【正文】 異步電動機一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 1—集電環(huán)； 2—電刷； 3—變阻器 圖 34 繞線形轉(zhuǎn)子與外加變阻器的連接 ② 籠形繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個銅環(huán)（稱為端環(huán)）把導(dǎo)條連接起來，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖 35（ a）所示。 （ 2）轉(zhuǎn)子繞組 異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機與籠形異步電動機。這六個出線端在接線盒里的排列如圖 33 所示 ，可以接成星形或三角形。中、小型三相電動機多采用圓漆包線，大、中型三相電動機的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。電角度。三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，且每個繞組又由若干線圈連接而成。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。 （ 2）定子鐵心 異步電動機定子鐵心是電動機磁路的一部分，由 ～ 厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖 32 所示。 接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護和固定繞組的引出線端子。 端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。中、小型三相電動機的機座還有兩個端蓋支承著轉(zhuǎn)子，它是三相電動機機械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 （ 1）外殼 三相電動機外殼包括機座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 圖 31 封閉式三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)圖 1—軸承； 2—前端蓋； 3—轉(zhuǎn)軸； 4—接線盒； 5—吊環(huán)； 6—定子鐵心； 7—轉(zhuǎn)子； 8—定子繞組； 9—機座； 10—后端蓋； 11—風(fēng)罩； 12—風(fēng)扇 1．定子部分 定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 第三章 三相異步電動機的工作原理及結(jié)構(gòu) 三相異步電動機的結(jié)構(gòu) 三相異步電動機的種類很多，但各類三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 3）根據(jù)需要對重要的 I/O 信號，可選用 2 重化或 3 重化的 I/O 接口單元。 （ 2） I/O 接口單元的冗余 ① 控制回路的多點 I/O 卡應(yīng)冗余配置。 （ 1） 控制單元的冗余 ① 重要的過程單元： C P U（包括存儲器）及電源均應(yīng) 1B1 冗余。 由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應(yīng)用項目的正常投運，一般要求 P LC 的存儲器容量，按 256 個 I/O 點至少選 8K存儲器選擇。如果 P LC 本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對 提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源。 P LC 的供電電源，除了引進設(shè)備時同時引進 P LC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外，一般 P LC 的供電電源應(yīng)設(shè)計選用 220VAC 電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可 控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。從應(yīng) 用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。要求輸入 — 輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的可編程序控制器或采取其他措施。由掃描工作方式引起的滯后時間最長可達到兩個多掃描周期。 輸入模塊的 C PU 濾波電路用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作是產(chǎn)生的抖動引起的不良影響，濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為 10ms 左右。這時才是 P LC 真正的輸出。例如：算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳達等。并對控制線路進行邏輯運算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)。所以輸入如果是脈沖信號，它的寬度必須大于一個掃描周期 ，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。如圖 所示。 當(dāng)用戶程序較長時，指令執(zhí)行時間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。 掃描周期可編程序控制器在 RUN 工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次圖 所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期，其典型值為 1~100ms。 若梯形圖中輸出繼電器線圈斷電對應(yīng)的輸出映像寄存器為“ 0”狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作。體型圖某一輸出繼電器的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出映像寄存器為“ 1”狀態(tài)。在執(zhí)行指令時，從輸入映像寄存器或別的元件映像寄存器中將有關(guān)編程元件的 0/1 狀態(tài)讀出來，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運算，運算結(jié)果寫入到對應(yīng)的元件映像寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 可編程序控制器的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按步序號順序排列。外接的輸入觸點電路斷開，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“ 0”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點接通。在輸入處理階段，可編程序控制器把所有外部輸入電路的接通 /斷開（ ON /OFF）狀態(tài)讀入輸入寄存 器。 在可編程序控制器的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。 當(dāng)可 編程 序控 制器 處于 停 止（ S TO P）狀態(tài)時，只執(zhí)行以上的操作?？删幊绦蚩刂破鳈z查 C PU 模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。由于計算機執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入 輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時完成的。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可如上圖編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個階段。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。 通用 P LC 應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但 P LC河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。大型 P LC 使用另外一個 CPU 來完成模擬量的運算。 P LC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒。 P LC 每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。運行時按存儲程序 的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。綜合相關(guān)資料， 20xx 年全球 P LC 的銷售收入為 100 億美元左右，在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。隨著工廠自動化程度的不斷提高和 P LC 市場容量基數(shù)的不斷擴大，近 年來 P LC 在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。今天的 P LC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。同時， P LC 的功能也不斷完善。整個機座安裝在基座 8 上。這種結(jié)構(gòu)有制造簡單、成本低、安裝調(diào)整方便等優(yōu)點。另外機座還要求 有足夠大的安裝基面，以保證機械手工作時的穩(wěn)定行。這種末端執(zhí)行器由于楔塊和滾子之間為滾動接觸，摩擦力小，活動靈活，且機構(gòu)簡單。當(dāng)電機帶動連桿前進時，通過楔塊 4 的斜面和杠桿 1，使兩個手抓產(chǎn)生加緊動作和加緊力。 本文設(shè)計的機械手采用的是楔槽杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器。但其機械機構(gòu)繁雜，體積大，制造精度要求高。 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 回轉(zhuǎn)型夾持器結(jié)構(gòu)較簡單，但當(dāng)所夾持的工件直徑有變動時，將引起工件軸心的偏移。回轉(zhuǎn)型手抓有可分為單支點和雙支點回轉(zhuǎn)型，按夾持方式可以分為外夾式和內(nèi)撐式。用調(diào)整的方法可 消除間隙，傳動精度高。機械手的橫向運動采用的便是滾動螺旋傳動。滾珠在返回時與螺桿脫離接觸的循環(huán)叫外循環(huán)（如圖 12 所示）。按循環(huán)方式的不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。 （ a）螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動 (b)螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并 移 動 圖 11 傳導(dǎo)螺旋機構(gòu)與滑動螺旋機構(gòu)的區(qū)別 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 3．滾動螺旋機構(gòu) 螺旋副內(nèi)為滾動摩擦的螺旋機構(gòu)，稱為滾動螺旋機構(gòu)或滾珠絲杠。一般要求用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力，多用在工作時間短，速度較低的場合。根據(jù)機構(gòu)的組成及運動方式，滑動螺旋機構(gòu)又分為以下兩種?；瑒勇菪龣C構(gòu)所用的螺紋為傳動性能好，效率高的矩形、梯形和鋸齒形螺紋。 螺旋機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳動平穩(wěn)，無噪聲易于自鎖等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞 ： 機械手， PLC ，變頻器，交流電機 河南理工畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 目錄 摘要 ........................................................................................................... 3 第一章 機械手機械結(jié)構(gòu) .......................................................................... 5 傳動機構(gòu) ........................................................................................ 5 機械手夾持器和機座的結(jié)構(gòu) ............................................................. 6 第二章 可編程控制 PLC ........................................................................ 9 P LC 簡介 ......................................................................................... 9 P LC 的工作原理 .............................................................................10 P LC 機型的選擇方法 .......................................................................12 第三章 三相異步電動機的工作原理及結(jié)構(gòu) ........................................ 15 三相異步電動機的結(jié)構(gòu) ...................................................................15 三相交流電機工作原理 ...........................