机电安装工程管理与实务教程.doc

第一讲 1M410000机电安装工程技术基础知识1常用机械传动系统的基础知识2常用电工技术的基础知识一、常用机械传动系统的基础知识1M411011 常用机械传动系统的类型有：1齿轮传动： （1）分类：平面齿轮传动 空间齿轮传动。（2）特点：优点 适用的圆周速度和功路率范围广。传动比准确、稳定、效率高。工作可靠性高、寿命长。可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动缺点 要求较高的制造和安装精度、成本较高。 不适宜远距离两轴之间的传动。（3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有 齿顶圆齿根圆分度圆摸数压力角等。2涡轮涡杆传动：适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。（1）特点：优点 传动比大。结构尺寸紧凑。缺点 轴向力大、易发热、效率低。 只能单向传动。（2）涡轮涡杆传动的主要参数有：模数压力角蜗轮分度圆蜗杆分度圆导程蜗轮齿数蜗杆头数传动比等。3带传动：包括 主动轮从动轮环形带(1)适用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。(2)带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。(3)应用时重点是：传动比的计算带的应力分析计算单根V带的许用功率。 （4）带传动的特点： 优点： 适用于两轴中心距较大的传动； 带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动； 过载时打滑防止损坏其他零部件； 结构简单、成本低廉。缺点： 传动的外廓尺寸较大； 需张紧装置； 由于打滑，不能保证固定不变的传动比； 带的寿命较短； 传动效率较低。4链传动包括 主动链从动链环形链条。（1）滚子链和环形链（2）链传动的传动比不大于8，中心距不大于56m，传递功率不大于lOOkW，链 轮圆周速度不大于15ms。（3）链传动与带传动相比的主要特点：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；需要张紧力较小，作用在轴上的压力也较小；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。（4）链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。5轮系 由一系列齿轮组成的传动系统统称为轮系，广泛应用于各种机械设备中。（1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。定轴轮系传动时，每个齿轮的几何轴线 都是固定的；周转轮系传动时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动。 （2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。定轴轮系的 传动比在数值上等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。（3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮（4）周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对 运动的原理，用相对速度法(或称为反转法)将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。 （5）轮系的主要特点：适用于相距较远的两轴之间的传动；可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比；实现运动的合成与分解。1M411012 传动件的主要类型和特点在机械设备中，轴、键、联轴节和离合器是最常见的传动件，用于支持、固定旋转零件和传递扭矩。 (1)轴 轴是机器中的重要零件之一，用于支持旋转的机械零件传递扭矩。 按承受载荷的不同轴可分为转轴、传动轴和心轴。转轴既传递扭矩又承受弯矩，如齿轮减速器中的轴；传动轴只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小，如汽车的传动轴；心轴则只承受弯矩而不传递扭矩，如自行车的前轴。 轴按轴线的形状不同，分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。 轴的材料通常采用碳素钢和合金钢，在碳素钢中常采用中碳钢。 轴的结构应满足制造与安装要求、轴上零件的定位与固定、改善轴的受力状况以及减小应力集中等要求。 进行轴的强度、刚度计算的准则是满足轴在承担载荷后的强度和刚度要求，必要时还必须校核其振动稳定性。 轴的强度计算步骤通常为： 轴的受力分析与计算(根据轴上的载荷情况，计算出轴的内力，画出弯矩、扭矩、轴力、剪力等内力图)； 初步设计计算(按扭转强度或弯扭组合强度初选截面)； 精确校核(按疲劳强度或静强度进行精确校核)。 轴的刚度不足，将会产生较大的变形而影响机器的工作。(2)键 键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩，如减速器中齿轮与轴的连接。有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。 键分为平键、半圆键、楔向键、切向键和花键等。 平键的两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。其定心性能好，装拆方便。常用的平键有普通平键和导向平键两种。 半圆键也是以两侧为工作面，有良好的定心性能。半圆键可在轴槽中摆动以适应毂槽底面，但键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载连接。 楔向键的上下面是工作面，键的上表面有1：100的斜度.。 切向键是由一对楔向键组成，能传递很大的扭矩，常用于重型机械设备中。 花键是在轴和轮毂孔周向均布多个键齿构成的，称为花键连接。它适用于定心精度要求高、载荷大和经常滑移的连接。(3)联轴器、离合器联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的连接，使其一起回转并传递转矩。用离合器连接的两根轴在机器工作中就能方便地使它们分离或结合。如汽车中发动机与变速器的连接。联轴器分刚性和弹性两大类。刚性联轴器由刚性传力件组成，分为固定式和可移动式两类。弹性联轴器包含弹性元件。能补偿两轴的相对位移，并有吸收振动和缓和冲击的能力。 离合器主要分牙嵌式和摩擦式两类，此外，还有电磁离合器和自动离合器。1M411013 常用轴承的类型、特性及其润滑和密封方式 轴承的功用是为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度，减少轴与支承的摩擦和磨损。轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。 (1)轴承的类型和特性滑动轴承 滑动轴承适用于低速、高精度、重载和结构上要求剖分的场合。滑动轴承按照承受的载荷，主要分为：向心滑动轴承(也称径向滑动轴承，主要承受径向载荷)和推力滑动轴承(承受轴向载荷)。向心滑动轴承有整体式和剖分式两种，剖分式一般由轴承盖、轴承座、轴瓦和连接螺栓等组成。 轴瓦是轴承中的关键零件。根据轴承的工作情况，轴瓦材料应有摩擦系数小、导热性好、热膨胀系数小、耐磨、耐蚀、抗胶合能力强、有足够的机械强度和可塑性等性能。常用的轴承材料有：轴承合金(巴氏合金)；青铜；特殊性能的轴承材料。 滚动轴承滚动轴承一般由内圈、外围、滚动体和保持架组成。内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内，内、外围上有滚道。 滚动轴承与滑动轴承相比，具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和易于更换等优点。它的缺点是抗冲击能力较差、高速时出现噪声、工作寿命不如液体润滑的滑动轴承。 滚动轴承通常按其承受载荷的方向和滚动体的形状分类： 按承受载荷的方向或公称接触角的不同，可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要承受径向载荷，其公称接触角从0-45度推力轴承，主要承受轴向载荷，其公称接触角从4590度。 按滚动体的形状，可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。 (2)润滑和密封方式 轴承润滑的目的在于降低摩擦、减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承的润滑对轴承能否正常工作起着关键作用，必须正确选用润滑剂和润滑方式。 润滑剂分类：液体润滑剂润滑油、半固体润滑剂润滑脂和固体润滑剂等三大类。在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好，应用最广，但润滑脂具有不易流失等优点。固体润滑剂主要用于一些特殊要求的场合。黏度是润滑油最重要的物理性能，也是选择润滑油的主要依据。轴承的润滑方法多种多样，常用的有油杯润滑、油环润滑和油泵循环供油润滑。密封方式主要有：密封胶、填料密封、油封、密封圈(O、V、U、Y形)、机械密封及防尘节流密封及防尘迷宫密封等。1M411020 掌握电工技术的基础知识1M411021 交流，直流电源的区别及其对负载作用的差异 电气安装工程总体由三大部分组成： 电源及其开关控制设备； 供电用和控制用线路； 用电负载，即用电设备、器具的电气部分。 这三大部分按预期要求合理、可靠地组合起来形成电路，可获得满足需要的功能。 (1)电源 电源可分为直流电源和交流电源两种。直流电源： 直流电源G的电动势正、端电压Uab、对负载R提供的电流I等的方向不随时间变化而变化。交流电源：交流电源g的电动势e、端电压Uab对负载R提供的电流i等的方向和大小随着时间作周期性变化，如变化规律随时间呈正弦变化状态称正弦交流电源，所构成的电路称正弦交流电路。 正弦变化交流电动势的瞬时值e的表达为：eemsin(t+)em电动势的最大值(幅值)(V)；角频率(rads)；初相角(初相位、初相)(rad)；t 时间(s)；T 周期(重复变化一次的时间)(s)周期T是指正弦变化一次的时间，而频率f是指每秒变化的次数)简称赫；周期丁与频率f的关系为：f=1/T.我国电力供应规定交流变化的频率为50Hz，有的国家规定为60Hz，称为工频在eemsin(wt+)公式中wt+称为相角或相位，当t0时相角称为初相角，三相交流电源，即由三个初相角间互差120度的交流电源组成的供电系统。(2)负载按用电设备、器具等负载的特性来分，有电阻、电容、电感三种或这三种相互间的组合。电阻： 电阻在电路中表示的符号如图1M4110214，用R表示，量值单位为欧姆()。如电路中电阻及有电流I流过，电阻要消耗电能，消耗的功率为I2R，当电流值单位为安培(A)i电阻值的单位为欧姆时，被消耗的功率值的单位为瓦(W)。 工程中常用的导线或母排的电阻值可以用以下公式计算。 R=l/s l-导线或母排的长度(m)； S-导线或母排的截面积(mm2)； -导线或母排原材料(铜或铝)的电阻率(nmm2m)。因为通常金属材料的电阻值会随着温度升高而升高，但有些材料的电阻值却相反，如碳的电阻值会随着温度升高而降低，所以要标明对应的温度值电容在电路中表示的符号如图1M4110815，用C表示，量值单位为法拉(F)如电路中电容c两端有电压存在，表示电容储存着电能，理论上纯电容不消耗电能，储能值为1/2CU2，当电容值单位为法拉(F)、电压值单位为伏(V)时，则电容储存的电能单位值为焦耳(J)。因为电容有储能作用，所以在工程做交接试验后，或停电检修时，要对电容量大的电缆线路或变压器等实施对地放电措施，把可能存有的储存电能释放，以免电击对人身伤害。电感电感在电路中的符号如图1M4110216，用L表示，量值单位为亨利(H)。如电路中电感有电流I流过，电感便会储存磁能，理论上电感不消耗电能，仅把电能转化成磁能，储能值为1/2LI2。当电感值单位为亨利(H)，电流值单位为安培(A)时，则电感储存的磁能单位值为焦耳(J)。在工程中较常见的由电能转为磁能的是各类开关设备上作起动或脱扣用的电感线圈，因为电感存有可转换成电能的磁能，所以开断电感线圈时，线圈两端会因磁能释放而产生高电压。在电感量大的线圈中为避免产生的高电压损坏绝缘，通常采用与电感线圈并联一个适当的电阻，使电感断电时，由磁能转换的电能在电阻上消耗掉，这个电阻称释放电阻。 在工程实际中的负载构成形式，往往表现是三类负载的不同组合。如白炽灯泡可 视作纯电阻负载，铁磁线圈本体可视作电阻和电感串联的负载，如上述带释放电阻的铁磁线圈视作电阻和电感串联后再与释放电阻并联的负载，有补偿电容器的日光灯可视作电阻和电感串联后与电容并联的负载；电动机、变压器可视作电阻和电感串联的负载等。3)电源对负载的作用直流电源对负载的作用直流电源的电压(U)加到负载电阻(R)的两端，立即产生直流电流(I)，电流的方向由电源的正极流向电源的负极，电流的大小符合欧姆定律，即IU/R。直流电源的电压(U)加到负载电容(C)的两端，立即产生直流充电电流(I)，电流的方向由电源的正极流向电源负极。电容充电，电容的电压Uc趋向电源电压值一致，但充电电流由大变小，符合微分关系，因而可以认为，充电电流I始值较大，随着充电过程时间的延续，电容电压Uc变率duc趋向零。电容充电完成，直流电源电压(U)与电容两端电压(Uc)一致，这时充电电流()为零。这个现象在工程中用万用表检测电容绝缘是否良好时，往往可以发现绝缘完好的电容，万用表的指针一开始向低阻方向摆动到较大值，然后慢慢指向测定值，就是因为有充电电流存在的缘故。而同样用万用表测量电阻的电阻值，就没有这个现象。直流电源的电压(U)加到负载电感(L)的两端，由于电感反电势(U1)的抵抗，直流电流(I)初始较小，电流的方向由电源的正极流向电源的负极，反电势(ul)符合微分关系，随着电感磁场建立过程的延续。“趋向为零，电感线圈内直流电流J达到最大值，最大值受电感线圈直流电阻的大小限制，亦符合欧姆定律。这就是在工程中用万用表检测铁磁线圈直流电阻时，指针由高阻方向缓慢地指向测定值的缘故。正弦交流电源对负载的作用正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电阻(R)的两端，产生正弦变化的交流电流(i)其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，初相角相同。正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电容(C)的两端，产生正弦变化的交流电流(i)，其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，其初相角超前于电压(u)的初相角90度。 正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电感(L)的两端，产生正弦变化的交流电流i其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，但电流初相角滞后于电压(u)的初相角90度。IM411022 电路的有载、空载、短路三种状态及其特征在机电安装工程中安装和试运行或建成后的使用和生产中，由于需要或故障的原因，电路会出现有载、空载、短路三种不同状态，掌握这三种不同状态的特征，有利于对电力电路运行情况作出正确判断。(1)有载状态对机电安装工程而言，电路有载是处于正常工作状态。有载状态下的电力电路中各项电量参数(如电压、电流、功率等)和非电量参数(如发热情况、电动应力情况、噪声等级等)都处在预期的正常状态。最明显的特征是电路中既有电压，又有电流，发生电能与其他能的正常转换。(2)空载状态对机电安装工程而言，电路空载是处于备用状态，备用状态可分为热备用和冷备用状态。 (3)短路状态对机电安装工程而言，电路短路是处于故障状态，故障发生的位置可能是构成电路的任何部位，但通常指不经负载流通电流谓短路。1M411023 电流、电压、功率及主要非电物理量测量的基本原理和方法 为了实施对机电安装工程试运行情况和日后生产或使用情况进行有效监视，电气工程中有许多测量电量的仪表，如电流表、电压表、功率表等。同时为正确反映机械设备等的其他非电物理量，以利手动或启动调节工艺参数和使用状态，如设备的转速、造纸机上纸的厚度、照明的照度、轴瓦的温度、室内空气的温度等都可转换成电量用仪表反映，仪表的显示有指针式、数字式、记录式等不同类型。(1)直流电流的测量按被测量直流电流数值的大小，可分成大、中、小三段，机电安装工程很少遇到处于小段的测量 中段直流电流的测量： 将直流电流表(A)串人负载电路内，注意表的极性，使直流电流J自表的正极流入，负极流出，接反后会无法测量或损坏仪表，同时为保证测量精度应选用直流电流表内阻远小于负载电阻R的仪表，RAR应小于允许误差的15。允许误 差的确定，往往是选用仪表精度等级的依据，通常由设计来作出规定。 大段直流电流的测量：在负载电路内串入一个电阻值较小，基本不会影响负载电流I变异的分流器F，分流器F的电阻值是个常数，目的是保持测量的准确性。只要用直流毫伏表、电位差计或直流数字电压表(mV)，测量出分流器F两端的直流电压值Uf，通过IUfRf，计算，便可获得所测直流电流I的数值。当然也可在专用的毫伏计、电位差计、直流数字电压表的显示部分制成相对应的直流电流读数。这些仪表接线同样要注意极性。 大段直流电流测量除用分流器法外，还有直流互感器法，直流比较仪法等。(2)直流电压的测量同样直流电压值也分大、中、小三段. 中段直流电压的测量：将直流电压表的两根连线并联在负载只或电源的两端，便可读得负载上或电源的直流电压值，同样要注意连线的极性不可错接。直流电压表的内阻Rv要远大于负载电阻R，RRv至少应小于允许误差的15。 大段直流电压的测量：用一大阻值的电阻R与一直流毫安表串联起来，且电阻R的阻值远远大于毫安表的内阻，同时电阻R在使用温度范围内，阻值是稳定的，则毫安表测得电流I乘上R为所测电压值。毫安表的显示部分可指出相对应电压值的读数。这个方法称附加电阻法。大段直流电压测量除用附加电阻法外，还有电阻分压器法、直流电压互感器法等。(3)直流功率的测量由于直流功率PUI，所以功率表要输入电压u和电流I两个信号，图中x号为功率表的电压、电流线圈的始端，rg为电压线圈的附加电阻，功率表读数直接指出电路负载功率值，这个方法适用于I在002510A，U在11000V之间。(4)正弦交流电的有效值正弦交流电的电流和电压是随时间发生变化的，某一时间的数值称瞬时值，在工程实际应用中和各类电工产品铭牌标示上以及仪表测量显示都以有效值表示。有效值的定义为：在相同的电阻上，正弦交流在一个周期内损失的电能与一直流量损失的电能相同，则这个直流量的数值称正弦交流的有效值。所以正弦交流电流的有效值为：因此，交流电流的有效值又称为交流电流的均方根值。同理，交流电压的有效值为： Io707Im；U=0.707Um; e=0.707Em (5)交流电流的测量同样交流电流值分为大、中、小段，机电安装工程也以测量中段为主 。 中段交流电流的测量：将电流表A串人负载电路内即可读得交流电流的有效值，交流电流表无极性要求，同本条(1)所述理由RAR应小于允许误差15，以保证测量精度。 大段交流电流的测量：将适配的交流电流互感器串入负载电路内，互感器由于电磁作用，在二次侧n2线圈内便有二次电流I2流通，通过计算便可得负载电流I1(称一次电流)的数值。I1=KI2(K=n2/n1)采用交流电流互感器测量交流大电流的注意事项：国家标准规定，不论互感器一次侧电流额定值大小为多少，互感器二次侧电流额定值为5A不变；互感器二次侧接线不允许开路，且二次电路标有的接地端钮必须接地；电流互感器主线路(一次侧)与测量线路(二次侧)间有电的隔离，这对高压电流测量十分有利。所以电流互感器的规格型号有不同的电压等级，千万注意不能以低压电流互感器替代高压电流互感器，一定要与负载电路的电压等级适配二次侧线路中电流表如与电流互感器配套的，显示额定数值不是5A，而是已乘K值后的一次侧电流数值。同样交流电压值分为大、中、小段，要求同本条(2)所述理由，RRv应小于允许误差15，以保证测量精度。大段交流电压的测量：电压的测量在交流电压小于1500V时，可以用与大段直流电压测量方法相同，采用附加电阻法。当电压大于1500V时，需采用交流电压互感器法，交流电压互感器有一次、二次线圈，一次并联于被测电压U1，二次接电压表V，不论一次电压U1高低多少，二次电压额定值通常为I00V。U1=KU2(K=n1/n2)交流瞬时功率 P=UIcos-Uicos(2t-) 交流有功功率： 交流瞬时功率在一个周期T的平均值称为平均功率，又称有功功率，以P表示，单位为瓦(W)。 P=UIcos. 交流视在功率： 交流电路的UI不是实际消耗功率，称视在功率，以S表示，即sUI，单位为伏安(VA)。视在功率用以标记电气设备的额定状态，如额定电压、额定电流，两者乘积；单相时 交流无功功率： 为设计计算需要，引入无功功率Q的概念，单位为乏(var)。 QUIsin, 由于电路有容性感性之分，亦即0、Qo、Qo电路呈感性。容性电路、电流超前于电压变化，感性电路电流滞后于电压变化。 交流功率测量： 同样要有电流、电压两个信号输入功率表，1M41102312(a)所示为直接接入法测量，图1M41102312(b)为经互感器接入法。 无功功率接线时注意将有星标*的端钮接在低电位端。(8)主要非电物理量采用电测量 测量系统由待测的非电量转换成相应的电量传感器、对电量进行测量的测量电路、非电量显示及处理电路三部分组成。测量的特点；灵敏度高、响应快、反作用小、可无接触测量及远距离测量；由于大多采用固体传感元件，故具有使用寿命长、体积小、质量小、可靠性高及价格便宜等优点；易用超声、红外、激光、微波、放射线等先进技术；易于连续测量、并易进行数据传输、记录和处理。第二讲 1M410000机电安装工程技术基础知识1M411024 变压器、三相交流异步电动机的基本结构及其工作原理电力变压器和三相异步电动机是机电安装工程中经常遇到的主要电气设备，且他们的 电磁原理有着共同点，变压器的一次、二次线圈是固定的，而三相异步电动机是一次线圈固定，二次线圈是旋转的。(1)变压器的结构特征 按结构形式有 铁芯结构：心式和壳式。 绕组数量：双绕组和三绕组。 相数：单相和三相。 绝缘介质：油浸式和干式。 冷却方式：空气、油自然循环、强迫油循环、强迫油循环导向和水冷却等。油浸变压器的结构特征 油浸变压器的结构特征：器身结构有油箱和铁芯，油箱上有散热器等零部件， 油浸变压器的铁芯和绕组都浸在绝缘油中。冷却方式有油浸自冷式和强迫循环水 冷式等。树脂绝缘干式变压器的结构特征 干式变压器的铁芯和绕组都不浸在任何绝缘液体中，它一般用于安全防火要 求较高的场合。 (2)变压器的分类及电磁工作原理 按用途分：发电机变压器、联络变压器、降压变压器和配电变压器等统称为电力变 压器；干式变压器、电炉变压器、变流变压器、试验变压器、船用变压器、中频变压 器、接地变压器等统称为特种变压器；电流互感器、电压互感器、调压器、电抗器等 的工作原理及结构型式类似于变压器。当然还可以按额定电压的高低、冷却方式、 线圈耦合方式、相数、线圈数、线圈导线材质、调压方式等来分类。 变压器的电磁工作原理根据电磁感应定律、电动势平衡规律： U1E1=444fN1m。 U2E2444fN2m U1/U2=N1/N2 I1/I2=N2/N1 变压器的容量为U1IlU2I2，单位为伏安(VA)，当变压器的一、二次电压、电流为额定值时，则变压器的容量为额定容量。三相变压器的基本原理和单相变压器的原理一样，仅是三个相角差互为120。的交流电源接人同一台具有三个不同磁路铁芯的变压器。(3)三相交流异步电动机的结构、分类及电磁原理 小型笼型异步电动机结构主要包括： 定子、转子、定子绕组、风扇、风罩、出线盒、轴承、端盖、外盖、内盖等。中型绕线型异步电动机结构主要包括： 定子、转子、定子绕组、转子绕组、出线盒、连接环、轴承、轴承内盖、轴承外盖、 轴承套、端盖等。 异步电动机的分类： 异步电动机是机电安装工程中应用最广的电动机，在各种电气传动中约占 90，在电网总负荷中约占60。 轴中心高630mm以上为大型电动机、轴中心高80一630mm为中小型电动机、折算1500rmln时额定连续功率等于小于llkW称为小功率电动机。 按转子结构可分为笼型异步电动机、绕线转子异步电动机、换向器异步电动机。 异步电动机的电磁工作原理： 三相异步电动机的三组定子绕组在空间分布为电磁角相互差120，通以三相 交流电流后，在定子与转子的气隙间产生旋转磁场，旋转磁场的转速no60f/p, 旋转磁场切割定子、转子绕组而分别在绕组中感生 电动势，转子电动势在自成闭合电路的转子绕组中产生电流(笼型电动机转子制造时已成闭合电路，绕线型电动机要通过转子滑环外接电阻等形成闭合电路)。转子电流与旋转磁场作用产生转矩，拖动机械负载旋转，转子绕组与气隙磁场相对运动产生转子电流和转矩是实行能量转换的必备条件。 n1=60f/p=sn01M411030 流体力学的基础知识1M411031 流体流动参数的相互关系流体力学中的流体包括液体和气体。流体的流动参数包括流体流动时的物理性质、静止流体的力学特性和流体运动状态的参数。流体的基本方程式反映了流体主要流动参数的相互关系。 (1)流体的物理性质流体的质量流体的密度：单位体积的流体所具有的质量称为流体的密度 流体的比容：单位质量的流体所占有的体积称为比容， 密度与比容互为倒数。 流体的重量：作用在流体上的重力称为流体的重量，用G来表示，其单位是N。 流体的重度；作用在单位体积流体上的重力称为流体的重度。 流体的压缩性：流体占有的体积将随作用在流体上的压力和温度而变化。 流体的膨胀性：温度升高时，流体的体积将增大，这种特性称为流体的膨胀性， 气体属于不能忽略其压缩性和膨胀性的流体(称为可压缩流体)，压力和温度 的变化对其密度和重度的变化影响很大，热力学中用状态方程来反映他们相互的 关系。当气体的压力和温度变化很小时(如通风系统)或其相对固体的运动速度比 当时温度下的音速小得多时，由于其密度变化很小，可以近似地将密度看作常数， 按不可压缩流体来处理。 流体的黏性：当流体中发生了层与层之间的相对运动时，形成的内摩擦力或黏滞 力，即流体的粘性。为了维持流体的运动，必须消耗能量以克服内摩擦力造成的能量损失。 温度对流体的黏滞系数影响很大，但对液体和气体的影响相反，当温度升高时，液体的黏滞系数降低，流动性增加，而气体的黏滞系数增大。(2)静止流体的力学特性 ：作用在流体上的力大致可分为表面力和质量力(或称体积力)这两类。流体的静压力是指流体单位面积上所受到的垂直于该表面的力。重力作用下，液体内部压力随深度变化，深度相等的各点静压力相等。P=P0+gh静止流体的浮力：流体作用在物体上的浮力等于该物体排开的相同体积流体的重量，它与物体浸入的深度无关，方向永远向上且通过浮心，此即阿基米德原理。液体的表面张力：液体表面层内的分子吸引力和液体表面与周边介质分子之间的吸引力不平衡的表现，它沿液体表面作用并且和液体的边界垂直，把液体表面层的分子紧紧拉向液体内部。 液体的毛细现象：把一根细玻璃管插入液体中，当液体分子间的吸引力大于或小于 液体分子与玻璃分子间的吸引力时，会出现细玻璃管中的液面成凸形或凹形液面，这种现象称为毛细现象。毛细管中液面上升或下降的高度与液体的表面张力有关。(3)流体的运动参数 ：流体的运动可分解为平移、旋转和变形三种状态，描写这三种状态的运动参数有速度、加速度、角速度等。(4)运动流体的基本方程式 ：连续方程式v1A1=v2A2动量方程式F=m(v1-v2IM411032 流体的阻力及损失式流体的阻力是造成能量损失(即阻力损失)的原因。一种是由于流体的黏滞性和惯性引起的沿程阻力损失；另一种是由于管路界面突然扩大或缩小等原因，固体壁面对流体的阻滞作用和扰动作用引的称为局部阻力损失。液体阻力损失通常用单位重量流体的能量损失(或称水头损失)h1来表示，气体则常用单位体积内的流体的能量损失(或称压强损失)p1来表示。(1)沿程阻力与沿程阻力损失 (2)局部阻力与局部阻力损失(3)层流阻力与紊流阻力 化，显示出不规则性，但是整个流体仍沿着主流方向运动o 在圆管中，流体的流动状态和平均流速v、管径d运动黏滞系数 有关。将上述三个参数合成一个无因次数，称为雷诺数，用Re表示。实验表明，临界雷诺数值约为20000。雷诺数大于2000时，流态为紊流；雷诺数小于2000时为层流。紊流阻力比层流阻力大得多。(4)流体能量总损失 根据长期实践的经验，把能量损失的计算问题转化为求阻力系数的问题。把能量 损失写成流速水头倍数的形式，在列能量方程时，可以把它与流速水头合并成一项 以便于计算。由于影响的因素复杂，公式中两个无因次系数入和串，必须借助分析 一些典型的实验成果，用经验的或半经验的方法求得o 流体能量总损失： 流体能量总损失等于各管段沿程损失与各局部损失 的总和。(5)减少阻力的措施 减小管壁的粗糙度和用柔性边壁代替刚性边壁; 防止或推迟流体与壁面的分离，避免旋涡区的产生或减小旋涡区的大小和强度o 对于管道的管件采取的减小阻力措施：一般直径d较小的弯管，合理地采用曲率半 径尺，可以减少阻力.截面较大的通风弯管需安装形式合理的导流片，达到减少局部阻力的效果。对于管子截面变化的变径管，应采用一定长度的渐缩管或渐扩管。对于三通或四通可设置导流隔板. 在流体内部投加极少量的添加剂，使其影响流体运动的内部结构来实现减阻。(6)减少泵与风机的能量损失 泵与风机的能量损失通常其产生原因分为三类，即水力损失、容积损失、机械损失。 水力损失：大小与过流部件的几何形状、壁面粗糙度以及流体的黏性密切相关。水力损失包括：进口损失、撞击损失、叶轮中的水力损失、动压转换和机壳出口损失。 容积损失；通常用容积效率表示容积损失的大小。减小回流量的措施通常是尽可能增加密封装置的阻力；尽可能缩小密封环的直径，从而降低其周长流通面积减少。机械损失：泵和风机的机械损失包括轴承和轴封的摩擦损失；叶轮转运时其外表与 机壳内流体之间发生的圆盘摩擦损失。通常用机械效率表示机械损失的大小。泵与风机的全效率等于水力效率、容积效率、机械效率的乘积。泵与风机的实际性能曲线：流量与扬程(QH)曲线大致可分为三种： a为平坦型，b为陡降型c为驼峰型。平坦型的流量与扬程曲线表示当流量变动很大时能保持基本恒定的扬程。陡降型曲线则相反，郧流量变化时，扬程的变化相对较大。驼峰型曲线表示当流量是自零逐渐增加时，扬程上升达到最高值后开始下降。驼峰型的泵或风机在一定的运行条件中，可能出现不稳定工作，这种不稳定工作，显然应当避免。1M411040 熟悉传热学的基础知识1M411041 热量传递的基本方式热量传递有三种基本方式：(1)导热，又称热传导 导热是指物体各部分无相位移或不同物体直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象 导热系数丸又称导热率，是指单位厚度的物体具有单位温度差时，在它的单位面积上单位时间的导热量。(2)热对流 依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。 工程上常见的传热情况(如管壳式换热器、蒸汽锅炉的管束冰箱的冷凝器等)往往不是单纯的热对流，而是流体与固体壁直接接触时的换热过程，这时既有热对流也 伴随有热传导，已不再是基本传热方式，将其称为对流换热(又称放热)。 对流换热表面传热系数(有时简称对流换热系数)，是指单位面积上，当流体同壁 之间为单位温差，在单位时间内所能传递的热量，表达了该对流换热过程的强弱。(3)热辐射 依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线(电磁波)传递热量称为热辐射，也称 为辐射换热。 热辐射传热过程并不需要像导热或热对流那样以冷、热物体的直接接触传递热 量。(4)传热过程 导热、热对流和热辐射三种基本传热方式的组合，形成了由温度差引起的传热过程。1M411042 增强和削弱传热的途径所谓增强传热，是提高换热设备单位传热面积的传热量，即提高传热系数,减少传热热阻。而削弱传热是指降低传热系数、增加传热热阻。.(1)传热系数和传热热阻 工程中常遇到热量从固体壁面一侧的高温流体，通过固体壁传递给另一侧低温流体的过程，称为传热过程。如图1M411042所示，假设传热过程处于稳态，热流方向与壁面垂直。传热的热流量基本汁算式： Qk(tlt2)A才由 6J执蔡擀传热系数k：即单位时间、单位壁面积上，冷热流体间每单位温度差可传递的热量。 A值能反映传热过程的强弱。 传热过程的热阻是冷、热流体的换热热阻及壁的导热热阻之和，与传热系数互为倒数关系。对于换热器，传热系数k值越大，传热热阻R值越小，传热就越好；对于热力管道的保温，传热系数K值越小，传热热阻及值越大，保温性能越好。(2)增强传热的主要途径 扩展传热面。 改变流动状况。 在流体中加入添加剂。 改变换热表面状况。 小直径管代替大直径管，用椭圆管代替圆管提高表面传热系数o 改变能量传递方式 靠外力强化换热： (3)削弱传热的主要途径 在冷热设备上包裹绝热材料的保温措施。 将热设备的外壳制成真空夹层 改变表面的辐射特性 附加抑制对流的元件例如： 在保温材料的表面或内部添加憎水剂。lM411050 了解计算机应用和自动控制的基础知识(1)计算机的特点 运算速度快、精度高。 具有记忆功能和逻辑判断功能o 高度自动化o(2)计算机硬件系统 计算机的硬件包括运算器、控制器、存贮器、输入设备和输出设备5个基本部分。运算器和控制器构成计算机的中央处理器。存贮器：分为内存贮器和外存贮器，软盘、硬盘、光盘、U盘属于外存。输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪条形码读人器IC卡光笔麦克风等。输出设备：显示器、打印机绘图仪音箱耳机等o IO接口是将主机与输入输出设备连接，并实现它们之间交换数据的部件。 系统总线(BUS)：总线是传送数据和地址信号的公共通道。总线分为数据总线(DB)；地