文档介绍：直
流
电
机
调
速
设
计
专业: 电气自动化
学生姓名: 贾帅龙
班级: 电气1103
指导老师: 杨科科
前言
在电机的发展史上,直流电动机有着光辉的历史和经历,皮克西、西门子、格拉姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的贡献,这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴趣,现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分,因而有必要说明对直流电机的研究很有必要。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率。
直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工效率。
目录
前言 1
第一章直流电动机 4
第二章直流电动机的结构与工作原理 5
直流电动机的结构 5
直流电动机的工作原理 6
第三章他励直流电动机的调速 8
8
电枢串电阻调速 10
11
12
第四章课程设计内容 13
采用电枢串电阻调速: 13
采用电枢电压调速: 14
采用改变励磁电流调速 14
第五章故障分析 15
总结 16
致谢 17
参考文献 17
第一章直流电动机
直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。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。【3】
abcd线框 . 电刷
第二章直流电动机的结构与工作原理
直流电动机的结构
直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成。
(1)磁极。
磁极是电动机中产生磁场的装置,如图1所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3,极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适,并用来挡住励磁绕组;磁极是用钢片叠成的,固定在机座4(即电机外壳)上,机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。
图1直流电动机的磁极及磁路
1-极心 2-极掌 3-励磁绕组 4-机座
(2)电枢。电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的,电枢铁心呈圆柱状,由硅钢片组成,表面冲有槽,槽中放有电枢绕组。
(3)换向器(整流子)。换向器是直流电动机的一种特殊装置,其外形如图2所示,主要由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着
固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联结。换向器是直流电动机的结构特征,易于识别。【2】
图2换向器 1—换向片 2—连接部分
图3 钩型换向器
图4 槽型换向