相异步电动机的转轴由碳钢或合金钢制成，传递动力。图1-14 绕线转子与外电阻接线图图1-15 三相异步电动机的转轴（4）其他附件
● 端盖
电动机的端盖由铸铁或铝铸成，起支撑转子的作用。
● 轴承
连接转动与不动部分，一般采用滚动轴承。
● 轴承端盖
保护轴承，不使润滑油溢出。
● 风扇
风扇用铝材或塑料制成，起冷却作用。
2）三相异步电动机的分类
按转子结构分为三相鼠笼式异步电动机和三相绕线式电动机两种，两者的比较如表1-4所示。表1-4 三相鼠笼式异步电动机和三相绕线式电动机的比较
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]