汽車機(jī)電一體化論文
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汽車機(jī)電一體化論文1
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)代控制理論的發(fā)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)的發(fā)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)發(fā)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
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。常見的電動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。
電動(dòng)機(jī)是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動(dòng)機(jī)的發(fā)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)的基本結(jié)構(gòu)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進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)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﹑好精確度﹑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。
第一章電動(dòng)機(jī)分類、發(fā)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)。其中交流電動(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)按結(jié)構(gòu)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)又分為電動(dòng)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)。控制用電動(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)子的結(jié)構(gòu)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)發(fā)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)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動(dòng)機(jī)的發(fā)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)的基本結(jié)構(gòu)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進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)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﹑好精確度﹑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。
電動(dòng)機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動(dòng)力機(jī)械。
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)，液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。由于電力拖動(dòng)具有控制簡(jiǎn)單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。
按照電動(dòng)機(jī)的種類不同，電力拖動(dòng)系統(tǒng)分為直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)兩大類。
縱觀電力拖動(dòng)的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動(dòng)方式并存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動(dòng)是唯一的一種電力拖動(dòng)方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動(dòng)機(jī)，致使交流電力拖動(dòng)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機(jī)械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進(jìn)步，對(duì)電力拖動(dòng)在起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動(dòng)比直流電力拖動(dòng)在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動(dòng)，而交流電力拖動(dòng)則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。
雖然直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，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(dòng)機(jī)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(chǎng)合使用)，其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動(dòng)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動(dòng)逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動(dòng)媲美。除此之外，由于交流電力拖動(dòng)具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，并逐步取代直流電力拖動(dòng)而成為電力拖動(dòng)的主流。
1.3電動(dòng)機(jī)的未來
經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)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)的發(fā)展注入了新的活力。
未來電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。
第二章電動(dòng)機(jī)的工作原理
2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)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)的結(jié)構(gòu)
三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)部分組成，一是固定不動(dòng)的部分(簡(jiǎn)稱定子)，二是可以自由旋轉(zhuǎn)的部分(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)扇等其他部分。
異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子的繞組的結(jié)構(gòu)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，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜，應(yīng)用最為廣泛，小型異步電動(dòng)機(jī)絕大部分屬于這類。繞線式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)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)的結(jié)構(gòu)。
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)座等部分組成。鼠籠式和繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)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)部分，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)軸等部分組成。
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)座的內(nèi)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)座表面散發(fā)到空氣中去，因此，為了增加散熱面積，在機(jī)座表面裝有散熱片。
對(duì)大型異步電動(dòng)機(jī)，一般采用鋼板焊接機(jī)座，此時(shí)為了滿足通風(fēng)散熱的要求，機(jī)座內(nèi)表面與鐵心隔開適當(dāng)距離，以形成空腔，作為冷卻空氣的通道。
2.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理
圖2—2所示為用圖解法分析旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)圖。圖中交流電機(jī)的定子上嵌放著對(duì)稱的三相繞組U1—U2、V1—V2、W1—W2，電流的流入端用符號(hào)表示，流出端用⊙表示。
三相對(duì)稱電流波形如圖2—3所示。假定電流從繞組首端流入為正，末端流出為負(fù)。
對(duì)稱三相交流電流通入對(duì)稱三相繞組時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。下面選取各相電流出現(xiàn)最大值的幾個(gè)瞬間進(jìn)行分析。
在圖2—2中，當(dāng)=0°時(shí)，U相電流達(dá)到正最大值，電流從首端U1流入，用表示，從末端U2流出，用⊙表示;V相和W相電流均為負(fù)，因此電流均從繞組的末端流入，首端流出，故末端V2和W2應(yīng)填上，首端V1和W1應(yīng)填上⊙，如圖2—2(a)所示。從圖可見，合成磁場(chǎng)的軸線正好位于U相繞組的軸線上。
當(dāng)=120°時(shí)，V相電流為正的最大值，因此V相電流從首端V1流入，用表示，從末端V2流出，用⊙表示。U相和W相電流均為負(fù),則U1和W1端為流出電流，用⊙表示，而U2和W2為流入電流，用表示，如圖2—2(b)所示。由圖可見，此時(shí)合成磁場(chǎng)的軸線正好位于V相繞組的軸線上，磁場(chǎng)方向已從=0°時(shí)的位置沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了120°。
當(dāng)=240°和=360°時(shí)，合成磁場(chǎng)的位置分別如圖2—2(c)、(d)所示。當(dāng)=360°時(shí)，合成磁場(chǎng)的軸線正好位于U相繞組的軸線上，磁場(chǎng)方向從起始位置逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了360°，即電流變化一個(gè)周期，合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周。
由此可見，對(duì)稱三相交流電流通入對(duì)稱三相繞組所形成的磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)的方向從U→V→W，正好和電流出現(xiàn)正的最大值順序相同，即由電流超前相轉(zhuǎn)向電流滯后相。
如果三相繞組通入負(fù)序電流，則電流出現(xiàn)正的最大值的順序是U→W→V。通過圖解法分析可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向也為U→W→V。
綜上分析可知，三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本工作原則是：
(1)三相對(duì)稱繞組中通入三相對(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( 1)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( 1)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到定子旋轉(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)。
(4)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)正常安全地啟動(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，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動(dòng)。
(2)啟動(dòng)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。
(3)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(dòng)機(jī)接線板上接頭有無松動(dòng)或氧化。
(5)檢查傳動(dòng)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。
(6)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。
(7)檢查電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動(dòng)、脫落等。
(8)搬開電動(dòng)機(jī)周圍的雜物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。
(9)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)有無偏心擺動(dòng)現(xiàn)象;觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異常現(xiàn)象。滑環(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)。
(2)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，若有異常現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動(dòng)。
(3)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。
(4)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)，若電動(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，減少或避免故障的發(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)溫度的高低是反映電動(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。
(2)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。
(3)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。
3.3.2監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電流
一般容量較大的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)電流表，隨時(shí)對(duì)其電流進(jìn)行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應(yīng)立即停車檢查。容量較小的電動(dòng)機(jī)一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測(cè)量。
3.3.3監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電壓
電動(dòng)機(jī)的電源上最好裝設(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便對(duì)其三相電源、壓進(jìn)行監(jiān)視。電動(dòng)機(jī)的電源電壓過高、過低或三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會(huì)帶來不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。
3.3.4注意電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、響聲和氣味
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)、輕快、無異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動(dòng)，噪音和焦臭氣味，應(yīng)停車進(jìn)行檢查修理。
3.3.5注意傳動(dòng)裝置的檢查
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無松動(dòng)，傳動(dòng)皮帶是否有過緊、過松的現(xiàn)象等，如果有，應(yīng)停車上緊或進(jìn)行調(diào)整。
3.3.6注意軸承的工作情況
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正常或過熱，應(yīng)檢查潤(rùn)滑情況是否良好和有無磨損。
3.3.7注意交流電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)或直流電動(dòng)機(jī)的換向器火花
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。如果所發(fā)生的火花大于某一規(guī)定限度，尤其是出現(xiàn)放電性的紅色電弧火花時(shí)，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時(shí)加以糾正。
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)行定期檢查和保養(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。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下[9][10]：
(1)及時(shí)清除電動(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。
(2)經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動(dòng)或燒傷。
(3)定期測(cè)量電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測(cè)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(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。
(5)定期檢查啟動(dòng)設(shè)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干燥程度不同而異，所以保持電動(dòng)機(jī)繞組的干燥是非常重要的。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，使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動(dòng)機(jī)正常工作。還會(huì)危及人身安全。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。
(7)除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)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)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電動(dòng)機(jī)缺少、磨損的元件，徹底清除電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。
結(jié)論
電動(dòng)機(jī)從發(fā)展至今，一代代的產(chǎn)品的問世，都是圍繞著基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)在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，隨著我國加入WTO后，我國電動(dòng)機(jī)行業(yè)所面臨的國際社會(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)是目前國際發(fā)展的趨勢(shì)。這樣看來，推廣中國的高效率電動(dòng)機(jī)是非常有必要的。
致謝
本論文在各位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文順利完成。在此向?qū)W院工程系的全體老師表示由衷的謝意。
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汽車機(jī)電一體化論文2
一、汽車工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化的應(yīng)用
1.自動(dòng)變速器系統(tǒng)
汽車自動(dòng)變速器的主要作用是降低汽車行駛過程中的功率損耗，提升汽車動(dòng)力系統(tǒng)的有效功率，通過增加變速檔數(shù)實(shí)現(xiàn)汽車的舒適安全行駛。汽車行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)需要借助傳感系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的數(shù)據(jù)信息通過電子監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行處理，并且具有換擋信息程序、開關(guān)程序以及開關(guān)關(guān)閉程序，根據(jù)汽車最優(yōu)行駛的條件要求來選擇相應(yīng)的電子監(jiān)控裝置。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，相關(guān)的警示燈關(guān)閉，說明系統(tǒng)功能正常；如果警示燈未關(guān)閉，那么這時(shí)的自動(dòng)變速器就處于非電控狀態(tài)，但其仍然可以正常工作，只是相關(guān)的優(yōu)化性能不再生效。
2.制動(dòng)系統(tǒng)
起初的汽車一般在后輪安裝制動(dòng)設(shè)備，隨著汽車行駛速度的不斷提升，單純?cè)诤筝啺惭b制動(dòng)設(shè)備已經(jīng)無法有效提供充足的制動(dòng)動(dòng)力，促使了汽車前輪也需要安裝相應(yīng)的制動(dòng)設(shè)備。當(dāng)汽車制動(dòng)設(shè)備工作時(shí)，汽車的動(dòng)態(tài)軸負(fù)荷就會(huì)轉(zhuǎn)移、前輪的載重量就會(huì)增加、后輪載重量降低，但后輪發(fā)生抱死時(shí)更容易使汽車失去方向控制能力，于是汽車防抱死制動(dòng)設(shè)備就產(chǎn)生了。汽車防抱死制動(dòng)設(shè)備的主要功能就是可以感知制動(dòng)發(fā)生時(shí)每個(gè)車輪的瞬間運(yùn)動(dòng)方向，并且根據(jù)相關(guān)情況調(diào)節(jié)制動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力鉅大小，防止抱死現(xiàn)象的發(fā)生。ABS防抱死系統(tǒng)就是比較著名的`電子監(jiān)控技術(shù)，提升了汽車行駛的安全性。
3.計(jì)算機(jī)控制發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)微處理器或者集成電路用以控制發(fā)電機(jī)單元，利用傳感器負(fù)責(zé)接收電壓信號(hào)，并獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)據(jù)，傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元中。信號(hào)模擬器通過數(shù)字模型輸出數(shù)字信號(hào)，以這些信息為基礎(chǔ)發(fā)電機(jī)控制單元對(duì)點(diǎn)火時(shí)間、燃料空氣比例、循環(huán)排氣效率進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果作為控制點(diǎn)火設(shè)備和燃料閥開關(guān)大小的參數(shù)，從而控制燃料與空氣的適當(dāng)比例。在燃料空氣比增加時(shí)，會(huì)使得點(diǎn)火困難；當(dāng)燃料空氣比降低時(shí)由于氧氣缺乏，造成燃料燃燒不充分，排放的氣體中一氧化碳的含量會(huì)增加。
4.激光測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)
在汽車前面部位安裝測(cè)距激光雷達(dá)，當(dāng)激光光束遇到障礙物后就會(huì)散射，當(dāng)散射信號(hào)被捕捉到，測(cè)出車輛與障礙物之間的距離，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)障礙物方位信息進(jìn)行持續(xù)的動(dòng)態(tài)測(cè)量和跟蹤，就能夠準(zhǔn)確判斷障礙物是否在運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)速度和車間距離，根據(jù)運(yùn)行軌跡判斷其是否能夠與車輛發(fā)生碰撞，從而提醒車輛駕駛員調(diào)整車輛運(yùn)行速度、方向。當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)信息。
二、總結(jié)
機(jī)電一體化融合了眾多技術(shù)、跨越了多個(gè)領(lǐng)域，它是一種集成產(chǎn)品，特別是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)帶來了真正的飛躍和突破，成為工業(yè)生成自動(dòng)化控制中的一項(xiàng)重要技術(shù)。它有效地提升了汽車產(chǎn)品的質(zhì)量和駕乘舒適度，隨著機(jī)電一體化解決方案智能化和汽車工業(yè)的發(fā)展，兩者的融合深度將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。
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