《机电实务教案》PPT课件.ppt

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1、机械传动与技术测量2H311011 掌握传动系统的组成掌握传动系统的组成一、常用机械传动系统的主要类型和特点用机械传动系统的主要类型和特点 机械传动的作用是传递运动和力传递运动和力 (一)齿轮传动 齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来实现的，其基本基本要求要求之一是其瞬时角速度之比必须保持不变。瞬时角速度之比必须保持不变。(注释)1.齿轮传动的分类：作用：作用：传递空间任意空间任意两轴间两轴间的运动和动力运动和动力。类型：类型：按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，相对运动为平面运动或空间运动，分类。(注释1)(1)平面齿轮传动平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动，两平行轴之间的

2、传动，根据齿向，平面齿轮传动还可分为外啮合、内啮合及齿轮与齿外啮合、内啮合及齿轮与齿条的啮合条的啮合。常见的有直齿圆柱、斜齿圆柱、人字齿轮传动。(2)空间齿轮传动空间齿轮传动是用于两相交轴或两交错轴之间的两相交轴或两交错轴之间的传动传动。常见的有圆锥齿轮、交错轴斜齿轮传动。(注释2)渐开线标准齿轮基本尺寸的名称主要有齿顶园、齿根园、分分度园、模数度园、模数、齿数、压力角等。(注释)2.主要特点特点：适用的园周速度和功率范围广；(1m/s300m/s ,1w几十kw)传动比准确、稳定、效率高传动比准确、稳定、效率高；(99%以上)工作可靠，寿命长；可实现空间任意两轴间的传动可实现空间任意两轴间的

3、传动；但要求较高的制造和安装精度，成本高但要求较高的制造和安装精度，成本高；不适宜远距离轴间传动。(二)蜗轮蜗杆传动 作用：传递空间互相垂直而不相交的两轴间空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力。1.特点：传动比大传动比大(i=530，齿轮i=357)；结构尺寸紧凑；轴向力大、易发热、效率低易发热、效率低；只能单向传动只能单向传动。2.蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数、压力角、蜗轮分度园、蜗杆分度园、导程导程、蜗轮齿数、蜗杆头数蜗杆头数、传动比等。(注释1)蜗轮蜗杆传动正确啮合的条件正确啮合的条件是蜗杆轴向模数和轴向压蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮的端面模数和端面压力角力角应分别等于蜗轮

4、的端面模数和端面压力角。(注释2)(三)带传动 带传动是通过中间挠性件通过中间挠性件(带带)传递运动和动力。组成：由主主动动轮轮、从从动动轮轮和和张张紧紧在在两两轮轮上上的的环环形形带带。作用：两轴平行而且回转方向相同的场合，这种传动称为开口传动。1带传动的分类：带的形式按横截面形状横截面形状分 分为平带、平带、V V带、特殊带带、特殊带三大类。2特点特点：适用于两轴中心距较大的传动；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；可缓和冲击，吸收振动；结构简单、成本低廉；成本低廉；传动的外廓尺寸较大；需张紧装置；带的寿命较短；传动效率较低；传动效率较低；过载时带与带轮之间

5、会出现打滑，虽可防止损坏其他零部件，但不能保证固定不变的传动比。不能保证固定不变的传动比。(四)链传动 链传动是由装装在在平平行行轴轴上上的的主主、从从动动链链轮轮和和绕绕在在链链轮轮上上的的环环形形链链条条所组成，以链链条条作作中中间间挠挠性性件件，靠靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。1链传动分类：按结构结构的不同主要分 滚滚子子链链由内链板、外链板、套筒和滚子组成，应用较广泛。滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A A、B B两种系列，两种系列，常用的是A系列。齿齿形形链链由由许许多多齿齿形形链链板板用用铰铰链链连连接接而而成成，多多用用于于

6、高高速速或或精精度度要求较高的传动。要求较高的传动。2链传动的特点：(1)链传动与带传动相比：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；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。恶劣环境条件下工作。(2)链传动与齿轮传动相比：制造和安装精度要求较低；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。传动平稳性较差。(五)轮系 由一系列齿轮组成的传动系统统称为轮系。1轮系的分类：轮系分为定轴轮系定轴轮系传动时，每个齿轮的几何轴线都是固定的；每个齿轮的几何轴线都是固定的；周周转转轮

7、轮系系传动时，至至少少有有一一个个齿齿轮轮的的几几何何轴轴线线绕绕另一个齿轮的几何轴线转动。另一个齿轮的几何轴线转动。2轮轮系系的的传传动动比比：轮系中的输输入入轴轴与与输输出出轴轴的的角角速速度度(或或转转速速)之之比比。定轴轮系的传传动动比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，也也等等于于各各对对啮啮合合齿齿轮轮中中所所有有从从动动齿齿轮轮齿齿数数的的乘乘积积与与所所有有主主动动齿齿轮轮齿齿数数乘乘积积之之比比，而而传传动比的正负取决于外啮合次数。动比的正负取决于外啮合次数。(注释)3.在周转轮系中，基本的周转轮系由行行星星轮轮、行行星星架架和与行星轮相啮合的两个(有时只有

8、一个)中中心心轮轮构成。行行星星架架与与中中心心轮轮的的几何几何轴线轴线必必须须重合重合，否则不能转动。4轮系的主要特点：适用于相距较远的两釉之间的传动；适用于相距较远的两釉之间的传动；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。实现运动的合成与分解。二、传动件的主要类型和特点 (一)轴 1.轴的分类 (1)按承受载荷承受载荷的不同分为 转轴转轴既传递扭矩又承受弯矩既传递扭矩又承受弯矩。传动轴传动轴只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴心轴则只承受弯矩而不传递扭矩。则只承受弯矩而不传递扭矩。(注释)(2)轴按轴线的形状轴线的形状不同分为

9、直轴、曲轴、挠性钢丝轴直轴、曲轴、挠性钢丝轴：2轴的结构 (1)轴的材料通常采用材料通常采用碳素钢和合金钢碳素钢和合金钢，(注释)(2)轴的结结构构应应满满足足制制造造与与安安装装要要求求、轴轴上上零零件件的的定定位位与与固固定定、改改善善轴轴的的受受力力状状况况以以及及减减小小应应力力集集中中等等要求。要求。(二)键 键主要用来实现轴轴和和轴轴上上零零件件之之间间的的周周向向固固定定以以传传递扭矩递扭矩，1键的分类：分为平平键键、半半圆圆键键、楔楔向向键键、切切向向键键和花键和花键等。2键的特点 (1)平键的两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙留有间隙

10、。其定心性能好，装拆方便。(2)半圆键也是以两侧为工作面，有良好的定心性两侧为工作面，有良好的定心性能能。只适用于轻载连接只适用于轻载连接。(3)楔向键又分为普通楔键和钩头楔键两种，其上下面是工作上下面是工作面面，仅适用于对定心精度要求不高、载荷平稳和低速的连接。仅适用于对定心精度要求不高、载荷平稳和低速的连接。(4)切向键是由一对楔向键一对楔向键组成，能传递很大的扭矩能传递很大的扭矩，常用于重型机械设备中。(5)花键是在轴和轮毂孔周向在轴和轮毂孔周向均布多个键齿构成的均布多个键齿构成的，它适用于适用于定心精度要求高、载荷大和经常滑移的定心精度要求高、载荷大和经常滑移的连接连接。(三)联轴器、

11、离合器 联轴器和离合器主要用于用于轴与轴之间的连接，使其一轴与轴之间的连接，使其一起回转并传递转矩。起回转并传递转矩。1联轴器主要分为 (1)刚性联轴器刚性联轴器由刚性传力元件组成，有凸缘式、套筒式、夹壳凸缘式、套筒式、夹壳式等式等类型。由于各连接件之间不能相对运动，因而不具备补偿两轴线相对偏移的能力，只适用于被联结两根轴安装时严格对中、安装时严格对中、工作时不产生两根轴相对偏移的场合。由于刚性联轴器无弹性元件，不具备减振、缓冲功能，故通常只用于载荷平稳、转速稳定无冲击振无冲击振动的工况条件。动的工况条件。(2)挠性联轴器挠性联轴器包含有弹性元件有弹性元件和无弹性元件无弹性元件两类。无弹性元件

12、能传递运动和转矩，且具有不同程度的轴向、径向、具有不同程度的轴向、径向、角位移补偿性能角位移补偿性能，有弹性元件能传递运动和转矩，具有不同程度的轴向、径向、角具有不同程度的轴向、径向、角位移补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用位移补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用，能改善传动系统的工作性能。(注释)2.离合器主要分为 (1)啮合式啮合式离合器的特点是结构简单，传递转矩较大传递转矩较大，外廓尺寸小，可保证主、从动轴同步转动可保证主、从动轴同步转动。(2)摩擦式摩擦式离合器的特点是允许在较高的转速下接合，接合允许在较高的转速下接合，接合、分离平稳，过载时多数可以自动打滑，但不能保证主、从

13、动轴严格不能保证主、从动轴严格同步同步，接合时产生摩擦热。2H311012 掌握轴承的特性掌握轴承的特性 轴承的功用是为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度，减为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度，减少轴与友承的摩擦和磨损。少轴与友承的摩擦和磨损。一、轴承的类型和特性 (一)滑动轴承 适用于适用于低速、高精度、重载和结构上要求剖分的低速、高精度、重载和结构上要求剖分的场合场合。主要分为向心滑动轴承向心滑动轴承(也称径向滑动轴承，主要承受径向载荷，有整体式和剖分式两种)和推力滑动轴承推力滑动轴承(承受轴向载荷)。轴承常用的材料有轴承合金轴承合金(巴氏合金巴氏合金)、青铜、青铜、特殊性能的轴承材

14、料。轴瓦是轴承中的关键零件。(二)滚动轴承 1滚动轴承分类 (1)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。向心轴承向心轴承主要承受径向载荷主要承受径向载荷；推力轴承推力轴承主要承主要承受轴向载荷受轴向载荷。(2)按滚动体的形状，可分为球轴承和滚子轴承球轴承和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。2滚动轴承特点 与滑动轴承相比，它具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于更换等优点。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。2H311013 了解技术测量与公差配合

15、的要求了解技术测量与公差配合的要求一、技术测量的要求 (一)测量过程的四要素 测量过程包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度测量对象、计量单位、测量方法和测量精度等四个要素。(二)常用长度计量器具 量具、量规、量仪、计量装置量具、量规、量仪、计量装置。(注释)(三)主要形状误差、位置误差的检测方法及其误差评定 (四)测量方法 1按是否直接量出是否直接量出所需的量值，分为直接测量和间接测直接测量和间接测量量。(通过一定的函数关系求得被测量的值为间接测量。)2按测量时是否与标准器比较是否与标准器比较可分为绝对测量和相对测绝对测量和相对测量。量。3按零件被测参数的多少被测参数的多少，可分为单项测

16、量和综合测单项测量和综合测量。量。4按被被测测零件的表面与零件的表面与测测量量头头是否有机械接触是否有机械接触，分为接触接触测测量量和和非接触非接触测测量。量。5按测测量技量技术术在机械制造在机械制造工工艺过艺过程中所起的作用程中所起的作用，可分为主主动测动测量和被量和被动测动测量。量。6按被被测测工工件在件在测测量量过过程中所程中所处处的状的状态态可分为静静态测态测量量和和动态测动态测量。量。二、公差配合的要求(注释)允许零部件的几何参数的变动量，称为允许零部件的几何参数的变动量，称为“公差公差”。(一)公差等级 1.在基本尺寸一定的情况下，公差等级系数是决定标准公差在基本尺寸一定的情况下，

17、公差等级系数是决定标准公差大小的唯一参数。大小的唯一参数。2.根据公差等级系数不同，国家标准将公差分为国家标准将公差分为2020级，从级，从IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1至至IT18IT18，等级依次降低，而标准公差值依次增大。，等级依次降低，而标准公差值依次增大。(二)配合的制度和种类 配合是指基本尺寸相同、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。国家标准规定有两种基准制度，即有两种基准制度，即基孔制与基轴制基孔制与基轴制。根据孔和轴公差带之间的关系。国家标准将配合分为三种类型，即配合分为三种类型，即间隙配间隙配合、过盈配合和过渡配合。合、过盈配合和过渡配合。电路与电气设备2H311

18、021 掌握电路的种类掌握电路的种类 一、电路的基本概念 电路就是电流通过的路径电路就是电流通过的路径。复杂电路如网状，称为电网。(一)电路的组成：电源、电源、负载、连接导线等负载、连接导线等 (二)电路的主要作用 1电能的传输和转换。电能的传输和转换。2电信号的传递和处理。电信号的传递和处理。二、电路的基本物理量 电路中主要涉及到的基本物理量有电流、电压、电功率、电能、电阻等。(一)电流 电荷的定向移动形成电流。用大写字母用大写字母 I 表示表示。在国际单位制中，电流的单位是安培电流的单位是安培，简称安(A)。(二)电压 表示每单位正电荷由正极移至负极时电场力所做的功，称为两点间的电压。电压

19、在数值上等于单位正电荷在a、b两点的电势差(位能差)。用大写用字母用大写用字母Uab表示。表示。在国际单位制中，电压的单位电压的单位为伏特，简称伏为伏特，简称伏(v)。(三)电功率 电功是在一定时间内转换的电能。单单位位时时间间内内转转换换的的电电能能称称为为电电功功率率，用用大大写写字字母母P P表表示示。在电压和电流的参考方向一致时，电功率等于电压和电流的乘积。电功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号为电功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号为W W。(四)电能 电能的单位为焦耳，简称焦。符号为J。1J就是功率为1W的用电设备使用1s所吸收(或消耗)的电能。电力电路中，常常采采用用千千瓦瓦小小时时

20、(kWh)(kWh)为为电电能能的的单单位位，1kWh1kWh等等于于lkWlkW的的用用电电设设备备使使用用1h(3600s)1h(3600s)所所吸吸收收(或消耗或消耗)的的电电能，能，1 1千瓦小千瓦小时时也叫也叫1 1度，度，电能电能表也称表也称为电为电度表度表。(五)电阻 导体有良好的导电性能，但不同导体的导电性能是有差异的。衡量物体导电性能的物理量称为电阻，用用大大写写字字母母R R表表示示，其其单单位位为为欧欧姆姆简简称称欧欧，单单位位符符号号为为。实验表明，用一定材料制成的粗细均匀的导体，在定的温度下，其电电阻阻与与长长度度成成正正比比，与与截截面面积积成反比。成反比。三、正弦

21、交流电的基本概念 (一)直流电流和交流电流的区别 电荷定向运动形成交流电流和直流电流，直直流流电电流流的的方方向向是是不不变变的的，大大小小和和方方向向都都不不变变的的直直流流电电流流叫叫做做恒恒稳稳电电流流。交交流流电电流流的的大大小小和和方方向向都都随随时时间间而而变变化化，交流电流、交流电压和交流电动势通称交流电，以字母“AC或符号“”表示。(二)正弦交流电 1交流电的瞬时值 交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，交流电经过一定的时间，周而复始地出现，称为周期交流电。2周期和频率 (1)在一秒内周期交流电变化的周数称为频率在一秒内周期交流电变化的周数称为频率，用

22、小写字母f表示；频率和周期应互为倒数，即：f1/T，频率的单位为频率的单位为l/秒秒(1/s)，称为赫兹称为赫兹(Hz)，简称赫，简称赫。(2)周期和频率都是用来表示交流电变化快慢的物理量。我国和大多数国家规定的电力标准频率为50Hz，简称工频。电力系统习惯上用“周波”或“周”作为频率的单位，50周波就是50赫兹。3正弦交流电的三要素 (1)最大值最大值(或称幅值或称幅值)最大瞬时值 (2)角频率角频率 角频率的单位是弧度/秒(rad/s)，可简写为l/秒(1/s)。(3)初相位初相位 0时的相位为，称初相位，简称初相。初相决定了正弦量的初始值，即0时刻的值。在实际分析计算中，有效值远比瞬时值

23、和最大值重要。通常所通常所说的交流电压说的交流电压220V，就是指有效值，其最大值，就是指有效值，其最大值U m311V。四、三相正眩交流电路 三相交流的供电方式由三相交流电源供电的体系称为三相制。(一)三相制的优点 1与单相制相比，在电源方面三相发电机和三相变压器比同容量的单相发电机和单相变压器体积小、节省制造材料，且运行稳节省制造材料，且运行稳定。定。(注释)2在输电方面，同样输送的功率、电压和距离下，三相输电线比单相输电线节省有节省有色金属色金属(铜和铝)约25。3在用电方面，三相电动机与单相电动机相比，结构简单、结构简单、维护方便和转动平稳。维护方便和转动平稳。(二)三相交流电动势 三

24、相发电机在它的定子槽中，对称地放置三个相同的绕组，每个绕组的始端标以A、B、C末端标以X、丫、Z，绕组的始端之间或末端之间都相隔120。由于转子磁极的磁场沿气隙按正弦规律分布，因此当转子匀速旋转时，三个绕组中均感应产生正弦电动势。三相交流电出现正幅值的先后次序成为相序。上述三相电动势的相序为ABCA称正序，而ACBA，则称为负序(或逆序)。发电厂、变电所的导电部分(如三相母线)通常涂有黄、绿、红三种颜色，分别表示A、B、C三相。在用电部门，以哪一相作为A相是任意的，确定了A相后，滞后于A相120的一相为B相，滞后B相120的一相为C相。相序会影响三相电动机的旋转方向，改变相序相序会影响三相电动

25、机的旋转方向，改变相序将使三相电动机反转。将使三相电动机反转。2H311022 掌握电气设备工作特性掌握电气设备工作特性 一、主要电气设备 (一)一次设备 直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次没备为一次没备，通常包括以下五类：1能量转换设备能量转换设备。发电机、变压器、电动机等属于此类。其中发电机和主变压器是电站的心脏，简称主机和主变。2开关设备开关设备。这类电器用于电路的接通和开断电路的接通和开断。需要具备足够的灭弧能力。(注释)开关没备又分为以下几种：(注释)(1)断路器断路器。断路器不仅能接通和断开正常的负荷电流，也能断路器不仅能接通和断

26、开正常的负荷电流，也能断开短路电流。断开短路电流。它是作用最重要、构造最复杂、功能最完善的开关电器。(2)熔断熔断器器。熔断器不能接通和断开负荷电流，它被设置在电路中专专用于断开故障用于断开故障短路短路电电流，切除故障回路流，切除故障回路。(3)负荷开关负荷开关。负荷开关允许带负荷接通和断开电路负荷开关允许带负荷接通和断开电路，但其灭弧能力有限，不足以断开短路电流不足以断开短路电流。(4)隔离开关隔离开关。隔离开关主要用于设备或电路检修时隔离电源，隔离开关主要用于设备或电路检修时隔离电源，造成一个可见的、足够的空气间距造成一个可见的、足够的空气间距。3载载流流导导体体。该类设备有母线、绝缘子和

27、电缆等，用于用于电电气气设备设备或装置或装置间间的的连连接接通通过过强强电电流，流，传递传递功率。功率。母线是裸导体，需要用绝缘子支持和绝缘。电缆是绝缘导体，并具有密封的封包层以保护绝缘层，外面还有铠装或塑料护套以保护封包。4.互感器互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器，分别将一次侧的高电压或大电流按比例转变为二次侧的低电压或小电流，以供，以供给二次回路的测量仪表和继电器。给二次回路的测量仪表和继电器。5.电抗器和避雷器电抗器和避雷器。电抗器主要用于限制电路中的短路电流；避雷器则用于限制电气设备的过电压。(二)二次设备 对电气一次设备的工作状况进行监测、控制和对电气一次设备的工作状况进行监

28、测、控制和保护的辅助性电气设备称为二次设备保护的辅助性电气设备称为二次设备。二、变压器 1变压器的组成 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，由铁芯由铁芯(或磁芯或磁芯)和线圈组成。和线圈组成。线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。当初级线圈中通有交流电流时，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯铁芯(或磁芯或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。2变压器的基本原理是电磁感应原理 感应电动势公式为 E=4.44f Nm (2H311022)当二次侧加负载时，一次电压不变时，主磁通是不变的。一次电流增

29、大来平衡二次电流。当电流乘以匝数时，就是磁势。上述的当电流乘以匝数时，就是磁势。上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。现了一、二次侧的能量传递。三、断路器 1.当用断路器(开关电器)切断有电流通过的电路时切断有电流通过的电路时，在开关触头间就会产生电弧，尽管触头已经分开，但电流通过电弧继续流通，只有触头间的电弧熄火后，电流才真正切断。当开关触头间出现电弧时，必须尽快予以熄灭。2断路器熄灭电弧的基本过程是：削弱游离过程，加削弱游离过程，加强去游离过程。强去游离过程。主要措施为：提高触头间

30、的开断速度；用冷却绝缘介质降低电弧温度，削弱热发射和热游离作用以熄灭电弧；增大绝缘介质气体压力，使气体密度增加，降低热游离几率，增大复合几率，促使电弧熄灭；采用绝缘介质吹弧，使电弧拉长，增大冷却面，提高传热率；将触头置于真空密闭中。(注释)四、防雷设备 1采用避雷针、避雷线、避雷器进行过电压防护的设备通常称为防雷设备。防止直击雷过电压一般使用避雷针或避雷线；防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压一般使用避雷器。对于普通建筑物，通常采用避雷针(线)进行防雷。2避雷针(线)一般安装在建筑物的顶端，避雷针(线)高出被保护物，其作用是将雷电吸引到避雷针(线)上来，并安全地将雷电电流引人大地，从而起到保

31、护作用。一、发电机的作用和基本结构 (一)发电机作用 1.将机械能转变为电能送人电网将机械能转变为电能送人电网。2调整发电机输入机械功率可以改变发电机有功功率输出，调整发电机输入机械功率可以改变发电机有功功率输出，以满足有功负荷需要以满足有功负荷需要。3调节发电机转子励磁电流可以改变发电机无功功率调节发电机转子励磁电流可以改变发电机无功功率(感性或感性或容性容性)输出，以满足无功负荷的需要输出，以满足无功负荷的需要。4.对单独运行的机组来说，改变励磁电流就是改变发电机端改变励磁电流就是改变发电机端电压。电压。2H311023了解供配电系统中电气设备的作用了解供配电系统中电气设备的作用 (二)基

32、本结构 定子机座用以固定及支持定子铁芯及绕组；端盖是保护定子端部绕组及与机座的密封结构；定子铁芯构成发电机磁回路定子铁芯构成发电机磁回路和固定定子绕组，定子绕组的作用是产生感应电势，和固定定子绕组，定子绕组的作用是产生感应电势，输出电功率；转子本体是构成发电机磁回路和固定输出电功率；转子本体是构成发电机磁回路和固定转子绕组；励磁绕组的作用是通人直流励磁电流，转子绕组；励磁绕组的作用是通人直流励磁电流，产生主磁极磁场。产生主磁极磁场。此外还有阻尼系统、风扇、护环、中心环等。(注释)二、变压器的作用和基本结构 (一)变压器的作用 1在电源端，用升压变压器升高电压减小电流，以降低输电在电源端，用升压

33、变压器升高电压减小电流，以降低输电线路上的电能损耗。线路上的电能损耗。2在受电端，用降压变压器降低电压，满足用户电气设备的在受电端，用降压变压器降低电压，满足用户电气设备的用电要求。用电要求。(二)基本结构 变压器磁路的主体是铁芯变压器磁路的主体是铁芯，外壳是油箱，冷却装置有风冷、强油风冷或强油水冷。还有用以改变电压和传递能量的绕组还有用以改变电压和传递能量的绕组、调压装置、储油柜、吸湿器、安全气道、净油器、气体继电器、测温装置等。三、互感器的作用 1互感器与测量仪表配合，对线路的电压、电流，电能进行互感器与测量仪表配合，对线路的电压、电流，电能进行测量。测量。2与继电保护装置配合，对电力系统

34、和设备进行保护。与继电保护装置配合，对电力系统和设备进行保护。3互感器二次侧均接地，以保证运行人员和二次设备的安全。互感器二次侧均接地，以保证运行人员和二次设备的安全。4将线路电压与电流变换成统一的标准值，使测量仪表和保将线路电压与电流变换成统一的标准值，使测量仪表和保护装置标准化。护装置标准化。5二次设备的绝缘水平按低电压设计，从而结构轻巧，价格二次设备的绝缘水平按低电压设计，从而结构轻巧，价格便宜；便宜；二次回路不受一次回路的限制，接线方便；对二次设备进行维护、调换以及调整试验时，不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实现。四、断路器和隔离开关的作用 (一)断路器的作用 1能承

35、载、关合和开断运行线路、设备的正常电流。能承载、关合和开断运行线路、设备的正常电流。2能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流(如短路如短路电流电流)，从而保证系统正常稳定运行。，从而保证系统正常稳定运行。3将被检修设备或安装设备与高压电源隔离，保证安装人员将被检修设备或安装设备与高压电源隔离，保证安装人员及设备的安全。及设备的安全。(二)隔离开关的作用 1隔离开关可将高压电气装置中需要检修的部分与其他带电隔离开关可将高压电气装置中需要检修的部分与其他带电部分可靠地隔离电源，保证安全。部分可靠地隔离电源，保证安全。2隔离开关经常用来进行电力系统运

36、行方式改变时的倒闸操隔离开关经常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。作。3利用隔离开关接通或切断下列电路利用隔离开关接通或切断下列电路：电压互感器，避雷器；长度不超过10km的 35kV空载线路；长度不超过5km的110kV空载线路；35kV、100kVA及以下和110kV、3200kVA及以下的空载变压器等。(注释)隔离开关在任何情况下，均不能接通或切断负隔离开关在任何情况下，均不能接通或切断负荷电流和短路电流，荷电流和短路电流，并应设法避免可能发生的误操作。自动控制系统的组成和类型2H311031 掌握自动控制系统的组成掌握自动控制系统的组成一、自动控制的基本原理 在在自自动动控控制

37、制系系统统中中，通通常常设设定定值值是是系系统统的的输输入入变变量量，而而被被控控变变量量是是系系统统的的输输出出变变量量。输输出出变变量量通通过过适适当当的的检检测测仪仪表表，又又送送回回输输入入端端，并并与与输输入入变变量量相相比比较较，因因此此称称为为反反馈馈，二者相加称为正反馈，二者相减称为负反馈。输出变量与输入变量相比较所得的结果叫做偏差，控控制制装装置置根根据据偏偏差差方方向向、大大小小或或变变化化情情况况进进行行控控制制，使使偏偏差差减减小小或或消消除除。发发现现偏偏差差，然然后后去去除除偏差，这就是反馈控制的原理。偏差，这就是反馈控制的原理。1.闭环控制闭环控制 在反馈控制系统

38、中，被控变量送回输人端，与设定值进行比较，根据偏差进行控制，这样，整个系统构成了一个闭环，称为闭环控制。闭环控制的特特点点是是按按偏偏差差进进行行控控制制，只只要要被被控控变变量量偏偏离离设设定定值值就就会会产产生生控控制制作作用用，使使偏偏差差减减小小或或消消除除，达达到到被被控控变变量量与与设设定定值一致。值一致。控制不够及时，以及如果系统内部各环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统失去控制，这是闭环控制系统的缺点。2.开环控制 只根据输入信号进行控制，而不测量被控变量。(注释)二、自动控制系统的基本组成基本组成 1.检测元件、变送器检测元件、变送器 把被控变量转化为测量值。2.比

39、较机构比较机构 比较设定值与测量值，并输出其差值。3.控制装置控制装置 根据偏差的正负、大小及变化情况，按某种预定的控制规律给出控制作用。4.比较机构和控制装置通常组合在一起称为控制器比较机构和控制装置通常组合在一起称为控制器 5.执行器执行器 接收控制器送来的信号相应地去改变操纵变量。6.系统中控制系统中控制 外的各部分组合在一起称为广义对象外的各部分组合在一起称为广义对象2H311032 了解自动控制系统的类型了解自动控制系统的类型 以下几种能反映系统基本实质的划分方式 一、按给定信号的特征给定信号的特征划分 (一)恒值控制系统恒值控制系统 恒值控制系统的特点是给给定定输输入入一一经经设设

40、定定就就维维持持不不变变，希希望望辅辅出出维维持持在在某某一一特特定定值值上上。这种系统主要任务是当当被被控控量量受受某某种种干干扰扰而而偏偏离离希希望望值值时时，通通过过自自动动调调节节的的作作用用，使使它它尽可能快地恢复到希望值。尽可能快地恢复到希望值。(二)随动控制系统 随动控制系统的主要特点是给给定定信信号号的的变变化化规规律律是是事事先先不不能能确确定定的的随随机机信信号号。这类系统的任务是使使输输出出快快速速、准准确确地地随随给定值的变化而变化，故称作随动控制系统。给定值的变化而变化，故称作随动控制系统。(三)程序控制系统 程序控制系统与随动控制系统不同之点就是它它的的给给定定输输

41、入入不不是是随随机机不不可可知知的的，而而是是按按事事先先预预定定的的规规律律变变化化。这类系统往往适适用用于于特特定定的的生生产产工工艺艺或或工工业业过过程程，按按所所需需要要的的控控制制规规律律给给定定输输入入，要要求求输输出出按按预预定定的的规规律律变变化化。二、按系统的数学描述系统的数学描述划分 按照元件特性方程式的不同，可将系统分成线线性性系系统统和和非非线性系统线性系统两大类。三、按信号传递的连续性信号传递的连续性划分 (一一)连连续续系系统统 各元件的输入信号和输出信号都是时间的连续函数。(二二)离散系统离散系统 只要有一处信号是脉冲序列或数码时 四、按系统的输入与输出信号的数量

42、输入与输出信号的数量划分 (一)单变量系统(SISO)(二)多变量系统(MIMO)流体的阻力和传热的途径2H311040 掌握流体的阻力和阻力损失掌握流体的阻力和阻力损失一、流体在管道中流动阻力 流体在管内流动阻力产生的原因是多方向的。流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击，质质点点摩摩擦擦所所表表现现的的黏黏性性，以以及及质质点点发发生生撞撞击击引引起起运运动动速速度度变变化化表表现现的的惯惯性性，是是流流动阻力产生的根本原因动阻力产生的根本原因。实际工程管路都是由许多直管段和通过各种管件连接的管路系统。直直管管段段内内流流体体运运动动阻阻力力被被称称为为沿沿程程阻阻力力，所所引引起起的的阻阻力

43、力损损失失被被称称为为沿沿程程阻阻力力损损失失，用用h hf f表表示示。通通过过管管件件局局部部的的流流体体流流动动阻阻力力被被称称为为局局部部阻阻力力，所所引引起起的的阻阻力力损损失失被被称称为为局局部部阻阻力力损损失失，用用h hj j表表示示。全流程总的阻力损失h应是所有沿程阻力损失和局部阻力损失的总和，即：h=hf+hj (2H3110411)二、流体运动状态 (一)流体运动状态流体运动状态的分类 流体在运动时，分为层流层流和紊流和紊流两种状态。1层流。流流体体在在运运动动时时呈呈束束状状和和层层状状流流动动，各各质质点点的的迹迹线线相相互互平平行行。高黏性的液体如石油、润滑油等的运

44、动多属于层流状态；水经过毛细管的运动和当阀门开得很小时，水在管道内的运动也是层流状态。2紊流。流流体体非非束束状状和和非非层层状状流流动动，形形成成混混乱乱，各各质质点点的的运运动动轨轨迹迹交交错错，形形状状复复杂杂。河道与管道中的水流都属于紊流状态，在工程中遇到的运动也多属于紊流。(二)流体运动状态的判别 划分流体运动状态的基本依据是雷诺数，用Re表示。(2H311041-2)式中流体密度(kg/m3)；流体动力粘度(Pas)；流体运动粘度(m2/s)；d管子内径(m)；v平均流速(m/s)。不同的流体通过不同的管路，虽然临界转速各不相同，其临界雷诺数却大致相同。如如果果ReRek k200

45、02000即即认认为为是是层层流流；而而ReRek k20002000则则认为是紊流。认为是紊流。(注释)三、阻力损失 (一)沿程阻力损失 1.沿程阻力损失计算公式(达西公式)(注释)(2H311041-3)式中L管道长度(m)；d管子内径(m)；v流体运动的平均流速(m/s)；g重力加速度m/s2；沿程水力摩阻系数。2.水力摩阻系数的计算式 层流流态时，=64/Re；紊流流态时，可由图表查得。3.列宾宗公式 不同流态下的阻力损失综合计算式 (2H311041-4)式中Q通过管道的流量(m3/s)；流体的运动粘滞系数(m/s)；，A、m、由流态决定的系数，可从有关表中查得。(二)局部阻力损失

46、(2H311041-5)式中是局部阻力损失系数，其值由实验确定，可从值表中查得。在实际计算中局部阻力损失通常采用下式 (2h311041-6)式中Ld是当量长度，由式 可得。21D11042 了解增强和削弱传热的途径了解增强和削弱传热的途径 一、三种基本换热形式 (一)热传导 当物体内部存在温度差时，热量将从高温部分当物体内部存在温度差时，热量将从高温部分向低温部分传递，这种换热方式称为热传导。温度向低温部分传递，这种换热方式称为热传导。温度差的存在是产生导热的必要条件。差的存在是产生导热的必要条件。(二)对流换热 当流体在与其温度不同的壁面流动时，与壁面当流体在与其温度不同的壁面流动时，与壁

47、面之间所发生的热量传递过程，称为对流换热。之间所发生的热量传递过程，称为对流换热。(三)辐射热 由由于于热热的的原原因因所所发发生生的的辐辐射射称称为为热热辐辐射射或或温温度度辐辐射射。物体的温度越高，热辐射的能力越强。两两个个物物体体之之间间以以热热辐辐射射的的方方式进行热量传递的过程，称为辐射换热。式进行热量传递的过程，称为辐射换热。(注释)二、总换热系数K 工程中常遇到热量从固体壁面一侧的高温流体，通过固体壁面传递给另一侧低温流体的过程，如果设固体壁面两侧流体的温度分别为t1和t2(t1 t2)，则传传热热过过程程是：热热量量由由热热流流体体以以对对流流换换热热方方式式传传递递给给固固体

48、体壁壁面面的的高高温温侧侧；又又以以热热传传导导的的方方式式传传递递到到固固体体壁壁面面的的低低温温侧侧；再再由由固固体体壁壁面面的的低低温侧以温侧以对流换热方式传递到冷流体对流换热方式传递到冷流体。传热的热流量传热的热流量基本计算式：Q=K(t1-t2)A (2H3110421)式中 K-总传热系数J/(m2sK)或W/(m2K)A固体壁面传热面积(m2)；t1高温侧温度()；t2低温侧温度()。平壁面总传热系数平壁面总传热系数：(2H311042-2)式中固体壁厚(mm)；固体壁材料导热系数J/(msK)；h1、h2两侧对流换热表面传热系数W/(m2K)；圆筒型壁面总传热系数：三、增强换热

49、的途径(注释1)(一)增大换热平均温度差tm (效果有限)(二)增大单位体积的换热面积AV 增加流体湍动程度增加流体湍动程度，又降低金属消耗量 (三)增大总换热系数增大总换热系数K 是最有效的途径最有效的途径 方法有提高流体的对流换热系数提高流体的对流换热系数h、提高金属壁的热导率、提高金属壁的热导率、降、降低金属壁厚低金属壁厚和两侧垢阻和两侧垢阻。(注释2)对流换热热阻主要集中在靠近管壁的热阻主要集中在靠近管壁的层流内层内层流内层内，为提高K值，强化换热最为有效。可采用方法是：增大流体流速；加扰流元增大流体流速；加扰流元件；改变换热面形状和增加粗糙度件；改变换热面形状和增加粗糙度；提高流体湍

50、动程度以减提高流体湍动程度以减小层流内层厚度小层流内层厚度。四、削弱换热的途径削弱换热的途径 1.在冷设备上包裹绝热材料的保温措施。2.将热设备的外壳制成真空夹层，夹层壁涂以反射率很高的涂层，提高绝热性能。3.改变表面的辐射特性。4.附加抑制对流的元件。5.在保温材料的表面或内部添加憎水剂。工程测量在机电工程中的应用2H311051 掌握机电工程测量的要求掌握机电工程测量的要求 一、工程测量的原理 (一)水准测量原理 水准测量原理是利用水准仪和水准尺，根据水水准测量原理是利用水准仪和水准尺，根据水平视线原理测定两点高差的商量平视线原理测定两点高差的商量 方法。方法。测定待测点高程的方法有高差法