电机与电力拖动基础课程设计知识分享
电机学及拖动基础课程设计

电机学及拖动基础课程设计
引言
电机学及拖动基础是电气工程专业中的重要课程之一,主要涉及电机的结构、原理和性能参数等方面内容。
在现代工业生产中,电机作为驱动设备,已经广泛应用于各个领域。
因此,学习和掌握电机学及拖动基础知识,对于电气工程专业学生的职业发展具有重要意义。
本文旨在介绍电机学及拖动基础课程设计的教学内容、教学目标、课程设置等方面内容,以期帮助教师更好地开展教学工作。
教学内容
电机学及拖动基础课程设计主要涵盖以下内容:
1.电机的分类和结构,包括直流电机、交流电机、步进电机等;
2.电机的工作原理,包括电磁感应原理、电动力原理等;
3.电机的性能参数,包括电机的旋转速度、电流、扭矩等;
4.拖动系统的基本概念和原理,包括传动装置、传动比、机械效率等;
5.不同种类电机在拖动系统中的应用,包括直流电机、交流电机、步进
电机在工业生产中的应用。
教学目标
电机学及拖动基础课程设计的教学目标如下:
1.掌握电机的基本分类和结构,能够区分各种类型的电机,并了解其结
构特点;
2.理解电机的工作原理,包括其动力学、静力学和电磁学等方面知识;
1。
电机与电力拖动基础课程设计

电机与电力拖动基础课程设计1. 课程概述本课程涉及电机和电力拖动的基础理论和应用。
学员将学习电机的原理、种类、特性及其控制方法,以及电力拖动的原理、组成、应用和调试技巧。
2. 课程内容2.1 电机基础电机原理,电机种类及其特性,电机控制方法,电机选型。
2.2 电力拖动电力拖动系统的组成及原理,应用案例和调试技巧。
2.3 实践操作学员将进行以下实践操作:1.设计并组装一个小型直流电机控制电路,控制电机的转速和方向。
2.设计并安装一个电力拖动系统,完成一个有趣的小项目。
3. 教学安排3.1 课程时间本课程共计36学时,分为理论教学和实践操作两部分。
3.2 授课方式本课程采用课堂授课和实验操作相结合的方式进行。
课程将分为以下几个部分:章节授课时间授课方式电机基础8学时理论授课电力拖动8学时理论授课实践操作1设计直流电机控制电路10学时实验操作实践操作2设计电力拖动系统10学时实验操作3.3 考核方式本课程的考核方式包括以下几种:1.课堂笔试:约占总成绩的30%。
2.实验考核:约占总成绩的40%。
3.课程总结报告:约占总成绩的30%。
4. 教学资源本课程所需的教学资源包括以下方面:4.1 教材本课程的推荐教材包括:1.《电机与电力拖动基础》(第2版),刘丽珍著,机械工业出版社,2015年2.《电机控制技术基础》,李舟著,机械工业出版社,2012年4.2 实验器材本课程的实验器材包括以下设备:1.直流电机2.控制电路板3.电力拖动设备4.示波器5.信号发生器4.3 其他资源本课程所需的其他资源包括:1.PPT课件、教学视频等。
5. 教学效果学生在学习本课程后,将掌握以下知识和技能:1.了解电机的基本原理、种类及其特性。
2.掌握电机的控制方法。
3.掌握电力拖动系统的组成原理及其应用案例。
4.能够设计控制电路并完成一个小型电机控制系统。
5.能够设计并安装一个电力拖动系统。
6. 总结本课程是一门工程类的实践性课程,将实用性教学和理论课程相结合,旨在让学生掌握电机及电力拖动方面的知识和技能。
电机与拖动基础知识点

电机与拖动基础知识点1. 电机分类:电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、异步电机(感应电机)、同步电机和步进电机等。
2. 磁场和磁通:电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。
磁通是指通过线圈的磁力线数量,它与电机的性能密切相关。
3. 绕组和电枢:电机中的绕组是由导线绕制而成的,用于产生磁场。
电枢是指电机中的旋转部分,它可以是转子或定子。
4. 电磁感应:当磁通通过导体时,会在导体中产生电动势,这种现象称为电磁感应。
异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。
5. 直流电机:直流电机是将直流电转换为机械能的设备。
它包括定子和转子两部分,通过电刷和换向器实现电流的换向。
6. 异步电机:异步电机也称为感应电机,是一种广泛应用的交流电机。
它的转子转速略低于同步转速,通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。
7. 同步电机:同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同,因此称为同步电机。
它通常用于发电机和大功率驱动装置。
8. 电机拖动:电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。
它涉及电机的选择、控制和传动等方面。
9. 电机控制:电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。
常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。
10. 电机性能:电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。
了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。
以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。
通过深入学习这些内容,您将能够理解电机的工作原理、特性和应用,为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。
电机原理与拖动基础课程设计

电机原理与拖动基础课程设计一、绪论电机多种多样,应用范围广泛,无论是工业领域的生产线,还是家庭生活中的家电,都离不开电机。
电机是将电能转化为机械能的装置,广泛应用于各个领域。
因此,学习电机原理和拖动基础是电气工程专业中至关重要的一门核心课程。
在电机原理和拖动基础课程中,我们将学习不同类型的电机,以及它们的原理、特性和应用。
我们还将了解电机驱动器和电机拖动系统的基础知识,包括传感器、编码器、电流调节器等。
二、主要内容2.1 电机原理学习电机原理是了解电机工作方式的基础。
我们将涉及常见的交流电机和直流电机,以及它们的工作原理。
我们还将学习电机中的元件和电路,以及它们与电机原理的关系;介绍电机的运动和扭矩特性,以及电机参数和性能测试方法。
2.2 电机类型和应用不同的电机类型具有不同的特点和应用,我们将介绍不同类型的电机,如普通电动机、步进电机和伺服电机。
我们还将探讨它们在不同应用领域中的应用,如机械制造、船舶、航空航天、电力和交通等领域。
2.3 电机传感器和编码器在电机控制中,传感器和编码器是非常重要的组成部分。
我们将介绍各种不同类型的传感器和编码器,包括霍尔传感器,磁编码器和光学编码器,以及它们在电机位置和速度控制中的应用。
2.4 电机驱动器和控制电机驱动器是控制电机的关键部件,我们将学习常见的电机驱动器,如直流电机的调速器,交流电机的调速器。
我们还将介绍电机控制系统的结构和特点,以及电机控制器和电机控制算法的原理和应用。
三、课程设计3.1 实验设计本课程将重点侧重于实验设计,学生将要完成电机控制系统的设计和调试,包括电机传感器的测试,电机驱动器的选取和控制器的设计。
实验将有以下步骤:1.配置实验设备,包括电机、传感器、编码器、电机驱动器和控制器等;2.编写控制程序;3.进行测试和调试。
4.改进和优化设计控制算法;3.2 大作业在本次课程设计中,学生将开展一个小组研究项目。
每个小组将研究并开发一个电机控制系统的应用案例,如机械手臂控制、机器人等。
电机与拖动基础课程设计

电机与拖动基础课程设计课程概述该课程是针对电机及拖动基础的学生所设计的。
本课程将介绍电机的基本原理、类型及其工作原理,并介绍与电机相关的拖动技术及相关软件和工具。
本课程的目的是培养学生对电机的理解及掌握拖动技术,以应用到实际生产中。
课程教学目标1.掌握电机的基本原理及种类。
2.了解电机的工作原理及其在实际应用中的作用。
3.掌握各种拖动技术及其应用。
4.了解相关软件和工具。
课程内容第一章:电机基础1.1 电机介绍1.2 电机的基本原理1.3 电机的种类1.4 电机的工作原理第二章:电机的应用2.1 电机在实际应用中的作用2.2 电机控制系统2.3 电机相关的软件和工具第三章:拖动技术3.1 拖动系统的基本原理3.2 拖动技术的种类3.3 软件和工具的应用第四章:课程设计4.1 实验要求及目的4.2 实验内容及步骤4.3 实验结果分析课程教学方法该课程采取理论教学与实验相结合的方式。
理论教学主要通过教师讲解、课件演示、教材阅读等方式进行;实验教学主要通过实际操作、实验报告等方式进行。
教师将在课程结束前定期进行课程复习与知识点测试。
实验器材和材料1.电机控制器2.电机及驱动器3.拖动器材评分标准1.实验报告 40%2.期末考试 40%3.平时表现 20%总结该课程旨在使学生掌握电机及拖动技术的基本概念,以应用于实际的生产过程中。
在本课程中,我们将介绍电机的基本原理、种类及其应用。
拖动技术将在第三章中进行介绍,并在第四章中设置实验来进行实践操作。
我们期望学生在本课程中获得丰富的知识,掌握实践技巧,为未来的学习和工作奠定坚实的基础。
电机学与电力拖动基础课程设计

电机学与电力拖动基础课程设计1. 课程简介本课程是一门涉及电机学和电力拖动基础理论的课程设计,重点介绍电机学的基本概念和定理,以及电力拖动的基本原理和应用,同时也将探讨电机控制的基本方法。
该课程适用于电气工程、机械工程、能源工程和自动化等相关专业的本科生和研究生。
2. 课程目标本课程旨在使学生掌握电机学和电力拖动的基本知识和技能,深入了解电力拖动控制的基本思想和实现方法,培养学生的工程实践能力。
3. 课程内容3.1 电机学基础理论•电机结构和分类•电机电路及其等效电路•电机转矩方程和动态方程•电机效率和功率因数•电机的启动和制动控制3.2 交流电机的基本原理•交流电机的三相定子电动势和磁动势•交流电机的旋转磁场和转速•交流电机的定子和转子电路•交流电机的绕组相位序列和相序态•交流电机的转速控制3.3 直流电机的基本原理•直流电机的励磁和电枢电路•直流电机的电磁转矩和机械转矩•直流电机的调速和制动控制•直流电机的串、并联、混合极连接及特性3.4 电力拖动的控制•电力拖动的基本概念和分类•电力拖动的传动系统和控制系统•电力拖动的控制模型和控制器•电力拖动的常用控制策略4. 课程设计4.1 设计要求学生将要完成的课程设计要求他们基于课程中所学的理论知识,自行选择一种电机和其相关的驱动电路,并进行设计和实现,对电机控制系统进行建模和仿真,最终实现电机的速度控制。
学生需要准确描述设计、仿真和实验结果,进行数据分析和结果讨论,得出结论并汇报。
4.2 设计内容学生将要完成的设计包括以下内容:4.2.1 电机选型和参数计算学生需要通过相关资料和样本电机实验数据,选择一台合适的电机及其参数,对这个电机进行建模和仿真,以保证整个系统的安全稳定运行。
4.2.2 驱动电路设计学生需要设计和实现一个合适的驱动电路,以给电机提供一个合适的电压、电流和功率,使其可以满足一定的加速度和转速要求。
学生需要处理好电路的热问题和电磁兼容问题,保证电路的可靠性和稳定性。
电机与拖动技术课程设计

电机与拖动技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电机的基本工作原理,掌握电机的主要构造及功能;2. 掌握拖动技术的概念,了解常见的拖动方式及其优缺点;3. 学会分析电机与拖动系统在实际应用中的性能,能运用相关公式进行计算。
技能目标:1. 能够正确使用电机与拖动实验设备,进行基本的实验操作;2. 学会通过观察、分析实验数据,解决电机与拖动系统中的实际问题;3. 提高团队协作能力,通过小组讨论、共同完成实验任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电机与拖动技术的兴趣,激发其探索精神;2. 培养学生的安全意识,使其在实验过程中能够遵循操作规程,确保人身和设备安全;3. 增强学生的环保意识,了解电机与拖动技术在节能减排方面的作用,培养其社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握电机与拖动技术的基本知识,培养其实践操作能力和团队协作能力。
针对学生年级特点,课程目标既注重理论知识的传授,又强调实践技能的培养。
通过本课程的学习,学生能够将所学知识应用于实际工作中,为我国电机与拖动技术的发展做出贡献。
二、教学内容1. 电机基本原理与构造:讲解电机的工作原理,包括电磁感应定律、洛伦兹力等;介绍电机的主要构造,如定子、转子、绕组等,并通过教材第1章进行学习。
2. 常见电机类型:学习直流电机、异步电机、同步电机等常见电机类型的特点及应用,参考教材第2章。
3. 拖动技术:介绍拖动系统的概念,讲解电气传动、液压传动、气压传动等拖动方式,学习教材第3章相关内容。
4. 电机与拖动系统的性能分析:学习电机与拖动系统性能参数,如效率、功率因数、启动转矩等,分析不同拖动方式对系统性能的影响,结合教材第4章进行学习。
5. 电机与拖动系统在实际应用:举例介绍电机与拖动系统在实际工程中的应用,如机床、电梯、电动汽车等,参考教材第5章。
6. 实验教学:安排学生进行电机与拖动实验,包括电机启动、制动、调速等实验操作,巩固理论知识,提高实践能力。
电机及电力拖动课程《教案》

电机及电力拖动课程《教案》第一章:电机的基本概念与分类1.1 电机的定义与作用解释电机的概念阐述电机在电力系统中的重要性1.2 电机的分类交流电机和直流电机的区别同步电机、异步电机、变压器等的主要特点1.3 电机的基本原理电磁感应原理电机的能量转换过程1.4 电机的主要性能参数功率、电压、电流、转速等参数的定义及计算效率、转矩、功率因数等性能指标的含义第二章:直流电机2.1 直流电机的基本结构与工作原理分析直流电机的主要组成部分解释直流电机的工作原理2.2 直流电机的类型及特点直流发电机、直流电动机的区别与联系串励直流电机、并励直流电机、复励直流电机的特点2.3 直流电机的换向与实现方法换向的概念及换向过程换向装置的类型及作用2.4 直流电机的调速方法串电阻调速、电枢电流调速、脉冲宽度调速等方法的原理及特点第三章:交流电机3.1 交流电机的基本结构与工作原理分析交流电机的主要组成部分解释交流电机的工作原理3.2 交流电机的类型及特点异步电机、同步电机、变压器等的主要特点及应用领域3.3 交流电机的运行特性启动、制动、调速等运行特性的定义及分类交流电机在不同运行状态下的性能表现3.4 交流电机的控制方法磁场控制、电压控制、频率控制等方法的原理及应用第四章:电力拖动系统4.1 电力拖动系统的组成及分类电动机、传动装置、控制器等组成部分的作用电动机拖动系统、液压拖动系统、气压拖动系统的特点4.2 电动机的基本控制电路启动、制动、调速等基本控制电路的原理及应用4.3 电力拖动系统的设计与选择电动机选型、传动装置选型、控制器选型的依据及方法4.4 电力拖动系统的运行与维护系统运行中的监测与故障诊断系统维护与保养的重要性及方法第五章:电机及电力拖动的保护与节能5.1 电机保护的原理与措施过载保护、短路保护、过电压保护等保护方式的原理及应用5.2 电机故障诊断与维修故障诊断的方法及步骤维修技术及注意事项5.3 电力拖动系统的节能措施优化控制策略、改进传动装置、提高电动机效率等节能方法5.4 电机及电力拖动技术的最新发展趋势高效节能电机、智能电机、电动汽车等领域的研发动态第六章:电机及电力拖动的应用案例分析6.1 电机在工业生产中的应用案例电机在机械制造、冶金、化工等行业中的应用实例6.2 电机在交通运输领域的应用案例电机在汽车、电车、船舶等交通工具中的应用实例6.3 电机在生活中的应用案例电机在家用电器、医疗器械等日常用品中的应用实例6.4 电机在新能源领域的应用案例电机在风力发电、太阳能发电、电动汽车等新能源领域的应用实例第七章:电机及电力拖动的试验与检测7.1 电机试验的目的与方法阐述电机试验的重要性介绍电机试验的常用方法及设备7.2 电机性能检测功率、效率、转速等性能指标的检测方法及设备7.3 电机故障检测与诊断介绍电机故障检测与诊断的方法及设备7.4 电力拖动系统的试验与检测电力拖动系统的性能试验、适应性试验等方法及设备第八章:电机及电力拖动的仿真与优化8.1 电机及电力拖动仿真的意义与方法解释电机及电力拖动仿真的作用介绍电机及电力拖动仿真的常用方法及软件8.2 电机参数的优化与设计优化电机参数的方法及目的8.3 电力拖动系统的优化与控制优化电力拖动系统控制策略的方法及目的8.4 电机及电力拖动系统的计算机辅助设计介绍计算机辅助设计在电机及电力拖动领域的应用第九章:电机及电力拖动的实训操作9.1 电机的基本操作与维护电机的安装、调试、运行、停机等基本操作电机维护与保养的方法及注意事项9.2 电力拖动系统的实训操作电力拖动系统的接线、调试、运行等实训操作9.3 电机及电力拖动的故障排除与维修分析电机及电力拖动系统的常见故障介绍故障排除与维修的方法及技巧9.4 电机及电力拖动的实训项目案例分析电机及电力拖动实训项目案例,提高实际操作能力第十章:电机及电力拖动的评价与展望10.1 电机及电力拖动的评价指标阐述评价电机及电力拖动性能的指标及方法10.2 电机及电力拖动技术的展望分析电机及电力拖动技术的发展趋势10.3 电机及电力拖动技术的市场前景分析电机及电力拖动技术在各个领域的市场需求10.4 电机及电力拖动教育的改革与发展探讨电机及电力拖动教育在人才培养、课程设置等方面的改革与发展方向重点和难点解析一、电机的基本概念与分类:理解电机的工作原理和电机分类是学习电机及电力拖动的基础。
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一、设计题目:提升机主电路的设计:图1—提升机电力拖动系统原理图图2—提升机电力拖动系统速度图1.加速阶段t1:以最大加速度加速,速度由0增加到v1,当v=v1时,电机工作在固有特性上。
2.等速阶段t2:以v1速度匀速运行。
3.调速阶段t3:以v2速度匀速运行,v2 =0.7v1。
4.减速阶段t4:以最大减加速度减速,速度由v2减小0。
二、课程设计的目的将损坏拖动系统的传动机构。
图3他励直流电动机直接启动接线图2)降低电源电压启动:将励磁绕组接通电源,并将励磁电流调到额定值,然后从低向高调节电枢回路电压的启动方法称为降低电源电压启动;要限制启动电流,首先考虑的是降低电动机输入电压,在直流电动机启动瞬问,给电动机加上较低的电压,以后随着电动机转速的升高,逐步增加直流电压的数值,直到电动机启动完毕,加在电动机上的电压即是电动机的额定电压特点:缩短启动时间,启动过程中能量损耗小,启动平稳,便于实现自动化。
需要一套可调的直流电源启动设备,增加初投资。
用减压启动的方法启动并励电动机时必须注意:启动时必须加上额定的励磁电压,使磁通一开始就有额定值,否则电动机的启动电流虽然比较大,但启动转矩较小,电动机仍无法启动。
图4降低电源电压启动接线图3)电枢回路串电阻启动:电枢回路中串接启动电阻以限制启动电流的启动方法称为电枢回路串电阻启动。
电枢回路串电阻启动即启动时在电枢回路串入电阻,以减小启动电流I,电动机启动后,再逐渐切除电阻,s以保证足够的启动转矩。
在分级启动过程中,若忽略电枢回路电感,并合理的选择每次切除的电阻值就能做到每切除一段启动电阻,电枢电流就瞬间增大到最大启动电流1I 。
此后,随着转速上升,电枢电流逐渐下降。
每当电枢电流下降到某以数值2I 时就切除一段电阻,电枢电流就又突增到最大电流1I 。
这样,在启动过程就可以把电枢电流限制在1I 和2I 之间。
2I 称为切换电流。
启动电阻分段数目越少,启动过程中电流变化范围大,转矩脉动大,加速不均匀,而且平均启动转矩小,启动时间长。
特 点:电枢回路串电阻启动方法所需设备较简单,价格较低,但在启动过程中在启动电阻上有能量损耗。
而降低电源电压启动则所需设备复杂,价格较贵,但在启动过程中基本上不损耗能量。
对于小直流电动机一般用串电阻启动,容量稍大但不需经常启动的电动机也可用串电阻启动,而需经常启动的电动机能耗较大,不宜用于启动的大、中型,可用于小型电机启动图5电枢回路串电阻启动接线图选 择:综合分析上述三种启动方法,采用电枢串电阻启动方式。
这种方法比较简单启动,过程中基本上不损耗能量,可以将启动电流限制在容许的范围内。
参数计算:串接在电枢回路中用以限制启动电流的电阻称为启动电阻,以R s 表示。
为了把启动电流限制在最大允许值s a N R R U I +=1之内,电枢回路中应串入的启动电阻值为: a N s R I U R -=1启动后如果仍把s R 串在电枢回路中,则电动机就会在电枢串电阻s R 的认为机械特性上以低速运行。
为了使电动机能运转在固有机械特性上,应把s R 切除。
若把s R 一次全部切除,会引起过大的电流冲击。
为保证在启动过程中电枢电流不超过最大允许值,可以先切除一部分,待转速上升后再切除一部分,如此逐步的切除,知道全部被切除为止。
这种启动方法称为串电阻分级启动。
名牌数据:P 1=55kw V U N 440= A I N 139= min 1500r n N = N m I I 2=N L T T 9.0= a R =0.1417Ω启动时电枢总电阻为: Ω=⨯==58.11392440sm N sm I U R 假设四级启动,即m=4,z 则启动电流(转矩)比为:827.11417.058.14a ===m sm R R λ 切换电流为:N N N sm I I I I I 9.01.1095.1827.122⨯>===λ所选段数适宜 各段电阻为: )()(Ω=⨯-=-=117.01417.01827.111a s R r λΩ=⨯==214.0117.0827.112s s r r λ Ω=⨯==391.0117.0827.12123s s r r λ Ω=⨯==714.0117.0827.13134s s r r λ 验证:sm s s s s a R r r r r R =Ω≈Ω=++++=++++58.1577.1714.0391.0214.0117.01417.04321 ∴选择四级启动电机启动接线图及机械特性曲线图6—电动机起动接线图图7—电动机起动机械特性图如图7,启动瞬间KM1、KM2、KM3、KM4都断开,电枢回路总电43214s s s s a S r r r r R R ++++=,运行点在途中a 点,启动电流为1I ,启动转矩为1T >L T ,电动机开始升速,转速沿着4S R 曲线变化,启动电流下降,到图中b 点时,启动电流降到切换电流2I ,在此瞬间KM4闭合,切除一段电阻4s R ,电枢总电阻变为3213s s s a s r r r R R +++=,相应机械特性曲线0n dc 直线。
切除电阻瞬间转速不变,电流则突增至1I ,运行点从b 点过渡到c 点。
此后又沿着2S R 特性曲线的cd 段变化,启动电流下降。
当转速上升到d 点时,启动电流刚好下降到2I ,此刻KM3闭合,切除第三段启动电阻3s R ,电枢回路总电阻变为212s s a S r r R R ++=,机械特性曲线为0n fe 直线,运行点由d 点过渡到e 点,启动电流从2I 增加1I ,电动机沿ef 段上升,启动电流下降。
当转速升高到f 点时,启动电流又降到2I ,在此时KM2闭合,切除电阻2s R ,运行点从f 点过渡到g 点,电流增加到1I 。
此后电动机样gh 上升,到h 点时,启动电流再次下降到2I ,此刻KM1闭合,切除最后一段电阻1s R 。
此后运行点从h 点过渡到固有机械特性上的i 点,电流增加到1I 。
2、调速定 义:系统运行的速度需要根据生产机械工艺要求而人为调节。
调节转速,简称为调速。
改变传动机构速比的调速方法称为机械调速,通过改变电动机参数而改变系统运行转速的调速方法称为电气调速。
指工作机械的最高转速n max 与最低转速n min 之比,用系数D 表示。
m inm a xn n D =用,作为辅助调速。
(3)调速的范围较窄,在磁通减少太多时,由于电枢磁场对主磁场的影响加大,会使电机火花增大、换向困难。
转速提高时须考虑到机械强度的影响,最高转速一般控制在1.2倍额定转速的范围内。
(4)在减少励磁调速时,如果负载转矩不变,电枢电流必然增大,因为 ,要防止电流太大带来的问题。
选 择:综合分析以上三种方法,由于电枢回路设备简单、操作简单,投资少,只须增加电阻和切换开关,操作方便,并且本设计中不要求连续调速,它们与负载特性的交点,即工作点,都是稳定的,电机在这些工作点工作时能得到不同转速。
故采用电枢回路串电阻调速参数计算:外串电阻c R 的阻值越大,机械特性的斜率也就越大,相同负载下的电动机的转速也越低。
280.015001417.0139440a =⨯-=-=N N N N n R I U Ce ϕ 当提升机以V1速度匀速运行时,M N n P T N N N •=⨯⨯=⨯=17.350150010555.955.93()min /78.151117.3509.0280.055.91417.0280.044022r T CeC R C U n L N T a N e N A =⨯⨯⨯-=-=ϕϕ 由 N Ne c a N e N A I C R R C U n 9.07.0•+-=ϕϕ 得:Ω=∴⨯⨯+-=⨯375.31399.0280.01417.0280.044078.15117.0c c R R 电动机串电阻调速接线图及机械特性:图8电动机串电阻调速接线图图9—电动机串电阻调速机械特性转速有n A 降到n B 说明系统的调速过程,如图9,设电动机拖动恒转矩负载原在固有机械特性上的A 点稳定运行,转速为A n 。
当电枢电阻a R 增加到c1a R R 时,转速A n 及点数电动势a E 一开始不能突变,运行点在相同的转速下由由A点过渡到A ’点,转矩由N T 下降到T ’<L T ,t n d /d 为负,系统减速。
随着n 及a E 的下降,a I 及T 不断增加,系统减速度不断减小,知道n 降到B n 时,T 增至0.9N T 转矩新的平衡建立,系统以较低的转速的B n 运行。
在额定负载下,电枢串电阻调速时能够达到最高转速为额定转速,所以其调速方向是由基速向下。
3、 制动定 义:制动就是在电动机上加上与原转向相反的转矩,使电动机迅速停转或限制电动机的转速。
直流电动机的制动也可以分为机械制动和电气制动,其中电气制动又可以分为再生制动、能耗制动和反接制动等。
制动的目的在于如下两点 :(1)使系统迅速减速停车(2)限制位能负载的下降速度。
方 法1)能耗制动: 制动过程中U = 0,电磁转矩与转速方向相反,成为制动转矩,电动机靠系统的动能发电,转化成发电机工作状态,把动能变成电能,消耗在电枢回路的电阻上,实现制动过程。
图10 能耗制动原理图特点:能够准确停车。
不适合频繁正反转的电力拖动系统R, 2)电压反接制动:电枢电压极性突然改变,并在电枢回路中串入电阻C电磁转矩与转速方向相反,成为制动转矩,实现制动。
图11 电压反接制动的原理图特点:动力强,制动迅速,控制电路简单,设备投资少,可以实现正向停车和反向启动连续进行,缩短了从正转到反转的过渡时间。
但制动准确性差,制动过程中冲击力强烈,易损坏传动部件。
3)电动势反接制动电动势反接制动多用于提升机构低速下降重物。
电动势反接制动时电动机输入的机械功率是由位能负载减少的位能提供的图12电动势反接制动电路图4)再生发电制动:再生发电制动多用于下放较轻重物。
使电动机的转速n超过理想空载转速n0 ,电动机的转矩Te 与转速n反向,且电动机向电源反馈电能,这种状态称为回馈制动(再生制动或发电制动)。
选 择:综合分析以上四种方法,由于能耗制动相对简单,且容易实现准确制动,故采用能耗制动。
参数计算在制动过程中,因U=0,电动机与电源没有能量转换关系,而电磁功率0<Ω==T I E P a a M ,说明电动机从轴上输入机械功率,扣除空载损耗功率后,其余的功率通过电磁作用转变成电功率,消耗在电枢回路中的电功率为)(2c a a R R I +。
电动机输入的机械功率来自降速过程中系统单位时间释放的动能2/2ΩJ 。
当制动到n=0时,系统贮存的动能全部释放完毕,制动过程结束。