《电机与拖动》指导书及任务书
《电机与拖动》指导书及任务书
《电机与拖动课程设计》指导书及任务书2013年1月5日一、课程设计任务及要求1．根据设计题目要求并查阅参考资料，正确选择设计方案；2．确定电机及其拖动系统的总体结构，根据任务书要求设计硬件电路并计算参数；3．根据设计硬件电路，验证设计方案，验证方法可采取仿真或测试；4．编写完整的设计说明书、设计小结。
二、课程设计内容：本课程设计主要包括以下六个方面内容：1）拖动系统分析；2）电机选型设计；3）电机容量选择；4）相关参数校验；5）控制电路设计。
三、课程设计参考题目题目一：提升料车电机拖动系统设计【题目说明】拖动对象为一料车提升系统。
右图所示，料车在轨道下部装料，装完料后提升至上部料仓卸载。
装料时间为3分钟，卸载时间不计，提升及下放速度最大值不超过0.4米/秒，料仓距轨道底部15米，料车自重40公斤，每次装料100公斤，企业每天分三班工作，每班提升25次，提升为接班后即开始至提升25次结束。
系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。
工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最大电压波动5%，通风良好，环境干燥，现场无防爆要求。
【设计任务及要求】1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。
2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。
3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。
【设计指导】为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。
设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。
选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。
电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。
对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。
题目二：离心式风机电机拖动系统设计【设计说明】离心式风机右图所示，在工作中，气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做功的风机称为离心式风机。
电机与拖动课程设计指导书
《电机与拖动基础》课程设计指导书一、课程设计的性质、目的和任务课程设计是高校工科类专业教学过程中一个十分重要的综合性教学环节，在设计过程中，学生利用本门课程及相关理论知识，去分析和解决本课程的综合性课题。
课程设计的主要目的是使学生学会综合运用理论知识的方法，正确使用所学知识和相关参考资料，以进一步提高自己分析问题和解决问题的能力，提高自身的综合素质。
通过课程设计，学生应树立正确的设计思想，掌握工程设计的程序、规范和方法，加深理解所学的理论基础知识，学会正确使用技术资料和快速查阅工具书的方法，培养自己严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作风。
二、课程设计题目：矿井提升机交流拖动系统的设计具体技术数据如下：某单位矿井多绳摩擦轮提升机型号：JKD1850×4,提升机滚筒直径：D=1.85m罐笼自重：4.5吨平衡锤重量：6吨提升高度：H=600m提升速度：V=6.5m/s系统转动惯量：GD2=4450kg2/m机械效率：η=0.9减速器减速比：I=2.031速度图、加速图和力图如下图所示：三、设计内容1、主拖动电机选择计算；2、制动方式选择及相关计算；3、转子回路电阻级数确定及计算；4、转子电阻控制系统设计及工作原理说明；5、主回路及控制回路原理图。
四、设计成果及要求（一）设计成果：课程设计包括计算说明书和图纸两部分。
（二）结构及要求1、计算说明书：包括主电动机选择计算、制动方式选择计算、转子电阻计算、工作原理说明等；2、图纸：画出主回路和转子控制回路原理图。
特别提示：一律交手写稿包括图，不收打印稿！（封皮打印）参考文献：1 矿井提升机电力拖动与控制卢燕冶金工业出版社2 电机与电气控制技术卢燕中国石油大学出版社3电机与拖动基础顾绳谷机械工业出版社。
电机及拖动基础实验指导书
电机与拖动基础实验指导书目录实验一认识实验-----------------------------------2 实验二直流并励电动机------------------------------- 6 实验三直流串励电动机-------------------------------10 实验四单相变压器-----------------------------------13 实验五三相变压器-----------------------------------20 实验六三相三绕组变压器-----------------------------27 实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性---------------- 30 实验八三相异步电动机的起动与调速（综合性实验）------38 实验九三相同步发电机的运营特性 --------------------42实验一认识实验一．实验目的1．学习电机实验的基本规定与安全操作注意事项。
2．结识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。
二．预习要点1．如何对的选择使用仪器仪表。
特别是电压表、电流表的量程。
2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开导致失磁时，会产生什么严重后果？4．直流电动机调速及改变转向的方法。
三．实验项目1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。
2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机3．直流并励电动机M034．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）5．电机起动箱（MEL-09）。
电机及拖动基础 实验指导书
《电机及电力拖动实验指导书》徐东辉武汉大学电气工程学院2005．2目录实验要求常用电机测试仪表使用电机基本实验部分第一章变压器实验一认识实验( 单相变压器的特性测试)实验二单相变压器实验三三相变压器的连接组实验四三相变压器第二章异步电机实验一三相鼠笼式异步电动机参数的测定实验二三相鼠笼式异步电动机的起动和调速第三章同步电机实验一三相同步发电机的运行特性实验二三相同步发电机参数的测定第四章直流电机实验一直流发电机实验二直流电动机第五章控制电机实验一步进电机实验实验二力矩式自整角机实验综合实验部分实验一三相变压器的并网运行实验二三相变压器的不对称短路实验三三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验四异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验五三相同步发电机并网运行自选实验部分实验一三相三绕组变压器实验二三相变压器的不对称短路实验三三相同步电动机设计性实验部分实验一电机节能运行专题附录一：电机实习附录二：电机实验装置简介实验要求实验以小组为单位进行，推选组长一人负责组织全组的实验工作，实验课可分为三个部分：(1) 预习；(2) 实验；(3) 分析讨论和写作实验报告。
1. 预习根据《电机实验》中提出的内容，明确实验的目的和要求，复习有关章节和参考有关资料，拟定实验、线路图及操作方法步聚，预计所得的结果和有关曲线的形状，同时了解实验过程中应当注意的问题，防止发生事故。
2. 实验(1) 上课时，指导老师根据实验目的及内容检查学生的预习、准备情况(2) 根据实验要求及机组名牌数据，选择适当量程的仪表及辅助设备，分工进行连结互相检查并讨论改正，最后经指导老师检查同意后，方可分闸试验，如试验过程中改变了线路，也必须经教师检查。
(3) 实验按预定步骤进行，注意正确的操作方法，观察与分析实验数据，并由组长指挥，分工同时读数，实验如发现异常现象或数据中有问题时，应及时停止实验，进行分析研究，不可盲动，以免以生事故，在实验过程中应注意安全。
电机与拖动基础实验指导书
《电机与拖动基础》实验指导书实验要求与注意事项一：实验之前必须进行充分的预习，初步明确实验的目的、要求、方法和步骤。
画出实验线路图，经老师检查合格后才可以到实验室做实验。
二：由于本实验是220伏直流电，交流电，并且都是高速旋转的电机，所以一定要有安全意识，遵守实验室规则，确保人身安全。
三：实验之前应对所实验的电机作一般性的检查，如电机的装配质量，名牌数据，测试中仪表量程的选择等。
以便保护设备的完好。
爱护实验仪器和设备。
四：实验线路接好之后，同学先自己检查是否接线正确，然后再由老师检查，无误后，方可通电进行实验。
五：实验过程中，调节负载或者改变电阻、电压、转速、等量时，必须先考虑其它量的变化关系，并随时注意转速和电流是否超过额定值。
六：实验中要仔细观察，正确的操作，完整的纪录，深入的分析研究。
实验过程中如发生故障，应立即切断电源，分析故障原因，设法排除故障。
七：实验后，要写出实验报告。
其内容根据每个实验的要求而定。
除了列出实验结果之外，还要有分析和结论。
计算内容必须列出所有的公式，并以一组数据为例进行计算，其它可直接列入数据表格中。
目录实验一：直流电动机的机械特性 (1)实验二：三相异步电动机的机械特性 (7)实验三：异步电动机的M-S曲线测绘 (11)实验一直流电动机的机械特性一、实验目的（一）测定直流他激电动机的固有特性和人为特性。
（二）了解直流电动机在各种运行状态下的接线方法、启动方式和运行状况。
（三）用理论计算的方法求出所测取的机械特性，并与实验结果作分析比较从而加深对理论知识的理解。
二、预习要点（一）改变直流他激电动机机械特性有哪些方法？（二）直流他激电动机在什么情况下，从电动运行状态到回馈制动状态？（三）直流他激电动机回馈制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。
（四）直流他激电动机反接制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。
三、实验项目（一）测定直流他激电动机在电动状态时的固有特性（Ra= 0）。
《电机与拖动》实验指导书(新模板)要点
《电机与拖动》实验指导书课程编号：课程名称：电机与拖动实验适应专业：自动化、电气工程及其自动化课程类别：必修、限选实验教学种类：课程总学时：44+12实验学时：12执笔人：王卫东勾燕洁西安电子科技大学机电工程学院2014年11月实验一直流电动机的机械特性测定实验一、实验目的1．掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性2．掌握直流并励电动机的调速方法。
预习要求：R1、R f：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09mA、A、V2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）G：涡流测功机I S：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。
三、实验仪器1．MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
四、实验内容与步骤1．并励电动机的工作特性和机械特性按如图1-1所示将仪器设备与电动机相连接，然后按如下步骤进行实验：a．将R1调至最大，R f调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，电压表量程为300V档，检查涡流测功机与MEL-13是否相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。
（将电枢回路调节电阻R1调至最大值，“转矩设定”电位器逆时针调到零，先断开可调直流电源的船形开关，再断开励磁电源的开关，使他励电动机停机，将电枢或励磁回路的两端接线对调后，可改变电机旋转方向）b．直流电机正常起动后，将电枢串联电阻R1调至零，调节直流可调稳压电源的输出至220V，再分别调节磁场调节电阻R f和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：U=U N=220V，Ia=I N，n=n N=1600r/min，此时直流电动机的励磁电流I f=I fN（即额定励磁电流）。
电机与拖动实验实验指导书
目录第一章电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程 (1)1-1 实验的基本要求 (1)1-2 实验安全操作规程 (3)第二章直流电机实验 (4)2-2 认识实验 (4)2-2 直流发电机 (10)2-3 直流并励电动机 (16)第三章变压器实验 (21)3-1 单相变压器 (21)3-2 三相变压器 (29)3-3 三相变压器的联接组和不对称短路 (37)第四章异步电机实验 (51)4-1 三相鼠笼异步电动机的工作特性 (51)4-2 三相异步电动机的起动与调速 (62)附录 (68)DDSZ-1型电机及电气技术实验装置受试电机铭牌数据一览表 (68)DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明 (69)第一章电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程1-1 实验的基本要求电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。
在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。
现按实验过程提出下列基本要求。
一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等)，并按照实验项目准备记录抄表等。
实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。
认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。
二、实验的进行1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。
2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。
电机与拖动实验指导书
目录实验一测定直流他励电动机的工作特性和机械特性 (3)实验二单相变压器运行特性的研究 (6)实验三三相变压器的运行特性研究 (10)实验四测定变压器的同名端 (16)实验五三相异步电动机的起动 (23)实验一测定直流他励电动机的工作特性和机械特性一、任务目标1、熟悉直流电动机的工作特性和机械特性。
2、掌握测取直流电动机工作特性和机械特性的方法。
二、实训设备三、实训过程1、直流他励电动机的接线图1直流他励电动机接线图按图1接线。
图中电动机M选用DJ15直流并励电动机（按他励方式接线），其额定功率P N =185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=Ia+If1=1.2A，额定转速nN=1600r/min，额定励磁电流IfN＜0.16A；校正直流测功机MG选用DJ23，作为测功机使用，校正直流测功机MG按他励发电机方式连接，在此作为直流他励电动机M的负载，用于测量M的转矩和输出功率；RE旋转编码器（测速系统）选用DD03-11导轨；将M、MG及RE之间用橡胶联轴器直接联接好并用偏心螺丝固定在DD03-11上；直流电流表A3、A4选用MEC21，直流毫安表A1、A2选用MEC21，直流电压表V1、V2选用MEC21；Rf1用MEC42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值作为直流他励电动机M的磁场调节电阻；Rf2选用MEC43的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值的变阻器作为测功机MG的磁场调节电阻；R1选用MEC42的90Ω串联90Ω共180Ω阻值作为直流他励电动机M的起动电阻；R2选用MEC41上的900Ω串联900Ω加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值作为测功机MG的负载电阻，（当负载电流IF大于0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接）；开关S选用MEC31组件，用于控制负载R2的通断。
接好线后，检查M、MG及RE之间是否用橡胶联轴器联接好，偏心螺丝是否打紧。
表1（6）停机先切断电枢电源使电动机M停机，同时将电枢串联起动电阻R1调回最大值位置，磁场调节电阻Rf1调到最小值位置，再关闭励磁电源，拆除实训导线、电机，最后关闭实训装置电源总开关。
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《电机与拖动课程设计》
指导书及任务书
2015年1月14日
一、课程设计任务及要求
1．根据设计题目要求并查阅参考资料，正确选择设计方案；
2．确定电机及其拖动系统的总体结构，根据任务书要求设计硬件电路并计算参数；
3．根据设计硬件电路，验证设计方案，验证方法可采取仿真或测试；
4．编写完整的设计说明书、设计小结。
二、课程设计内容：
本课程设计主要包括以下六个方面内容：1）拖动系统分析；2）电机选型设计；3）电机容量选择；4）相关参数校验；5）控制电路设计。
三、课程设计参考题目
题目一：提升料车电机拖动系统设计
【题目说明】
拖动对象为一料车提升系统。
右图所示，料车在轨道下部装料，
装完料后提升至上部料仓卸载。
装
料时间为3分钟，卸载时间不计，
提升及下放速度最大值不超过0.4
米/秒，料仓距轨道底部15米，料
车自重40公斤，每次装料100公斤，
企业每天分三班工作，每班提升25
次，提升为接班后即开始至提升25
次结束。
系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。
工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最大电压波动 5%，通风良好，环境干燥，
现场无防爆要求。
【设计任务及要求】
1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。
2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。
3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。
【设计指导】
为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。
设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。
选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。
电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。
对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。
题目二：离心式风机电机拖动系统设计
【设计说明】
离心式风机右图所示，在工作中，
气流由风机轴向进入叶片空间，然后在
叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一
方面在惯性力的作用下提高能量，沿半
径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做
功的风机称为离心式风机。
风机的相关参数如表1所示，其中功率为所需电机的功率。
该风机A工作方式为连续运转，启动时与另一台风机B联锁，即B开始运转后，A才能运转，否则A不能启动。
表1 风机的相关参数
【设计任务及要求】
1）选择用于拖动离心式风机的电机，电机应能可靠启动、运转、停止。
2）联锁电路设计应能可靠工作。
【设计指导】
查阅相关资料了解离心式风机的工作原理及结构。
根据题目要求选择电机，如果需要还要校验相关参数，对题目中未知的参数可根据类似产品的说明书或其它途径自行设定。
离心式风机允许全压起动或降压电动，但应注意，全压起动时的电流约为5-7倍的额定电流，降压起动转矩与电压平方成正比，由于该风机功率较大，为减小对电网的影响，应采用降压起动。
联锁问题可以从B电机的主控接触器取常开点接入A电机控制回路的方法。
题目三：工作台往返循环电机拖动系统设计
【设计说明】
工作台往返循环系统常用于机床、物流分拣等领域，其系统构成如
下图所示。
工作台实现往返（向左、向右）工作，其工作行程由开关SQ1-SQ4来决定。
其中SQ1、SQ2为限位开关，SQ3、SQ4为超限开关，保证工作台的安全运行。
工作台可实现点动或自动调节。
【设计任务及要求】
1）设计一个电气元件的工作台自动往返循环控制线路
2）工作台循环工作电机应可靠起动、运转、停止
3）工作台往返工作既可实现手动又可满足自动
【设计指导】
查阅资料理解工作台的往返循环工作的原理及结构。
为简化设计过程，工作台驱动电机可自行选择，但选择电机后需要进行校验（如类型、容量、起动能力、过载能力、温升以及工作制等），对题目未知的参数可根据类似产品的说明书或电气工程手册查询。
工作台自动往返循环控制线路，包括主接线和控制线路。
控制线路需要选择相应的电气元件，电气元件的选择应符合供电要求。
题目四：他励直流电动机串电阻起动系统设计
【设计说明】
分析他励直流电动机的串电阻起动方法和实现方式，自行选定他励直流电动机并设计该电动机的串电阻起动电气控制系统。
【设计任务及要求】
1）确定起动级数，计算选择分级起动电阻
2）选定分级起动主回路和控制回路以及相关电气元件
3）画出起动特性曲线，并计算起动时间
【设计指导】
查阅资料熟悉直流电动机起动原理和起动方法。
合理选择分级起动用电阻。
串电阻起动系统电气回路分为主回路和控制回路，主回路自带过电流保护，最大起动电流不得超过额定电流的2倍。
结合供电电源合理选择切换用电气元件。
题目五：三相异步电动机能耗制动系统设计
【设计说明】
分析三相异步电动机的能耗制动的工作原理和实现方式，自行选定异步电动机并设计该电动机的能耗制动控制系统。
【设计任务及要求】
1）设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件
2）根据所选电气元件，设计能耗制动主回路及其控制回路
3）要求三相异步电动机停机后迅速切除电源
【设计指导】
查阅资料熟悉三相异步电动机的能耗制动过程和制动原理。
合理选择时间继电器，准确设定能耗制动时间。
合理选择调节制动电流的能耗制动电阻。
结合供电电源合理选择控制线路的电气元件。
主回路采用过电流保护。
四、课程设计说明书要求
1、课程设计说明书应按照统一的课程设计说明书格式（采用毕业设计论文格式）。
2、论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。
3、课程设计说明书应有设计题目、设计任务、本课程设计系统概述、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书。
4、课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。
五、课程设计计划进度
六、参考文献
[1] 戴文进著，电机与拖动，清华大学出版社，2008
[2] 杨文焕著，电机与拖动基础，西安电子科技大学出版社，2008
[3] 杨天明著，电机与拖动，中国林业出版社出版社，2008
[4] 何此昴著，变压器与电感器设计方法及应用实例，人民邮电出版社，2011
[5] 赵敏、刘丽主著，电气控制与自动控制系统，西南交通大学出版社，2006
[6] 陈伯时著，电力拖动自动控制系统[M]，机械工业出版社，2011
[7] 姚舜才著，电机学与电力拖动技术[M]，国防工业出版社，2006
[8] 许志军著，电气自动化控制技术实训教程[M]，电子科技大学出版社，2008
[9] 刘行川著，简明电工手册[M]，福建科学技术出版社，2003
电气自动化专业教研室
指导教师：韩成春张旭隆
教研室主任：樊兆峰。