他励直流电动机的调速系统设计

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1、JIUJIANGUNIVERSITY电机拖动课程设计题目他励直流电动机的调速系统设计英文题目ThedesignofseparatelyexcitedDCmotorspeedcontrolsystem院系电子工程学院专业轨道交通信号与控制姓名邹文静班级学号A134105指导老师王萍l-I-二零一六年十月摘要直流电动机具有良好的启动、制动和调速性能；能够快速起、制动，正、反转；能在十分宽广的范围内平滑而经济的调节速度，因此在一些要求较高的电力拖动系统中，得到了广泛的应用。在一些机床、电气牵引机车和起重设备中，都采用了直流电动机拖动。在生产实践中，有许多生产的机械根据工艺要求需要调

2、节转速，改变生产机械的转速可以采用该变传动机构的速比实现，这种方法称为机械调速，在生产中应用较多的是电气调速，即认为改变电动机的参数，从而得到不同的参数。他励直流电动机具有优良的调速性能，它能在很宽的范围内实现平滑的无极调速，本文主要介绍了他励直流电动机的调速原理，包含了电枢串电阻、降低电压电源和弱磁调速，主要用到的是降低电压与弱磁结合的方式。关键词：他励直流电动机；调速；转速；-I-目录摘要II第一章直流电机4第二章直流电动机的结构与工作原理52.1直流电机的基本结构52.2他励直流电动机的工作原理6第三章他励直流电动机的调速73.1调速指标83.2电枢串电阻调速103.3

3、改变电枢电源电压调速113.4弱磁调速12第四章课程设计内容13总结15心得体会16参考文献17-III-第一章直流电机直流电机是是生产和使用直流电能的机电能量转换机械。将机械能转换为直流电能的，称为直流发电机；将电能转换为机械能的。成为直流电动机。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的启动转矩，得到广泛应用。本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的启动与调速做一简单介绍。下图为直流电动机的结构原理图，图中的N和S是一对

4、固定不动的磁极，用以产生所需要的磁场。容量较大一些的电机，磁场都是由直流励磁电流通过绕在磁极铁心上的励磁绕组产生。为了清晰，图中只画出了磁极的铁心，没有画出励磁绕组。在N极和S极之间有一个可以绕轴旋转的绕组。直流电机这部分称为电枢，而实际电机的电枢绕组嵌在铁心槽内，电枢绕组的电流称为电枢电流。线圈两端分别与两个彼此绝缘而且与线圈同轴旋转的铜片连接，铜片上有各压着一个固定不动的电刷。在直流电动机中，为了产生方向始终如一的电磁转矩，外部电路中的直流电流必须改变成电机内部的交流电流，这一过程称为电流的换向。换向的铜片称为换向片。互相绝缘的换向片组合的总体称为换向器。图1.1直流电动

5、机的结构原理第二章直流电动机的结构与工作原理2.1直流电机的基本结构直流电机由静止的定子和旋转的转子两大部分组成。定，转子之间有一定的间隙，称为气隙。定子的作用是产生磁场和对电机的机械支撑，主要由主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。转子的作用是产生感应电动势或电磁转矩，主要由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件组成的。（一）定子部分1.主磁极主磁极用来产生气隙磁场并在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气隙磁密。主磁极由主极铁芯和励磁线圈组成，主极铁芯由1~1.5mm厚的低碳钢板冲成一定形状，然后叠压用铆钉铆在一起，上面套上事先绕制好的励磁线圈，整个磁

6、极用螺钉固定在机座内表面上。2.换向极换向极是用来改善直流机的换向性能。换向极是由换向极铁芯和套在铁芯上的换向极绕组组成。3.机座机座一方面用来固定主磁极，换向极和端盖等部件，并借助于低脚将电机固定在基础上，起机械支撑作用；另一方面它还是电机主磁路的一部分，叫定子磁轭，导磁作用，机座一般用导磁性能较好的铸钢或厚钢片焊接而成。4.电刷装置电刷装置是使固定的电刷与旋转的转换器保持滑动接触，将电枢电路与外电路接通，使电流经电刷输入电枢或从电枢输出。（二）转子部分1.电枢铁芯电枢铁芯的作用是用来嵌放电枢绕组和通过主磁通。2.电枢绕组电枢绕组的作用是产生感应电势和通过电流，实现机电能转

7、换。3.换向器换向器的作用是将电枢线圈中的交流变换为电刷间的直流或将电刷间的直流逆变为电枢线圈中的交流。2.2他励直流电动机的工作原理图2.1他励直流电动机的工作原理若在A、B之间外加一个直流电压，A接电源正极，B接负极，则线圈中有电流流过。当线圈处于图2.1所示位置时，有效边ab在N极下，cd在s极上，两边中的电流方向为a→b，c→d。由安培定律可知，ab边和cd边所受的电磁力为：F=BIL式中，I为导线中的电流，单位为安（A）。根据左手定则知，两个F的方向相反，形成电磁转矩，驱使线圈逆时针方向旋转。