电力电子与电机拖动
《电机与拖动》考试试题与答案
《电机与拖动》考试试题与答案一、选择题（每题2分，共20分）1、下列哪一种类型的电机是直流电机？（A）同步电机（B）异步电机（C）伺服电机（D）步进电机答案：（C）伺服电机解释：伺服电机是一种将电信号转化为机械运动的装置，其中直流伺服电机是最常见的一种。
同步电机和异步电机是交流电机，而步进电机则是一种特殊类型的伺服电机。
2、在电动机的转速和转向一定的情况下，下列哪种方法可以改变电动机的转矩？（A）改变电源频率（B）改变电源电压（C）改变负载大小（D）改变电动机的极数答案：（B）改变电源电压解释：电动机的转矩与电源电压的平方成正比，因此改变电源电压可以改变电动机的转矩。
改变电源频率、负载大小或电动机的极数都会影响电动机的转速和转向，但不会改变电动机的转矩。
3、下列哪一种控制方式常用于直流电动机的调速？（A）开环控制（B）闭环控制（C）PWM控制（D）V/F控制答案：（B）闭环控制解释：直流电动机的调速需要精确控制电机的转速和转向，闭环控制可以实时监测电机的转速和转向，并根据需要对其进行调整，因此常用于直流电动机的调速。
开环控制常用于对系统稳定性要求不高的情况。
PWM控制常用于交流电动机的调速，而V/F控制常用于变压器的控制。
二、填空题（每空2分，共30分）1、直流电动机主要由______、______、______和______等部分组成。
答案：定子、转子、换向器、电刷2、电动机根据使用电源的不同可以分为______和______两大类。
答案：交流电动机、直流电动机3、交流电动机的转速与电源频率的______次方成正比。
答案：24、伺服电机分为______和______两种类型。
其中，______主要用于位置控制，而______主要用于速度控制。
答案：直流伺服电机、交流伺服电机、直流伺服电机、交流伺服电机三、计算题（每题10分，共20分）1、一台直流电动机的额定功率为10kW，额定电压为220V，额定转速为1500r/min。
电机与拖动说课稿
电机与拖动说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《电机与拖动》。
下面我将从课程定位、教学目标、教学内容、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、课程定位《电机与拖动》是电气类专业的一门重要的专业基础课，它是后续学习《电力电子技术》、《自动控制系统》等课程的基础。
这门课程主要研究电机的基本结构、工作原理、运行特性以及电机的拖动控制，通过本课程的学习，学生能够掌握电机的基本理论和分析方法，具备电机的选择、使用和维护的能力，为今后从事电气相关工作打下坚实的基础。
二、教学目标1、知识目标（1）了解电机的基本结构和工作原理。
（2）掌握直流电机、交流电机的工作特性和机械特性。
（3）熟悉电机的启动、调速和制动的方法。
2、能力目标（1）能够对电机进行基本的分析和计算。
（2）能够根据实际需求选择合适的电机，并进行简单的控制电路设计。
（3）培养学生的工程实践能力和创新思维能力。
3、素质目标（1）培养学生的团队合作精神和沟通能力。
（2）培养学生的严谨的科学态度和良好的职业道德。
三、教学内容本课程的教学内容主要包括直流电机、交流电机、变压器和控制电机等部分。
1、直流电机（1）直流电机的结构和工作原理。
（2）直流电机的电枢绕组和磁场。
（3）直流电机的基本方程和运行特性。
（4）直流电机的启动、调速和制动。
2、交流电机（1）三相异步电机的结构和工作原理。
（2）三相异步电机的旋转磁场和转矩特性。
（3）三相异步电机的启动、调速和制动。
（4）同步电机的结构和工作原理。
3、变压器（1）变压器的结构和工作原理。
（2）变压器的基本方程和等效电路。
（3）变压器的运行特性和参数测定。
4、控制电机（1）伺服电机的工作原理和特性。
（2）步进电机的工作原理和控制方法。
四、教学方法为了实现教学目标，提高教学效果，在教学过程中我采用了多种教学方法，包括讲授法、案例教学法、实验教学法和项目教学法等。
1、讲授法通过讲解和演示，让学生掌握电机的基本理论和知识。
电力拖动自动控制系统--动控制系统(1)-
1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题
on
• ton不变，变 T —脉冲频率调制（PFM）； • t 和 T 都可调，改变占空比—混合型。
on
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• PWM系统的优点
1 主电路线路简单，需用的功率器件少； 2 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热
都较小； 3 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左
右； 4 若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快
可调的直流电压。 • 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不
控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉 宽调制，以产生可变的平均电压。
28
1.1.1 旋转变流机组（ G-M系统， Ward-Leonard系统）
图1-1旋转变流机组供电的直流调速系统（G-M系统）
29
• G-M系统特性
15
4. 电枢绕组的反电势
E是电枢旋转时，绕组切割主磁通Φ的结果，故和Φ与转速n的乘积
成正比。
式中：Ke—电动势结构系数，Ce —恒磁通电动势结构系数；
n—电动机转速，在此转速下，电动机的电磁转矩
Te正好与负
载转矩Tl相平衡，系统处于稳定运行状态。
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5. 直流电动机的机械特性方程
1 理想空载转速n0 当Te=0时，n=n0；
34
35
➢ 晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt与di/dt 都十分敏感，若超过允许 值会在很短的时间内损坏器件。 ➢ 当系统处在深调速状态，即在较低速运行时，晶闸管的导通角很小，使得 系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流，引起电网电压波形畸变，殃 及附近的用电设备。由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的 用电设备，造成“电力公害”。
电机和拖动基础共32页文档
—电机与拖动—
电机与拖动基础
（李发海 王岩 清华大学出版社）
顾春雷
Tel:0515-3103939 E_mail:guclycit
盐城工学院电气与信息工程学院 电气工程系
17.08.2021
电机与拖动
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第1章 绪 论
1.1 课程性质
一、电机及电力拖动技术的发展概况
—电机与拖动—
电能是现代大量应用的一种能量形式。 电能的优点：生产和变换比较经济；传输和分配比较 容易；使用和控制比较方便等等。 效率高
❖ 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生产了 不少新系列电机。
❖ 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新工艺、 新材料、新的运行方式和调试方面亦进行许多摸索、 研究和试验工作，取得了不少成就。
❖ 电机在制造上也向着大型、巨型发展。
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电机与拖动
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电力拖动系统：
—电机与拖动—
—电机与拖动—
基本磁化曲线
基本磁化曲线与起始磁化曲线的差别很小，磁路计算 时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线
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❖ 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机这一 较为成熟的学科得到新的发展。
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电机与拖动
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我国电机工业的发展概况
—电机与拖动—
❖ 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大的变 化。
❖ 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些产品 已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动系统中的 主要设备——电动机而言，近年来已生产了不少大型 的直流电动机、异步电动机和同步电动机；
电机与拖动
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—电机与拖动—
三、参考书
电机与拖动技术完整版课件全套ppt教学教程
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（2）课程目标 本课程是一门用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题的课程 。在电机运行中，电机内同时存在电、磁、力的相互作用。因此本课程的目 标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体 结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计 算方法，培养学生运算能力。 要求学生重视在教学过程中安排的实验、实 习，包括参观电机厂等实践教学环节。 具体要求是：
我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整 体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮 发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研 究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高 ，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完 成的快速复杂的精巧工作。
从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系 统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动 机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机 与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配 、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不 开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电 机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转 换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场 合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的 生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作， 它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为： 按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速 分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。
电气工程的学科分类号
电气工程的学科分类号电气工程学科分类号为TM，属于工程学科中的一部分。
电气工程是研究电、磁、电子、电力以及与之相关的控制和通信技术的学科。
它主要涉及电力系统、电机与电气传动、电力电子与电力拖动、高电压与绝缘技术、电气测量技术与仪器、电气自动化技术、电气工程及其自动化设备等方面。
电力系统是电气工程的重要方向之一。
它主要研究电力的输配电、电能转换与控制以及电力系统的可靠性等问题。
电力系统包括电力发电、输电、变电、配电等环节。
在电力系统中，发电是最基础的环节，它通过利用化石能源、水能、风能、太阳能等能源形式将能源转化为电能。
输电是将发电厂产生的电能通过输电线路传输到各个用电地点的过程。
变电是将输电线路的高电压电能转换为适用于用户的低电压电能的过程。
配电是将电能从输电线路引入用户的过程。
电力系统的设计、运行和维护需要考虑电力负荷的平衡、电能的稳定供应以及电力系统的安全性。
电机与电气传动是电气工程的另一个重要方向。
它主要研究电机的设计、控制与应用以及与电机配套的电气传动系统。
电机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于工业生产、交通运输、家庭电器等领域。
电机的设计需要考虑电机的功率、效率、转速、转矩等参数，以满足不同应用场景的需求。
电机的控制则是通过控制电机的电流、电压等参数，实现电机的启停、转速调节、转向控制等功能。
电气传动系统是指利用电机驱动机械设备的系统，它可以通过电缆、皮带、链条等方式将电机的动力传递到机械设备上，实现机械设备的运动。
电力电子与电力拖动是电气工程的另一个重要方向。
它主要研究电力电子器件与电力拖动系统。
电力电子器件是指能够将电能变换为不同电压、电流、频率和波形的电子器件，如变频器、逆变器、整流器等。
电力拖动系统是指利用电力电子器件驱动电动机实现机械设备的运动。
电力电子技术的发展使得电力拖动系统具有更高的控制精度、更高的效率和更广泛的应用范围。
高电压与绝缘技术是电气工程的另一个重要方向。
电力拖动基本概念
目 录
• 电力拖动系统概述 • 电机与电力电子器件 • 控制理论在电力拖动中的应用 • 电力拖动系统设计 • 电力拖动系统的应用实例 • 电力拖动技术的发展趋势与挑战
01
电力拖动系统概述
定义与组成
定义
电力拖动系统是指利用电动机作 为原动机，通过传动装置将动力 传递给工作机构，以实现生产机 械的旋转或直线运动。
确保拖动系统能够高效地完成工作任务，减少能源浪费。
稳定性
保证拖动系统的稳定性，确保生产过程的连续性和可靠性。
设计原则与步骤
安全性
设计应考虑到安全因素，避免设备故障或操作失误可能带来的风险。
经济性
在满足功能需求的前提下，尽量降低成本。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
了解生产工艺、设备规格、运行环境等基本条件，明确设计目标。
生产效率
电力拖动系统的应用提高了工业自 动化生产线的生产效率，减少了人 工干预，降低了生产成本。
电动汽车的电力拖动系统
电动汽车
电动汽车的电力拖动系统由电机、 控制器、电池等部分组成，通过
电机驱动汽车行驶。
节能环保
电动汽车的电力拖动系统具有节 能环保的优点，能够减少燃油消 耗和排放污染物，对改善环境质
晶闸管
用于控制交流电机的启动、停 止和调速，实现交流电动机的 半控或全控。
PWM控制器
用于控制直流电机的速度和方 向，具有高精度和高动态性能
的特点。
03
控制理论在电力拖动中 的应用
控制系统的基本概念
控制系统
由被控对象和控制器组成的闭环系统，用于 实现某种特定的控制目标。
闭环控制系统
控制器与被控对象之间的信号是双向传递的， 存在反馈环节。
电机与拖动课程教学大纲
电机与拖动》课程教学大纲英文名称： Motors and Electric Drives一、课程说明1．课程性质：学科基础选修课。
2．课程的目的和任务本课程的目的和任务是使学生掌握常用的交、 直流电机， 控制电机及变压器等的 基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、 分析计算及电机选择与实验方法 等，为学习《机床电气控制》及《机电一体化系统设计》等后续课程准备必要的基础 知识。
3． 适应专业：本大纲适用于机械电子工程、电气化与自动化等非电机制造类专业的 本科课程教学。
4． 学时与学分总学时 80学时，其中理论教学 66 学时，实验教学 14学时，共 4.5 学分。
教学 学时分配见第四部分。
先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、电力电子技术等。
推荐教材或参考书目：（含教材名，主编，出版社，出版年份） 推荐使用由电子工业出版社出版，邱阿瑞主编的《电机与电力拖动》教材。
主要参考书目： （1）（2） （3） （4） （5） （6） 主要教学方法与手段本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法。
共开设有关实验 14 个学 时，具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求。
8．考核方式：（说明，成绩评定办法）理论考试成绩占 70％，实验及平时作业等占 30％。
9．课外自学要求 （ 包含作业要求 ）5．6．7．唐介主编 . 电机与拖动 . 北京：高等教育出版社， 2003顾绳谷主编 . 电机及拖动基础（第二版） . 北京：机械工业出版社， 1997 朱东起主编 . 电机学（上、下册） . 北京：中央广播电视大学出版社， 1995 李发海等编著 .电机学（上、下册 ）. 北京：科技出版社， 1991 杨兴瑶编 . 电动机调速的原理及系统 . 北京：水利电力出版社， 1979 丛望，郭镇明编 . 电机学 .哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 1996课前需要预习，课后看书复习。
每一章后留适量的作业，要求按时完成。
电力拖动系统的发展趋势与前景展望
电力拖动系统的发展趋势与前景展望随着技术的进步和需求的不断增长，电力拖动系统在工业领域中的应用越来越广泛。
本文将探讨电力拖动系统的发展趋势和前景展望。
一、电力拖动系统的简介电力拖动系统是一种利用电动机驱动机械设备运转的系统。
它通过转换电能为机械能，实现对设备的启动、工作速度调节和停止等功能。
相比传统的机械传动系统，电力拖动系统具有更高的效率、更大的灵活性和更低的维护成本。
二、电力拖动系统的发展趋势1. 绿色环保随着全球环境问题的日益突出，绿色环保已经成为社会的共识。
电力拖动系统采用电能驱动，不产生排放物，对环境污染较小。
因此，未来电力拖动系统将成为工业设备的主要选择，以降低对环境的影响。
2. 智能化随着人工智能和物联网技术的发展，未来的电力拖动系统将趋向智能化。
传感器、自动控制技术等将被广泛应用，实现设备的自主监测、故障预警和自动调节。
同时，通过数据分析和人工智能算法，电力拖动系统可以实现优化运行，提高生产效率和设备寿命。
3. 高效节能能源效率一直是工业领域关注的重点。
传统的机械传动系统存在能源损耗较大的问题，而电力拖动系统具有较高的能量转换效率。
未来，随着电机技术和电力电子技术的进步，电力拖动系统将进一步提高能源利用效率，降低能源消耗。
4. 多功能集成随着电力拖动系统的发展，未来的系统将更加多功能集成化。
传统的机械传动系统需要多种不同的传动装置和部件，而电力拖动系统可以通过电机和电力电子器件实现多种功能，如速度调节、转向控制等。
这减少了系统的体积和重量，并提高了设备的可靠性。
三、电力拖动系统的前景展望电力拖动系统的发展前景非常广阔。
随着工业自动化的普及和需求的增长，电力拖动系统将在各个行业得到广泛应用。
特别是在制造业、交通运输和能源领域，电力拖动系统将是重要的技术支撑。
未来，电力拖动系统将继续发展，为工业领域带来更高的效率、更低的能源消耗和更好的环境保护。
综上所述，电力拖动系统作为一种高效、灵活、环保的动力传动方式，具有较高的发展潜力。
电机与拖动基础4
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理
• 多极绕组的情况 • 分析过程说明—— 三相电流随时间变化 一个周期T，则旋转磁 场在空间仅仅转过半 周，180度 • 关系——旋转磁场的 转速与电流变化频率/ 极对数有关。 n0 f1 / p
具体旋转速度表示为转/分钟
n0 60 f1 / p
极距 相邻两个磁极的中心线在定子铁心内圆所隔开的圆弧长 度，称为极距 通常用 代表。极距 除用圆弧长度表示外， 也可用定子槽数或电角度表示。即： D 圆弧长度 2n p 360 p Q 180 （电角度） 或 1 = 2p 2p , 式中 D 为定子铁心内径；Q1 为定子槽数。 槽数
三相异步电动机的工作原理
2 . 三相异步电动机的工作原理
• • • • • 第一步了解旋转磁场的产生 第二步可以讨论三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机有一个转子 转子结构——对称三相绕组，三相对称绕组是短路的 工作过程－电源提供励磁电流（定子）－电流建立运动 磁场（旋转磁场）－转子中产生感应电势－转子回路产 生感应电流－定子的磁场和转子的电流相互作用产生机 械运动
三相异步电动机的工作原理
• 图示，磁场处于上N，下S极 时，旋转磁场n0反时针旋转 （相当于转子向顺时针方向 运动）。 由法拉第电磁感应定律可得， 转子电动势方向和转子电流 方向；转子回路闭合，则有 电流将从上部纸面进，下部 纸面出。 根据洛伦兹电磁力定律，可 得转子受力方向；使转子反 时针旋转
•
三相异步电动机的定子绕组
多极绕组与电角度
a)
两极电机
b)
四极电机
两极电机与四极电机的磁极与绕组
极对数、机械角度、电角度 机械角度（机械角速度）:1周为360度，在地面上看到的转子实际旋转的 角度和速度； 电角度（电角频率）: 1周为360度，是以电、或磁信号的角度表示的。
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电力电子与电机拖动综合课程设计题目：小功率直流电机可控整流不可逆调速系统的设计专业：14自动化一班学号： 114040200118姓名：徐荣完成日期： 2017.05.25指导教师：曹利钢景德镇陶瓷大学电力电子与电机拖动综合课程设计任务书班级：14自动动化一班姓名：徐荣指导教师：曹利钢 2017年5月25日教研室主任签字：年月日目录1、引言 (1)2、调速系统的方案选择 (2)2.1、直流电动机的选择 (2)2.2、电动机供电方案的选择 (2)2.3、触发电路的选择 (2)2.4、反馈方式的选择 (3)2.5、直流调速系统 (3)3、主电路计算 (4)3.1、整流变压器计算 (4)3.2、晶闸管元件选择 (5)3.3、晶闸管保护环节的计算 (6)3.4、励磁电路的选择 (9)4、触发电路元件参数的选择 (10)5、反馈电路参数的选择与计算 (12)5.1、电流反馈电阻的选择 (12)5.2、电流截止反馈环节的参数选择 (14)5.3、电压负反馈电阻的选择 (16)5.4、给定环节的计算 (17)5.5、放大器的输入电路 (18)6、继电器－接触器控制电路的设计 (19)6.1、设计思路 (19)6.2、控制电路图 (20)6.3、能耗制动电阻的计算 (21)6.4、控制电路的选择 (22)7、5kW直流调速系统电气原理总图 (23)8、参考资料 (24)引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，从而有效的提高工作效率。
调速系统的方案选择2.1直流电动机的选择根据负载功率和额定转速的要求，查产品目录，依据原则及过载要求，选取：型号：Z2－11额定功率：5KW额定电压：440V额定电流：15A额定/弱磁转速：3000/3600励磁电压：180V励磁功率：320W电枢回路电阻：2电枢电感：20mH磁场电感：27mH效率：81.1％惯性矩：0.762.2电动机供电方案的选择与交流机组（主控制电路主要是通过接触器来控制的）相比，晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省；而且工作可靠、功耗小、效率高，因此采用晶闸管可控整流装置供电。
本设计选用的是中小型直流电动机，功率低，故可选用单相整流电路。
又因本系统设计是不可逆系统，所以可选用单相半控桥整流电路，这样不仅使控制电路大大简化，而且若控制电路安排合理可以减少电子元件的个数，即应用桥式电路中整流二极管代替续流二极管。
这就要求将整流二极管和晶闸管分别放在一侧，当电路没有触发的时候整流二极管做续流作用。
直流电动机的额定电压为440V，直接用电网供电是很难达到要求，同时为了防止电动机启动与制动对电网的干扰，需要将电压升高并且能够和电网隔离提高功率因数，因此选用本设计采用整流变压器供电方式。
本系统没有对输出电流的脉动提出要求，故不用增加电抗器。
对于小功率的直流电动机直流调速系统一般采用减压调整方案，保持磁通不变，因此励磁绕组可采用单相不控整流电路供电。
为保证直流电动机正常工作采用先加励磁电源，后加电枢电压的原则。
为了防止电动机在运行过程中因励磁过小而造成转速过高或电流过大的现象，常在励磁回路中设有弱磁保护环节，即增加欠电流继电器。
2.3触发电路的选择本设计所选用的直流电动机容量较小，通过晶闸管的电流不会超过50A，故可采用电路简单，成本低的单结晶体管触发电路。
为实现自动控制，且要同时触发两只阴极不接在一起的晶闸管，可采用由晶体管代替可变电阻的单结晶体管触发电路，用具有两个二次绕组的脉冲变压器输出的脉冲。
2.4反馈方式的选择反馈方式选择原则应是满足调速指标要求的前提下，选择最简单的反馈方案。
负载要求D ＝10，S ≤10％，则系统应满足的转速降30000.05/min 15.8/min (1)10(10.05)N N r r n D s n s ⨯=≤=-⨯-∆ 电动系数4401520.1373000N a N e N N U I R C n φ--⨯=== 该直流电动机固有转速降'152/min 219/min 15.8/min 0.137Na N e N r r r I R n C φ⨯∆=== 故采用电压闭环控制系统控制系统电压放大倍数'219111315.8Nu N n K n =-=-=∆∆2.5直流调速系统框架图系统框架图如图1所示：图1 直流调速系统框图主电路计算晶闸管整流电路如图2所示：图2晶闸管整流电路3.1整流变压器计算3.1.1 U2的计算2(1~1.2)d A BU U ε=其中：0.9,1,0.9A B ε==取＝则 2440(1~1.2)543.2~6520.910.9V V U ==⨯⨯ 取 2600U V ＝电压比 122200.37600K U U === 3.1.2 一次电流I1和二次电流I2的计算已知全波整流电路中121.11, 1.11f I I K K K=== 11 1.05 1.05 1.1115/0.3747.25dA A I I K I K ==⨯⨯= 22 1.111516.65d A A I I K I =⨯==3.1.3 变压器容量的计算11122047.2510395VA VA S U I ==⨯= 22260016.659990VA VA S U I==⨯= 1211()(103959990)10.222VA kVA SS S =+=+= 3.2 晶闸管元件的选择3.2.1 晶闸管的额定电压(2~3)(2~6001697~2546TN m V V U U ===取2400TN V U =3.2.2 晶闸管的额定电流未接电抗器的电动机负载性质介于电阻与电感负荷之间，为了晶闸管正常工作，可采用如下公式：()(1.5~2)(1.5~(1.5~20.3~27.01.57T T AV A A I I ====取()30T AV A I = 故选3024KP C --晶闸管元件尽管整流二极管导通时间长，既有整流作用又有续流作用，但考虑到晶闸管电流裕量大，故而整流二极管电流也选30A ，所选型号初步定为3024ZP -或是230CZ3.3 晶闸管保护环节的计算3.3.1 交流侧过电压保护3.3.1.1 阻容保护2226612 2.0410200600em C F F S I U μμ≥=⨯⨯=1.5 1.56001273m V V U U ≥==查询相关电容器分类等级以及标称容量获得如下信息：纸质电容器 一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm 的电容器纸隔开重叠卷绕而成。
制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在低频电路内，通常不能在高于3～4MHz 的频率上运用。
油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路。
故而可以选用2.2F μ、耐压1000V 纸介电容器。
2.357.4R ≥==Ω 取60R =Ω66210250 2.2600100.42cc f A A U I ππ--=⨯=⨯⨯⨯⨯= 22(3~4)(3~4)0.426030~40R C R W W P I ≥=⨯⨯= 可选60Ω、35W 金属膜大功率电阻3.3.1.2 压敏电阻1V R 的选择Im 1.326001103A V V U ==⨯⨯=通过查询相关产品参数目录，取电压为1200V ，通流量为5kA,由此选用311200/5MY -的压敏电阻作交流侧浪涌过电压保护。
3.3.2 直流侧过电压保护Im (1.8~2)(1.8~2)440792~880A DC V V UU ≥=⨯= 选用31820/3MY -的压敏电阻作直流侧过电压保护。
3.3.3 晶闸管及整流二极管两端的过电压保护由参考文献上获得晶闸管过电压保护参数估计值如下：依据上面表格可以初步确定0.2C F μ=、20R =Ω262610500.2600)107.2m R fCU W W P --=⨯=⨯⨯⨯=由此可以确定电容器选用0.2F μ、1000V 的纸介电容器。
电阻选用20Ω、10W 的金属膜电阻。
3.3.4 过电流保护3.3.4.1交流侧快速熔断器的选择由于216.65I I A ==,考虑到电动机启动瞬间电流较大，熔断器的选取依据(1.5~2.5)rn fN I I ≥原则可以选用额定电压为600V ，额定电流为32A 型号为RM10无填充密闭管式熔断器。
3.3.4.2元件端快速熔断器的选择由于11.8T I A A ===,为了减少元件的多样性便于设计和安装，本设计将元件端快速熔断器的规格定为额定电压为600V ，额定电流为25A 型号为RM10无填充密闭管式熔断器。
3.4励磁电路的选择励磁电路额定电压：180V 、额定电流：1.8A 、额定功率：320W励磁电路如图3所示：图3 励磁电路由于本设计系统是采用减压调速，励磁不变，故励磁绕组采用单相桥式不控整流电路供电，其励磁额定电压与电枢电压不同，需要另外寻找一个电源以满足励磁电路的需要。
整流变压器的计算'2180(1~1.2)(1~1.2)222~2670.910.9d U U V V A B ε===⨯⨯ 取'2250U V =按照计算电枢供电变压器容量的方法计算励磁变压器的容量可得:1'22200.88250U K U === 111.05/ 1.05 1.11 1.80.88 2.4I d I K I K A A ==⨯⨯= 22 1.11 1.8 2.0I d I K I A A ==⨯= 111220 2.4528S U I VA VA ==⨯= 222250 2.0500S U I VA VA ==⨯=1211()(528500)51422S S S VA VA =+=+= 所以励磁电路所需变压器的容量为600VA 。