⑴ 機電設備原理與結構
直流勵磁的磁路在電工設備中的應用,除了直流電磁鐵(直流繼電器、直流接觸器等)外,最重要的就是應用在直流旋轉電機中。在發電廠里,同步發電機的勵磁機、蓄電池的充電機等,都是直流發電機;鍋爐給粉機的原動機是直流電動機。此外,在許多工業部門,例如大型軋鋼設備、大型精密機床、礦井卷揚機、市內電車、電纜設備要求嚴格線速度一致的地方等,通常都採用直流電動機作為原動機來拖動工作機械的。直流發電機通常是作為直流電源,向負載輸出電能;直流電動機則是作為原動機帶動各種生產機械工作,向負載輸出機械能。在控制系統中,直流電機還有其它的用途,例如測速電機、伺服電機等。雖然直流發電機和直流電動機的用途各不同,但是它們的結構基本上一樣,都是利用電和磁的相互作用來實現機械能與電能的相互轉換。
直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題,消耗有色金屬較多,成本高,運行中的維護檢修也比較麻煩。因此,電機製造業中正在努力改善交流電動機的調速性能,並且大量代替直流電動機。不過,近年來在利用可控硅整流裝置代替直流發電機方面,已經取得了很大進展。包括直流電機在內的一切旋轉電機,實際上都是依據我們所知道的兩條基本原則製造的。一條是:導線切割磁通產生感應電動勢;另一條是:載流導體在磁場中受到電磁力的作用。因此,從結構上來看,任何電機都包括磁場部分和電路部分。從上述原理可見,任何電機都體現著電和磁的相互作用,是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統一。我們在這一章里討論直流電機的結構和工作原理,就是討論直流電機中的「磁」和「電」如何相互作用,相互制約,以及體現兩者之間相互關系的物理量和現象(電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、電樞反應等)。
一、 直流發電機的基本工作原理
直流發電機和直流電動機具有相同的結構,只是直流發電機是由原動機(一般是交流電動機)拖動旋轉而發電。可見,它是把機械能變為電能的設備。直流電動機則接在直流電源上,拖動各種工作機械(機床、泵、電車、電纜設備等)工作,它是把電能變為機械能的設備。但是,當前已經有可控硅整流裝置替代了直流發電機,為了能使大家更好的理解直流電動機,有必要同時講述一下直流發電機的原理。
我們首先來觀察直流發電機是怎樣工作的。
如圖1所示,電刷A、B分別與兩個半園環接觸,這時A、B兩電刷之間輸出的是直流電。我們再來看看這時線圈在磁極之間運動的情況。從圖1(a)可以看出,當線圈的ab邊在N極范圍內按逆時針方向運動時,應用發電機右手定則,這時所產生的電動勢是從b指向a。這時線圈的cd邊則是在S極范圍內按逆時針方向運動,依據發電機右手定則可以判斷,cd邊中的感應電動勢方向是從d指向c。從整個線圈來看,感應電動勢的方向是d-c-b-a。因此,和線圈a端連接的銅片1和電刷A是處於正電位;而和線圈的d端連接的銅片2和電刷B是處於負電位。如果接通外電路,那麼電流就從電刷A經負載流入電刷B,與線圈一起構成閉合的電流通路。
當線圈的ab邊轉到S極范圍內時,cd邊就轉到N極范圍內(圖1,b),用右手定則判斷可以知道,這時線圈cd邊中產生的電動勢方向是從c到d,而ab邊轉到了S極范圍內,其中電動勢的方向則是有a到b。由於電刷在空間是不動的,因此和線圈d端連接的銅片2和電刷A接觸,它的電位仍然是正。而與線圈a端連接的銅片1則和電刷B接觸,它的電位仍然是負。接通外電路時,電流仍然是從電刷A經負載流入電刷B,與線圈一起構成閉合的電流通路。不過,要注意到這時線圈內的電流已經反向了。
由此可知,當線圈不停地旋轉時,雖然與兩個電刷接觸的線圈邊不停的變化,但是,電刷A始終是正電位,電刷B始終是負電位。因此,有兩電刷引出的是具有恆定方向的電動勢,負載上得到的是恆定方向的電壓和電流。也就是說,盡管線圈abcd中感應電動勢的方向不斷交變,但是電刷A總是和處在N極范圍內的線圈邊接觸,電刷B總是和處在S極范圍內的線圈邊相接觸,它們的極性始終不變。於是,線圈中的交流電經過銅片和電刷整流後,便成為外電路中的直流電了。這兩個半圓形的銅片就叫做換向片,它們合在一起叫做換向器。
二、 直流電動機的基本工作原理
上面已經討論了直流發電機的工作原理,現在再來討論直流電動機是怎樣工作的。
如果直流電機的轉子不用原動機拖動,而把它的電刷A、B接在電壓為U的直流電源上(如圖2所示),那麼會發生什麼樣的情況呢?從圖上可以看出,電刷A是正電位,B是負電位,在N極范圍內的導體ab中的電流是從a流向b,在S極范圍內的導體cd中的電流是從c流向d。前面已經說過,載流導體在磁場中要受到電磁力的作用,因此,ab和cd兩導體都要受到電磁力Fde的作用。根據磁場方向和導體中的電流方向,利用電動機左手定則判斷,ab邊受力的方向是向左,而cd邊則是向右。由於磁場是均勻的,導體中流過的又是相同的電流,所以,ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等。這樣,線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉動了。當線圈轉到磁極的中性面上時,線圈中的電流等於零,電磁力等於零,但是由於慣性的作用,線圈繼續轉動。線圈轉過半州之後,雖然ab與cd的位置調換了,ab邊轉到S極范圍內,cd邊轉到N極范圍內,但是,由於換向片和電刷的作用,轉到N極下的cd邊中電流方向也變了,是從d流向c,在S極下的ab邊中的電流則是從b流向a。因此,電磁力Fdc的方向仍然不變,線圈仍然受力按逆時針方向轉動。可見,分別處在N、S極范圍內的導體中的電流方向總是不變的,因此,線圈兩個邊的受力方向也不變,這樣,線圈就可以按照受力方向不停的旋轉了,通過齒輪或皮帶等機構的傳動,便可以帶動其它工作機械。
從以上的分析可以看到,要使線圈按照一定的方向旋轉,關鍵問題是當導體從一個磁極范圍內轉到另一個異性磁極范圍內時(也就是導體經過中性面後),導體中電流的方向也要同時改變。換向器和電刷就是完成這個任務的裝置。在直流發電機中,換向器和電刷的任務是把線圈中的交流電變為直流電向外輸出;而在直流電動機中,則用換向器和電刷把輸入的直流電變為線圈中的交流電。可見,換向器和電刷是直流電機中不可缺少的關鍵性部件。
當然,在實際的直流電動機中,也不只有一個線圈,而是有許多個線圈牢固地嵌在轉子鐵芯槽中,當導體中通過電流、在磁場中因受力而轉動,就帶動整個轉子旋轉。這就是直流電動機的基本工作原理。
比較直流發電機和直流電動機的工作原理可以看出,它們的輸入和輸出的能量形式不同的。正如前面已經說過,直流發電機由原動機拖動,輸入的是機械能,輸出的是電能;直流電動機則是由直流電源供電,輸入的是電能,輸出的是機械能。
⑵ 設備包括的結構有哪些,設備包括的結構有哪些知識
機構學抄的研究對象是機器中的各種常襲用機構,如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、螺旋機構和間歇運動機構(如棘輪機構、槽輪機構等)以及組合機構等。
它的研究內容是機構結構的組成原理和運動確定性,以及機構的運動分析和綜合。
機構學在研究機構的運動時僅從幾何的觀點出發,而不考慮力對運動的影響。
⑶ 現代機電設備有哪幾個組成部分各有什麼作用
現代來機電設備主要有源以下幾部分組成:機,基本的框架,就象人的骨架和肌肉,是實現各種功能的部分;電,是實現機電設備的動力,使設備產生運動;弱電和計算機,及各種液壓、氣壓件,感測器,電線,就是人的大腦和神經,是實現自動化的控制和協調中心.
⑷ 機器的組成與結構是什麼
功能與性能的實現是靠機器的結構來保證的,機器的種類很多,其結構也不盡相同。但任何一個機器從功能的角度來看都可以分為動力系統、傳動系統、執行系統、操縱和控制系統,如圖1-21所示,另外還有支承系統和潤滑、冷卻與密封系統。
圖1-21機器的功能組成
1動力系統
動力系統包括動力機及其配套裝置,是整個機器工作的動力源,如圖1-20自動洗衣機的電動機。按能量轉換性質的不同,動力機可分為一次動力機和二次動力機。
一次動力機是把自然界的能源(一次能源)直接轉變為機械能的機械,如內燃機、汽輪機、燃氣輪機等,其中內燃機廣泛用於各種車輛、船舶、農業機械、工程機械等移動作業機械,汽輪機、燃氣輪機多用於大功率高速驅動的機械。以一次動力機為動力源的機器比較多,比如汽車、飛機、輪船、潛艇等都是以一次動力機為動力源的。
二次動力機是把二次能源(電能)或由電能產生的液能、氣能轉變為機械能的機械,如電動機、液壓馬達、氣動馬達等。它們在各類機械中都有廣泛應用,其中尤以電動機應用更為普遍。比如,各種類型的機床、洗衣機、電風扇、水泵、油泵等,都是以二次動力機作為機器的動力源的。
由於經濟上的原因,動力機輸出的運動通常為連續的高速旋轉運動。
2傳動系統
傳動系統是把動力機的動力和運動傳遞給執行系統的中間裝置,是連接動力系統和執行系統的「橋梁」。如圖1-20洗衣機要將電動機的動力通過皮帶輪和減速器傳遞給波輪,驅動洗衣機工作。機械的種類繁多,用途也各種各樣,各種機械的傳動系統千變萬化,但通常包括下列幾個組成部分:變速裝置、啟停和換向裝置、制動裝置及安全保護裝置等。
傳動系統有下列主要功能:
(1)變速,當用動力機進行變速不經濟、不可能或不能滿足要求時,通過傳動系統實行變速(有級或無級),把動力機的速度降低或增高,以滿足執行系統多種速度的要求。
(2)改變運動規律或形式,把動力機輸出的均勻連續旋轉運動轉變為按某種規律變化的旋轉或非旋轉運動。之所以要進行運動形式的改變,是因為有許多機械需要直線移動、擺動、間歇旋轉等其他的非連續旋轉運動。
3執行系統
執行系統由執行構件和與其相連的執行機構組成,是直接完成機器工作任務的部分,常出現在機械繫統的末端,直接與作業對象接觸,如洗衣機的波輪、汽車車輪、機器人的抓取機構等。通過它們完成機器預定的功能,因此是直接影響機器工作質量的重要部分。例如,為了提高洗衣機洗凈衣服的效果,對作為執行構件的波輪,不同的廠家開發了「棒式波輪」、「碟形波輪」、「凸形波輪」、「偏心波輪」等多種形式。機器人的執行機構是抓取機構,為了能可靠抓起不同形狀的物體,抓取機構有各種結構形式。
執行系統有下列主要特點:
(1)執行機構的作用是傳遞和變換運動與動力,即把傳動系統傳遞過來的運動與動力進行必要的轉換,以滿足執行部件的要求。
(2)執行機構變換運動,就其變換形式來說,常見的有將轉動變換為移動或擺動,或反之。就變換的節拍來看,則可將連續運動變換為不同形式的連續運動或間歇運動。
(3)執行系統工作任務多種多樣,但歸納起來有以下幾種:夾持、搬運、輸送、分度與轉位、檢測、施力。根據機械繫統工作要求,往往一個執行系統需要具備多種功能要求。
(4)執行系統通常處在機械繫統的末端,直接與作業對象接觸,其輸出也是機械繫統的主要輸出。因此,執行系統工作性能的好壞,直接影響整個系統的性能,執行系統除能滿足強度、剛度、壽命等要求外,還應充分注意其運動精度和動力學特性等要求。
4操縱和控制系統
機械因人的需要而設計,為人所服務,必定要被人所控制,操縱和控制系統是使動力系統、傳動系統、執行系統彼此協調運行,並准確可靠地完成整機功能的裝置。它的功能是控制或操縱上述各系統的啟動、離合、制動、變速、換向或各部件間運動的先後次序、運動軌跡及行程等。
傳統的控制系統通常是由接觸器、繼電器、按鈕開關、行程開關、電磁鐵等傳統電氣部件組成。而隨著計算機技術、微電子技術的發展,現代機械朝著自動化、精密化、智能化發展的趨勢不可阻擋,電腦控制的機電產品從生產機械(如數控機床)到家用電器越來越普遍。因此控制系統在整台機器設備中的作用顯得日益重要,在整機成本中的份額也越來越大。圖1-20全自動洗衣機中的程序控制器8,早期的方案多用「機械定時器」作為該控制器的基本結構,而現今的洗衣機更多採用電腦(微處理器)作為控制的核心。關於機械控制系統的詳細介紹,請參照第四章工程式控制制認知。
5支承系統
支承系統是總系統的基礎部分。它主要包括底座、立柱、橫梁、箱體、工作台和升降台等,作用是支撐動力機、傳動系統、執行系統、操縱與控制系統,使它們保持各自正確的位置,並有機地聯系起來。機器設備的運輸、安裝都離不開支承系統,並往往占據了機器重量的大部分。如生活中常見摩托車的車架組成了該設備的支承系統,顯然是不可缺少的一個重要部分。
6潤滑、冷卻與密封系統
潤滑與密封裝置的作用是降低摩擦;冷卻的作用是降低溫升。兩者的目的都是為了保證總系統及各子系統能在規定的溫度范圍內正常地工作和延長使用壽命。
從上述分析可以看出,任何機械產品都離不開機械繫統,不論是汽車、飛機,還是機器人、加工中心這種典型的機電一體化產品,都必須有機械繫統。通常所指的加工中心也都是在機械繫統基礎之上,應用相應的控制理論和方法,結合電子及微電子技術,並採用測試、控制等電子集成元件,組成了比普通機床在某一方面或某幾方面技術指標都有所提高的一種加工設備。
那麼手機、電腦、列印機、傳真機、照相機等電子器械的組成又該如何劃分呢?請同學們思考。
⑸ 關於機電的系統組成有哪些
機電一體化技術」這一概念,是日本企業界在1970年左右最早提出的,即是結合應用機械技術和電子技術於一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,應用范圍愈來愈廣。下面,一起裝修網小編就帶大家去了解下機電的系統組成有哪些這個問題。
關於機電的系統組成有哪些
機械本體
機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等,它是機電一體化的基礎,起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比,機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強,這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應,具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。
檢測感測部分
檢測感測部分包括各種感測器及其信號檢測電路
機電一體化實驗,其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化,並將信息傳遞給電子控制單元,電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。
電子控制單元
電子控制單元又稱ECU(ElectricalControlUnit),是機電一體化系統的核心,負責將來自各感測器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析,根據信息處理結果,按照一定的程度和節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的地進行。
執行器
執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件,通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。
動力源
動力源是機電一體化產品能量供應部分,其作用是按照系統控制要求向機械繫統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能,以電能為主。
關於機電的系統組成有哪些
好了,以上就是一起裝修網小編為大家簡單做的相關介紹,希望這篇文章能夠幫助到大家。如果你還想要了解更多關於機電的內容,你們就請你多關注一起裝修網吧。相信一起裝修網會為你帶來更為詳細的信息。
⑹ 機電設備包括哪些
機電設備包括:防雷裝置、雷電感應、電磁兼容、保護接地、浪涌保護器。
一、專防雷屬裝置:接閃器,引下線,接地裝置,電涌保護器及其它連接導體的總和。
二、雷電感應:閃電放電時,在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應,它可能使金屬部件之間產生電火花。
三、電磁兼容:設備或系統具有在電磁環境中能正常工作,且不對環境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。
四、保護接地:將電氣裝置正常時不帶電的外露導電部分按系統的接地型式接保護線或保護中性線,稱為保護接地。
五、浪涌保護器:具有非線性特點的、用以限制線路中傳導瞬態過電壓和引起電涌電流、且具有非線性特點的一種器件。
(6)機電設備的結構組成有哪些擴展閱讀:
機電設備:風機。
風機是依靠輸入的機械能,提高氣體壓力並排送氣體的機械,它是一種從動的流體機械。風機是中國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習慣簡稱,通常所說的風機包括通風機,鼓風機,風力發電機。
風機廣泛用於工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建築物的通風、排塵和冷卻,鍋爐和工業爐窯的通風和引風;空氣調節設備和家用電器設備中的冷卻和通風;穀物的烘乾和選送,風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。
⑺ 機電設備有哪些分類
機電設備分類。機電設備種類繁多,分類方法也多種多樣。《國民經濟行業分類與代碼》(GB/T4754--2002)中對機電設備有細致的分類,這種分類方法常用於行業設備資產管理、機電產品目錄資料手冊的編目等。另外,機電設備按用途可分為三大類,即產業類機電設備、信息類機電設備和民生類機電設備。
產業類機電設備是指用於生產企業的設備,例如機械製造行業使用的各類機械加工設備、自動化生產線、工業機器人,還有其他行業使用的機械設備,如紡織機械、礦山機械等都屬於產業類機電設備。
信息類機電設備是指用於信息採集、傳輸和存儲處理的電子機械產品。例如,計算機、列印機、復印機、傳真機、通訊設備等其他辦公自動化設備都屬於信息類機電設備。
民生類機電設備是指用於人民生活領域的電子機械產品。例如,各種家用電器、家用加工機械、汽車電子化產品、健身運動機械等都屬於民生類機電設備。
(7)機電設備的結構組成有哪些擴展閱讀
機電設備一般指機械、電器及電氣自動化設備,在建築中多指除土工、木工、鋼筋、泥水之外的機械、管道設備的統稱。它不同於五金,多指能實現一定功能的成品。
隨著人民生活水平的不斷提高,人們在日常生活中對機電設備的需求越來越多,從交通工具到各種家用電器、計算機、列印機等已成為人們生活中不可缺少的機電產品。先進的機電設備不僅能大大提高勞動生產率,減輕勞動強度,改善生產環境,完成人力無法完成的工作,而且作為國家工業基礎之一,對整個國民經濟的發展,以及科技、國防實力的提高有著直接的、重要的影響,還是衡量一個國家科技水平和綜合國力的重要標志。
⑻ 機電一體化系統都有哪些結構組成
機電一體化系統是指充分運用電子計算機的信息處理和控制功能及可控驅動元件特性的現代化機械繫統,它實現了機械繫統的自動化和智能化。
機電一體化系統的組成:
一個較完善的機電一體化系統,應包含機械本體、動力與驅動部分、執行機構、感測測試部分、控制及信息處理部分幾個基本要素。
這些部分可以歸納為:結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素;這些組成要素內部及其相互之間,通過介面耦合、運動傳遞、物質流動、信息控制、能量轉換有機融合集成一個完整系統。
1、機械本體
系統所有功能元素的機械支持結構,包括機身、框架、聯接等。由於機電一體化產品技術性能、水平和功能的提高,機械本體要在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面適應產品高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀等要求。
2、動力與驅動部分
按照系統功能要求,為系統提供能量和動力使系統正常運行。用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出,是機電一體化產品的顯著特徵之一。
驅動部分在控制信息作用下,提供動力,驅動各執行機構完成各種動作和功能。有氣動、電動和液壓等不同的驅動方式。機電一體化系統一方面要求驅動的高效率和快速響應特性,同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環境的適應性和可靠性。由於幾何尺寸上的限制,動作范圍狹窄,還需考慮維修和實行標准化。由於電力電子技術的高度發展,高性能步進驅動、直流和交流伺服驅動大量應用於機電一體化系統。
3、測試感測部分
對系統運行中所需要的內部和外界環境的各種參數及狀態進行檢測,變成可識別信號,傳輸到信息處理單元,經過分析、處理後產生相應的控制信息。其功能一般由專門的感測器和儀器儀表完成。
4、執行機構
根據控制信息和指令,驅動對象完成要求的動作。執行機構是運動部件,一般採用機械、電磁、電液等機構。根據機電一體化系統的匹配性要求,需要考慮改善性能,如提高剛性,減輕重量,實現組件化、標准化和系列化,提高系統整體可靠性等。
5、控制及信息單元
控制及信息單元是進行信息處理與控制的核心,猶如人的大腦。它將來自各感測器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工,根據信息處理結果,按照一定的程序和節奏發出相應的指令控制整個系統有目的地運行。一般由計算機、可編程式控制制器(PLC)、數控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉換、I/O(輸入/輸出)介面和計算機外部設備等組成。機電一體化系統對控制和信息處理單元的基本要求是:提高信息處理速度,提高可靠性,增強抗干擾能力以及完善系統自診斷功能,實現信息處理智能化和小型、輕量、標准化等。
以上的基本要素通常稱為機電一體化的五大組成要素。在系統中的這些單元和它們各自內部各環節之問都遵循介面耦合、能量轉換、信息控制、運動傳遞的原則,我們稱它們為四大原則。
1、介面耦合、能量轉換
(1)變換
兩個需要進行信息交換和傳輸的環節之問,由於信息的模式不同(數字量與模擬量、串列碼與並行碼、電壓與電流、交流與直流等),無法直接實現信息或能量的交流,通過介面完成信息或能量的統一。
(2)放大
在兩個信號強度相差懸殊的環節間,經介面放大,達到能量的匹配。
(3)耦合
變換和放大後的信號在環節問能可靠、快速、准確地交換,必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范。介面應保證信息的邏輯控制功能,使信息按規定模式進行傳遞。
(4)能量轉換還包含了執行器、驅動器的不同類型能量的最優轉換方法與原理。
2、信息控制
在系統中,所謂智能組成要素的系統控制單元,在軟、硬體的保證下,完成數據採集、分析、判斷、決策,以達到信息控制的目的。對於智能化程度高的系統,還包含了知識獲取、推理機制及知識自學習等以知識驅動為主的信息控制。
3、運動傳遞
運動傳遞是指各組成要素之間不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。
由於採用四大原則使各組成要素聯接成為一個有機整體,由於控制和信息處理單元的預期信息導引,使各功能環節有目的地協調一致運動,從而形成機電一體化系統工程。
⑼ 機電一體化技術設備主要有哪幾部分組成
機械本體,動力部分,控制部分,反饋部分,執行機構