文档介绍：摘要
随着工业的不断发展,电动机的需求会越来越大,电动机的应用越来越广泛,电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统,它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,而且能提供多种应用服务,使人们的生活质量有了大幅度的提高,摆脱了人力劳作的模式。而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一,因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向,为工业生产提供理论依据和实践指导。
关键词:他励直流电动机;调速;机械特性
目录
1 引言 1
2 直流电动机 1
直流电动机的介绍 1
直流电动机的分类 1
3 他励直流电动机 2
他励直流电动机的基本工作原理 2
他励直流电动机的机械特性 3
4 他励直流电动机的调速 5
调速的基本概念 5
调速的指标 5
调速的方式 7
电枢串电阻调速 7
改变电枢电源电压调速 7
8
5实例分析 9
6结论 11
参考文献 12
致谢 13
1 引言
现代工业中,有大量的生产机械,要求能改变工作速度。例如金属切削机床,由于加工工件的材料和精度要求不同,速度也就不同。又如轧钢机,当轧制不同品种和不同厚度的钢材时,也必须采用不同的最佳速度。所谓调速就是在一定的负载下,根据生产的需要人为地改变电动机的转速。这是生产机械经常提出的要求。调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。所以直流电动机的调速在生产工作中起着至关重要的作用。
2 直流电动机
直流电动机的介绍
直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使得其应用受到了影响。随着交流电动机变频调速系统的发展,在不少应用领域中已为交流电动所取代。但是直流电动机又以起动转矩大、转速性能好、自动控制方便而著称,因此,在工业等应用领域中仍占有一席之地。在四种直流电动机中,他励直流电动机应用最广泛。
直流电动机的分类
根据直流电动机的励磁方式,可以将其分为以下几种类型。
1、他励直流电动机
励磁绕组与电枢绕组采用两个电源供电,各有了各的电源开关,没有直接的电源联系,如图2-1(a)所示,电枢电流Ia由电枢端电压U决定,而励磁电流If由励磁绕组端电压U1决定。
2、并励直流电动机
励磁绕组和电枢绕组并联,采用同一个电源U供电,由一个开关控制,如图2-1(b)所示。其特点是励磁绕组的电压即为电枢电压,电源电流为电枢电流Ia与励磁电流If之和。为了降低损耗,并励直流电动机的励磁电流一般较小,约为电枢电流的5%;为保证足够的磁通,励磁绕组一般导线较细,匝数多,电阻大。
3、串励直流电动机
励磁绕组与电枢绕组串联之后,外接一个直流电源,由一个开关控制,如图2-1(c)所示。其特点是励磁电流If与电枢电流Ia相同,这个电流一般较大,所以串励直流电动机的励磁绕组导线较粗,匝数少,电阻小。
4、复励直流电动机
这种电动机中既有串励又有并励,一部分励磁绕组与电枢绕组串联,另一部分励磁绕
组再与电枢绕组并联,如图2-1(d)所示。其特点是电动机的主磁通由这两个励磁绕组共同产生。
他励直流电动机;(b) 并励直流电动机;
(c) 串励直流电动机;(d) 复励直流电动机
图2-1 直流电动机的励磁方式图
3 他励直流电动机
他励直流电动机的基本工作原理
直流电动机与交流电动机原理大致相似,也是基于电磁感应的原理,使得转轴受到一个力的作用旋转起来。
如图3-1所示,N、 S为一对主磁极,通过直流电源励磁产生恒定磁场,励磁绕组未画出。电枢绕组只画了一个线圈,1、 2为两个换向片,与电枢绕组相连,A、B两个电刷与外电路相连。
图3-1 直流电动机的转动原理图
(a) 初始位置; (b) 转过180°后的位置
直流电动机接通直流电源之后,电刷两端加了一个直流电压,A刷为正,B刷为负,换向片1与A刷相接触,直流电流Ia从A刷流入,经换向片1、线圈abcd、换向片2和电刷B流出,形成一个回路。利用左手定则,可以判断电枢绕组的ab边和cd边都受到电磁力的作用,如图3-1所示,ab边受到的力向左 cd边受到的力向右,这一对力对电枢产生电磁力矩,使得电枢沿逆时针方向转动起来。
他励直流电动机的机械特性
定义:在电动机的电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值条件下,电机的转速与电磁转矩之间的关系
3-1
由电机的电路原理图可得机械特性的表达式:
3-2
Tem
TN
T0
图3-2 固有机械特性曲线