電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速計(jì)算與仿真

1、設(shè)計(jì)名稱：直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電機(jī)與拖動(dòng) 課程設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速計(jì)算與仿真 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 電控學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 自動(dòng)化12-2班 學(xué) 號(hào) 姓 名 日 期 2014/7/7 - 2 -遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表學(xué) 期20132014學(xué)年第二學(xué)期姓 名韓喜武專 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí)自動(dòng)化12-2課程名稱直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速計(jì)算與仿真論文題目小型單項(xiàng)變壓器的設(shè)計(jì)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定指標(biāo)分值得分知識(shí)創(chuàng)新性20理論正確性20內(nèi)容難易性15結(jié)合實(shí)際性10知識(shí)掌握程度15書寫規(guī)范性10工作量10總成績100評(píng)語：任課教師時(shí) 間年 月 日備 注- 3 -課程設(shè)

2、計(jì)任務(wù)書1、 設(shè)計(jì)題目 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速計(jì)算及仿真二、設(shè)計(jì)任務(wù)第一部分通過摘要闡述了直流電機(jī)的調(diào)速的意義。第二部分具體闡述了現(xiàn)在直流電機(jī)的發(fā)展概況。第三部分是本文的重點(diǎn)部分：分析了調(diào)速的原理和優(yōu)缺點(diǎn)以及調(diào)速方法的繞組排列。第四部分是本文的結(jié)尾部分，總結(jié)了此次設(shè)計(jì)的目的及實(shí)習(xí)心得。三、設(shè)計(jì)計(jì)劃電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)共1周。第1天：選題，查資料；第2天：方案分析比較，確定設(shè)計(jì)方案；第34天：電路原理設(shè)計(jì)與電路仿真；第5天：編寫整理設(shè)計(jì)說明書。四、設(shè)計(jì)要求1、按要求完成設(shè)計(jì)計(jì)劃書一份；2、設(shè)計(jì)進(jìn)度必須要按照計(jì)劃進(jìn)度按期完成；3、設(shè)計(jì)說明書必須經(jīng)指導(dǎo)教師簽字； 指導(dǎo)教師： 榮德生 時(shí)間：2014年7月7日

3、- 4 -摘要 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，三相異步電動(dòng)機(jī)的續(xù)期會(huì)越來越大，三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用就會(huì)越來越廣泛，三相異步電動(dòng)機(jī)的操作系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化工業(yè)、家庭生活和辦公室自動(dòng)化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺(tái)，而且能夠提供多種應(yīng)用服務(wù)，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。而三相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化操作中時(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的主要應(yīng)用之一。 因此本課程設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步鞏固和加深“電機(jī)與拖動(dòng)”課程的基本知識(shí)，了解異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)知識(shí)在工程實(shí)際中的應(yīng)用。 綜合運(yùn)用“電機(jī)與拖動(dòng)”課程和等候課程的理論及生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決實(shí)際工業(yè)問題，調(diào)速方法的應(yīng)用過程可

4、能用到的各種技術(shù)及實(shí)施方案為設(shè)計(jì)方向，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。 通過計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)資料等，培養(yǎng)電機(jī)設(shè)計(jì)的基本技能。 理解此方法進(jìn)行調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)； 培養(yǎng)獨(dú)立的思維和動(dòng)手能力。- 5 - 目錄第一章 直流電動(dòng)機(jī)1.1 直流電機(jī)基礎(chǔ)認(rèn)識(shí) 1第二章 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.1直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)22.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理3第三章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速及其分類3.1.調(diào)速指標(biāo)93.2直流電機(jī)的調(diào)速的分類93.2.1電樞串電阻調(diào)速93.2.2改變電樞電源電壓調(diào)速103.2.3弱磁調(diào)速11第四章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容4.課程設(shè)計(jì)的例題解析12結(jié)論14心得體

5、會(huì)15參考文獻(xiàn)16一、直流電動(dòng)機(jī)1直流電機(jī)是生產(chǎn)和使用直流電能的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換機(jī)械。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)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。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。為了清晰，圖中只畫出了磁極

6、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。互相絕緣的換向片組合的總體稱為換向器。圖1：直流電動(dòng)機(jī)原理圖二、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.1直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞、換向器三部分組成。 （1）磁極。 磁極是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，如圖

7、2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。圖2直流電動(dòng)機(jī)的磁極及磁路 1-極心 2-極掌 3-勵(lì)磁繞組 4-機(jī)座 （2）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。 （3）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3所示，主要由許多換向片組成，每兩個(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固定的電刷，使

8、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。圖3：換向器 1換向片 2連接部分圖4 直流電機(jī)裝配結(jié)構(gòu)圖圖5 直流電機(jī)縱向剖視圖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2.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖6 直流電動(dòng)機(jī)原理圖圖6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，cd。由安培定律可知，ab邊和cd邊所受的電磁力為：f=bil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

9、的方向相反，如圖6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、ba，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)矩方向都不變。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。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

10、源單獨(dú)供電，也可以由一個(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。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7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。圖7 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與交流電動(dòng)機(jī)相比，直流電動(dòng)機(jī)具有較好的調(diào)速性能，它能在寬廣的范圍內(nèi)平滑而經(jīng)濟(jì)的調(diào)速，因此多用于調(diào)速要求較高的場(chǎng)合。根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速公式n=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三個(gè)參數(shù)中，任意改變一個(gè)，都能引起轉(zhuǎn)速的變化。

11、因此，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可以有三種調(diào)速方法。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。3.1調(diào)速指標(biāo)（1）調(diào)速范圍調(diào)速范圍是只指電動(dòng)機(jī)在額定負(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d=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=20100，龍門刨床d=1040，扎鋼機(jī)d=1.203等。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。（2）靜差率（調(diào)速的相對(duì)穩(wěn)定性）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，

12、用*表示，即=式中，n為額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩tem=tl時(shí)的轉(zhuǎn)速圖8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）。 圖9調(diào)速范圍d與靜差率兩項(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。

13、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。（3）調(diào)速的平滑性調(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)表示，即 =平滑系數(shù)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，=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)速。（4）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性經(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

14、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。3.2直流電機(jī)的調(diào)速的分類 分為電樞串電阻調(diào)速、 改變電樞電源電壓調(diào)速、弱磁調(diào)速三種。3.2.1電樞串電阻調(diào)速他勵(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)行于不同的轉(zhuǎn)速，如圖3

15、3所示，圖中的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。從圖10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。圖10電樞串電阻調(diào)速機(jī)械特性如圖10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點(diǎn)a的轉(zhuǎn)速n低。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3.2.2改變電樞電源電壓調(diào)速他勵(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，最高電壓不應(yīng)超過額定電壓。

16、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)速上從圖11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)。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。圖11改變電樞電源電壓調(diào)速方

17、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)系統(tǒng)中被廣泛使用。3.2.3弱磁調(diào)速勵(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12所示。 從圖12中可以看出，當(dāng)勵(lì)磁磁通為額定值n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2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1，交點(diǎn)為a2，轉(zhuǎn)速為n2。弱磁調(diào)速的范圍是在額

18、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 或更高。 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。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)械對(duì)調(diào)速的要求。 圖12弱磁調(diào)速機(jī)械特性第四章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容例題解析：一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下

19、：pn=6kwuan=200vian=42ann=1500r/minrl=0.0501. 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。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，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。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)ce的值。 內(nèi)容解析：1.采用電樞串電阻調(diào)速：電動(dòng)機(jī)的電樞電阻 ra=（uan - pn ian）/ ian =（200-6000/42）/42=1.36在額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí) e= u

20、an -ra ian =(200-1.36×42)v=142.88v ce=e/ nn =142.88/1500=0.0952 ct=60ce/2=60/(2×3.14)×0.0952=0.868 tn=60 pn /2nn =60/(2×3.14)×6000/1500n.m=38.22n. m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 t=(n/ nn)2tn=(1200/1500) 2×38.22n.m=61.15n.m n0= uan / ce=200/0.0952r/min=2100r/min

21、n= n0-n=（2100-1500）r/min =600r/min由于 n=( ra +rr)t/ ct ce2由此求得 rr=n ct ce2/t- ra =(600×0.0952×0.868/61.15-1.36)=0.8292.采用電樞電壓調(diào)速： 由上題求得： ra=1.36 ce=0.0952 ct=0.868 tn =38.22n.m電樞電壓減小后 n=ra tn / ct ce2=1.36×38.22/(0.0952×0.868)r/min=629.03r/min n0=n+n=(1000+629.03)r/min=1629.03r/min

22、由此求得 ua= cen0=0.0952×1629.03v=155.08v3.采用改變勵(lì)磁電流調(diào)速 由上求得 ra=1.36 tn =38.22n.m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 t= nn tn /n=1500×38.22/1800n.m=31.85n.m 1800=200/ ce-1.27×31.85/ ct ce2得 ce=0.0729或0.0351結(jié)論三種調(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