【正文】 功率 200W 額定轉(zhuǎn)速 min/1300r 電壓 /頻率 380 HzV 50/ 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 mN 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 從技術(shù)參數(shù)上我們可以看出電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩都大于 mN故我們選用的電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)足要求。我們必須選擇減速箱與電動(dòng)機(jī)配合使用。該減速箱的減速比為 。 。圖 32為電機(jī)，減速箱與主軸連接示意圖 . 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 圖 32 連接示意圖 電動(dòng)機(jī)的校核 電動(dòng)機(jī)的扭矩校核： 由于有減速箱的作用，所以電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于 ? mN 我們查得的 100YB200GY38 型伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)表 ，我們可知該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 mN 所以我們選擇的電動(dòng)機(jī)的扭矩符合要求。 其他四軸的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇和減速箱的選擇 我們選擇的電動(dòng)機(jī)的方法與 Z軸方向的電動(dòng)機(jī)選擇方法相同，故我們不再進(jìn)行計(jì)算直接選取型號(hào)。 減速箱型號(hào)： 100GF30RT（ X 軸）； 100GF60RT（ Y軸）。再加上小帶輪上的傳動(dòng)鏈加在包帶環(huán)上的正壓力。 而且包帶環(huán)的中存在的摩擦是銅與鋼之間的油潤(rùn)滑摩擦。 故啟動(dòng)時(shí)所需的沿著包帶環(huán)圓周切線方向的推力 39。 ???? ? 在包帶機(jī)的結(jié)構(gòu)裝配圖（ 1圖）中，我們量取，包帶環(huán)的直徑約為 mm350? 。1 ? 其中： ?39。 ?R 包帶環(huán)的半徑。1421 0 0 03 5 0801 ???? 由于，我們估算鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比大約等于 4，而我們?cè)O(shè)計(jì)的帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1，黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 所以整個(gè)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比大約為 4，我們推算電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 mNTT 所以我們選用的是常州寶馬公司的 110STM4010 型伺服電動(dòng)機(jī)。 m 最大電流 最大轉(zhuǎn)矩 12 N cm3 額定轉(zhuǎn)速 1000r/min 電機(jī)重量 最大轉(zhuǎn)速 2020 r/min 編碼器線數(shù) 2500P/rev 根據(jù)表中數(shù)據(jù)該伺服電動(dòng) 機(jī)瞬間最大轉(zhuǎn)矩為 12 N m,所以滿(mǎn)足啟動(dòng)要求。選擇合理、適合的電機(jī)，不僅能為包帶機(jī)精確、快速、穩(wěn)定的工作提供了必要的前提條件，同時(shí)，也避免了不必要的消耗和浪費(fèi)。而且在通過(guò)選擇之后，進(jìn)行了全面、正 確的校核，確保了所選電動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)代機(jī)床生產(chǎn)中，一般采用多 電機(jī) 拖動(dòng)，主軸和各進(jìn)給系統(tǒng)分別由各自的電機(jī)來(lái)拖動(dòng)。 主驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪 (以獲得更大的轉(zhuǎn)矩 )帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于 變頻器 的高性?xún)r(jià)比，所以變頻器在車(chē)床上使用非常普遍。然后再把直流電（ DC）變換為三相或單相交流電（ AC），我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱(chēng)為 “ 變頻器 ” （ inverter）。使用變頻器的家電產(chǎn)品中不僅有電機(jī)（例如空調(diào)等），還有熒光燈等產(chǎn)品。但用于熒光燈的變頻器主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。通常，變頻器安裝在控制柜中。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測(cè)上方比較好。那么 , 怎樣采能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢 ? 當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問(wèn)題。因此，要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小，就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對(duì)大容量變頻器更加有效。這樣效果也很好。同時(shí)，也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的，不能誰(shuí)替代誰(shuí)。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容， 1000m 每 5%。 比方說(shuō)在 1500m 的地方，但是周期性負(fù)載，如電梯，就不必要降容。 因 此開(kāi)關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 矢量控制 （ 1） 轉(zhuǎn)矩提升：此功能增加變頻器的輸出電壓，以使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電壓的平黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 方成正比的關(guān)系增加，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。對(duì)于常規(guī)的 V/F 控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降 低而相對(duì)增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。變頻器的這個(gè)功能叫做 轉(zhuǎn)矩提升 （ *1）。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對(duì)應(yīng)的提高。 矢量控制 把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。此功能對(duì)改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。對(duì)于變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過(guò)熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做 功率返回再生方法 。 關(guān)于提高制動(dòng)能力 為了用散熱來(lái)消耗再生功率，需要在變頻器側(cè)安裝制動(dòng)電阻。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 . (T=Te,P=Pe) 變頻器輸出頻率大于 50Hz 頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)期望靠增加變頻器的容量來(lái)解決問(wèn)題。 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 我們經(jīng)常聽(tīng)到下面的說(shuō)法： 電機(jī)在工頻電源供電時(shí)（ *1）時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些 。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻 電網(wǎng)供電的轉(zhuǎn)矩值。通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p些 減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。當(dāng)變頻器調(diào)速到大于 60Hz 頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低。當(dāng)電機(jī)以大于 60Hz 頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱(chēng)為恒功率調(diào)速 (P=Ue*Ie)。為滿(mǎn)足數(shù)控車(chē)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求，必須有以下性能 : （ 1）寬調(diào)速范圍，且速度穩(wěn)定性能要高 。 （ 3）加減速時(shí)間短 。 （ 5）噪聲低、震動(dòng)小、壽命長(zhǎng)。從上式可看出，電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調(diào) 節(jié)電 機(jī)轉(zhuǎn)速，而對(duì)于變頻器而言，其頻率的調(diào)節(jié)范圍是很寬的，可在 0～ 400hz（甚至更高頻率）之間任意調(diào)節(jié)，因此主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速即可以在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 變 頻器與數(shù)控裝置的聯(lián)系通常包括 ： （ 1）數(shù)控裝置到變頻器的正反轉(zhuǎn)信號(hào) 。 （ 3）變頻器到數(shù)控裝置的故障等狀態(tài)信號(hào)。 綜上所訴，我們選擇型號(hào)為 7200MA 的變頻器，其主要性能如下： 1. 新 世 代 高 功 能 泛 用 向 量 變 頻 器 2. 機(jī)種齊全， 3HP 以下采單 / 三相共用 3. 采用對(duì)話式 LCD 操作器，具有多國(guó)語(yǔ)言設(shè)定及參數(shù)拷貝功能 4. 輸 入 端 子 可 選 擇 SINK 或 SOURCE 介 面 方 式 （ OPTION ） 5. 標(biāo) 準(zhǔn) 內(nèi) 含 RS485 （ MODBUS ） 通 信 功 能 （ PROFIBUS 通 信 卡 ： OPTION ） 回授介面標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)含，外加 PG 即可作 V/F 閉回路控制，以提高速度精度 7. 標(biāo) 準(zhǔn) 內(nèi)含 PID 、簡(jiǎn) 易 PLC、 計(jì) 時(shí)功 能 及脈 波 輸出 ， 可 適用 不 同之 應(yīng) 用 8. 類(lèi)比輸出介面 2 組 ， 可 分 別 設(shè) 定 11 種 不 同 類(lèi) 比 輸 出 信 號(hào) 9. 具有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間累積及智慧型異常履歷機(jī)能，易于系統(tǒng)之維護(hù)管理 （定轉(zhuǎn)矩及遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載）過(guò)載保護(hù)功能及自動(dòng)省能源機(jī)能 ，有全域全自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升及自動(dòng)滑差補(bǔ)正機(jī)能 驅(qū)動(dòng)器的介紹 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。他的主要功能是接收來(lái)自主控制箱 (NC CARD)的信號(hào)，然后將信號(hào)進(jìn)行處理再轉(zhuǎn)移至馬達(dá)以及和馬達(dá)有關(guān)的感應(yīng)器 (SENSOR),并且將馬達(dá)的工作情況反饋至主控制 (MAIN CONTROLLER)。 斷路器 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 定義： 斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器，和低壓斷路器， 高低壓界線劃分比較模糊，一般將 3kV以上的稱(chēng)為高壓電器。它可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。 分類(lèi)： 按操作方式分有：電動(dòng)操作、儲(chǔ)能操作和手動(dòng)操作。 按使用類(lèi)別分有：選擇型和非選擇 型。 按動(dòng)作速度分有：快速型和普通型。 按安裝方式分有：插入式、固定式和抽屜式等。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) ,它和繼電保護(hù)配合 ,能迅速切斷故障電流 ,以防止擴(kuò)大事故范圍 .因此 ,高壓斷路器工作的好壞 ,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行； 高壓斷路器種類(lèi)很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路 器）、六氟化硫斷路器（ SF6 斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等 。帶有自由脫扣的斷路器，可以保證斷路器合于短路故障時(shí)，能迅速斷開(kāi)，避免擴(kuò)大事故范圍。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有 E 型和 C型鐵芯。 變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導(dǎo)線之線圈，并且彼此以電感方式稱(chēng)合一起。 一般指連接交流電源的線圈稱(chēng)之為「一次線圈」 (Primary coil)。在二次線圈的感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈問(wèn)的「匝數(shù)比」所決定的。 大部份的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結(jié)合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數(shù)比相同。由于此項(xiàng)升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附 屬物，提升輸電電壓使得長(zhǎng)途輸送電力更為經(jīng)濟(jì)，至于降壓變壓器，它使得電力運(yùn)用方面更加多元化，吾人可以如是說(shuō)，倘無(wú)變壓器，則現(xiàn)代工業(yè)實(shí)無(wú)法達(dá)到目前發(fā)展的現(xiàn)況。一般提供 60Hz 電力網(wǎng)絡(luò)之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個(gè)洲地區(qū)那般大的容量。 各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作 。對(duì)交流電流提供高阻抗，但對(duì)直流則提供低的阻抗 ?！缸杩埂蛊渲兄豁?xiàng)重要概念，亦即電子學(xué)特性之一，其乃預(yù)設(shè)一種設(shè)備，即當(dāng)電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個(gè)階層時(shí)，其間即使用到一種設(shè)備 變壓器。 電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm , 該磁通量稱(chēng)為主磁通 補(bǔ)充變壓器工作原理： 變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯 ）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。 不計(jì)一次、二次繞組的電阻和鐵耗，其間耦合系數(shù) K=1 的變壓器稱(chēng)之為理想變壓器 ， 描述理想變壓器的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為 ： e1(t) = N1 d φ/dt （ 42） e2(t) = N2 d φ/dt （ 43） 若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值均按正弦規(guī)律變化， 則有 ： 不計(jì)鐵心損失 ， 根據(jù)能量守恒原理可得 ， 由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系 。通常由含硅量較高，厚度分別為 mm\\ mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成 鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用 ， 鐵心結(jié)構(gòu)的基 本形式有心式和殼式兩種 繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成 。Uacute。Iacute。Oslash。Eacute。Eacute。 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應(yīng)電勢(shì) E1和 E2大小也不同，當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓 amp。1 和 amp。2 大小也就不同。Iacute。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過(guò)負(fù)載電流 amp。2 時(shí)，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時(shí)，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過(guò)兩部分電流，一部分為激磁電流 amp。0，一部分為用來(lái)平衡 amp。2，所以這部分電流隨著 amp。2變化而變化。 上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢(shì)平衡作用，變壓器就是通過(guò)磁勢(shì)平衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞 。P1)x100% 式中 η 為變壓器的效率 。在電流中勵(lì)磁電流不會(huì)隨著負(fù)載的增加而增加。假如你又說(shuō)了，變壓器沒(méi)有阻抗，那么當(dāng)變壓器流 過(guò)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生特別大電動(dòng)力，很容易使變壓器線圈損壞，雖然你有了一臺(tái)功率無(wú)限的變壓器但不能用。 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 結(jié) 論 本文主要研究了主要以下幾個(gè)方面： （ 1）對(duì)包帶機(jī)各部分機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與了解，對(duì)其相關(guān)技術(shù)有了一定的掌握。 （ 3）選擇了不同的電氣元件，并通過(guò)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)把這整個(gè)控制系統(tǒng)表述出來(lái)，使該系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 29 參考文獻(xiàn) [1] 周小謙 .中