电机及拖动实验装置

1. 河北机电职业技术学院的实训基地

学院建有近10个国家级和省级实训基地，包括国家数控技术技能型紧缺人才培养培训基地、国家示范性电工电子与自动化技术实训基地、装备制造实训基地、材料类专业实训基地、模具类专业实训基地、网络技术实训基地、物流专业实训基地、中专部实训基地等，还建成了50多个不同专业的实验实训室，是“河北省装备制造业职业教育集团”和“邢台市装备制造业职业教育集团”的牵头单位，形成了有特色的机、电专业群。学院有2个专业被评为省级示范专业，2门课程被评为省级精品课程。
电工电子与自动化技术
我院国家示范性电工电子与自动化技术实训基地占地5000平米，设备价值700余万元，现有电工基础、电子技术、电子工艺、电力电子、检测技术、高频电子、通信技术、维修电工、电机拖动、计算机控制、PLC、交直流调速、电力自动化、机电一体化、电工技术、电力拖动、自动化技术、电力仿真、数字控制、机器人、多功能仿真、专业技能、创新制作、电气与机电产品生产车间等20多个实训室,可同时容纳600多人进行实训。
基地实施开放化管理，学生参与教学设备和仪器的维护维修，可随时到实训室进行实践学习，自主提高专业知识与技能。基地主要完成电气自动化技术专业、机电一体化技术专业、电力系统自动化技术专业、应用电子技术专业、建筑电气工程技术专业、生产过程自动化技术专业以及其他有关专业的实践教学任务及学生的职业素质培养、职业技能训练和职业资格鉴定；同时充分发挥设备、师资和环境等方面的优势，在对企业职工技能培训、技术服务与研发等方面发挥了显著作用；先后承办了邢台市维修电工技能大赛、电工技师和高级技师鉴定、邢台市职工技能大赛等活动，取得了良好的社会效益，进一步调高了学院知名度，现已成为集“生产、教学、科研、培训、服务”五位一体的生产性实训基地。
机械制造与自动化
机械制造与自动化专业实训基地现有机械测量技术中心、机械制造技术中心、液压与气动控制中心、机械创新设计实训室及机械维修技术中心等6个实习实训场所。
机械制造技术中心
建成具有计算机工艺仿真与优化、工装夹具产品设计与实施、机械产品创新设计与制造三位一体的专业实训场所，同时可进行新工艺项目研发及社会服务。现有计算机52台套，计算机辅助工艺CAPP软件，三维造型软件，金属切削刀具、工艺展示柜、组合夹具等。
机械测量技术中心
主要为“极限配合与测量技术”课程实践教学、机械检查工工种鉴定、科研及社会培训而服务。现有仪器设备主要包括圆度仪，小模数齿轮测量机，万能工具显微镜，万能测长仪，表面形状测量仪，平面度检查仪，表面粗糙度测量仪等。
液压与气动控制中心主要承担“液压与气压传动”、“设备控制技术”等课程的实践教学、科研及社会培训而服务。现有液压传动及控制实训装置，液压、气动元件拆装实训台，气压传动及控制实训装置，典型液压系统维护维修装置等。
机械创新设计实训室
主要完成新产品设计、创新设计等教学、科研与社会服务工作。现有慧鱼创新组合模型、机器人综合训练平台等。
机械维修技术中心可完成常用机构机械的拆装、设备修理工艺制定与实施、设备故障诊断等教学科研任务。现有机械系统拆装实训台，机床主轴回转精度测量仪，平衡机，维修检具等。

2. 电机的发展和具体分类以及它们各自的应用

电机：也称电动机（俗称马达），是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机的发展史：电动机原理最早的提出者是英国的科学家法拉第，他首先证明了电力可以转变为旋转动力，而后据说是德国的雅克比最先将之付诸实践，制造出了第一台电动机。电动机最早先的样子是在两个U型磁铁中间安装了一个六臂轮，并在每个臂上带两根棒型磁铁，通电后磁铁的吸引力和排斥力推动轮轴转动。电动机在雅克比手上还有进一步的发展，他制造了一个大型的装置为小艇提供动力，并在易北河上试航，虽然当时的时速只达到了2.2公里，但这不影响电动机实验的成功。电动机的另一个发展者美国的达文波特，在几乎相同的时间里，也成功的制造了电动的印刷机，只可惜这个型号的印刷机成本太大，几乎没有商业价值。电动机被广泛应用的推动力来自直流电动机的问世，在1870年时比利时的工程师格拉姆发明了这种实用机械，并把它大量制造出来，而后还不断的对电动机的效率进行提高。电动机的另一个研究单位德国西门子也在努力研究，几乎也是在格拉姆成功的同一时间，西门子推出了电机车，这个不烧油的车在柏林工业展览会上获得一片喝彩声。交流电动机的发明是由美国发明家特斯拉完成的，最早的交流电动机根据电磁感应原理设计，结构比起直流电动机更为简单，同时也比起只能使用在电车上的直流电动机用途更广泛，它的发明让电动机真正进入了家庭电器领域。交流电动机问世之后，同步电动机、串激电动机、交流换向器电动机等也逐步被人们发明出来，并投入实际的生产，为人们的生活提供更多便利。电动机的发明和应用对人类来说具有极大的意义，可以说它为人类生活带来了翻天覆地的变化。 电机的种类：1．按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。 1.1 直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。 1.1.1 有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。 1.1.1.1 电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 1.1.1.2 永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 1.1 其中交流电机还可分：单相电机和三相电机。 2．按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。 2.1 同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 2.2 异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。 2.2.1 感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。 2.2.2 交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 3．按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4．按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机。 4.1驱动用电动机划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 4.2 控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。 5．按转子的结构划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6．按运转速度划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。 同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。 电机的应用：1：伺服电动机：广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。 伺服电动机有直流和交流之分，最早的伺服电动机是一般的直流电动机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。 2：步进电动机：主要应用在数控机床制造领域，由于步进电动机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。也可以用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。 3：力矩电动机：具有低转速和大力矩的特点。一般在纺织工业中经常使用交流力矩电动机，其工作原理和结构和单相异步电动机的相同。 4：开关磁阻电动机：是一种新型调速电动机，结构极其简单且坚固，成本低，调速性能优异，是传统控制电动机强有力竞争者，具有强大的市场潜力。 5：无刷直流电动机：机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广，寿命长，维护方便噪声小，不存在因电刷而引起的一系列问题，所以这种电动机在控制系统中有很大的应用。 6：直流电动机：具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以目前直流电动机的应用仍然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现以后。 7：异步电动机：具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。在家用电器中应用比较多，例如电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。 8：同步电动机：主要用于大型机械，如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设备或者充当控制元件。其中三相同步电动机是其主体。此外，还可以当调相机使用，向电网输送电感性或者电容性无功功率。

3. 什么是教学设备

石家庄加鹏科技有限公司是专业从事电子电器教学设备的研发、生产、销售的高新技专术企属业。公司拥有一批高素质的科研人才队伍，每位技术人员都具有良好的专业知识背景，多年的实战工作积累了丰富的设计、开发经验。我公司主要产品有实验系列及实训系列两大类几十个品种：
实验系列产品：电工技术实验台、电子技术实验台、电力电子技术实验台、电机拖动技术实验台、变频器及PLC可编程控制器实验台、过程控制实验装置、电力系统继电保护实验台、单片机综合开发实验台、测控技术及传感器等实验装置或实验箱。
实训系列产品：电工电子实训装置、机床电器技能考核实训装置、维修电工实训装置、电机拖动实训装置、电子工艺实训台、电子焊接实训台、电力电子实训装置、单片机技术实训装置、变频调速实训装置、PLC可编程控制器实训装置、过程控制等实训装置。
我公司与国内众多的高等院校、职业培训中心建立了良好的合作关系，真正实现了产品生产过程与学生实习的有机结合。同时，我公司注重于技术的开发，人才的培养，以雄厚的技术实力、优质的产品、良好的服务赢得广大客户和朋友的信赖，我公司将以诚信、专业、高效的理念，创金牌服务，为打造一流教学实验设备生产基地而奋斗！

4. 刘立山的工作情况

（一）主讲课程
主讲本科生课程：电机与拖动基础、单片机原理与应用、电子工艺与线路绘图、电力拖动自动控制系统等。主讲研究生课程：DSP原理与应用。
指导农业电气化与自动化专业硕士研究生6人。
（二）主持和参加的教学研究课题
教研课题
项目名称 起止时间 项目来源 项目编号 完成人员
电机绕组绕制实习内容、条件准备、实习组织及实习效果评价的研究 2005-2008 校级 刘立山、赵丽清、刘晓红
综合性、设计性继电接触器控制实验、实习装置的研制 2005-2008 校级 刘立山、龚丽农、李娟
单片机应用系统课程设计硬件平台的设计 2003-2006 校级 刘立山、李娟、匡军
《电机与拖动基础》教学内容与教学方法改革 2006-2008 校级 赵丽清 殷元元 刘立山 张惠莉 于艳
《电磁场》教学内容整合及教学方法研究 2006-2008 校级 于 艳 刘立山 张惠莉 王至秋 赵丽清 刘晓红
《单片机原理与应用》实验教学内容和教学方法研究 2008- 校级 赵丽清 员玉良 刘立山 李胜多 高春凤
课程建设
课程名称 主要完成人员 类别 起止时间 获奖等级
电工学 刘立山 龚丽农 梁安波 张惠丽 姜秋鹏 李娟 李胜多 于建东 王至秋 匡军 官洪民 庄振春 A 2003-2005
电工学 刘立山 龚丽农 梁安波 张惠丽 姜秋鹏 李娟 李胜多 于建东 王至秋 匡军 官洪民 庄振春 校级优秀课程 2003-2005
电工学 刘立山 龚丽农 张惠莉 李娟 梁安波 姜秋鹏 李胜多 李新成 匡军 王至秋 校级精品课程 2007-
出版教材
2001．9 模拟电子技术基础 石油大学出版社 主编
2001．8 单片机原理与应用 中国水利水电出版社 主编
1999．8 电工技术 石油大学出版社 主编
（三）获奖教学成果
电工技术、电子技术、电机拖动实验教学的优化设计及实验装置的研制 1 校级 优秀教学成果一等奖 莱阳农学院 1999.9
多媒体课件 《电力拖动自动控制系统》 2 校级 良好 莱阳农学院 2003.7
多媒体课件 《自动控制原理（二） 》 2 校级 良好 莱阳农学院 2003.7
多媒体课件 《自动控制原理（一） 》 4 校级 良好 莱阳农学院 2002.7
（四）教学研究论文
空间电压矢量形成旋转磁场的原理分析 刘立山 《电气电子教学学报》 2008.8（第30卷，第4期）56-60
电感概念讲授方法的改革 刘立山、李娟 《兰州理工大学学报》中国高等学校电工学研究会第12届学术年会 2008.5 第34卷 页193
单级放大电路的稳、动态一体化分析方法 刘立山、赵丽清 《兰州理工大学学报》中国高等学校电工学研究会第12届学术年会 2008.5 第34卷 页15 （一）学术成就概述
近几年主持完成省教委课题一项，课题题目：数控远红外果蔬脱水干燥工艺及设备研究。完成社会横向课题多项。包括：全自动整流子点焊机的研制，单片机控制全自动豆浆加工机的研制，种子干燥机的研制，电容储能式点焊机的研制等。发表论文20余篇。目前承担院级科研课题一项，题目是：基于USB接口的运动控制系统的研究，科研经费2.5万元。主要从事运动控制与过程控制、单片机与DSP应用开发等方面的研究。
（二）主持和参加的科研项目
数控远红外果蔬脱水干燥工艺及设备研究 山东省教委， 1999.3， 2.5万， 国内领先， 第1位
电工技术、电子技术、电机拖动实验教学的优化设计及实验装置的研制 院课题，1999.9 ，院优秀教学成果一等奖 ，第1位
单片机控制塔机安全保护装置的研制 院课题 ， 0.6万 ，2002.9 第1位
单片机控制豆浆加工机的研制 莱阳市祝康电器厂资助， 1.6万，2001.6 第1位
机械式塔机安全保护装置的研制 院课题 ， 0.5万， 2001.9 第3位
作物种子干燥机的研制 院农学系旱作技术研究室资助， 1.8万， 2001.7 第1位
基于USB接口的运动控制系统的研制 2万 2006- 第1位
（三）科研论文
1 作物种子干燥机单片机温度控制器 刘立山 《测控技术》 2003年第9期 1 64-65
2 滚筒式作物种子干燥机自动控制装置的研制 刘立山 《农业工程学报》 2004.7 第20卷第4期 1 108-111
3 根轨迹绘制中的特殊问题 刘立山 《工业仪表与自动化装置》 2003年第1期 2 3-5
4 小型种子干燥机温度测控系统的研究 刘立山 《山东农机》 2003年第2期 2 7-9
5 滚筒式种子干燥机设计与试验 刘立山 《农业机械学报》 2004.9 第35卷第4期 1 77-80
6 基于单片机的电动机机械特性测试系统的研究 刘立山 《青岛农业大学学报》 2008年6月（第25卷第2期） 1 150-152
7 作物种子干燥机单片机温度控制器 刘立山 《计算机与农业》 2003年11月（综合版） 1 9 10
12 梨黑星病菌侵染测报器的设计 刘立山 《青岛农业大学学报》 2007年3月（第24卷第1期） 3 65-67
13 一种低成本、高精度模数转换电路的设计 刘立山 《青岛农业大学学报》 2007年6月（第24卷第2） 1 136-139
14 种子干燥机智能温度控制器设计 刘立山 《电工技术》 2003.9（第9期，总第273期） 1 34-35
15 基于PC-104总线的CAN通讯卡的设计与实现 刘立山 《计算机测量与控制》 2004.7（第12卷） 2 672-674
16 基于单片机的电动机机械特性测试系统 刘立山 《仪器仪表用户》 2008年第6期 1 34-35
17 基于MSP430单片机的便携式多功能测温仪 刘立山 《仪器仪表用户》 2008年第1期 1

5. 求实验：《直流电机测速》的电路图。

电动机是主要的驱动设备,目前在电力拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ-D拖动系统,取代了笨重的发电动一电动机的F-D系统,又伴随着微电子技术的不断发展,中小功率直流电机采用单片机控制,调速系统具有频率高,响应快

6. 上海东方教具有限公司职业教育成套设备产品目录

上海东方教具有限公司提供丰富的职业教育成套设备，以满足不同领域的教学需求。以下是部分产品的详细介绍：

DF电学系列教学实验装置，DF-DGD701型号专用于电工电子技术实践，DF-DT701电机拖动实验单元则让学生深入理解电机控制原理。DF-DBQ则是可编程控制器实验装置，培养学生的程序设计能力。

DF-DX12电工电子综合实验台，集多功能于一体，提供全面的电子技术实验体验。DF-MDZ701和DF-SDZ701分别是模拟电路和数字电路实验箱，帮助学生掌握电路理论。DF-GPDZ701则聚焦高频电子技术，DF-PLC701则是可编程控制器实验箱，提升逻辑思维能力。

DF-DGDZ702是针对电工电子技术的全面装置，电子电工实验箱也提供全面的基础实验体验。DF-KC05A单片机存储器可编程综合实验装置，DF-BPT055A变频调速器实训装置，DF-PL05C单片机综合实验室实训，DF-DPJ05B单片机应用技术实验，涵盖了微控制器应用的广泛领域。DF-GQZ05工业自动化综合实验室实训装置，让学生熟悉工业自动化技术。

在机动车驾驶教育方面，公司提供机动车驾驶人员场路考系统，包括场内道路驾驶考试系统路考仪，电子智能红外线桩考仪，电脑万能变库桩考仪，以及汽车驾驶模拟系统和汽车电路学生实习台，帮助学员提升驾驶技能。

透明整台汽车及部件总成模型，让学生直观理解汽车构造，而汽车程控示教板则让学生在实践中掌握汽车控制技术。制冷、制热与空调系统实验室成套设备，包括中央空调设备和热工类教学设备，适合学习暖通空调技术。流体力学类教学设备用于教学物理流体动力学，制图实验室成套设备则在图形绘制和解析中发挥作用。财会模拟实验室成套设备则是财务实训的理想选择。

东方教具（上海东方教具有限公司）创建于1993年，总部设在国际大都市上海，是专业从事现代教学设备以研究开发、生产、销售、安装、维护为一体的高科技企业，是中国最大的教具生产厂家之一。

7. 范德格拉夫起电机原理

范德格拉夫起电机原理：范德格拉夫起电机通过传送带将产生的静电荷传送到中空的金属球表面。范德格拉夫起电机非常易于获得非常高的电压，现代的范德格拉夫起电机电势可达500万伏特。

范德格拉夫起电机（Van de Graaff generator），又称范德格拉夫加速器，是一种用来产生静电高压的装置。该装置于1929年由荷兰裔美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫发明。

范德格拉夫起电机通过传送带将产生的静电荷传送到中空的金属球表面。范德格拉夫起电机非常易于获得非常高的电压，现代的范德格拉夫起电机电势可达500万伏特。

范德格拉夫起电机运用

范德格拉夫起电机球形罩上的电荷能产生超过一千万伏特的电压。在核物理实验中，如此高的电压可用来加速各种带电粒子，如质子、电子等。

此外，这种起电机也可用来演示很多有趣的静电现象，如使头发竖立起来、吸引发泡胶球、产生电火花、用电风使风车旋转等。透过这些现象，我们可以更了解静电的特质。

2、吸引发泡胶球

当发泡胶球移近起电机的球形罩时，发泡胶球中分子内的电荷分布将发生变化。在分子内，正负两极的电荷被轻微地分离，产生所谓极化的现象。此时球形罩上的电荷与分子内相反的电荷产生微小的吸力，从而吸引整个发泡胶球。

3、产生电火花

把接地的金属小球移近起电机的球形罩时，强大的电场使电荷由球形罩跃向金属小球，在空气中产生大量离子和电子。因为离子的能态比不带电的空气分子高，所以它们便自发地释放能量，产生火花。这是在空气中的放电现象，例如闪电就是电荷从一片云跃向另一片云或地面的放电现象。

4、产生电风

带电导体的尖端区域具有较高的表面电荷密度，而电荷密度越高，所产生的电场越强。而强大的电场使尖端周围的空气分子电离，空气中与导体电荷相反的离子或电子被尖端吸引，而那些与导体电荷相同的离子或电子则被尖端排斥到远处，这现象称为尖端效应。离子运动时拖动空气分子，产生电风，可使扇叶转动。

8. 皮带输送机电机功率选型如何计算

方法如下：

1、先计算传动带的拉力=总载重量*滚动摩擦系数

2、拉力*驱动轮的半径=驱动扭矩

3、根据传送速度，计算驱动轮的转速=传送速度/驱动轮的周长

4、电机的功率（千瓦）=扭矩（牛米）*驱动轮转速(转/分）/9550

5、计算结果*安全系数*减速机构的效率，选取相应的电动机。

胶带输送机又称皮带输送机，输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。

胶带输送机可在环境温度-20℃至+40℃范围内使用，被送物料温度小于60℃。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。

(8)电机及拖动实验装置扩展阅读：

带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。

驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。

可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。