電機拖動課程設計---他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)

1、<p><b>　　電機拖動課程設計</b></p><p>　　設計題目: 他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)</p><p><b>　　系別:電信系</b></p><p><b>　　專業(yè):電氣2班</b></p><p><b>　　目錄</b>

2、</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　一、設計的目的和意義</p><p><b>　　二、總體設計方案</b></p><p>　　1.  并勵(他勵)直流電動機的起動</p&

3、gt;<p>　　2. 并勵(他勵)直流電動機的調(diào)速</p><p><b>　　三.設計過程</b></p><p><b>　　1． 實驗設備</b></p><p>　　2. 設備屏上掛件排列順序</p><p><b>　　3. 設計原理圖</b><

4、/p><p><b>　　4.調(diào)速步驟</b></p><p><b>　　五、設計心得</b></p><p><b>　　六．參考文獻</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，電動機

5、的需求會越來越大，電動機的應用越來越廣泛，電動機的操作系統(tǒng)是一個非常龐大而復雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化工業(yè)、家庭生活和辦公自動化等一系列應用提供基本操作平臺，而且能提供多種應用服務，使人們的生活質(zhì)量有了大幅度的提高，擺脫了人力勞作的模式。而電動機主要應用于工業(yè)生產(chǎn)的自動化操作中是電動機的主要應用之一，因此本課程設計課題將主要以在工業(yè)中電動機調(diào)速方法的應用過程可能用到的各種技術及實施方案為設計方向，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實踐指導。<

6、/p><p>　　關鍵詞：直流電動機 調(diào)速 設計</p><p>　　他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　一、設計的目的和意義</p><p>　　通過本次的課程設計更進一步的掌握和了解異步電動機的調(diào)速方法。這次課程設計可以使我們在學校學的理論知識用到實踐中，使我們在學習中起到主導地位，是我們在實踐中掌握相關知識，能夠培養(yǎng)我們的職業(yè)技能

7、，課程設計是以任務引領，以工作過程為導向，以活動為載體，給我們提供了一個真實的過程，通過設計和運行，反復調(diào)試、訓練、便于我們掌握規(guī)范系統(tǒng)的電機方面的知識，同時也提高了我們的動手能力。</p><p><b>　　二、總體設計方案</b></p><p>　　1.  并勵(他勵)直流電動機的起動    直流電動機接通電

8、源以后，電動機的轉(zhuǎn)速從零達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程稱為起動過程。對于電動機來講，我們總希望它的起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小，起動設備簡單、經(jīng)濟、可靠。    直流電動機開始起動時，轉(zhuǎn)速n=0，此時直流電動機的反電動勢(E=KEφn)還沒有建立起來，由于電樞電阻Ra較小，Ia=u／R。，所以此時電樞電流最大。另外，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=KTφI可知，由于電樞電流非常大，此時的起動轉(zhuǎn)矩也非常大。這樣大的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩，分別將

9、對供電電源和機械裝置形成強大的沖擊。通常采用保證足夠的起動轉(zhuǎn)矩下盡量減少起動電流的辦法，使電動機起動。    直流電動機經(jīng)常使用的起動方法有下面兩種。    1．電樞回路串電阻起動    為了限制起動電流，起動時可在電樞回路串入起動電阻RST,待電動機轉(zhuǎn)速上升后逐步將起動電阻切除。接人起動電阻后的起動電流為</p><p&

10、gt;　　2．減壓起動    減壓起動時，開始加在電動機電樞的端電壓很低，隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐步增大電樞電壓，并使電樞電流限制在一定的范圍內(nèi)。為使勵磁不受電樞電壓的影響，電動機應采用他勵方式。</p><p>　　二    并勵(他勵)直流電動機的調(diào)速    同交流異步電動機相比，并勵直流電動機在調(diào)速方面有其獨到的優(yōu)點。

11、    從直流電動機的轉(zhuǎn)速特性</p><p>　　可知，并勵(他勵)直流電動機可通過三種方式對電動機的速度進行凋節(jié)    1_調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速    當保持他勵直流電動機磁通為額定值和電樞回路電阻不變時，降低電樞電壓，可以調(diào)常電動機的轉(zhuǎn)速：    由并勵直流電動機的機械特性為 

12、;  </p><p>　　2．調(diào)節(jié)串入電樞回路電阻調(diào)速    在電樞回路串八電阻RΩ從串八電阻后并勵直流電動機的機械特性</p><p>　　可知，機械特性的斜率將隨之增大，即‰不變，改變的只是△n所以它和負載特性的交點隨著RΩ的變大而逐步下移，如罔2 15所示。</p><p>　　這種調(diào)速方法的優(yōu)點是簡單易行

13、，缺點是接人電阻后電動機的效率降低，機械特性變軟，</p><p>　　3．調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)速    這種調(diào)速方法所用設備簡單．調(diào)節(jié)也很方便，且效率較高。缺點是隨著電動機轉(zhuǎn)速的增高，電樞電流隨之升高，電動機的溫升升高，換向條件變壞，轉(zhuǎn)速過高，還會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。三.   調(diào)速的性能指標</p><p>　　1. 調(diào)速范圍與靜

14、差率</p><p>　　調(diào)速范圍是指電動機在額定負載轉(zhuǎn)矩 調(diào)速時，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用 D 表示為 </p><p>　　最高轉(zhuǎn)速受電動機的換向及機械強度限制，最低轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機械對轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定性要求的限制。 </p><p>　　靜差率或轉(zhuǎn)速變換率，是指電動機由理想空載到額定負載時轉(zhuǎn)速的變化率， </p><p>　　靜差率越小，轉(zhuǎn)

15、速的相對穩(wěn)定性越好，負載波動時，轉(zhuǎn)速的變換也越小。 </p><p>　　調(diào)速范圍與靜差率相互制約，采用同一種方法調(diào)速時，靜差率數(shù)值越大，則可以得到較高的調(diào)速范圍；如果靜差率一定，采用不同的調(diào)速方法，其調(diào)速范圍 D 不同 </p><p>　　2. 調(diào)速的平滑性 </p><p>　　無級調(diào)速的平滑性最好，有級調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù) 表示，其定義為：相鄰兩極轉(zhuǎn)速中，

16、高一級 n 與低一級轉(zhuǎn)速 n 之比，即 </p><p>　　3. 調(diào)速的經(jīng)濟性 </p><p>　　主要考慮調(diào)速設備的初投資、調(diào)速時電能的損耗、運行時的維修費用等。 </p><p>　　調(diào)速時電能的損耗除了要考慮電動機本身的損耗外，還要考慮供電電源的效率。 </p><p>　　調(diào)速設備初投資應該考慮電動機和供電電源兩方面：專門設計的改

17、變磁通調(diào)速的電動機成本較普通直流電機為高；降電樞電壓調(diào)速的大功率可調(diào)壓電源，成本也較高；調(diào)磁通調(diào)速一般也要專門配一可調(diào)壓電源，但容量要小，成本也低些。這樣綜合起來考慮，電樞串電阻調(diào)速設備成本最低，而改變電源電壓調(diào)速設備成本最高。 </p><p><b>　　四.設計過程</b></p><p><b>　　1． 實驗設備</b></p&g

18、t;<p>　　2. 設備屏上掛件排列順序</p><p>　　DQ22-1 DQ27 DQ31 DQ22-1 DQ29-1</p><p><b>　　3. 設計原理圖</b></p><p>　　圖1直流他勵電動機接線圖</p><p><b>　　4.調(diào)速步驟</b>

19、</p><p><b>　　1.選擇儀器</b></p><p>　?。?）電壓量程的選擇</p><p>　　如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。</p><p>　?。?）電流量程的選擇</p><p>　　因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞

20、電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。</p><p><b>　?。?）變阻器的選擇</b></p><p>　　變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的90Ω與90Ω串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的900Ω與900Ω串聯(lián)電阻。<

21、;/p><p>　　2. 直流他勵電動機的起動準備</p><p>　　(1)按原理圖接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN＜0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。Rf1用可調(diào)電阻器D44中的900Ω與900Ω電阻串聯(lián)，使

22、Rf1的阻值等于1800Ω，作為他勵直流電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用可調(diào)電阻器D42中的900Ω與900Ω電阻串聯(lián)，使Rf2的阻值等于1800Ω，作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用可調(diào)電阻器D44中的90Ω與90Ω電阻串聯(lián)，使R1的阻值等于180Ω，作為他勵直流他勵電動機的起動電阻，R2選用可調(diào)電阻器D42中的900Ω與900Ω并聯(lián)后再與可調(diào)電阻器D41中的6個90Ω電阻互串聯(lián)，作為MG的負載電阻。</p>&l

23、t;p>　　(2)接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。</p><p>　　3.他勵直流電動機起動步驟</p><p>　　（1）檢查按原理圖的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢靠。</p><p>　　(2)將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功機MG的負載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置

24、，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關，并將控制屏上電樞電源‘電壓調(diào)節(jié)’旋鈕調(diào)至最小，作好起動準備。</p><p>　?。?）開啟控制屏上的電源總開關，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2（電流表A2）于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源‘電壓調(diào)節(jié)’旋鈕

25、，使電動機M起動。</p><p>　?。?）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應為正值。（若不正確，先關斷電樞電源開關，再關斷勵磁電源開關，用勵磁電源極性對調(diào)來糾正轉(zhuǎn)向，重復步驟（1）（2），使電動機M起動。）電動機M起動后，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓為220伏。減小起動電阻R1阻值，直至短接。</p><p>　?。?）合上校正直流測功機MG的負載開關S，調(diào)節(jié)R2阻值，記錄電樞電流I（電流

26、表A3）不同值時，使MG的負載電流IF（電流表A4）改變值，即直流電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩T2改變值（按不同的IF值，查對應于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。將測得數(shù)據(jù)記錄到表1-1中。</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　?。?）調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　分

27、別改變電動機M電樞回路的電阻R1和勵磁回路的電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。</p><p>　　保持勵磁回路的電阻Rf1不變，改變電樞回路的電阻R1，使其增大，測轉(zhuǎn)速n。將測得數(shù)據(jù)記錄到表1-2中。</p><p><b>　　表1-2</b></p><p>　　保持電阻R1=0不變，改變勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1時，測轉(zhuǎn)速n。將測得數(shù)據(jù)記錄到

28、表1-3中。</p><p><b>　　表1-3</b></p><p>　?。?）改變電動機的轉(zhuǎn)向</p><p>　　將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電動

29、機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。</p><p><b>　　五、設計心得</b></p><p>　　通過這段時間的課程設計，從無知到認知，到深入了解，漸漸了我喜歡上了這個全新的專業(yè)，讓我深刻的體會到學習過程是最美的。在整個課程設計過程中，我每天都有很多新的體會。</p><p>　　經(jīng)過一周的奮戰(zhàn)，課程設計完成了，在沒有做課程設計之前覺得課

30、程設計只是對這個學科所學知識的總結，但通過這次課程設計發(fā)現(xiàn)自己的看法片面。課程設計不僅是對所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的提高。通過課程設計，讓我更加明白學習是一個長期的積累過程，經(jīng)后的工作、生活中應該不段的學習，努力提高知識和綜合能力。</p><p>　　設計過程中，我查閱了大量的有關資料，并與同學交流，學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲還是很多的。在設計中培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工

31、作能力的信心。讓我充分體會到在創(chuàng)造過程中探索的艱辛和成功的喜悅。</p><p>　　我的獨立思考能力得到了相應的提高，在設計過程中，我不僅學到了知識，也讓我感到了生活的充實和學習的快樂，以及獲得知識的滿足。真正接觸了實踐，使我消除了從學校走向社會的恐懼心理，使我對未來充滿了信心，以良好的心態(tài)去面對社會。同時我也體驗到了工作的艱辛，促使自己努力學習更多的知識，為自己今后的工作奠定良好的基礎。</p>