機電一體化技術畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要 --------------------------------------------------------------3</p><p>　　第一章 機電一體化技術發(fā)展3</p><p>　　2.1.1數(shù)字化.............................

2、........................................................................................................4</p><p>　　2.1.2智能化....................................................................................

3、..................................................4</p><p>　　2.1.3模塊化.......................................................................................................................................4&l

4、t;/p><p>　　2.1.4網(wǎng)絡化.......................................................................................................................................4</p><p>　　2.1.5人性化........................

5、...............................................................................................................5</p><p>　　2.1.6微型化.............................................................................

6、..........................................................5</p><p>　　2.1.7集成化..................................................................................................................................

7、.....5</p><p>　　2.1.8帶源化.......................................................................................................................................5</p><p>　　2.1.9綠色化................

8、.......................................................................................................................5</p><p>　　第二章  機電一體化技術在電動機工業(yè)中的應用------------------------------------------------9&

9、lt;/p><p>　　2.1、電動機技術發(fā)展及現(xiàn)狀…………………………………………………………9</p><p>　　2.2、電動機工作原理…………………………………………………………………10</p><p>　　2.3、電動機的維護……………………………………………………………………11</p><p><b>　　總結.8&l

10、t;/b></p><p><b>　　致謝.9</b></p><p><b>　　參考文獻.10</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　作為機電系的一名學生，將來工作學習都會以機電為主，所以必須掌握好各種機電的專業(yè)知識。我會本

11、著認真的態(tài)度對待專業(yè)課的學習，提高自己的專業(yè)素養(yǎng).接下來我將介紹一下我對電動機發(fā)展史的認識。近幾十年來，隨著電力電子技術、微電子技術及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應用。本文主要介紹了電動機技術發(fā)展及現(xiàn)狀、工作原理、電動機的運行維護。著重從電動機的技術發(fā)展及現(xiàn)狀、工作原理、運行維護進行了初略的探討和分析。 </p><p>　　關鍵詞： 機電一體化 電動機

12、機械技術 微電子技術</p><p>　　第一章 機電一體化技術發(fā)展</p><p>　　機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化</p><p><b>　　2.1 數(shù)字化 &l

13、t;/b></p><p>　　微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。  2.2 智能化</p><p>　　即

14、要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化</p><p>　　由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機

15、械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡化</p><p>　　由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和

16、局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 2.5 人性化</p><p>　　機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這

17、些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。 2.6 微型化</p><p>　　微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件

18、或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。 2.7 集成化</p><p>　　集成化

19、既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。 2.8 帶源化</p><p>　　是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能

20、源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化</p><p>　　科學技術的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、

21、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。</p><p>　　第二章  機電一體化技術在電動機工業(yè)中的應用</p><p>　　1、電動機技術發(fā)展及現(xiàn)狀 　　 電機是利用電磁感應原理工作的機械。隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電機的

22、發(fā)展又促進了社會生產(chǎn)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(chǎn)機械的原動機，一個多世紀以來，雖然電機的基本結構變化不大，但是電機的類型增加了許多，在運行性能，經(jīng)濟指標等方面也都有了很大的改進和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術的發(fā)展，在一般旋轉電機的理論基礎上又發(fā)展出許多種類的控制電機，控制電機具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應的特點，已成為電機學科的一個獨立分支。 　　 它應用廣泛，種類繁多。性能各異，分類

23、方法也很多。電機常用的分類方法主要有兩種：一種是按功能用途分，可分為發(fā)電機，電動機，﹑壓器和控制電機四大類。電動機的功能是將電能轉換成機械能，它可以作為拖動各種生產(chǎn)機械的動力，是國民經(jīng)濟各部門應用最多的動力機械，也是最主要的用電設備，各種電動機消耗的電能占全國總發(fā)電量的60%~70%。另一種分類方法是按照電機的結構或轉速分類,可分為變壓器和旋轉電機.根據(jù)電源電流的不同旋轉電機又分為直流電機和交流電機兩大類.交流電機又分為同步電機和異步電

24、機. 　 　</p><p>　　雖然直流電動機具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動機的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），其電壓等級，額定轉速，單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，半導體交流技術的交流技術的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。未來電動機將會沿著單位功率體積更小、機電能量轉換效率

25、更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批"巨無霸"電機、一批"光怪陸奇"電機將同時展現(xiàn)在世人眼前。 </p><p>　　2、電動機工作原理 　　目前較常用的主要是交流電動機，它可分為兩種：1、三相異步電動機。2、單相交流電動機。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機為例介紹其基本工作原理。起來，形成一個籠型的閉合繞組。定子三相繞組可接成星形，也可

26、以接成三角形。 　　綜上分析可知，三相異步電動機轉動的基本工作原理是： 　　（1） 三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉磁場。 　　（2） 轉子導體切割旋轉磁場感應電動勢和電流； 　?。?） 轉子載流導體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉距，驅使電動機轉子轉動。</p><p>　　當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組

27、，從而在轉子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。 </p><p>　　當導體在磁場內(nèi)切割磁力線時，在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電流，“感應電機”的名稱由此而來。</p><p>　　感應電流和磁場的聯(lián)合作用向電機轉子施加驅動力。我們讓閉合線圈ABCD在磁場B內(nèi)圍繞軸

28、xy旋轉。如果沿順時針方向轉動磁場，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢會產(chǎn)生感應電流(法拉第定律)。根據(jù)楞次定律，電流的方向為:感應電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應電流的原因。因此，每個導體承受相對于感應磁場的運動方向相反的洛侖茲力F。確定侮個導體力F方向的一個簡單的方法是采用右手三手指定則(磁場對電流作用將拇指置于感應磁場的方向，食指為力的方向。</p><p>　　將中指置于感應電流的方向。這樣

29、一來，閉合線圈承受一定的轉矩，從而沿與感應子磁場相同方向旋轉，該磁場稱為旋轉磁場。閉合線圈旋轉所產(chǎn)生的電動轉矩平衡了負載轉矩。旋轉磁場的產(chǎn)生:三組繞組問彼此相差120度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電.繞組與具有相同電相位移的交流電流相互交叉，每組產(chǎn)生一個交流正弦波磁場。此磁場總是沿相同的軸，當繞組的電流位于峰值時，磁場也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場是兩個磁場以相反方向旋轉的結果，這兩個磁場值都是恒定的，相當于峰值磁場的一半。此

30、磁場.在供電期內(nèi)完成旋轉。其速度取決于電源頻率(f)和磁極對數(shù)(P)。這稱作“同步轉速”</p><p><b>　　轉差率</b></p><p>　　只有當閉合線圈有感應電流時，才存在驅動轉矩。轉矩由閉合線圈的電流確定，且只有當環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時才存在。因此，閉合線圈和旋轉磁場之間必須有速度差。因而，遵照上述原理工作的電機被稱作“異步電機”。</p>

31、;<p>　　同步轉速(ns)和閉合線圈速度(n)之問的差值稱作“轉差”，用同步轉</p><p><b>　　速的百分比表示。</b></p><p>　　s=[(ns-n)/ ns] x 100% （s為下標）</p><p>　　運行過程中，轉子電流頻率為電源頻率乘以轉差率。當電動機起動時，轉</p>&l

32、t;p>　　子電流頻率處于最大值，等于定子電流頻率。</p><p>　　轉子電流頻率隨著電機轉速的增加而逐步降低。處于恒穩(wěn)態(tài)的轉差率與電機負載有關系。它受電源電壓的影響，如果負載較低，則轉差率較小，如果電機供電電壓低于額定值，則轉差率增大。</p><p>　　同步轉速 三相異步電動機的同步轉速與電源頻率成正比，與定子的對數(shù)成反比。</p><p>　　例如

33、:ns=60 f/p</p><p>　　式中ns—同步轉速，單位為r/lmin f-頻率，單位為Hz, P磁極對數(shù)</p><p>　　給出了在50Hz, 60Hz以及100Hz工業(yè)頻率下，對應于不同磁極數(shù)</p><p>　　的旋轉磁場轉速或同步轉速。</p><p>　　實際上，即使電壓.正確無誤，如果供電頻率高于異步電機的額定頻率，一

34、也未必能夠提高電機轉速。必須首先確定其機械和電氣容量。由于存在轉差率，帶負載的異步電機的轉速稍稍低于表格中給出的同步轉速。</p><p>　　改變電動機的旋轉方向,改變電源的相序即可實現(xiàn),即交換通入到電機的三相電壓接到電機端子中任意兩相就行.</p><p>　　3、電動機的運行維護 　?。ㄒ唬?電動機啟動前的準備 　　為了保證電動機正常安全地啟動，一般啟動前應作好下述準備： 　　

35、（1） 檢查電源是否有電，電壓是否正常，若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、牢固等。 　?。?） 熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。 　　（4） 電動機接線板上接頭有無松動或氧化。 　?。?） 檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。 　?。?） 傳動電動機轉子和負載機械的轉軸，看

36、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。 　?。?） 搬開電動機周圍的雜物并清除機座表面灰塵、油垢等。 　?。?） 檢查負載機械是否妥善地作好了啟動準備。 　?。?0） 對正常運行中的繞線式電動機，應經(jīng)常觀察電動機滑環(huán)有無偏心擺動現(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。（二） 啟動時應注意的問題 　　（1） 接通電源后，如果電動機不轉<

37、;/p><p>　?。ㄈ?電動機運行中的監(jiān)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(jiān)視其運行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。 　　1． 監(jiān)視電動機的溫度 　　電動機正常運行時會發(fā)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(huán)境溫度過高，通風不暢或運行中發(fā)生故障，就會使其溫度超出允許限度，導致繞組過熱燒毀，因此電動機溫度的高低是反映電動機運行的主要標志，在

38、運行中經(jīng)常檢查。判斷電動機是否過熱，可以用以下方法： 　?。?） 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(jīng)過熱。 　?。?） 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(jīng)過熱。 　?。?） 判別電動機是否過熱的準確方法還是用溫度計測量。 　　發(fā)現(xiàn)電動機過熱應該立即停

39、車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。 　　2． 監(jiān)視電動機的電流 　　一般容量較大的電動機應裝設電流表，隨時對其電流進行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應立即</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]. Nitaigour Premchand Mahalik. 機電一體化:原理·概念·應用.

40、北京：科學出版社，2008[2]. 舒志兵, 曾孟雄, 卜云峰. 機電一體化系統(tǒng)設計與應用. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[3]. 梁景凱, 蓋玉先. 機電一體化技術與系統(tǒng).北京: 機械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[4]. 姜培剛, 蓋玉先. 機電一體化系統(tǒng)設計.北京: 機械工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[5]

41、. 黃筱調(diào)，趙松年. 機電一體化技術基礎及應用. 北京：機械工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[6]. 劉政華. 機械電子學. 湖南：國防科技大學出版社，1999.</p><p>　　[7]. 魏天路. 機電一體化系統(tǒng)設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[8]. 張建民. 機電一體化系統(tǒng)設計. 北京：北京理工大學出版社，1

42、996.</p><p>　　[9]. 魏俊民. 機電一體化系統(tǒng)設計. 北京：中國紡織出版社，1998.</p><p>　　[10]. 張 瑜. 機電一體化技術. 北京：機械工業(yè)出版社，1987.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻

43、只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的指導老師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹

44、立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。</p><p>　　感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ </p><p>　　這三年中還得到眾多老師的關心