电机拖动课程设计.doc

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1、.目录一、直流电动机的综述……………………二、他励直流电动机………………………三、设计容………………………………四、结论……………………………………五、心得体会………………………………六、参考文献………………………………一直流电动机的综述1.1直流电动机的概述直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。直流电动机是..将直流电能转换为机械能的转动装置。电动机定子提供磁场，直流电源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。与交流电动机相比，直

2、流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的起动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。1.2直流电动机运行原理直流电动机的工作原理如下：如上图所示为直流电动机的原理图。根据电机的可逆原理，在直流电机模型中，励磁绕组仍通入直流，产生主极磁通。如果用直流电源通过电刷向电枢绕组供电，在电枢表

3、面的左半部分导体（即N极下）可以流过相同方向的电流（符号“”表示电流从里向外流动），根据左手定则，导体将受到顺时针方向的力矩作用；同时，在电枢表面的右半部分导体（即S极下）也流过相同方向的电流（符号“×”表示电流从外向里流动），同样根据左手定则，导体也将受到顺时针方向的力矩作用。这样，整个电枢绕组即转子将按顺时针方向旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。这就是直流电动机的运行工作原理。1.3直流电动机的励磁方式在直流电动机中，定子励磁绕组通电后产生产生的主磁场也称为励磁。按励磁绕组的供电方式不

4、同，可把直流电动机分为下列4种类型：1．他励直流电动机他励直流电动机是一种励磁绕组与电枢绕组无连接关系，有专用直流电源对励磁绕组供电的直流电机，如图（a）所示。2．并励直流电动机并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联，励磁绕组的供电电压与电枢电路端电压相同，如图（b）所示。3．串励直流电动机串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，励磁绕组的电流与电枢电路端电流一致，如图（c）所示。4．复励直流电动机复励直流电机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个绕组与电枢电路并联，称为并励绕组，再和另一个励磁绕组串联，成为

5、串联绕组，如图（d）所示。..二他励直流电动机2.1他励直流电动机的机械特性2.1.1机械特性的一般形式他励直流电动机的接线如图所示，电动机电磁转矩与转速之间的关系曲线便是电动机的机械特性，即。有转矩特性和转速可推导出机械特性的一般表达式式中——直流电机的理想空载转速，；——直流电机机械特性的斜率，；2.1.2固有机械特性直流电动机在电枢电压、励磁电压均为额定值，电枢外传电阻为零时所得的机械特性称为固有机械特性。特性曲线如图所示，特性满足公式通过对他励直流电动机机械特性方程的分析，可以看出其固有特性的主要

6、特点：（1）时，是理想空载转速，同时（2）机械特性呈下倾的直线，转速随转矩增大而减小。因为下倾的斜率较小，表示转速变化较小，所以他励直流电动机的固有机械特性比较硬。（3）电动机启动时，感应电动势，这时电枢电流为启动电流，即；电磁转矩为启动转矩；又因为电枢电阻..很小，在额定电压的作用下，起动电流将非常大，远远超过电动机所允许的最大电流，会烧坏换向器，因此直流电机一般不允许全电压直接起动。（4）若转矩，特性曲线在第四象限；若，则特性曲线在第二象限，电磁转矩与转速方向相反，形成制动转矩，电机处于发电状态。2.

7、2他励直流电动机的启动条件所谓启动就是指电动机接通电源后，由静止状态加速到某一稳态转速的过程。他励直流电动机启动时，必须先加额定励磁电流建立磁场，然后再加电枢电压。当忽略电枢电感时，他励直流电动机的电枢电流为：在启动瞬间，电动机的转速，反电动势，电枢回路只有电枢绕组电阻，此时电枢电流为启动电流，对应的电磁转矩为启动转矩，并有，由于电枢绕组电阻很小，因此启动电流》（约为10～20倍的），这么大的启动电流是电动机换向困难，在换向片表面产生强烈的火花，甚至形成环火；同时电枢绕组也会因过热而损坏；另外，由于大电流

8、产生的转矩过大，将损坏拖动系统的传动机构，这都是不允许的。因此除了微型直流电动机由于较大、惯量较小可以直接启动外，一般直流电动机都不允许直接启动。一般直流电动机拖动负载顺利启动的条件是：（1）启动电流限制在一定围，即，为直流电动机的过载倍数；（2）有足够大的启动转矩，；（3）启动设备简单、可靠。2.3他励直流电动机的启动方法由可知，限制启动电流的措施有两个：一是增加电枢电阻；二是降低电源电压，即有电枢串电阻和降压两种方法。2.