電機(jī)裝配工(中級(jí))

PAGEPAGEII職業(yè)技能鑒定教材電機(jī)裝配工中級(jí)南陽防爆集團(tuán)有限公司人事教育處前言為了貫徹中華人民共和國(guó)勞動(dòng)和社會(huì)保障部第6號(hào)令發(fā)布的《招用技術(shù)工種從業(yè)人員規(guī)定》的精神，我公司于二○○○年向勞動(dòng)部門申請(qǐng)建立了南陽防爆集團(tuán)有限公司國(guó)家職業(yè)技能鑒定所，并于二○○一年初開始對(duì)公司內(nèi)技術(shù)工人開展了職業(yè)技能培訓(xùn)與鑒定工作。職業(yè)技能鑒定是提高勞動(dòng)者素質(zhì)，增強(qiáng)勞動(dòng)者就業(yè)能力的有效措施，進(jìn)行考核鑒定，并通過職業(yè)資格證書制度予以確認(rèn)，為企業(yè)合理使用勞動(dòng)力提供了依據(jù)和憑證。同時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)上崗，以貢獻(xiàn)定報(bào)酬的新型的勞動(dòng)、分配制度，也必將成為千千萬萬勞動(dòng)者努力提高職業(yè)技能的動(dòng)力。實(shí)施職業(yè)技能鑒定，教材建設(shè)是重要的一環(huán)。為滿足公司職業(yè)技能鑒定的迫切需要，我們按照《中華人民共和國(guó)職業(yè)分類大典》對(duì)電機(jī)裝配工的解釋和要求，編寫了一套《電機(jī)裝配工》職業(yè)技能培訓(xùn)教材，教材分初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三冊(cè)。由于時(shí)間倉促，經(jīng)驗(yàn)不足，手頭又缺少參考資料，不足之處在所難免，懇切希望同志們提出批評(píng)和指正。關(guān)于電機(jī)裝配工說明：電機(jī)裝配工是指使用工具、量具、儀器儀表和工藝裝備，進(jìn)行電機(jī)零部件和總成組合裝配與調(diào)試的人員。電機(jī)裝配工從事的工作主要包括：(1)安裝調(diào)整工藝裝備，吊運(yùn)裝卸工件；(2)對(duì)電機(jī)定子進(jìn)行嵌線、烘壓、敲槽楔、安裝護(hù)環(huán)、集電環(huán)、風(fēng)扇等；(3)使用浸漬設(shè)備，對(duì)定子、轉(zhuǎn)子進(jìn)行絕緣浸漬處理；(4)操作動(dòng)平衡機(jī)，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行高速動(dòng)平衡試驗(yàn)；(5)對(duì)電機(jī)進(jìn)行總成裝配；(6)維護(hù)保養(yǎng)工、夾、量具，儀器儀表，工藝裝備，排除使用過程中出現(xiàn)的故障。本套教材由宋衛(wèi)華編寫，田國(guó)群審查并修改，陳雷、葉濤、申靖祎參加校對(duì)。南陽防爆集團(tuán)有限公司人事教育處目錄第一章電機(jī)知識(shí)………………1第一節(jié)直流電機(jī)………………………1第二節(jié)直流發(fā)電機(jī)……………………3第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)……………………5第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)………………6第五節(jié)同步電機(jī)………………………11第六節(jié)特種電機(jī)………………………13第七節(jié)電動(dòng)機(jī)的耐壓試驗(yàn)……………15第二章金屬材料與熱處理……………………16第一節(jié)金屬材料的性能………………16第二節(jié)碳素鋼…………18第三節(jié)合金鋼…………20第四節(jié)鑄鐵…………20第五節(jié)鋼的熱處理……………………22第六節(jié)有色金屬及其合金……………24第三章繞組的結(jié)構(gòu)及工藝……………………25第一節(jié)繞組的基本性能………………25第二節(jié)低壓電機(jī)絕緣的一般結(jié)構(gòu)……………………26第三節(jié)高壓電機(jī)的一般絕緣結(jié)構(gòu)……………………28第四節(jié)直流電機(jī)絕緣的一般結(jié)構(gòu)……………………30第五節(jié)低壓線圈的制造工藝…………32第六節(jié)高壓線圈的絕緣工藝…………34第七節(jié)直流電機(jī)線圈的制造工藝……………………35第八節(jié)線圈的檢查與試驗(yàn)……………37第四章繞組的嵌裝和接線工藝………………40第一節(jié)繞組的分類……………………40第二節(jié)線圈的節(jié)距與槽滿率…………40第三節(jié)對(duì)線圈幾何形狀和尺寸的要求………………41第四節(jié)繞組嵌裝的技術(shù)要求和特點(diǎn)…………………42第五節(jié)測(cè)溫元件的作用及嵌裝………51第六節(jié)小型電機(jī)繞組嵌裝的機(jī)械化…………………52第七節(jié)繞組嵌裝后的緊固……………52第八節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接線………………54第九節(jié)繞組焊接及特點(diǎn)………………55第五章直流電機(jī)裝配…………61第一節(jié)直流電機(jī)的一般結(jié)構(gòu)…………61第二節(jié)定子結(jié)構(gòu)及其裝配……………62第三節(jié)電樞結(jié)構(gòu)及其裝配……………66第四節(jié)換向器與電樞繞組的焊接……………………70第五節(jié)直流電機(jī)的絕緣處理…………74第六節(jié)直流電機(jī)的總裝配……………76第六章交流電機(jī)裝配…………79第一節(jié)異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)…………79第二節(jié)異步電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及裝配……………………80第三節(jié)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)及裝配…………………83第四節(jié)異步電機(jī)總裝配………………86第五節(jié)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)…………88第六節(jié)同步電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)及裝配…………………89第七節(jié)同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)及裝配…………………89第八節(jié)同步電機(jī)的總裝配……………93第七章大型電機(jī)裝配…………95第一節(jié)大型電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)……………95第二節(jié)水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式………96第三節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式………98第四節(jié)推力軸承和導(dǎo)軸承……………100第五節(jié)大型電機(jī)的裝配工藝…………101第六節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)裝配和試驗(yàn)中的幾個(gè)問題………110第八章特種電機(jī)及其裝配……………………115第一節(jié)防爆電機(jī)………………………115第二節(jié)中頻發(fā)電機(jī)……………………120第三節(jié)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)…………123第四節(jié)控制微電機(jī)……………………125第九章電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的平衡…………………129第一節(jié)校靜平衡………………………129第二節(jié)校動(dòng)平衡………………………131第十章電機(jī)的機(jī)械檢查………134第一節(jié)交流電機(jī)的機(jī)械檢查…………134第二節(jié)直流電機(jī)的機(jī)械檢查…………139第一章電機(jī)知識(shí)第一節(jié)直流電機(jī)1、直流電機(jī)及其可逆性直流電機(jī)是直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的總稱。直流電機(jī)的可逆性是指一臺(tái)直流電機(jī)既可以作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可以作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。2、基本構(gòu)造直流電機(jī)由定子和電樞兩大部分組成。3、基本工作原理直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理是電磁感應(yīng)，即導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通過換向器使電樞繞組內(nèi)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)變?yōu)殡娝㈤g的單向脈動(dòng)電動(dòng)勢(shì)；又由于采用處于磁極下不同位置的電樞導(dǎo)體串聯(lián)而使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相疊加而獲得幾乎恒定不變的直流電動(dòng)勢(shì)。4、直流電機(jī)的分類按照勵(lì)磁方式不同，直流電機(jī)可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)等四大類。5、直流電機(jī)的電樞繞組電樞繞組是直流電機(jī)的主要組成部分，是由繞組元件按一定規(guī)律相連接的組合。直流電機(jī)的電樞繞組按繞組元件連接規(guī)律的不同，可分為疊繞組(單疊、復(fù)疊)、波繞組(單波，復(fù)波)、復(fù)合繞組(蛙型)等三大類，其中應(yīng)用較多的是單疊繞組和單波繞組。直流電機(jī)的電樞繞組都采用雙層繞組，繞組元件數(shù)S、虛槽數(shù)Zv、換向片數(shù)K三者相等。極距τ=Zv／2p，其中p為磁極對(duì)數(shù)。同一繞組元件兩有效邊之間所跨的虛槽數(shù)叫第一節(jié)距y1。一般yl≈τ。根據(jù)yl大于、等于、小于τ而稱為長(zhǎng)距、整距、短距繞組。長(zhǎng)距繞組一般不用。相互串聯(lián)的兩個(gè)繞組元件中前一元件的下層邊和后一元件上層邊之間所跨的虛槽數(shù)叫第二節(jié)距y2。前后兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊之間所跨的虛槽數(shù)叫合成節(jié)距y。一個(gè)元件的兩個(gè)端頭所連接的兩個(gè)換向片所跨的換向片數(shù)叫換向器節(jié)距yK。因此y就是連接在同一換向片上的兩條有效邊之間所跨的虛槽數(shù)，而y=yK。(1)單疊右行繞組每個(gè)元件的兩個(gè)端頭向中間靠攏，連接在相鄰的兩個(gè)換向片上，且端頭不交叉，y=yl－y2，y=yK=1。四極16槽單疊右行繞組(整距)展開圖如圖2.1—1所示。單疊繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a等于磁極對(duì)數(shù)p，也等于電刷對(duì)數(shù)。單疊繞組需要連接均壓線，即將理論上的等電位點(diǎn)用導(dǎo)線短接。均壓線可連接在上端部，也可連接在換向片上；可連接全額均壓線，也可連接1／2、1／3均壓線。圖2.1—1四極16槽單疊右行整距繞組展開圖(2)單波左行繞組每個(gè)元件的兩個(gè)端頭向兩邊分開，連接到相距約為2τ的兩個(gè)換向片上，即y＝y(tǒng)K≈2τ，每繞行一周后正好回到第一換向片的左邊一片，即y＝y(tǒng)K＝，y＝y(tǒng)1+y2。四極17槽單波左行繞組(y1＝4)展開圖如圖2.1—2所示。單波繞組只有一對(duì)并聯(lián)支路，即a＝1。單波繞組不需要連接均壓線。圖2.1—2四極17槽單波左行繞組展開圖(y1＝4)6、直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電樞電動(dòng)勢(shì)，式中N為導(dǎo)體總數(shù)，Ce為電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)，Φ為每極磁通，n為電樞轉(zhuǎn)速。Ea對(duì)于發(fā)電機(jī)來說是電源電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說是反電動(dòng)勢(shì)。7、直流電機(jī)的電樞反應(yīng)當(dāng)電樞繞組中有電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電樞磁場(chǎng)。電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響叫電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)將使主磁場(chǎng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)畸變，即使合成磁場(chǎng)的軸線偏移一個(gè)β角，其偏移的方向?qū)Πl(fā)電機(jī)是與電樞轉(zhuǎn)向相同，對(duì)電動(dòng)機(jī)則相反。同時(shí)電樞反應(yīng)還將使主磁場(chǎng)被削弱。這兩個(gè)方面影響的結(jié)果將使直流電機(jī)的換向火花增大，使發(fā)電機(jī)發(fā)出的電動(dòng)勢(shì)降低，使電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩減小。8、直流電機(jī)的換向(1)直流電機(jī)的換向過程直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組元件的有效邊越過磁極中性線，從一個(gè)磁極下進(jìn)入另一個(gè)極性相反的磁極下，電樞繞組元件從一條支路經(jīng)過電刷進(jìn)入另一條支路，該元件中的電流方向發(fā)生改變稱為換向。元件中的電流從i變?yōu)椋璱的過程叫換向過程，該過程所經(jīng)歷的時(shí)間叫換向周期。(2)換向火花產(chǎn)生的原因1)電磁方面的原因由于換向元件中的電流從i變到一i，將產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)來阻礙電流的變化；如果有幾個(gè)元件同時(shí)換向，還會(huì)產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)，來阻礙電流的變化。其次，由于電樞反應(yīng)，使處于幾何中性線上的換向元件處磁場(chǎng)不再為零，便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)，也是阻礙電流變化的。以上電動(dòng)勢(shì)相疊加，就在換向元件中產(chǎn)生附加電流，從而出現(xiàn)換向火花。2)機(jī)械方面的原因有換向器偏心，換向器表面換向片或云母片凸出，換向器表面污染，電刷壓力不合適，電刷與刷盒配合不好，太緊或太松，電機(jī)裝配不良或動(dòng)平衡不好，運(yùn)行時(shí)引起振動(dòng)，電刷位置安裝不正確，電刷接觸面研磨不光滑，換向極氣隙不均勻等。(3)換向火花的等級(jí)為了說明火花大小的程度，我國(guó)電機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了火花的等級(jí)。1級(jí)：無火花。級(jí)：電刷邊緣僅小部分(約1／5至1／4刷邊長(zhǎng))有斷續(xù)的幾點(diǎn)點(diǎn)狀火花。換向器上沒有黑痕及電刷上沒有灼痕。級(jí)：電刷邊緣大部分(大于1／2刷邊長(zhǎng))有連續(xù)的較稀的顆粒狀火花。換向器上有黑痕但不發(fā)展，用汽油擦其表面即能除去，同時(shí)電刷有輕微灼痕。2級(jí)：電刷邊緣大部分或全部有連續(xù)的較密的顆粒狀火花，開始有斷續(xù)的舌狀火花。換向器上有黑痕用汽油不能擦除，同時(shí)電刷上有灼痕。如短時(shí)出現(xiàn)這一級(jí)火花，換向器上不出現(xiàn)灼痕，電刷未燒焦或未損壞。3級(jí)：電刷整個(gè)邊緣有強(qiáng)烈的舌狀火花，伴有爆裂聲音。換向器上黑痕較嚴(yán)重，用汽油不能擦除，同時(shí)電刷有灼痕。如在這一級(jí)火花下短期運(yùn)行，則換向器上將出現(xiàn)灼痕，同時(shí)電刷將被燒焦或損壞。對(duì)于一般的電機(jī)，在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，火花不應(yīng)大于級(jí)；2級(jí)火花僅允許電機(jī)在過載、啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)瞬時(shí)出現(xiàn)，不允許長(zhǎng)時(shí)間存在；3級(jí)火花一般不允許出現(xiàn)。(4)改善換向的方法1)加裝換向極利用換向極在換向元件中產(chǎn)生的換向極電動(dòng)勢(shì)來抵消換向元件中的電抗電勢(shì)和電樞反應(yīng)電勢(shì)。加裝換向極時(shí)必須正確選擇極性，對(duì)發(fā)電機(jī)而言，沿電機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)镹’一N—S’一S；對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，沿電機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)镹—N’一S—S’。其中N’、S’為換向極，N、S為主極。同時(shí)換向極繞組應(yīng)與電樞繞組串聯(lián)，且換向極磁路應(yīng)不飽和。2)合理選用電刷要求電刷與換向器表面的接觸電阻應(yīng)盡量大些，同時(shí)電刷的耐磨性要好。一般采用電化石墨電刷；低壓大電流電機(jī)采用金屬石墨電刷；對(duì)換向特別困難的電機(jī)可采用分裂式電刷。第二節(jié)直流發(fā)電機(jī)1、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載特性空載特性是指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流為零的情況下，端電壓U與勵(lì)磁電流If的關(guān)系，如圖2.1—3b)所示。空載特性曲線與鐵磁材料的磁化曲線相似。當(dāng)If＝0時(shí)，只有很小的剩磁電動(dòng)勢(shì)E0。其額定工作點(diǎn)a應(yīng)位于接近飽和的位置。2、并勵(lì)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的建立圖2.1—3并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)圖2.1—4并勵(lì)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的建立a)接線圖b)空載特性a)自勵(lì)建壓過程b)勵(lì)磁電阻的影響并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)建壓的過程如圖2.1—4a)所示，其中直線oa叫場(chǎng)阻線，是由勵(lì)磁電阻決定的。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)剩磁電動(dòng)勢(shì)E0，得到一個(gè)很小的If，使主磁場(chǎng)增強(qiáng)一點(diǎn)，端電壓升高一點(diǎn)，If再增強(qiáng)一點(diǎn)，磁場(chǎng)再增強(qiáng)一點(diǎn)，端電壓再提高一點(diǎn)，……如此循環(huán)，直至交點(diǎn)a達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。Rf的大小決定場(chǎng)阻線的斜率，從而決定a點(diǎn)的位置，如圖2.1—4b)所示。當(dāng)Rf值等于臨界電阻值時(shí)，如直線4，造成空載特性曲線與場(chǎng)阻線交點(diǎn)不確定，使輸出電壓不穩(wěn)定。因此Rf必須小于臨界電阻。由此可知，并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)建壓的條件是：主磁極必須有剩磁；勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通必須與剩磁磁通方向一致；勵(lì)磁回路的總電阻必須小于臨界電阻。3、直流發(fā)電機(jī)的電勢(shì)、功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式(1)電勢(shì)平衡方程式對(duì)于他勵(lì)或并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，有：Ea＝U+IaRa，或U＝Ea－IaRa(2)功率平衡方程式輸入機(jī)械功率為P1，輸出電功率為P2，產(chǎn)生電磁功率為P，損耗功率為△P，包括空載損耗△P0和銅損耗△PCu?？蛰d損耗又包括機(jī)械損耗△PΩ和鐵損耗△PFe。其功率平衡方程式為：P1＝P2+△P；P1＝△P0+P；P＝△PCu+P2；P＝EaIa；△P＝△P0+△PCu；△P0＝△PΩ+△PFe。效率。(3)轉(zhuǎn)矩平衡方程式輸入機(jī)械轉(zhuǎn)矩為T1，空載轉(zhuǎn)矩為T0，電磁轉(zhuǎn)矩為T，則T1＝T0+T，直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。4、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性當(dāng)發(fā)電機(jī)保持額定轉(zhuǎn)速時(shí)端電壓U與負(fù)載電流I之間的關(guān)系叫外特性。并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性曲線如圖2.1—5所示。發(fā)電機(jī)從空載到滿載的電壓降落△U與額定電壓UN之比的百分?jǐn)?shù)叫電壓變化率：。一般并勵(lì)發(fā)電機(jī)△U％≈15％～20％。電壓下降的原因一是由于IaRa的增大；二是由于電樞反應(yīng)使主磁場(chǎng)被削弱；三是由于If的減小使主磁場(chǎng)削弱。由I=U／RL可知，當(dāng)負(fù)載RL從無窮大逐步減小時(shí)，一方面RL減小使I增大，另一方面U的減小又使I減小。磁路接近飽和時(shí)，主磁場(chǎng)的變化不明顯，U的減小不顯著，故電流I是增大的。當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)a時(shí)，電流不再增大，這就是拐點(diǎn)。當(dāng)RL繼續(xù)減小時(shí)，U的下降很快，電流I將減小。當(dāng)RL=0時(shí)，U=0，電樞中只有很小的剩磁電勢(shì)E0，故短路電流并不大。但是并勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)不允許突然短路。因?yàn)橥蝗欢搪窌r(shí)，勵(lì)磁繞組由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用使勵(lì)磁電流不能突然減小到零，從而會(huì)形成很大的短路電流而燒毀發(fā)電機(jī)。圖2.1—5并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性曲線圖2.1—6復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)a)接線圈b)外特性5、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的接線圖和外特性如圖2.1—6所示。當(dāng)串勵(lì)磁通與并勵(lì)磁通方向一致時(shí)，叫積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，反之則叫差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，串勵(lì)繞組不起作用，其自勵(lì)建壓過程同并勵(lì)發(fā)電機(jī)一樣。在積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)中，如果串勵(lì)繞組的補(bǔ)償作用正好能抵消由于電流增大而引起的電壓降落，使UN＝U0，稱為平復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，其外特性如曲線1；如果補(bǔ)償過剩，則稱過復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，其外特性如曲線2；如果補(bǔ)償不足，則稱欠復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，其外特性如曲線3。差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性如曲線4，它只在探照燈、直流電焊機(jī)等特殊條件下使用。第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)1、直流電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)、功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式(1)他勵(lì)或并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)平衡方程式為：U＝Ea+IaRa。(2)功率平衡方程式輸入電功率為P1，輸出的機(jī)械功率為P2，則P1＝△P+P2；△P＝△P0+△PCu；△P0＝△PΩ+△PFe；P1＝△PCu+P；P＝△P0+P2；效率。(3)轉(zhuǎn)矩平衡方程式電磁轉(zhuǎn)矩T＝T0+T2?？梢宰C明，T＝9.55P2/n(Nm)，TN＝9.55PN/nN(Nm)，其中n、nN單位為r／min，P2、PN單位為W。2、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是n與T2之間的關(guān)系。由于T0很小，T≈T2，故用T代替T2來進(jìn)行討論。(1)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性由可得，式中n0為理想空載轉(zhuǎn)速，a為機(jī)械特性曲線的斜率。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖2.1—7所示。這種電動(dòng)機(jī)從空載到滿載轉(zhuǎn)速降落很小，機(jī)械特性為“硬特性”。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整率，一般并勵(lì)電動(dòng)機(jī)△n％約為3％～8％，適合于要求轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的場(chǎng)合，如金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)等。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)切忌斷開勵(lì)磁回路。(2)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)，Ia不大，磁路不飽和。故當(dāng)Ia增大時(shí)，Φ也增大，使轉(zhuǎn)速n迅速下降。重載時(shí)，Ia較大，磁路已飽和，Φ基本不隨Ia變化，n的下降已不明顯，與并勵(lì)電動(dòng)機(jī)相似。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖2.1—8所示。這種轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而急劇下降的機(jī)械特性叫“軟特性”。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化大，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大且不可能空載運(yùn)行的場(chǎng)合，如挖掘機(jī)、鏟車、起重機(jī)等。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不允許空載、輕載運(yùn)行、不允許使用皮帶或鏈條傳動(dòng)。圖2.1—7并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖2.1—8串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，由于n=0，Ea＝0，啟動(dòng)電流Ist＝U/Ra很大，達(dá)額定電流IN的10～20倍。啟動(dòng)電流過大將引起強(qiáng)烈的換向火花、燒損換向器；將產(chǎn)生過大的沖擊轉(zhuǎn)矩、損壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；將引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響供電的穩(wěn)定性。因此必須設(shè)法限制啟動(dòng)電流。常用的啟動(dòng)方法有兩種，一是降壓?jiǎn)?dòng)，即采用晶閘管可控整流電源。但應(yīng)注意，并勵(lì)電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)不能降低勵(lì)磁電壓。二是電樞回路串電阻啟動(dòng)，即串入啟動(dòng)電阻只RPa，把啟動(dòng)電流限制在(1.5～2.5)IN范圍內(nèi)。這種啟動(dòng)方法設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，但在啟動(dòng)電阻上有能耗，用于小容量的或容量稍大但不需經(jīng)常啟動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)。4、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速(1)改變電源電壓——調(diào)壓調(diào)速優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬、能實(shí)現(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速，調(diào)速過程中沒有能耗，機(jī)械特性硬度不變，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，設(shè)備較復(fù)雜，成本高。(2)改變電樞回路電阻——串電阻調(diào)速優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。缺點(diǎn)是調(diào)速性能差、機(jī)械特性變軟、是有級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，能耗較大、經(jīng)濟(jì)性差。注意，調(diào)速電阻可以用來啟動(dòng)，但啟動(dòng)電阻不能用來調(diào)速。(3)改變主磁通——弱磁調(diào)速對(duì)于并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，是在勵(lì)磁回路中串入附加電阻；對(duì)于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，是在串勵(lì)繞組兩端并聯(lián)分流電阻。優(yōu)點(diǎn)是控制方便、能耗較小，可實(shí)現(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速只能調(diào)高，調(diào)速范圍窄，機(jī)械特性硬度稍有降低。通常只能作為一種輔助的調(diào)速方法。5、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)(1)改變勵(lì)磁電流的方向?qū)嵱糜诖畡?lì)電動(dòng)機(jī)。反轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)將串勵(lì)繞組和換向極繞組同時(shí)反接。(2)改變電樞電流的方向?qū)嵱糜谒麆?lì)或并勵(lì)電動(dòng)機(jī)。反轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)將電樞繞組和換向極繞組同時(shí)反接。6、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)方法分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。電氣制動(dòng)又分為三種：(1)反接制動(dòng)對(duì)于他勵(lì)或并勵(lì)電流機(jī)，是將電樞繞組反接，反接時(shí)必須串入限流電阻。對(duì)于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)是將串勵(lì)繞組反接。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷電源，防止電機(jī)反轉(zhuǎn)。這種制動(dòng)方法優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力強(qiáng)、制動(dòng)迅速。缺點(diǎn)是沖擊力大，不夠準(zhǔn)確、平穩(wěn)，耗能較多。(2)能耗制動(dòng)又稱電阻制動(dòng)。保持勵(lì)磁電流不變，將電樞繞組從電源上切除，并立即與制動(dòng)電阻連接成閉合回路。電樞憑慣性處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，將轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并消耗在電樞回路中，同時(shí)獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、制動(dòng)平穩(wěn)。缺點(diǎn)是能量未被利用、低速時(shí)制動(dòng)力弱、不易致停。(3)回饋制動(dòng)又稱發(fā)電制動(dòng)、再生制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)因受外力作用而使轉(zhuǎn)速超過理想空載轉(zhuǎn)速，使反電動(dòng)勢(shì)高于電源電壓，使電樞電流反向，變?yōu)榘l(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋電網(wǎng)，獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩以限制電機(jī)轉(zhuǎn)速不至無限制地升高。對(duì)于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)應(yīng)改接為他勵(lì)。回饋制動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性特好，但應(yīng)用范圍較窄，如電力機(jī)車下坡時(shí)，起重機(jī)下放重物時(shí)等。第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的條件是：定子繞組必須是對(duì)稱三相繞組，通入定子繞組的必須是對(duì)稱三相正弦交流電。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與加在定子繞組首端上三相電源的相序一致。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速又叫同步轉(zhuǎn)速，n1=(60/p)f1，式中p為磁極對(duì)數(shù)、f1為電源頻率。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理對(duì)稱三相正弦交流電通入對(duì)稱三相定子繞組，便形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用便形成電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子便沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向逐步轉(zhuǎn)動(dòng)起來。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不斷升高，但不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。如果n＝nl，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就不再存在相互切割運(yùn)動(dòng)，也就沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就會(huì)變慢。由于在電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下總是n<nl，因此稱為“異步”電動(dòng)機(jī)。又因其轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱“感應(yīng)”電動(dòng)機(jī)。3、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理(1)轉(zhuǎn)差率S=（n1－n）/n1由于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，0≤n<n1，故0<S≤1。電動(dòng)機(jī)空載時(shí)S很小，約為0.004～0.007；額定運(yùn)行狀態(tài)下，SN=（n1－nN）/n1，由于nN很接近n1，故SN約為0.01～0.07。(2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的作用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。只要U1一定，則鐵心中主磁通最大值Φm就基本一定。(3)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的作用1)轉(zhuǎn)子電流頻率。2)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)，。3)轉(zhuǎn)子電抗，。4)轉(zhuǎn)子阻抗。5)轉(zhuǎn)子電流。6)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)。I2、cosφ2隨轉(zhuǎn)差率S變化的曲線如圖2.1—9所示。圖2.1—9I2和cosφ2隨S變化的曲線(4)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩1)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率輸入的電功率；P1＝△P+P2；P1＝△PCu+P；P＝△P0+P2；△P0＝△PΩ+△PFe；η＝（P2/P1）×100%。異步電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)效率很低，負(fù)載率為0.75—0.8時(shí)效率最高，滿載時(shí)η＝75％～93.5％。2)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T＝T0+T2。因空載轉(zhuǎn)矩T0很小，可認(rèn)為T≈T2?？梢宰C明：T2＝9.55P2/n2(Nm)，額定轉(zhuǎn)矩TN＝9.55PN/nN(Nm)。4、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性(1)轉(zhuǎn)矩特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)S一定時(shí)，；當(dāng)U1一定時(shí)，T是S的函數(shù)，T與S的關(guān)系曲線即轉(zhuǎn)矩特性曲線，如圖2.1—10所示。圖中原點(diǎn)O為同步點(diǎn)，同步時(shí)S＝0，n＝nl，T＝0，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下不可能達(dá)到同步點(diǎn)。A點(diǎn)為額定工作點(diǎn)，S＝SN，T＝TN，處于曲線上升段的中部。B點(diǎn)為臨界點(diǎn)，，。一般三相異步電動(dòng)機(jī)R2很小，Sm＝0.04～0.14。C點(diǎn)為堵轉(zhuǎn)點(diǎn)，又稱起動(dòng)點(diǎn)，S=1，n=0，Tst不大是因功率因數(shù)太低。曲線OB為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可在此區(qū)間穩(wěn)定運(yùn)行。曲線BC為不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能在此區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，但風(fēng)機(jī)類負(fù)載可以在此區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。異步電動(dòng)機(jī)的過載能力用過載系數(shù)表示：λm＝Tm/TN，一般異步電動(dòng)機(jī)的λm＝1.8～2.5，特殊用途如起重、冶金用異步電動(dòng)機(jī)，λm＝3.3—3.4。異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)表示：λst＝Tst/TN。老型號(hào)的異步電動(dòng)機(jī)λm＝1.0～1.8；Y系列異步電動(dòng)機(jī)λm＝1.7～2.2；特殊用途電動(dòng)機(jī)λm＝2.6～3.1。增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是增大R2，使R2→X20，Sm→1，Tst→Tm。繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)、頻敏變阻器啟動(dòng)法，籠型異步電動(dòng)機(jī)采用深槽式轉(zhuǎn)子、雙籠型轉(zhuǎn)子、高電阻轉(zhuǎn)子，都是基于啟動(dòng)瞬間增大R2的原理。(2)機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系叫機(jī)械特性。三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖2.1—11所示。由圖可見，電動(dòng)機(jī)從空載到滿載，轉(zhuǎn)速降落很小，三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為“硬特性”。如果增大R2，B點(diǎn)將向下移動(dòng)；如果降低Ul，B點(diǎn)將向左移動(dòng)。這兩種變化都會(huì)使機(jī)械特性變軟。圖2.1—10異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線圖2.1—11異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線5、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(1)對(duì)啟動(dòng)的要求應(yīng)有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證能啟動(dòng)并盡量縮短啟動(dòng)時(shí)間；應(yīng)減小啟動(dòng)電流，以減小對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、電動(dòng)機(jī)自身絕緣老化和使用壽命的影響；所需設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便；啟動(dòng)過程中功率損耗較少。(2)啟動(dòng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)差最大而使E2、I2最大，從而使啟動(dòng)電流最大，可達(dá)額定電流的4～7倍。過大的啟動(dòng)電流將造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，從而影響其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；同時(shí)使電動(dòng)機(jī)繞組嚴(yán)重發(fā)熱，加速絕緣老化，縮短使用壽命。(3)籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1)直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)的條件是：一般容量在7.5kW以下可直接啟動(dòng)；當(dāng)啟動(dòng)瞬間造成的電壓降不大于正常電壓的10％(不經(jīng)常啟動(dòng)時(shí)不大于15％)時(shí)，可以直接啟動(dòng)；有專用變壓器供電，電動(dòng)機(jī)容量小于變壓器容量的20％時(shí)允許頻繁啟動(dòng)，小于30％時(shí)允許不經(jīng)常啟動(dòng)；也可以經(jīng)過估算，滿足時(shí)可直接啟動(dòng)。2)降壓?jiǎn)?dòng)凡不能直接啟動(dòng)的籠型異步電動(dòng)機(jī)，必須實(shí)行降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將按電壓平方關(guān)系下降，故只適用于空載或輕載啟動(dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)常用的方法有：①自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)優(yōu)點(diǎn)是降壓比例可調(diào)，可適用于Y形或△形接法的電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，投資較高。②星一一三角降壓?jiǎn)?dòng)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低。缺點(diǎn)是降壓比固定為，只能用于△形接法的電動(dòng)機(jī)。③延邊三角形啟動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是降壓比例可調(diào)，所需設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是繞組抽頭多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只能用于△形接法的電動(dòng)機(jī)。④電阻(或電抗)降壓?jiǎn)?dòng)電抗啟動(dòng)法一般用于高壓電動(dòng)機(jī)。這種啟動(dòng)方法在啟動(dòng)電阻上耗能較多，若采用電抗器啟動(dòng)，則體積大，成本高。(4)繞線型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)增大R2，既減小啟動(dòng)電流、又增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)后逐步減小R2，可獲得良好的啟動(dòng)性能。適用于需要重載啟動(dòng)的場(chǎng)合，如起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、龍門吊車等。缺點(diǎn)是使用設(shè)備較多，有一定能耗，而且啟動(dòng)級(jí)數(shù)較少。2)頻敏變阻器啟動(dòng)頻敏變阻器是—個(gè)三相電抗器，其鐵心用6～12mm鋼板制成，鐵損較大，因而等效電阻較大，而其等效電阻又隨電流頻率而變化，即頻率越高，等效電阻越大。因此，在啟動(dòng)過程中，其等效電阻會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高，f2的減小而自動(dòng)減小，啟動(dòng)完畢時(shí)將其短接。優(yōu)點(diǎn)是無級(jí)啟動(dòng)，可獲得恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。缺點(diǎn)是功率因數(shù)較低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。6、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速(1)變極調(diào)速優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是有級(jí)調(diào)速、級(jí)數(shù)少、繞組抽頭多，只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。(2)變頻調(diào)速優(yōu)點(diǎn)是可平滑地?zé)o級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，效率高，可分別實(shí)現(xiàn)恒過載能力、恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速。缺點(diǎn)是所需設(shè)備復(fù)雜，成本高。適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。(3)改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速1)變阻調(diào)速適用于繞線型異步電動(dòng)機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，原理如圖2.1—12所示。R2增大，則SN增大，nN下降。注意，啟動(dòng)電阻不能用來調(diào)速，調(diào)速電阻可以用來啟動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍尚可。缺點(diǎn)是機(jī)械特性變軟，有一定能耗，不適宜在低速下長(zhǎng)期運(yùn)行，輕載時(shí)凋速范圍較窄。2)調(diào)壓調(diào)速調(diào)速原理如圖2.1—13所示。a)圖為一般籠型電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)類負(fù)載。當(dāng)U1下降時(shí)，S增大，轉(zhuǎn)速下降。優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍較寬。缺點(diǎn)是只能用于風(fēng)機(jī)類負(fù)載。若用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載則調(diào)速范圍太窄，無實(shí)用價(jià)值。b)圖為高電阻轉(zhuǎn)子籠型異步電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速。當(dāng)U1下降時(shí)，SN增大，nN下降。優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍較寬。缺點(diǎn)是機(jī)械特性軟。圖2.1—12繞線式電動(dòng)機(jī)變阻調(diào)速圖2.1—13調(diào)壓調(diào)速a)籠型電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)類負(fù)載b)高電阻籠型電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載7、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與制動(dòng)(1)三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的方法是將接到定子繞組首端上的三根電源進(jìn)線中的任意兩根互相對(duì)調(diào)，通過改變電源相序改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向進(jìn)而改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。注意，反接時(shí)必須接入限流電阻來限制反接電流。(2)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)有兩種：一是使電動(dòng)機(jī)迅速減速直至停轉(zhuǎn)，二是限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使之保持穩(wěn)定運(yùn)行。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有兩大類：一是機(jī)械制動(dòng)，二是電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)最常用的機(jī)構(gòu)是電磁抱閘，分為通電制動(dòng)和斷電制動(dòng)兩種類型，廣泛地應(yīng)用在起重機(jī)械上。電氣制動(dòng)的方法有三種：1)反接制動(dòng)制動(dòng)時(shí)必須串入限流電阻，轉(zhuǎn)速接近零時(shí)必須迅速切斷電源。優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單，制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅速。缺點(diǎn)是沖擊力大，不夠準(zhǔn)確平穩(wěn)。一般用于小型異步電動(dòng)機(jī)。2)能耗制動(dòng)斷開三相電源時(shí)立即向兩相定子繞組通入直流電。轉(zhuǎn)子憑慣性旋轉(zhuǎn)、切割恒定磁場(chǎng)，呈發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，將轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能變?yōu)殡娔懿⑾脑谵D(zhuǎn)子電路中，獲得制動(dòng)力矩。優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，沖擊力小，對(duì)電網(wǎng)影響小。缺點(diǎn)是需專門直流電源，低速時(shí)制動(dòng)力弱。3)回饋制動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)子受外力作用(如起重機(jī)下放重物、電力機(jī)車下坡)或變極調(diào)速由高速變?yōu)榈退贂r(shí)，出現(xiàn)n>n1的情況，形成發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，限制其轉(zhuǎn)速不能繼續(xù)上升而保持穩(wěn)定運(yùn)行或使轉(zhuǎn)速迅速降低直到低一級(jí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。制動(dòng)時(shí)將機(jī)械能或多余的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞侂娋W(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍窄。8、三相變極多速異步電動(dòng)機(jī)的原理與接線(1)變極原理三相變極多速異步電動(dòng)機(jī)有雙速、三速、四速等多種。繞組的極數(shù)改變分倍極比和非倍極比兩類。轉(zhuǎn)子一般采用籠型結(jié)構(gòu)。目前應(yīng)用最廣的是單繞組雙速電動(dòng)機(jī)。變極的方法有反向法、換相法、變跨距法等，其中反向法應(yīng)用最多。其原理是：要使極數(shù)改變一倍，只要改變定子繞組的接線，使其中一半繞組中的電流方向改變即可。(2)接線方法單繞組雙速異步電動(dòng)機(jī)一般都采用雙層繞組，通常以少數(shù)極(高轉(zhuǎn)速)作為基本極，采用正規(guī)600相帶繞組，然后通過反向變極法得到倍極(低轉(zhuǎn)速)繞組。常用的接線方法有兩種，即YY／△接法和YY／Y接法。1)YY／△接法三相2／4極24槽YY／△接法雙速電動(dòng)機(jī)線圈及出線端接法如圖2.1—14所示。圖中實(shí)線箭頭表示二極時(shí)的電流方向，虛線箭頭表示四極時(shí)的電流方向。這種調(diào)速基本上屬于恒功率調(diào)速，適用于一般金屬切削機(jī)床。2)YY／Y接法三相2／4級(jí)24槽YY／Y接法雙速電動(dòng)機(jī)線圈及出線端接法如圖2.1—15所示。圖中實(shí)線箭頭表示二極時(shí)的電流方向，虛線箭頭表示四極時(shí)的電流方向。這種調(diào)速基本上屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于起重機(jī)、運(yùn)輸帶等機(jī)械。在倍極比雙速電機(jī)中，由于少數(shù)極采用600相帶，出線端互差1200電角度。改為倍極時(shí)，變?yōu)?200相帶，出線端互差2400電角度，造成低速時(shí)相序反轉(zhuǎn)，因此應(yīng)將兩個(gè)出線端頭對(duì)調(diào)以保證轉(zhuǎn)向一致。這就是圖2.1—14和圖2.1—15中4V與4W調(diào)換位置的緣故。圖2.1—14三相2／4極24槽YY／△接法雙速電機(jī)圖2.1—15三相2／4極24槽YY／Y接法雙速電動(dòng)機(jī)a)線圈接法b)出線端接法a)線圈接法b)出線端接法第五節(jié)同步電機(jī)同步電機(jī)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速的一類交流電機(jī)。按照功率轉(zhuǎn)換關(guān)系，同步電機(jī)可分為同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)三類。1、三相同步發(fā)電機(jī)(1)基本結(jié)構(gòu)三相同步發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。按結(jié)構(gòu)型式分為轉(zhuǎn)磁式和轉(zhuǎn)樞式兩種，其中轉(zhuǎn)磁式應(yīng)用廣泛。轉(zhuǎn)磁式同步發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)與三相異步電動(dòng)機(jī)相同。其轉(zhuǎn)子又分為兩種，一種是隱極式分布繞組轉(zhuǎn)子，呈細(xì)長(zhǎng)的圓柱形，氣隙均勻，適于高速旋轉(zhuǎn)，一般為臥式安裝，為汽輪發(fā)電機(jī)所采用，另一種是凸極式集中繞組轉(zhuǎn)子，呈短粗的盤狀，有明顯的凸極，適于低速旋轉(zhuǎn)，一般為立式安裝，為水輪發(fā)電機(jī)所采用。(2)基本工作原理在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割對(duì)稱三相定子繞組產(chǎn)生對(duì)稱三相正弦交流電，頻率為f＝pn/60（Hz）。(3)同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行1)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)供電的優(yōu)越性便于發(fā)電機(jī)的輪流檢修，減少備用機(jī)組，提高供電的可靠性；便于充分、合理地利用動(dòng)力資源，降低電能成本；便于提高供電質(zhì)量、提高供電電壓和頻率的穩(wěn)定性。2)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的條件欲并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)的電壓必須與電網(wǎng)電壓的有效值相等，頻率相同，極性、相序一致，相位相同，波形一致。3)同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方法①準(zhǔn)同步法使發(fā)電機(jī)達(dá)到并網(wǎng)條件后合閘并網(wǎng)。采用同步指示器，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓的大小和相位，基本滿足并網(wǎng)條件時(shí)就可合閘。優(yōu)點(diǎn)是對(duì)電網(wǎng)基本沒有沖擊。缺點(diǎn)是手續(xù)復(fù)雜。②自同步法發(fā)電機(jī)先不加勵(lì)磁并用一個(gè)電阻值等于5～10倍勵(lì)磁電阻的附加電阻接成閉合回路，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子達(dá)到接近同步轉(zhuǎn)速就合閘，然后切除限流電阻，加上勵(lì)磁電流，將同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)拉入同步。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，并網(wǎng)迅速。缺點(diǎn)是合閘時(shí)沖擊電流稍大。(4)同步發(fā)電機(jī)的主要運(yùn)行特性1)同步發(fā)電機(jī)的外特性是指同步發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流和負(fù)載功率因數(shù)都不變的條件下，端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系，如圖2.1—16所示。同步發(fā)電機(jī)的外特性與變壓器的外特性相同，即與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)。不再重述。2)同步發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性在保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載功率因數(shù)不變的情況下，為保持發(fā)電機(jī)端電壓不變而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流隨負(fù)載電流變化的關(guān)系叫同步發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性，如圖2.1—17所示。對(duì)于電阻性、電感性負(fù)載，應(yīng)隨負(fù)載電流的增大而增加勵(lì)磁電流；對(duì)于電容性負(fù)載，則應(yīng)隨負(fù)載電流的增大而減小勵(lì)磁電流。圖2.1—16同步發(fā)電機(jī)的外特性圖2.1—17同步發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性2、三相同步電動(dòng)機(jī)(1)基本結(jié)構(gòu)與同步發(fā)電機(jī)相同，但轉(zhuǎn)子一般采用凸極式結(jié)構(gòu)。圖2.1—18同步電動(dòng)機(jī)工作原理(2)工作原理對(duì)稱三相定子繞組通入對(duì)稱三相正弦交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流電產(chǎn)生與定子極數(shù)相同的恒定磁場(chǎng)。同步電動(dòng)機(jī)就是靠定、轉(zhuǎn)子之間異性磁極的吸引力由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶動(dòng)磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。在理想空載的情況下，定、轉(zhuǎn)子磁極的軸線重合。帶上一定負(fù)載時(shí)，氣隙間的磁力線將被拉長(zhǎng)，使定子磁極超前轉(zhuǎn)子磁極一個(gè)θ角，如圖2.1—18所示。這個(gè)θ角稱為功角。在一定范圍內(nèi)，θ角越大，磁力線拉得越長(zhǎng)，電磁轉(zhuǎn)矩就越大。負(fù)載一定，若增大勵(lì)磁電流，θ角將減小。如果負(fù)載過重，θ角過大，則磁力線會(huì)被拉斷，同步電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為同步電動(dòng)機(jī)的“失步”。只要同步電動(dòng)機(jī)的過載能力允許，采用強(qiáng)行勵(lì)磁是克服同步電動(dòng)機(jī)“失步”圖2.1—18同步電動(dòng)機(jī)工作原理(3)同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1)同步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)當(dāng)定子繞組接通電源時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)立即產(chǎn)生并高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由于慣性，根本來不及跟著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)定子磁極迅速越過轉(zhuǎn)子磁極時(shí)，前后兩次作用在轉(zhuǎn)子磁極上的磁力大小相等、方向相反、間隔時(shí)間極短，平均轉(zhuǎn)矩為零，因此不能自行啟動(dòng)。2)同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法①輔助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)法用輔助電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)再脫離輔助電動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)行。因使用設(shè)備多，操作復(fù)雜，已基本不采用。②異步啟動(dòng)法在轉(zhuǎn)子上裝有籠型啟動(dòng)繞組。啟動(dòng)時(shí)將勵(lì)磁繞組用一個(gè)10倍于勵(lì)磁電阻的附加電阻連接成閉合回路。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于籠型啟動(dòng)繞組使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的95％時(shí)，迅速切除附加電阻，通入勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子迅速拉入同步運(yùn)行。當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)處于同步運(yùn)行時(shí)，籠型啟動(dòng)繞組是不起作用的。(4)同步電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行特性1)機(jī)械特性同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不因負(fù)載變化而變化。只要電源頻率一定，就能嚴(yán)格維持轉(zhuǎn)速不變，這種機(jī)械特性叫“絕對(duì)硬特性”。2)轉(zhuǎn)矩特性由于轉(zhuǎn)速恒定，同步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與其從電網(wǎng)吸收的電磁功率成正比。當(dāng)機(jī)械負(fù)載增加時(shí)，電機(jī)電流直線上升，只要不超過同步電動(dòng)機(jī)的過載能力，就能穩(wěn)定運(yùn)行。3)過載能力過載系數(shù)λm＝Tm/TN。通常同步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，λm＝2～3，而功角θ＝200～300。如果TL>Tm，則θ迅速增大，導(dǎo)致失步；如果強(qiáng)行勵(lì)磁，則定子電流劇增，嚴(yán)重過載，燒毀電動(dòng)機(jī)。圖2.1－19同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性－U形曲線4)功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性當(dāng)機(jī)械負(fù)載一定時(shí)，我們可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使定子電流達(dá)到最小值。由于輸入功率，其中P1、U1都一定，I1的改變必然伴隨cosφ的變化。當(dāng)I1最小時(shí)，必定是cosφ＝1最大，同步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于純電阻負(fù)載，這種情況稱為正常勵(lì)磁，簡(jiǎn)稱正勵(lì)。當(dāng)勵(lì)磁電流減小時(shí)，功角θ增大，電流I1增大，且I1滯后U1，同步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電感性負(fù)載，這種情況稱為不足勵(lì)磁，簡(jiǎn)稱欠勵(lì)。當(dāng)勵(lì)磁電流從正勵(lì)增大時(shí)，功角θ減小，電流I1也增大，但I(xiàn)1超前U1，同步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電容性負(fù)載，這種情況稱為過渡勵(lì)磁，簡(jiǎn)稱過勵(lì)。這種保持負(fù)載不變，定子電流I1隨轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流IF變化的特性叫功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性，如圖2.1—19所示。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，又可畫出另一條曲線。由于這種特性曲線形狀如“U”字，故稱為U形曲線。在過勵(lì)區(qū)，同步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電容性負(fù)載，這對(duì)于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)十分有利，因此同步電動(dòng)機(jī)通常都工作在過勵(lì)區(qū)。圖2.1－19同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性－U形曲線3、同步補(bǔ)償機(jī)同步補(bǔ)償機(jī)實(shí)際就是一臺(tái)空載過勵(lì)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，它基本上是一個(gè)純電容負(fù)載，而且電容性無功功率容量大、調(diào)節(jié)方便，常被裝在變電所中用來調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)。第六節(jié)特種電機(jī)1、伺服電動(dòng)機(jī)(1)交流伺服電動(dòng)機(jī)是一種微型交流異步電動(dòng)機(jī)。在定子上裝有互成900電角度的兩個(gè)繞組；勵(lì)磁繞組和控制繞組。它們的電流在相位上也互差900，能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子采用籠型，但其質(zhì)量很小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，而轉(zhuǎn)子電阻較大，R2>X20，使臨界轉(zhuǎn)差率Sm>1，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。一有控制電壓，立即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子立即啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；一旦去掉控制電壓，立即變?yōu)閱蜗嗝}動(dòng)磁場(chǎng)，由于Sm>1，立即在轉(zhuǎn)子上形成制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子迅速停轉(zhuǎn)，不存在“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。功率通常為0.5～100W。(2)直流伺服電動(dòng)機(jī)是一種微型他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，但其磁路不飽和，電樞電阻大，機(jī)械特性軟、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，換向性能好。從原理上講可以采用電樞控制和磁極控制兩種控制方式。但工程上多采用電樞控制。近年來國(guó)內(nèi)外已發(fā)展了無槽電樞、空心杯電樞、印刷繞組電樞和無刷直流伺服電動(dòng)機(jī)，其性能更好。功率約為1～600W。2、測(cè)速發(fā)電機(jī)(1)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)其結(jié)構(gòu)與交流伺服電動(dòng)機(jī)相似。定子上裝有互成900電角度的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和輸出繞組。轉(zhuǎn)子為空心杯形轉(zhuǎn)子，用高電阻材料制造，基本上屬于純電阻。勵(lì)磁繞組通入交流勵(lì)磁，產(chǎn)生直軸脈動(dòng)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子感生磁場(chǎng)也是直軸磁場(chǎng)，輸出繞組電壓為零。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨待測(cè)轉(zhuǎn)速的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子切割直軸磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，產(chǎn)生一個(gè)交軸磁場(chǎng)，輸出繞組便感應(yīng)出一個(gè)交變電壓，其有效值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正此，其頻率就等于電源頻率。輸出端接高內(nèi)阻的測(cè)量?jī)x表，可測(cè)出輸出電壓，也可直接按轉(zhuǎn)速標(biāo)度而成為轉(zhuǎn)速表。(2)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)其結(jié)構(gòu)與直流伺服電動(dòng)機(jī)基本相同，其原理與直流發(fā)電機(jī)相似。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)適用于低速伺服系統(tǒng)，負(fù)載電阻不能太小，轉(zhuǎn)速不宜過高。3、電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)由一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)電磁轉(zhuǎn)差離合器組成，又稱滑差電動(dòng)機(jī)。如圖2.1—20所示。電樞外轉(zhuǎn)子與異步電動(dòng)機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。磁極內(nèi)轉(zhuǎn)子由輸出軸、勵(lì)磁繞組、爪形磁極等組成。通過集電環(huán)向勵(lì)磁繞組通入直流電，爪形磁極產(chǎn)生磁性。電樞外轉(zhuǎn)子切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。該電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電樞外轉(zhuǎn)子是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)磁極內(nèi)轉(zhuǎn)子是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子便沿著電樞外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向，以低于電樞外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)起來。增大勵(lì)磁電流，輸出轉(zhuǎn)速便提高。電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)特性很軟，為了穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)都配有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的裝置。圖2.1—20電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.1—21交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)原理4、交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)是一種特殊的直流發(fā)電機(jī)。在定子上裝有五種繞組，即控制繞組、補(bǔ)償繞組以及換向繞組、交軸助磁繞組、交流去磁繞組。在電樞上裝有兩對(duì)電刷，即直軸電刷和交軸電刷。交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)原理如圖2.1—21所示。控制繞組加上控制電壓UK時(shí)，產(chǎn)生直軸磁通ΦK。電樞由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，切割K而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，被交軸電刷短接，形成很大的交軸電流，產(chǎn)生強(qiáng)烈的交軸磁通Φq。電樞切割Φq，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由直軸電刷輸出。當(dāng)有電流輸出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生直軸電樞反應(yīng)使擴(kuò)大機(jī)不能正常工作，為此采用補(bǔ)償繞組，用來補(bǔ)償直軸電樞反應(yīng)磁通，以保證在不同負(fù)載下有穩(wěn)定的輸出。交磁擴(kuò)大機(jī)的放大倍數(shù)很高，其控制繞組有多個(gè)，便于實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的多種反饋，因此曾獲得比較廣泛的應(yīng)用，但目前已逐步被晶閘管一一直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所取代。第七節(jié)電動(dòng)機(jī)的耐壓試驗(yàn)1、耐壓試驗(yàn)的目的檢查絕緣品質(zhì)最可靠的方法是絕緣耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)的目的是：考核電動(dòng)機(jī)絕緣性能的好壞，以確保電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行及操作人員的人身安全。2、耐壓試驗(yàn)的方法交流電動(dòng)機(jī)耐壓試驗(yàn)設(shè)備為工頻耐壓試驗(yàn)機(jī)。試驗(yàn)電壓，對(duì)于lkW以下的電動(dòng)機(jī)取500+2UN(V)；對(duì)于1—3kW的、UN＝380V的電動(dòng)機(jī)取1500V；對(duì)3kW以上的低壓電動(dòng)機(jī)，取1760V。試驗(yàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)試驗(yàn)?zāi)骋幌嗬@組時(shí)，應(yīng)將其他繞組與機(jī)殼作電氣連接。試驗(yàn)電壓應(yīng)從零開始緩慢地升高到全值，并保持1min，再逐步減小到零。對(duì)于380V以下的電動(dòng)機(jī)，如果沒有試驗(yàn)設(shè)備，可用1000V兆歐表代做耐壓試驗(yàn)，搖測(cè)1min。匝間耐壓試驗(yàn)，可在被試?yán)@組上加1.3UN電壓，保持3min，對(duì)使用過或繞組局部更換過的電動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)時(shí)間可縮短為1min。試驗(yàn)直流電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣時(shí)，提高電壓應(yīng)以不使相鄰換向片間的電壓超過24V為條件。第二章金屬材料與熱處理第一節(jié)金屬材料的性能金屬材料的性能主要有物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能和工藝性能，這里我們主要介紹物理性能、力學(xué)性能和切削性能。一、金屬材料的物理性能1、密度物體的質(zhì)量和其體積之比值，稱為密度。符號(hào)為ρ，單位是g／cm3。表2.2—1是常用金屬材料的密度。表2.2—1常用金屬材料的密度材料名稱密度/g/cm3材料名稱密度/g/cm3鐵7.85鉛11.3銅8.89錫7.3鋁2.7灰鑄鐵6.8～7.4鎂1.7白口鐵7.2～7.5鋅7.19青銅7.5～7.9鎳8.9黃銅8.5～8.85密度的計(jì)算公式為： 式中ρ——密度，g／cm3；m一—質(zhì)量，g；V——體積，cm3。2、熔點(diǎn)物體在加熱過程中，開始由固體熔化為液體的溫度稱為熔點(diǎn)，用攝氏溫度℃來表示。每種金屬都有其固有的熔點(diǎn)。表2.2—2是常用金屬材料的熔點(diǎn)。表2.2—2幾種常用金屬材料的熔點(diǎn)材料名稱熔點(diǎn)/℃材料名稱熔點(diǎn)/℃純鐵1538鉻1765銅1083釩1900鋁658錳1230鈦1668鎂627鎳1455青銅850～9003、導(dǎo)電性金屬材料傳導(dǎo)電流的能力叫導(dǎo)電性。金屬材料中，金、銀的導(dǎo)電性最好，銅、鋁次之。4、導(dǎo)熱性金屬材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。純金屬的導(dǎo)熱性最好，合金較差。5、熱膨脹性金屬材料加熱時(shí)體積增大的性質(zhì)稱為熱膨脹性。二、金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能是指金屬材料在外力作用下所反映出來的性能。外力不同，產(chǎn)生的變形也不同，一般分為拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切和彎曲五種，如圖2.2—1所示。常用的力學(xué)性能有彈性、塑性、強(qiáng)度、硬度、韌性。1、彈性金屬在受到外力作用時(shí)發(fā)生變形，外力取消后其變形逐漸消失的性質(zhì)稱為彈性。2、塑性金屬材料在受外力時(shí)產(chǎn)生顯著的變形而不斷裂的性能稱為塑性。塑性可用拉伸試驗(yàn)中試棒的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來衡量。圖2.2－1金屬材料的變形形狀a)壓縮b)拉伸c)扭轉(zhuǎn)d)剪切e)彎曲(1)伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率是試樣拉斷后標(biāo)距增長(zhǎng)量與試樣拉伸前的原始標(biāo)距長(zhǎng)度之比，用百分?jǐn)?shù)表示，符號(hào)為，其計(jì)算公式如下(圖2.2—2)：圖2.2－1金屬材料的變形形狀a)壓縮b)拉伸c)扭轉(zhuǎn)d)剪切e)彎曲圖2.2－2試樣式中δ——伸長(zhǎng)率；LK——試樣拉斷后的長(zhǎng)度（mm）；L0——試樣拉伸前的原始標(biāo)距長(zhǎng)度（mm）。(2)斷面收縮率斷面收縮率是指試樣斷口面積的縮減量與拉伸前原始橫斷面的百分比。符號(hào)為ψ。計(jì)算公式為：式中F0——試樣拉伸前原始橫截面積（mm2）；FK——試樣斷裂處的橫截面積（mm2）。3、強(qiáng)度金屬在外力作用下，抵抗變形和破壞的能力稱為金屬的強(qiáng)度，常以抗拉強(qiáng)度為代表，用δb表示。單位為MPa或N／mm2。其計(jì)算公式如下： 式中Pb——試樣拉伸前承受的最大載荷（N）；F0——拉伸前試樣的橫截面積（mm2）。4、硬度金屬表面抵抗硬物壓入的能力叫硬度。硬度值愈大，表明材料的硬度愈高。根據(jù)壓頭和壓力不同，常用的硬度有布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HRC)。5、韌性金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌性(又稱韌性)，以aK表示，單位為J／cm2，其計(jì)算式為： 式中AK——沖擊吸收功（J）；F——試樣斷口處的橫截面積（cm2）。三、金屬材料的可切削加工性金屬材料的可切削加工性是指材料被切削加工的難易程度。它的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)通常是切削時(shí)所反映的生產(chǎn)率、刀具的壽命及是否容易得到規(guī)定的加工精度和表面粗糙度。影響金屬材料可切削加工性的有工件材料的硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、導(dǎo)熱系數(shù)等力學(xué)性能和物理性能。工件材料的硬度(含高溫硬度)越高，切削力越大；切削溫度越高，刀具的磨損越快，切削加工性越差。同理，工件材料強(qiáng)度越高，切削加工性也越差。工件材料的強(qiáng)度相同時(shí)，塑性和韌性大的，切削加工性差；但工件材料的塑性太小，切削加工性也不好。工件材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表示，導(dǎo)熱系數(shù)大的，材料導(dǎo)熱性能好，反之則差。切削時(shí)，在產(chǎn)生熱量相等的條件下，導(dǎo)熱系數(shù)高的工件材料，其切削加工性好些；相反，導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，刀具容易磨損，切削加工性較差。第二節(jié)碳素鋼含碳量小于2.11％的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡(jiǎn)稱碳鋼。碳鋼中除鐵、碳外，還有硅、錳有益元素和硫、磷有害雜質(zhì)。一、碳鋼的分類1、按含碳量分類有低碳鋼(含碳量≤0.25％的鋼)、中碳鋼(含碳量0.25％～0.60％的鋼)、高碳鋼(含碳量為>0.60％的鋼)。2、按質(zhì)量分類有普通碳素鋼(含硫、磷量較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含碳、磷量較低)、高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含硫、磷量很低)。3、按用途分類有碳素結(jié)構(gòu)鋼(一般屬于低碳鋼和中碳鋼，按質(zhì)量又分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)、碳素工具鋼(屬于高碳鋼)。二、碳素鋼的牌號(hào)表示方法、代號(hào)及符號(hào)1、碳素結(jié)構(gòu)鋼按照(GB700—88)規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成。代表屈服點(diǎn)的字母為“Q”；屈服強(qiáng)度σb的數(shù)值單位為“MPa”；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為“A、B、C、D”，“D”為優(yōu)質(zhì)級(jí)；脫氧方法符號(hào)“F”表示沸騰鋼，“b”表示半鎮(zhèn)靜鋼，“Z”表示鎮(zhèn)靜鋼，“TZ”表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，在牌號(hào)組成表示方法中，“Z”與“TZ”符號(hào)予以簡(jiǎn)略。如Q235一A·F牌號(hào)中：“Q”是鋼材屈服點(diǎn)“屈”字漢語拼音首位字母；“235”表示屈服強(qiáng)度為235MPa；“A”表示質(zhì)量等級(jí)為A；“F”表示沸騰鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼中Q195、Q215A(B)，Q235A(B)常用于制造受力不大的零件，如螺釘、螺母、墊圈等，以及焊接件、沖壓件、橋梁建筑等結(jié)構(gòu)件；Q255A(B)、Q275用于制造承受中等負(fù)荷的零件，如一般小軸、銷子、連桿、農(nóng)機(jī)零件等。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)量比碳素結(jié)構(gòu)鋼高。鋼號(hào)用兩位數(shù)字表示，它表示鋼平均含碳量的萬分之幾。如鋼號(hào)“30”表示鋼中含碳量0.30％。含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還應(yīng)將錳元素在鋼號(hào)后面標(biāo)出，如15Mn、30Mn等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途見表2.2－3。表2.2－3優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途牌號(hào)應(yīng)用舉例08、08F、10、10F、15、20、25用來制造沖壓件、焊接件、緊固零件及滲碳零件，如螺栓、鉚釘、墊圈、自行車鏈片等低負(fù)荷的零件30、35、40、45、50、55用來制造負(fù)荷較大的零件，如連桿、曲軸、主軸、活塞銷、表面淬火齒輪、凸輪等60、65、70、75用來制造軋輥、彈簧、鋼絲繩、偏心輪等高強(qiáng)度、耐磨或彈性零件3、碳素工具鋼碳素工具鋼均為優(yōu)質(zhì)鋼，含碳量在0.60％～1.35％范圍內(nèi)。碳素工具鋼的牌號(hào)用T加數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼在鋼號(hào)后加一個(gè)“A”，例如，T7表示含碳量為0.7％的碳素工具鋼；T10A表示含碳量為1.0％的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。碳素工具鋼的牌號(hào)、熱處理及用途見表2.2—4。表2.2－4碳素工具鋼的牌號(hào)、熱處理及用途牌號(hào)熱處理用途舉例淬火回火溫度℃介質(zhì)硬度(HRC)溫度℃硬度(HRC)不低于T7T7A789～800水60～63180～20060～62制造承受振動(dòng)與沖擊及需要在適當(dāng)硬度下具有較大韌性的工具，如鏨子、打鐵用模、各種錘子、木工工具、石砧(軟巖石用)等T8T8A760～780水60～63180～20060～62制造承受振動(dòng)及需要足夠韌性而具有較高硬度的各種工具，如簡(jiǎn)單模型、沖頭、剪切金屬用剪刀、木工工具、煤礦用鏨等T9T9A760～780水62～64180～20060～62制造具有一定硬度及韌性的沖頭、沖模、木工工具、鏨巖石用鏨子等T10T10A760—780水油62—64180～20060～62制造不受振動(dòng)及鋒利刃口上有少許韌性的工具，如刨刀、拉絲模、冷沖模、手鋸鋸條、硬巖石用砧子等T12T12A760～780水油62～64180～20060～62制造不受振動(dòng)及需要極高硬度和耐磨性的各種工具，如絲錐、鋒利的外科刀具、銼刀、刮刀等4、鑄鋼鑄鋼一般用于制造形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求較高的零件。根據(jù)用途不同，可分工程用鑄鋼和鑄造碳鋼兩類。(1)工程用鑄鋼工程用鑄鋼的牌號(hào)用字母ZG加兩組數(shù)字表示，“ZG”為“鑄鋼”兩字的首位漢語拼音字母；第一組數(shù)字表示最低屈服強(qiáng)度，第二組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。如ZG270—500表示屈服強(qiáng)度為270N／mm2，最低抗拉強(qiáng)度為500N／mm2的鑄造碳鋼。(2)鑄造碳鋼鑄造碳鋼的牌號(hào)用“ZG”加一組數(shù)字表示，“ZG”為鑄鋼的代號(hào)，后面的一組數(shù)字表示鑄造碳鋼的名義萬分碳含量。如ZG25表示含碳量為0.25％的鑄造碳鋼。第三節(jié)合金鋼合金鋼是在碳鋼中加入一些合金元素的鋼。鋼中常加入的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、W、V、Mo、Ti等。一、合金鋼的分類1、按用途分類(1)合金結(jié)構(gòu)鋼用于制造各種工程構(gòu)件和重要機(jī)械零件，如齒輪、連桿、軸、橋梁等。(2)合金工具鋼用于制造各種工具，如切削刀具、模具和量具。(3)特殊性能鋼用于制造具有某種特殊性能的結(jié)構(gòu)和零件。包括不銹鋼；耐熱鋼、耐磨鋼等。2、按鋼中合金元素總量分類有低合金鋼(合金元素總量<5％)、中合金鋼(合金元素總量5％～10％)、高合金鋼(合金元素總量>10％)。二、合金鋼的編號(hào)及用途1、合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用“兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字”表示。前兩位數(shù)字表示鋼中含碳量的萬分?jǐn)?shù)；元素符號(hào)表示所含合金元素；后面數(shù)字表示合金元素平均含量的百分?jǐn)?shù)。當(dāng)合金元素的平均含量<1.5％時(shí)，只標(biāo)明元素，不標(biāo)明含量。如60Si2Mn表示平均含碳量為0.60％，硅平均含量2％，錳含量<1.5％。2、合金工具鋼合金工具鋼的含碳量比較高(0.8％～1.5％)，鋼中還加入Cr、Mo、W、V等合金元素。合金工具鋼的牌號(hào)與合金結(jié)構(gòu)鋼大體相同，不同的是，合金工具鋼的含碳量大于1.0％時(shí)不標(biāo)出，小于1.0％時(shí)以千分?jǐn)?shù)表示。如9Mn2V表示平均含碳量為0.9％，錳平均含量2％，釩含量小于1.5％。3、特殊性能鋼特殊性能鋼的編號(hào)方法基本與合金工具鋼相同。如2Crl3表示含有0.2％的碳、13％鉻的不銹鋼。為了表示鋼的特殊用途，有的在鋼號(hào)前面加特殊字母。如GCrl5中的“G”表示作滾動(dòng)軸承用的鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼的牌號(hào)、熱處理及用途見表2.2—5、表2.2—6。第四節(jié)鑄鐵含碳量大于2.11％的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵中除鐵和碳以外，也含有硅、錳、磷、硫等元素。一、鑄鐵的分類根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形態(tài)不同，可將鑄鐵分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵。1、白口鑄鐵這類鑄鐵中的碳絕大多數(shù)以Fe3C的形式存在，斷口呈亮白色，硬度高、脆性大，很難進(jìn)行切削加工。主要用作煉鋼或制造可鍛鑄鐵的原料。2、灰鑄鐵鑄鐵中的碳大部分以片狀石墨形式存在，斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。3、球墨鑄鐵鑄鐵中的碳絕大部分以球狀石墨存在，故稱球墨鑄鐵。4、可鍛鑄鐵它由白口鑄鐵經(jīng)高溫石墨化退火而制得，其組織中的碳呈團(tuán)絮狀。表2.2—5合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、熱處理及用途牌號(hào)熱處理用途淬火℃回火℃毛坯尺寸mm40MnB850油500水、油25代40Cr鋼作轉(zhuǎn)向節(jié)、半軸、花鍵軸等40MnVB850油500水、油25可代替40Cr及部分代替40CrNi作重要零件，也可代替38CrSi作重要銷釘40Cr850油500水、油25作重要調(diào)質(zhì)件，如軸類，連桿螺栓、進(jìn)氣閥和重要齒輪等38CrSi900油600水、油25作載荷大的軸類件及車輛上的重要調(diào)質(zhì)件30CrMnSi880油520水、油25高強(qiáng)度鋼，作高速載荷砂輪軸、車輛內(nèi)外摩擦片等表2.2—6合金工具鋼的牌號(hào)、熱處理及用途類別牌號(hào)熱處理應(yīng)用舉例淬火回火淬火加熱溫度℃冷卻介質(zhì)硬度(HRC)回火溫度℃硬度(HRC)低合金刃具鋼9Mn2V780～810油≥62150～20060～62小沖模、沖模及剪刀、冷壓模、雕刻模、料模、各種變形小的量規(guī)、樣板、絲錐、扳牙、鉸刀等9SiCr860～880油≥62180～20060—62板牙、絲錐、鉆頭、鉸刀、齒輪銑刀、冷沖模、冷軋輥等Cr830～860油≥62150～17061—63切削工具如車刀、刮刀、鉸刀等，測(cè)量工具如樣板等，凸輪銷、偏心輪、冷軋輥等CrW5800～820水≥65150～16064～65慢速度切削硬金屬用的刀具如銑刀、車刀、刨刀等，高壓力工件用的刻刀等CrMn840～860油≥62130～14062～65各種量規(guī)與量塊等CrWMn820～840油≥62140～16062～65板牙、拉刀、量規(guī)、形狀復(fù)雜高精度的沖模等高速鋼W18Cr4V1200～1280油≥63550～57063～66制造一般高速切削用車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等9W13Cr4V1260～1230油≥63570～58067.5在切削不銹鋼及其它硬或韌的材料時(shí)，可顯著提高刀具壽命與被加工零件的表面粗糙度W6M05Cr4V21220—1240油≥63550～57063～66制造要求耐磨性和韌性很好配合的高速切削刀具，如絲錐、鉆頭等，并適于采用軋制、扭制熱變形加工成形等工藝來制造鉆頭等刀具W6M05Cr4V31220～1240油≥63550～570>65制造要求耐磨性和熱硬性較高的，耐磨性和韌性較好配合的，形狀較為復(fù)雜的刀具，如拉刀、銑刀等二、鑄鐵的牌號(hào)及用途灰鑄鐵的牌號(hào)由“HT”及后面的一組數(shù)字組成，數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度；可鍛鑄鐵由“KTH”或“KTB”、“KTZ”及兩組數(shù)字組成，“KT'’是可鍛鑄鐵的代號(hào)，“H”、“B”、“Z”分別表示“黑心”、“白心”及“珠光體”，前、后兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率；球墨鑄鐵的牌號(hào)由“QT”和兩組數(shù)字組成，其含義和可鍛鑄鐵表示方法完全一致?；诣T鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的牌號(hào)及用途見表2.2—7、表2.2—8、表2.2—9。表2.2—7灰鑄鐵的牌號(hào)及用途牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例HTl00低負(fù)荷和不重要的零件，如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等HTl50承受中等負(fù)荷的零件，如汽輪機(jī)泵體、軸承箱、工作臺(tái)、底座、刀架等HT200HT250承受較大負(fù)荷的零件，如氣缸、齒輪、油缸、閥殼、輪、床身、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器、軸承座等HT300HT350承受高負(fù)荷的重要零件，如齒輪、凸輪、車床卡盤床和壓力機(jī)的機(jī)身、床身、高壓液壓簡(jiǎn)、滑閥殼體等表2.2—8球墨鑄鐵的牌號(hào)及用途牌號(hào)應(yīng)用舉例QT400—15QT450—10閥體，汽車、內(nèi)燃機(jī)車零件，機(jī)床零件QT500—7機(jī)油泵齒輪，機(jī)車、車輛軸瓦QT700—2QT800—25—400HP柴油機(jī)曲軸、凸輪軸；氣缸體、氣缸套，活塞環(huán)，部分磨床、銑床、車床的主軸等QT900—2汽車的螺旋傘齒輪、拖拉機(jī)減速齒輪，柴油機(jī)凸輪軸表2.2—9可鍛鑄鐵的牌號(hào)及用途類別牌號(hào)應(yīng)用舉例黑心可鍛鑄鐵KTH300—06汽車、拖拉機(jī)的后橋外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、彈簧鋼板支座等，機(jī)床上用的板手，低壓閥門、管接頭和農(nóng)具等KTH330—08KTH350一10KTH370一12珠光體可鍛鑄鐵KTZ450—06曲軸、連桿、齒輪、凸輪鈾、播臂、活塞環(huán)等KTZ550—04KTZ650—02KTZ700—02第五節(jié)鋼的熱處理鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的方式來改變其內(nèi)部組織，從而獲得所需性能的一種工藝方法。熱處理的種類如下：1、退火把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下保溫，然后緩慢地冷卻到室溫，這一熱處理工藝稱為退火。常用的退火方法有完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。(1)完全退火將鋼加熱到預(yù)定溫度，保溫一定時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻的熱處理方法。它的目的是降低其硬度，消除鋼中的不均勻組織和內(nèi)應(yīng)力。(2)球化退火把鋼加熱到750℃左右，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至500℃以下，最后在空氣中冷卻的熱處理方法。其目的是降低硬度，改善切削加工性能。主要用于高碳鋼。(3)去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火亦稱低溫退火。它是將鋼加熱到500℃～600℃，經(jīng)一段時(shí)間保溫后，隨爐緩冷至300℃以下出爐。退火過程中，組織不發(fā)生變化。它主要用于消除金屬材料的內(nèi)應(yīng)力。2、正火將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后在空氣中冷卻的熱處理方法稱為正火。正火與退火的目的基本相同，但正火的冷卻速度比退火快，得到的組織較細(xì)。硬度、強(qiáng)度較退火高。3、淬火將鋼加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后快速在水(或油)中冷卻的熱處理方法。它是提高材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性的重要熱處理方法。(1)淬火劑淬火過程中的冷卻介質(zhì)稱為淬火劑。淬火劑有水、油或鹽、堿的水溶液。(2)常用淬火方法1)單介質(zhì)淬火法將加熱保溫后的鋼放入一種淬火劑中，冷卻至轉(zhuǎn)變結(jié)束，稱為單介質(zhì)淬火法。2)雙介質(zhì)淬火法淬火時(shí)，先將加熱保溫后的鋼件放入水中急冷，冷卻到一定溫度再放入油中冷卻，此法稱為雙介質(zhì)淬火。3)分級(jí)淬火將加熱保溫后的鋼件直接放入溫度為150℃～260℃的鹽液內(nèi)或堿液內(nèi)淬火，在該溫度下，停留一定時(shí)間，．然后取出在空氣中冷卻的一種方法。4、回火將淬火后的鋼重新加熱到某一溫度，并保溫一定時(shí)間，然后以一定的方式冷卻至室溫，這種熱處理方法稱回火?；鼗鹗谴慊鸬睦^續(xù)，經(jīng)淬火的鋼件須進(jìn)行回火處理。(1)回火目的1)減少或消除工件淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止工件在使用過程中變形和開裂。2)適當(dāng)調(diào)整鋼的強(qiáng)度和硬度，使零件獲得所需要的力學(xué)性能。3)穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。(2)回火種類1)低溫回火(150℃～250℃)目的是降低內(nèi)應(yīng)力、脆性，保持鋼淬火后的高硬度和高耐磨性。2)中溫回火(350℃～500℃)目的是提高彈性、強(qiáng)度，獲得較好的韌性。3)高溫回火(500℃～650℃)“淬火+高溫回火”也叫“調(diào)質(zhì)處理”。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的零件具有良好的綜合力學(xué)性能(足夠的強(qiáng)度與高韌性配合)。5、鋼的表面淬火是通過快速加熱，使工件表層迅速達(dá)到淬火溫度，不等到熱量傳到心部就立即冷卻的熱處理方法。常用的方法有：(1)火焰加熱表面淬火用“乙炔—氧”或“煤氣—氧”混合氣體燃燒的火焰直接噴射在工件表面，迅速達(dá)到淬火溫度，立即噴水冷卻的淬火方法。(2)感應(yīng)加熱表面淬火這種淬火方法是采用高頻(中頻或工頻)電流，使工件的表面產(chǎn)生一定頻率的感應(yīng)電流，將零件表面迅速加熱，然后迅速噴水冷卻的熱處理方法。6、化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理是將工件置于化學(xué)介質(zhì)中加熱保溫，改變表層的化學(xué)成分和組織，從而改變表層性能的熱處理工藝。常見的化學(xué)熱處理有以下幾種：(1)滲碳將鋼件放入含碳的介質(zhì)中，并加熱到900℃～950℃高溫下保溫，使鋼件表面提高含碳量，這一工藝稱為滲碳。(2)滲氮將氮滲入鋼件表層的過程稱為滲氮。其目的是提高零件表面的硬度、耐磨性。(3)液體碳氮共滲碳氮共滲是向鋼的表面同時(shí)滲入碳和氮的過程。第六節(jié)有色金屬及其合金工業(yè)上把鋼與鑄鐵叫黑色金屬，其它金屬及合金叫有色金屬。機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用的有色金屬主要有：鋁及鋁合金、銅及銅合金、軸承合金和硬質(zhì)合金。一、鋁及鋁合金1、純鋁純鋁為銀白色，熔點(diǎn)660℃，密度為2.7g／cm3，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，強(qiáng)度和硬度低，切削加工性好。鋁的牌號(hào)由“L+數(shù)字”表示，數(shù)字表示順序號(hào)(從1～6)，數(shù)字越大，純度越低。2、鋁合金在鋁中加入銅、錳、硅、鎂等合金元素就成為鋁合金。鋁合金根據(jù)加工方法不同，可分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。形變鋁合金具有良好的塑性，適于壓力加工；鑄造鋁合金塑性較差，不適宜壓力加工，只用于成形鑄造。二、銅及銅合金1、純銅純銅又稱為紫銅，密度為8.9g／cm3，熔點(diǎn)為1083℃，具有很好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和優(yōu)良的塑性，耐腐蝕，但強(qiáng)度不高，主要用作導(dǎo)電材料和導(dǎo)熱材料。純銅的牌號(hào)用字母“T”作為代號(hào)，代號(hào)后為順序號(hào)(1—4)，編號(hào)越大，純度越低。2、銅合金在銅中加入鋅、錫、鎳、鉛、鋁等金屬即可得到銅合金。銅合金可以分黃銅、青銅兩大類。黃銅是銅—鋅合金；青銅是銅—錫合金。第三章繞組的結(jié)構(gòu)及工藝第一節(jié)繞組的基本性能一、概述電機(jī)繞組是電機(jī)的關(guān)鍵部件，又是容易損壞的薄弱環(huán)節(jié)。這是由于它受電磁作用，熱作用和機(jī)械振動(dòng)作用，以及環(huán)境因素的影響等所致。電機(jī)的壽命和運(yùn)行的可靠性，主要取決于繞組的絕緣。因此，確定合理的絕緣結(jié)構(gòu)，正確掌握電機(jī)繞組的制造工藝，對(duì)提高繞組的壽命具有特別重要的意義。電機(jī)繞組的絕緣可分為主絕緣、匝間絕緣、股間絕緣和層間絕緣。在槽內(nèi)者稱為槽部絕緣，在端部者稱為端部絕緣。并繞導(dǎo)線中各股導(dǎo)線間的絕緣，稱為股間絕緣。線圈上下層之間的絕緣，則為層間絕緣。各種絕緣材料(包括粘合劑)采用不同的工藝方法，故構(gòu)成了不同的絕緣結(jié)構(gòu)。繞組絕緣結(jié)構(gòu)的熱性能，電性能以及力學(xué)性能等，是以絕緣結(jié)構(gòu)的整體表現(xiàn)出來的。它與單一絕緣材料的應(yīng)用是不能完全相同的。二、繞組絕緣的基本性能繞組的絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)具有產(chǎn)品所要求的耐熱等級(jí)，足夠的耐電強(qiáng)度，優(yōu)異的力學(xué)性能及良好的工藝性。1、耐熱等級(jí)電機(jī)常用的絕緣結(jié)構(gòu)，分為A、E、B、F、H、C六個(gè)耐熱等級(jí)。由于繞組絕緣的壽命與溫度有直接關(guān)系，因此電機(jī)