直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　直</b></p><p><b>　　流</b></p><p><b>　　電</b></p><p><b>　　機(jī)</b></p><p><b>　　調(diào)</b></p><p

2、><b>　　速</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><

3、p>　　班 級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　在電機(jī)的發(fā)展史上，直流電動(dòng)機(jī)有著光輝的歷史和經(jīng)歷，皮克西、西門子、格拉姆、愛迪生、戈登等世界上著名的科學(xué)家都為直流電機(jī)的發(fā)展和生存作出了極其巨大的貢獻(xiàn)，這些

4、直流電機(jī)的鼻祖中尤其是以發(fā)明擅長(zhǎng)的發(fā)明大王愛迪生卻只對(duì)直流電機(jī)感興趣，現(xiàn)而今直流電機(jī)仍然成為人類生存和發(fā)展極其重要的一部分，因而有必要說明對(duì)直流電機(jī)的研究很有必要?！　≡缙谥绷麟妱?dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件

5、技術(shù)來完成，為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率?！　≈绷麟妱?dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以</p><p&

6、gt;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一章 直流電動(dòng)機(jī)4</p><p>　　第二章 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理5</p><p>　　2.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作

7、原理6</p><p>　　第三章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速8</p><p><b>　　3.1調(diào)速指標(biāo)8</b></p><p>　　3.2 電樞串電阻調(diào)速10</p><p>　　3.3改變電樞電源電壓調(diào)速11</p><p>　　3.4弱磁調(diào)速12</p><p

8、>　　第四章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容13</p><p>　　4.1 采用電樞串電阻調(diào)速：13</p><p>　　4.2 采用電樞電壓調(diào)速：14</p><p>　　4.3 采用改變勵(lì)磁電流調(diào)速14</p><p>　　第五章 故障分析15</p><p><b>　　總 結(jié)16</b>

9、;</p><p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　第一章 直流電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。它與交流電動(dòng)機(jī)（如三相異步電動(dòng)機(jī)）相比，雖然因結(jié)構(gòu)

10、比較復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高、故障較多等，目前已不如交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用普遍，但由于它具有優(yōu)良的調(diào)速性能和較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)僅就直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、直流電動(dòng)機(jī)的分類及在印刷設(shè)備中的應(yīng)用、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與調(diào)速做一簡(jiǎn)單介紹。</p><p>　　下圖為直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖，圖中的N和S是一對(duì)固定不動(dòng)的磁極，用以產(chǎn)生所需要的磁場(chǎng)。容量較大一些的電機(jī)，磁場(chǎng)都是由直流勵(lì)磁電流通過繞在磁極鐵心上的勵(lì)磁繞組產(chǎn)生

11、。為了清晰，圖中只畫出了磁極的鐵心，沒有畫出勵(lì)磁繞組。在N極和S極之間有一個(gè)可以繞軸旋轉(zhuǎn)的繞組。直流電機(jī)這部分稱為電樞，而實(shí)際電機(jī)的電樞繞組嵌在鐵心槽內(nèi)，電樞繞組的電流稱為電樞電流。線圈兩端分別與兩個(gè)彼此絕緣而且與線圈同軸旋轉(zhuǎn)的銅片連接，銅片上有各壓著一個(gè)固定不動(dòng)的電刷。在直流電動(dòng)機(jī)中，為了產(chǎn)生方向始終如一的電磁轉(zhuǎn)矩，外部電路中的直流電流必須改變成電機(jī)內(nèi)部的交流電流，這一過程稱為電流的換向。換向的銅片稱為換向片?；ハ嘟^緣的換向片組合的總

12、體稱為換向器?！?】</p><p>　　abcd線框 A.B. 電刷 E.F.換向器 </p><p>　　第二章 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理</p><p>　　2.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞、換向器三部分組成。</p><p><b>　?。?）磁極。 &

13、lt;/b></p><p>　　磁極是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，如圖1所示。它分成極心1和極掌2兩部分。極心上放置勵(lì)磁繞組3，極掌的作用是使電動(dòng)機(jī)空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布最為合適，并用來擋住勵(lì)磁繞組；磁極是用鋼片疊成的，固定在機(jī)座4（即電機(jī)外殼）上，機(jī)座也是磁路的一部分。機(jī)座常用鑄鋼制成。</p><p>　　圖1直流電動(dòng)機(jī)的磁極及磁路</p><p>　　1

14、-極心 2-極掌 3-勵(lì)磁繞組 4-機(jī)座</p><p>　?。?）電樞。電樞是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分。直流電動(dòng)機(jī)的電樞是旋轉(zhuǎn)的，電樞鐵心呈圓柱狀，由硅鋼片組成，表面沖有槽，槽中放有電樞繞組。</p><p>　?。?）換向器（整流子）。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的一種特殊裝置，其外形如圖2所示，主要由許多換向片組成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著

15、 </p><p>　　固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路聯(lián)結(jié)。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，易于識(shí)別。 【2】</p><p>　　圖2換向器 1—換向片 2—連接部分 </p><p><b>　　圖3 鉤型換向器</b></p><p>

16、;<b>　　圖4 槽型換向器</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖4 直流電機(jī)縱向剖視圖 </p><p>　　1—換向器 2—電刷裝置 3—機(jī)座 4—主磁極 5—換向極6—端蓋 7—風(fēng)扇 8—電樞繞組 9—電樞鐵心 </p><p&g

17、t;　　2.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　圖2-2 直流電動(dòng)機(jī)原理圖 </p><p>　　圖2-2是直流電動(dòng)機(jī)的示意圖。若在A、B之間外加一個(gè)直流電壓，A接電源正極，B接負(fù)極，則線圈中有電流流過。當(dāng)線圈處于圖5所示位置時(shí)，有效邊ab在N極下，cd在s極上，兩邊中的電流方向?yàn)閍→b，c→d。由安培定律可知，ab邊和cd邊所受的電磁力為：</p><p&g

18、t;<b>　　F=BIL</b></p><p>　　式中，I為導(dǎo)線中的電流，單位為安（A）。根據(jù)左手定則知，兩個(gè)F的方向相反，如圖5所示，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使線圈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180°時(shí)，cd邊處于N極下，ab邊處于S極上。由于換向器的作用，使兩有效邊中電流的方向與原來相反，變?yōu)閐→c、b→a，這就使得兩極面下的有效邊中電流的方向保持不變，因而其受力方向、電磁轉(zhuǎn)矩方向

19、都不變。</p><p>　　由此可見，正是由于直流電動(dòng)機(jī)采用了換向器結(jié)構(gòu)，使電樞線圈中受到的電磁轉(zhuǎn)矩保持不變，在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩作用下使電樞按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)可作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，即由電動(dòng)機(jī)向機(jī)械負(fù)載輸出機(jī)械功率。</p><p>　　在直流電動(dòng)機(jī)中，除了必須給電樞繞組外接直流電源外，還要給勵(lì)磁繞組通以直流電流用以建立磁場(chǎng)。電樞繞組和勵(lì)磁繞組可以用兩個(gè)電源單獨(dú)供電，也可以由

20、一個(gè)公共電源供電。按勵(lì)磁方式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可以分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)等形式。由于勵(lì)磁方式不同，它們的特性也不用。</p><p>　　他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)電源供電，如圖2-3所示。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于采用單獨(dú)的勵(lì)磁電源，設(shè)備較復(fù)雜。但這種電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍很寬，多用于主機(jī)拖動(dòng)中?！?】</p><p>　　圖2-3 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)</p><p>　　

21、第三章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速</p><p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，要求生產(chǎn)機(jī)械在不同情況下有不同的工作速度，如扎鋼機(jī)在扎制不同的品種和不同厚度的鋼材時(shí)，就必須有不同的工作速度以保證生產(chǎn)的需要，這種人為改變速度的方法稱為調(diào)速。</p><p>　　可以用機(jī)械的方法或電氣的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這里只分析電氣調(diào)速方法及其性能特點(diǎn)。電氣調(diào)速是人為的改變電氣參數(shù)，有意識(shí)地使電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)由

22、一條機(jī)械特性曲線轉(zhuǎn)換到另一條機(jī)械特性曲線上，為了生產(chǎn)需要而對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行的一種控制，它與電機(jī)在負(fù)載或電壓隨機(jī)波動(dòng)時(shí)而引起的轉(zhuǎn)速擾動(dòng)變化是兩個(gè)不同的概念。</p><p>　　根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速公式n=</p><p>　　可見，當(dāng)電樞電流不變時(shí)（即負(fù)載不變），只要在電樞電壓U、電樞電路附加電阻和每極磁通ф三個(gè)參數(shù)中，任意改變一個(gè)，都能引起轉(zhuǎn)速的變化。因此，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可以有三種調(diào)速方法

23、。</p><p>　　為了評(píng)價(jià)各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)對(duì)調(diào)速方法提出了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通常稱為調(diào)速指標(biāo)。下面下面對(duì)調(diào)速指標(biāo)做一簡(jiǎn)要說明?！?】</p><p><b>　　3.1調(diào)速指標(biāo)</b></p><p><b>　?。?）調(diào)速范圍</b></p><p>　　調(diào)速范圍是只指電動(dòng)機(jī)在額定

24、負(fù)載下調(diào)素時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用D表示，即</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　不同的生產(chǎn)機(jī)械對(duì)對(duì)調(diào)速范圍的要求不同，如車床D=20~100，龍門刨床D=10~40，扎鋼機(jī)D=1.20~3等。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速nmax受電動(dòng)機(jī)的換向及機(jī)械強(qiáng)度限制，最低轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定（即靜差率）要求的限制。&l

25、t;/p><p>　?。?）靜差率（調(diào)速的相對(duì)穩(wěn)定性）</p><p>　　靜差率或轉(zhuǎn)速變化率是指電動(dòng)機(jī)在一條機(jī)械特性上額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落△n與該機(jī)械特性的理想空載轉(zhuǎn)速n0之比，用*表示，即</p><p><b>　　σ==</b></p><p>　　式中，n為額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tem=TL時(shí)的轉(zhuǎn)速</p>&

26、lt;p>　　從上式可以看出，在△n相同時(shí)，機(jī)械特性越“硬”，額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速降越小，靜差率σ越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。圖3-1中機(jī)械特性1比機(jī)械特性2“硬”。靜差率除了與機(jī)械特性硬度有關(guān)外，還與理想空載轉(zhuǎn)速n0成反比。對(duì)于同樣“硬度”的特性，如圖3-2中特性1和特性3，雖然轉(zhuǎn)速將相同，但其靜差率卻不同。為了保證轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性，常要求靜差率應(yīng)不大于某一允許值（允許值）。 </p><

27、;p>　　調(diào)速范圍D與靜差率σ兩項(xiàng)性能指標(biāo)是相互制約的，當(dāng)采用同一種方法調(diào)速時(shí)，靜差率要求較低時(shí)，則可以得到較低的調(diào)速范圍；反之，靜差率要求較高時(shí)，則調(diào)速范圍小。如果靜差率要求一定時(shí)，采用不同的調(diào)速方法，其調(diào)速范圍不同，如果改變電樞電壓調(diào)速比電樞串電阻調(diào)速的調(diào)速范圍大。調(diào)速范圍與靜差率是相互制約的，因此需要調(diào)速生產(chǎn)機(jī)械，必須同時(shí)給出靜差率與調(diào)速范圍這兩項(xiàng)指標(biāo)，以便選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方法。</p><p><

28、;b>　?。?）調(diào)速的平滑性</b></p><p>　　調(diào)速的平滑性是指相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速的接近程度，用平滑系數(shù)ψ表示，即</p><p><b>　　Ψ=</b></p><p>　　平滑系數(shù)Ψ越接近1，說明調(diào)速的平滑性越好。如果轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，其級(jí)數(shù)趨于無窮多，稱為無級(jí)調(diào)速，Ψ=1，其平滑性最好；調(diào)速不連續(xù)，級(jí)數(shù)有限，稱為有級(jí)調(diào)

29、速。</p><p><b>　?。?）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　經(jīng)濟(jì)性包含兩方面的內(nèi)容，一是指調(diào)速所需的設(shè)備和調(diào)速過程中的能量損耗，另一方面是指電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)能否得到充分的利用。一臺(tái)電動(dòng)機(jī)當(dāng)采用不同的調(diào)速方法時(shí)，電動(dòng)機(jī)容許輸出的功率和轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律是不同的，但電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率和轉(zhuǎn)矩是有負(fù)載需要所決定的，而不同的負(fù)載，其所需要的功率和轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速

30、的變化的規(guī)律也是不同的，因此在選擇調(diào)速方法時(shí)，既要滿足伏在要求，又要盡可能是電動(dòng)機(jī)得到充分利用。經(jīng)分析可知，電樞回路串電阻調(diào)速以及降低電樞電壓調(diào)速適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速，而若此調(diào)速適用于恒功率負(fù)載的調(diào)速?！?】</p><p>　　3.2 電樞串電阻調(diào)速</p><p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，保持電源電壓及勵(lì)磁電流為額定值不變，在電樞回路中串入不同阻值的電阻，電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于不同

31、的轉(zhuǎn)速，如圖3—3所示，圖中的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。</p><p>　　從圖3—3可以看到，當(dāng)電樞回路串入電阻R時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的斜率將增大，電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)將下移，即電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低。</p><p>　　圖3—3 電樞串電阻調(diào)速機(jī)械特性</p><p>　　如圖3—3中傳入的電阻>,交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速低于交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速，它們都比原來沒有外串電阻的交

32、點(diǎn)A的轉(zhuǎn)速n低。</p><p>　　電樞回路串電阻調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，缺點(diǎn)是調(diào)速范圍小，電樞回路串入電阻后電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變“軟”，使負(fù)載變動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)速變化，即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，而且調(diào)速效率較低</p><p>　　3.3改變電樞電源電壓調(diào)速</p><p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路不串接電阻，由一可調(diào)節(jié)的直流電源向電樞供電，最高電壓不

33、應(yīng)超過額定電壓。勵(lì)磁繞組由另一電源供電，一般包保持勵(lì)磁磁通為額定值。電樞電壓</p><p>　　不同時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載將運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速上如圖3—4中可以看出，當(dāng)電樞電源電壓為額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n；電壓降到后，交點(diǎn)為,轉(zhuǎn)速為；電壓為，交點(diǎn)為，轉(zhuǎn)速為；電壓為，交點(diǎn)為，轉(zhuǎn)速為；電樞電源電壓越低，轉(zhuǎn)速也越低。同樣，改變點(diǎn)數(shù)電源電壓調(diào)速方法的范圍也只能在額定轉(zhuǎn)速與零轉(zhuǎn)速之間調(diào)節(jié)。<

34、/p><p>　　改變電樞電源電壓調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的“硬度”不變，因此，集市電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速隨附在變動(dòng)而變化的幅度較小，即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。當(dāng)電樞電源電壓連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也是連續(xù)的，所以這種調(diào)速稱為無級(jí)調(diào)速。</p><p>　　改變電樞電源電壓調(diào)速方法的有電視調(diào)速的平滑性好，即可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速效率高，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是所需的可調(diào)電源設(shè)備投資較高。這種調(diào)速方法在直流電力拖動(dòng)

35、系統(tǒng)中被廣泛使用?！?】</p><p>　　圖3-5 弱礠調(diào)速機(jī)械特性</p><p><b>　　3.4弱磁調(diào)速</b></p><p>　　勵(lì)直流電機(jī)電樞電流電壓不變，電樞回路也不串接電阻，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不很大（小于額定轉(zhuǎn)矩）時(shí)，減少直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁磁通，可使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)弱磁調(diào)速，如圖3—5所示。&

36、lt;/p><p>　　從圖3—5中可以看出，當(dāng)勵(lì)磁磁通為額定值ΦN時(shí)，電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)為A,轉(zhuǎn)速為n:勵(lì)磁磁通減少為Φ2時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速增大，同時(shí)機(jī)械特性斜率也變大，交點(diǎn)為A1,轉(zhuǎn)速為n1;勵(lì)磁電流減少為Φ1，交點(diǎn)為A2，轉(zhuǎn)速為n2。弱磁調(diào)速的范圍是在額定轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的所允許最高轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，至于電動(dòng)機(jī)所允許最高轉(zhuǎn)速值是受換向與機(jī)械強(qiáng)度所限制，一般約為1.2m左右，特殊設(shè)計(jì)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可達(dá)3 nN

37、 或更高。</p><p>　　弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行效率也較高，適用于恒功率負(fù)載，缺點(diǎn)是勵(lì)磁過弱時(shí)，機(jī)械特性的斜率大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，可能會(huì)使電樞電流過大。</p><p>　　在實(shí)際的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中可以將幾種調(diào)速方法結(jié)合起來，這樣，可以得到較寬的調(diào)速范圍，電動(dòng)機(jī)可以在調(diào)速范圍之內(nèi)任何轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，而且調(diào)速時(shí)的損耗較小，運(yùn)行效率較高，能很好的滿足各種生產(chǎn)機(jī)

38、械對(duì)調(diào)速的要求。</p><p>　　第四章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下：</p><p><b>　　PN=2KW</b></p><p><b>　　UaN=220V</b></p><p><b>　　IaN=8A</b&

39、gt;</p><p>　　nN=1450r/min</p><p><b>　　RL=0.076Ω</b></p><p>　　1. 用其拖動(dòng)通風(fēng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行，若采用電樞串電阻調(diào)速時(shí)，要使轉(zhuǎn)速降至200r/min，試設(shè)計(jì)電樞電路中的調(diào)速電阻。</p><p>　　2. 用其拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩

40、，采用改變電樞電壓調(diào)速時(shí)，要使轉(zhuǎn)速降至1000r/min，試設(shè)計(jì)電樞電壓值。</p><p>　　3. 用其拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行，采用改變勵(lì)磁電流調(diào)速，要使轉(zhuǎn)速增至1800r/min，試設(shè)計(jì)CeΦ的值。 </p><p>　　4.1 采用電樞串電阻調(diào)速：</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的電樞電阻</b></p><p>

41、;　　Ra=（UaN - PN IaN）/ IaN =（170-4000/34.4）/34.4Ω=1.56Ω</p><p><b>　　在額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)</b></p><p>　　E= UaN -Ra IaN =(170-1.56×34.4)V=116.34V</p><p>　　CeΦ=E/ nN =116.34/1450=0.

42、0802</p><p>　　CTΦ=60CeΦ/2=60/(2×3.14)×0.0802=0.766</p><p>　　TN=60 PN /2nN =60/(2×3.14)×4000/1450N.m=26.36N. m</p><p>　　由于通風(fēng)機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成反比，故n=1200r/min時(shí)的轉(zhuǎn)矩為</

43、p><p>　　T=(n/ nN)2TN=(1200/1450) 2×26.36N.m=18.05N.m</p><p>　　n0= UaN / CeΦ=160/0.0802r/min=1995r/min</p><p>　　n= n0-n=（1995-1450）r/min =545r/min</p><p><b>　　由于

44、</b></p><p>　　n=( Ra +Rr)T/ CT CeΦ2</p><p><b>　　由此求得</b></p><p>　　Rr=n CT CeΦ2/T- Ra =(545×0.0802×0.766/18.05-1.56)Ω=0.295Ω</p><p>　　4.2 采用電

45、樞電壓調(diào)速：</p><p><b>　　由上題求得：</b></p><p><b>　　Ra=1.56Ω</b></p><p>　　CeΦ=0.0802</p><p><b>　　CTΦ=0.766</b></p><p>　　TN =26.36

46、N.m</p><p><b>　　電樞電壓減小后</b></p><p>　　n=Ra TN / CT CeΦ2=1.56×26.36/(0.0802×0.766)r/min=669.37r/min</p><p>　　n0=n+n=(1000+669.37)r/min=1669.37r/min</p>&l

47、t;p><b>　　由此求得</b></p><p>　　Ua= CeΦn0=0.0802×1669.37V=133.9V</p><p>　　4.3 采用改變勵(lì)磁電流調(diào)速</p><p><b>　　由上求得 </b></p><p><b>　　Ra=1.56Ω<

48、/b></p><p>　　TN =26.36N.m</p><p>　　由于恒功率負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，故忽略空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，調(diào)速后的電磁轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　T= nN TN /n=1450×26.36/1800N.m=21.23N.m</p><p>　　1800=160/ CeΦ-1.27×21.23

49、/ CT CeΦ2</p><p><b>　　得</b></p><p>　　CeΦ=0.0647或0.0242</p><p><b>　　第五章 故障分析</b></p><p>　　故障分析： 通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但無異響，也無異味和冒煙。故障原因：①電源未通（至少兩相未通）；②熔絲熔斷（

50、至少兩相熔斷）；③過流繼電器調(diào)得過小；④控制設(shè)備接線錯(cuò)誤；等等。 </p><p>　　故障排除：①檢查電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點(diǎn)，修復(fù)；②檢查熔絲型號(hào)、熔斷原因，換新熔絲；③調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動(dòng)機(jī)配合；④改正接線。通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷。 </p><p>　　故障原因一 ①缺一相電源，或定子線圈一相反接；②定子繞組相間短路；③定子繞組接地；④定子繞組接線錯(cuò)誤；⑤熔

51、絲截面過??；等等。 </p><p>　　故障排除：①檢查刀閘是否有一相未合好，或電源回路有一相斷線；消除反接故障；②查出短路點(diǎn)，予以修復(fù)；③消除接地；④查出誤接，予以更正；⑤更換熔絲； 通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲 </p><p>　　故障原因二 ①定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；②繞組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反；③電源回路接點(diǎn)松動(dòng)，接觸電阻大；④電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡住

52、；⑤電源電壓過低；⑥小型電動(dòng)機(jī)裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬；⑦軸承卡?。坏鹊?。 </p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過以上所討論的關(guān)于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速的內(nèi)容，我們可知實(shí)現(xiàn)調(diào)速可以有三種不同的方法：改變電樞電阻調(diào)速、改變電樞電壓調(diào)速、改變勵(lì)磁電流調(diào)速。具體采用哪種方法要根據(jù)具體需要和各方面實(shí)際條件來決定，比如平滑性、穩(wěn)定性。經(jīng)濟(jì)性等。&

53、lt;/p><p>　　三種調(diào)速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，改變電樞電阻調(diào)速的缺點(diǎn)較多，所以只適用于調(diào)速范圍不大，調(diào)速時(shí)間不長(zhǎng)的小容量電動(dòng)機(jī)中；改變電樞電壓調(diào)速是一種性能優(yōu)越的調(diào)速方法，被廣泛應(yīng)用于對(duì)調(diào)速性能要求較高的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中；改變勵(lì)磁電流調(diào)速通常與改變電樞電壓同時(shí)應(yīng)用于對(duì)調(diào)速要求很高的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，來擴(kuò)大調(diào)速范圍和實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)速。</p><p>　　通過這個(gè)設(shè)計(jì)我跟深入的了解了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)

54、速方法，使我對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及過程有了新的認(rèn)識(shí)，讓我知道了做學(xué)問需要嚴(yán)緊的思維，和認(rèn)真的態(tài)度，所以，這次做課程設(shè)計(jì)的收獲是從來沒有體驗(yàn)過的，也是我應(yīng)該好好珍惜的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　①《電力電子技術(shù)》；</p><p>　?、凇毒чl管變流技術(shù)應(yīng)用圖集》 王文郁等編。</p>&