电托课程设计

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1、引言电动机所驱动的负载，有时候耍求从高转速迅速降为低转速，甚至停转.反转，就需耍对电动机釆取措施以保证负载;的要求，这种措施称为电动机的制动。制动的基本原理是使电动机转子上产生一个反力矩，貝体有三种方法，即能耗制动、反接制动.冋馈制动。所谓冋馈制动是拆如果需被制动的电动机不从电网切断，则当为了制动而把电动机暂时用作发电机，将山动能转换來的电能不是消耗在电阻上，而把它反馈至电网。此方法主要用以限制电动机转速过分升髙。例如，电动机车下坡时，遁力加速度将使车速增高，为了安全需耍制动限速。当电动机转速升高而增大的电枢感应电动势大

2、于电网电压时，电动机便变为发电机运行，它的电枢电流和电磁转矩的方向都将倒转，就限制了转速进一步增高，起了制动作用。电枢电流方向倒转，电功率冋馈到电网，故称为冋馈制动，叫馈的电功率来源丁•电动机车下坡时所释放出来的位能。1直流电动机工作原理图1-1直流电动机工作原理示意图图1・1是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abed,线圈的対端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片（换向片）上，它们的组

3、合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上乂分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B,线圈abed通过换向器和电刷接通外屯路。将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上，则线圈abed中流过电流，在导体ab中，电流由a指向b,在导体cd中，电流由c指向d。导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。用左手定则对知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图IT(a)所示。当电枢旋转180。,导体cd转到N极卜•，ab转到S极下，如图1-1(b)所示，由于电流仍从电刷A流入，使cd中的

4、电流变为出d流向c,而ab中的电流出b流向a,从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。2直流电动机的分类按励磁方式的不同，直流电机可以分为他励、并励、串励和复励电机四种。他励电机电路图◎并励电机电路图Q)串励电机电路图⑹图2-1直流电机按励磁方式的分类3他励直流电动机的机械特性在他励

5、电动机屮，Ua,Ra,If保持不变时，电动机的转速n与电磁转矩TZ间的关系称为他励电动机的机械特性。根据公式：T=C帆E—C£Ont7a=E+/a7?a可得，他励电动机的转速与转矩之间有如下关系：En=二ceQ①Ce①CE(t>QOCECTa>2当/、心、①为常数时，n=f（T）为一条向下倾斜的直线，如图3所示:图3-1他励电动机的固有特性其中:n0=S'称为理想空载转速；0=凡称为机械特倾性的斜率，人小反映软特性与駛特性；QCro2=pT='T称为负载时的转速降。CeCt①由于电枢电路电阻Ra很小，所以机械特性的斜

6、率很小，硕度很大，固有特性为破特性。3.1固有机械特性U=Un、O=电枢回路不串电阻时的机械特性。其方程式为:En==C&①Q①Ce①C&①CeCt①2由于心较小，特性的斜率0小，所以他励直流电动机的固有机械特性是一条稍稍向下倾斜的直线，如3-2所示：固有特性称为硬特性，其额定转速变化率为:=二"。一nN100%nN3.2电枢串接电阻时的人为机械特性将屯枢回路串接电阻，而保持屯源屯压和励磁磁通不变其机械特性如图3-2所示:图3-2电枢串接电阻时的人为机械特性与固有机械特性相比，电枢串接电阻时的人为机械特性具有如下一些特点

7、：1、理想空载转速与固有特性时相同，且不随串接电阻&的变化而变化；2、随着串接电阻的加人，特性的斜率0加人，转速降落加人，特性变软，稳定性变差；3、机械特性曲与纵坐标轴交于一点（n=n（））但具有不同斜率的射线族所组成;4、串入的附加电阻越大，电枢电流流过附加电阻所产生的损耗就越大。3.3改变电源电压时的人为机械特性此时电枢冋路附加电阻心=0,磁通保持不变。改变电源电压，一般是曲额定电压向下改变。由机械特性方程，得出这时的人为机械特性如图3-3所示。与固有机械特性相比，当电源电压降低时，其机械特性的特点为：1、特性斜率0

8、不变，理想空载转速％降低；2、机械特性曲线平行下移，机械特性由一组平行线所纽•成；3、a不变，机械特性的硬度不变。图3-3改变电源电压时的人为机械特性3.4减小励磁电流时的人为特性减小励磁电流I,则磁通①减小，耳）増加，0增加，Q减小，人为特性如图3-4所示:O图3-4减小励磁电流时的人为特性4他流直流电机的制动为了