质检人员培训教材doc.docx

1、质检人员培训教材doc质检人员培训教材 山东华力电机集团股份有限公司质检人员培训教材第一章 电动机工作原理一、 熟知的几个定理定律1 、电能生磁：1820年丹麦科学家奥斯特通过实验发现电流的周围存在着磁场。2、电流所产生的磁场方向如何判断呢？法国科学家安培通过实验制定了安培定则，又称右手螺旋定则，通过它我们既可以判断出电流产生的磁场方向，也可以在已知磁场方向时判断电流方向。安培定则如下：（1）直线电流时，以右手拇指指向电流方向，则弯曲四指的指向即为磁场的方向。（2）环行电流时，以右手弯曲的四指表示电流方向，则右手拇指所指方向即为磁场方向。 S3、变磁生电：1831年法拉第又发现当导体相对于磁场

2、运动而切割磁力线或线圈中的磁通发生变化时，在导体或线圈中都会产生感生电动势，若导体或线圈是闭合回路的一部分，则导体或线圈中将产生电流。4、直导体中产生的感生电动势方向用右手定则来判断：平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场N极，以拇指指向表示导体运动的方向，则其余四指的指向就是感生电动势的方向。5、电磁生力：实验证明通电导体在磁场中又会受到电磁力的作用。6、电磁力的方向可用左手定则判断：平伸左手使拇指垂直其余四指，手心正对磁场的N极，四指指向电流的方向，则拇指的指向就是通电导体的受力方向。二、三相异步电动机的工作原理电动机分为固定部分的定子和旋转部分的转子，定子中的三相绕组是固定的，但它

3、接通三相交流电后，会在定子与转子的气隙中产生旋转的磁场，促使转子也跟着旋转磁场旋转，因此旋转磁场的产生是三相交流异步电动机旋转的先决条件，下面首先具体介绍一下旋转磁场。（一）旋转磁场1、 旋转磁场的产生在我们所讨论的三相异步电动机中，旋转磁场是由定子绕组中通入的三相正弦交流电产生的，其波形图如下图c所示，通电后每一相绕组都产生相应的磁场，下面我们以最简单的按星形连接的两极定子绕组为例，来证明三相绕组所产生的合成磁场是一旋转磁场。图a为两极三相绕组剖面排列图，图b为星形连接的三相绕组的电流的参考方向，为分析方便，我们规定每相绕组电流的正方向是从首端u1、v1、w1流入（用表示），从尾端u2、v2

4、、w2流出（用 表示），当电流为正值时，电流的实际方向与规定的正方向相同，当电流为负值时，表明电流的实际方向与规定的正方向相反，而磁场的方向我们可根据电流的方向按右手螺旋定则来判定。a.两极三相绕组剖面排列图 b.电流的参考方向 c.波形图t=0 t=90 t=180t=270 t=360 从图中可以看出，三相绕组通电后所产生的合成磁场是一对磁极，即我们所说的两极电机，而且随着三相交流电变化一周，其所合成的磁场也按顺时针方向旋转了一周，由此可以证明三相定子绕组所产生的合成磁场是一旋转磁场。2、 旋转磁场的旋转方向 三相交流电按正序u-v-w顺时针接入电动机的u相、v相、w相绕组时,由此所产生的

5、磁场的转向也是顺时针的（即由电流相位超前的绕组转向电流相位落后的绕组），如果任意调换电动机两相绕组所接交流电的相序，比如u相绕组仍接u相交流电，v相绕组接w相交流电，w相绕组接v相交流电，此时三个电流的相序是逆时针的，则由此产生的旋转磁场的转向也是逆时针的（也是由电流相位超前的绕组转向电流相位落后的绕组）。由此可以得出结论：电动机的旋转磁场的转向，也即电动机转子的转向是由接入三相绕组的电流相序决定的，即三相交流电按正序u-v-w分别对应接入电动机绕组u-v-w的时，电动机按顺时针方向旋转，而只要调换电动机任意两相绕组所接的电源相序，旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。3、 旋转磁场的旋转速度

6、刚才我们所举的例子当中所产生的旋转磁场合成的只是一对磁极，该电动机即称为两极电动机，当三相交流电变化一周时，两极电动机产生的旋转磁场也正好旋转一周，所以两极旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度，即三相交流电的频率f，由于我国工业及生活用电的频率一般为50HZ，即每秒钟三相交流电变化50次，同时旋转磁场也旋转了50转，转速一般用分钟表示，所以两极电动机的同步转速为：ns=6050=3000转/分钟如果三相绕组通电后合成的磁场有两对磁极即四极电机，则当三相交流电完成一周交变时，其合成磁场只旋转了半圈，所以四极电动机旋转磁场的转速只有两极电动机旋转磁场转速的一半，即ns=6050/2=1500转/

7、分钟。以此类推，三相异步电动机定子绕组如有p对磁极，则旋转磁场的转速ns=60f/p,其中ns指旋转磁场的转速 f指三相交流电的频率 p指磁极对数。（二）三相异步电动机的工作原理1、 三相异步电动机的转动原理（1） 转子感生电流的产生 当电动机的定子绕组通以三相对称交流电时，在定子和转子间便产生以转速ns旋转的旋转磁场(电能生磁)，由于转子开始时是静止的，所以转子导体将被旋转磁场切割，根据相对运动的原理，我们也可以把磁场看成不动，而转子导体相对磁场旋转切割磁力线从而产生感生电动势（即1831年法拉第发现的电磁感现象也称“动磁生电”），由于转子导体两端已被短路环短接，导体已构成闭合回路，所以转子

8、导体内也相应产生感生电流。（2） 转子电磁力矩的产生 有感生电流的转子导体即为通电导体，通电导体在磁场中就会受到电磁力的作用（电磁生力），产生电磁力矩带动转子旋转，而且我们还可以根据左手定则判断出转子导体的旋转方向，与旋转磁场的方向是相同的，只不过是以略小于旋转磁场转速ns的速度运转的。（如图所示）2、 三相异步电动机的转速与转差率电动机的转子产生感生电流并受电磁转矩作用产生旋转,主要是由于转子和旋转磁场间存在着相对运动，也就是说二者之间保持着一定的转速差，这是异步电动机能正常运行的必要条件，如果转子转速达到旋转磁场的转速，即达到同步转速时，二者间相对静止，转子导体也就不再作切割磁力线的运动，

9、于是转子导体也就不能产生感应电动势，当然也不可能有感生电流和电磁转矩，转子转速就会开始变慢，而另一方面，一旦转子转速变慢，转子与旋转磁场间又重新产生相对运动，使转子重新受到电磁转矩的作用，迫使转子加快转速，这对矛盾的结果，必然会使转子转速最后基本稳定在某一转速n上，由于这类电机的转速n总是低于同步转速ns，所以把这类电机叫做异步电动机，又因为这类电动机的转子电流是由电磁感应产生的，所以也把它们叫做感应电动机。 为表示三相异步电动机的转速和同步转速之间的关系，我们引入转差率的概念，所谓转差率就是同步转速ns与转子转速n之差对同步转速ns之比，用s表示，即：s=(ns-n)/ns 转差率是电动机的

10、一个重要参数，我们要记住其三个特定的工作点：（1） 电动机启动的瞬间，旋转磁场虽已产生但转子尚未转动，此时n=0,则s=1；（2） 电动机空载运行时，空载阻力很小，转速很高n0约等于ns，所以s很小，一般在0.005左右；（3） 电动机额定运行时，有额定转速nN，额定转差sN，0sNpt,则这批产品不予接收。但实际中除非进行全检，不可能获得p的 实际值，因此不能以此来对批的可接收性进行判断。 在实际抽样检验过程中，将上述批质量判断规则转换为一个具体的抽样方案。最简单的一次抽样方案由样本量 n和用来判定批接收与否的接收数 Ac 组成，记为（n，Ac）。 记 d 为样本中的不合格（品）数，令 Re

11、= Ac+1，称为拒收数。实际抽样检验对批质量的判断也即对批接收性的判断规则是：若 d 小于等于接收数 Ac，则接收批；若 d 大于等于Re，则不接收该批。上述一次抽样的判断过程的流程图如图 3.1-1 . 图3.1-1一次抽样方案的程序框图二次抽样对批质量的判断允许最多抽两个样本。在抽检过程中，如果第一个样本量 n1 中的不合格（品）数 d1 不超过第一个接收数 Ac1，则判断批接收；如果 d1 等于或大于第一个拒收数Re1，则不接收该批；如果 d1 大于 Ac1，但小于 Re1，则继续抽第二个样本，设第二个样本中不合格（品）数为 d2，当d1+ d2 小于等于第二个接收数 Ac2时，判断该

12、批产品接收，如果 d1+ d2大于或等于第二个拒收数 Re2（= Ac2+1），则判断该批产品不接收。其抽检程序如图 3.1-2 所示。 图3.1-2二次抽样方案的程序框图在抽样检验中抽样方案实际上是对交检批起到一个评判的作用，它的判断规则是如果交检批质量满足要求，即ppt,抽样方案应以高概率接收该批产品，如果批质量不满足要求，就尽可能不接收该批产品。因此使用抽样方案关键问题之一是确定批质量标准，明确什么样的批质量满足要求，什么样的批质量不满足要求，在此基础上找到合适的抽样方案。 在生产实践中由于检验的对象不同，质量指标也有所不同。如单件小批生产，或从供方仅采购少数几批产品，或由于生产质量不稳

13、定，批与批质量相差较大，往往视为孤立批。为保证产品质量一般对单批提出质量要求，提出批合格质量水平或不可接受的质量指标，如果标准型抽样方案的p0，p1,孤立批抽样方案 GB/T15239 中的 LQ。如果企业大量或连续成批稳定的生产，或从供方长期采购，质量要求主要是对过程质量提出要求，如 GB/T2828.1.1 中的AQL指标。有些质量指标既不是对单个生产批的，也不是针对过程的，而是对企业检验后的平均质量提出要求，如企业产品进入市场后的质量，或长期采购的产品进厂后的平均质量都是检验后的平均质量。又如企业的质量目标出厂不合格品率 500ppm，这也是检后的平均质量要求（见 AOQL）。根据批、过

14、程和检后的平均质量要求都可以设计抽样方案，质量要求不同，设计的抽样方案不同。但无论哪种方案起到的作用应该是一样的，即满足质量要求的批尽可能接收，不满足要求的批尽可能不收。换句话说，即应以高概率接收满足质量要求的批；而以低概率接收不满足质量要求的批。 四、抽样方案的特性 在抽样检验中，抽样方案的科学与否直接涉及生产方和使用方的利益，因此在设计、选择抽样方案的同时应对抽样方案进行评价，以保证抽样方案的科学合理。评价一个抽样方案有以下几种量，这些量表示抽样方案的特性。 （一）接收概率及抽检特性（OC）曲线 根据规定的抽检方案，把具有给定质量水平的交检批判为接收的概率称为接收概率。接收概率Pa 是用给

15、定的抽样方案验收某交检批，结果为接收的概率。当抽样方案不变时，对于不同质量水平的批接收的概率不同。接收概率的计算方法有三种： （1）超几何分布计算法 （3.1-7）此式是有限总体计件抽检时，计算接收概率的公式。 式中从批的不合格品数 D 中抽取 d 个不合格品的全部组合数； 从批的合格品数 N-D 中抽取 n-d 个合格品的全部组合数；从批量 N 的一批产品中抽取 n 个单位产品的全部组合数.例 3.1-4今对批量为 50 的外购产品批作抽样验收，其中包含 3 个不合格品，求采用的抽样方案为(5，1)时的接收概率 Pa 是多少? 解: 这表明使用（5，1）抽样方案对批量为 50 的产品进行验收

16、，如果批中的不合格品数为3，则接收该批产品的概率为 97.7%。 2、二项分布计算法 超几何分布计算法可用于任何 N 与n，但计算较为繁复。当 N 很大（至少相对于n比较大，即n/N 很小时），可用以下二项分布计算： （3.1-8）其中p为批不合格品率（在有限总体中 p=D/N） 上式实际上是无限总体计件抽检时计算接收概率的公式。在实际应用时，当n/N0.1，即可用二项概率去近似超几何概率，于是公式（3.1-8）也可以代替公式（3.1-7）作接收概率的近似计算。例 3.1-5已知 N=3000 的一批产品提交作外观检验，若用(20，1)的抽样方案，当p=1%时，求接收概率 Pa. 解： 3、泊

17、松分布计算法 （3.1-9）此公式是计点抽检时计算接收概率的公式。 例 3.1-6有一批轴承用的钢球 10万个需要进行外观检验，如果采用(100，15)的抽检方案，求p=10%时的批接收概率 Pa .解：从前面计算中可以注意到抽样方案的接收概率 Pa 依赖于批质量水平 p，当 p 变化时Pa 是p 的函数，通常也记为 L（p）。L（p）随批质量 p 变化的曲线称为抽检特性曲线或 OC 曲线，OC 曲线表述了一个抽样方案对一个产品的批质量的辨别能力。 例 3.1-7已知 N=1 000，今用抽样方案(50，1)去反复检验 p=0.005，0.007，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07，0.076，0