第一篇：直流電機(jī)工作原理

直流電機(jī)工作原理

直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，電流通過(guò)轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖?，因此此時(shí)轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改變，產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變，所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定（磁感線指向手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向）。

導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较颍髨D使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)。

第二篇：直流電機(jī)報(bào)告

《電機(jī)與電力拖動(dòng)》

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

設(shè)計(jì)題目： 直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 尤鵬達(dá)

專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 14本科電氣（1）班

學(xué) 號(hào)： 1412406502029 指導(dǎo)教師： 胡林林 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2017.3.13-2017.3.17

目 錄

一、設(shè)計(jì)目的...........................................................1

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.......................................................1

三、正文...............................................................2

（一）、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理................................2

（二）、反接制動(dòng)......................................................3

（三）、回饋制動(dòng)......................................................5

（四）、能耗制動(dòng)......................................................6

（五）、參數(shù)設(shè)定和計(jì)算...............................................11

四、總 結(jié)............................................................12

五、參考文獻(xiàn)..........................................................13

《直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告

摘 要: 直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī)。因其優(yōu)良的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)性能而在電力拖動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。直流電動(dòng)機(jī)有三種制動(dòng)狀態(tài)：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)(電壓反向反接和電動(dòng)勢(shì)反向反接)和回饋制動(dòng)。本文在直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上，給出了電機(jī)制動(dòng)的定義，對(duì)電機(jī)制動(dòng)的方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并著重分析了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的三種制動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)介紹能耗制動(dòng)。關(guān)鍵詞:直流電動(dòng)機(jī)；能耗制動(dòng)；反接制動(dòng)；回饋制動(dòng)

一、設(shè)計(jì)目的

1、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的直流電機(jī)的工作原理及其制動(dòng)方式進(jìn)行的復(fù)習(xí)與總結(jié)，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。

2、通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3、學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)和資料的查找。

4、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的精神。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

能耗制動(dòng)是一種制動(dòng)形式。又分為直流電機(jī)的能耗制動(dòng)和交流電機(jī)的能耗制動(dòng)。他勵(lì)直流電機(jī)的能耗制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)若把外施電樞電壓U突然降為零，而將電樞串接一個(gè)附加電阻R，即將電樞兩端從電網(wǎng)斷開(kāi)，并迅速接到一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮枭?。電?dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電阻上。隨著動(dòng)能的消耗，轉(zhuǎn)速下降，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也越來(lái)越小，因此這種制動(dòng)方法在轉(zhuǎn)速還比較高時(shí)制動(dòng)作用比較大，隨著轉(zhuǎn)速的下降，制動(dòng)作用也隨著減小。

能耗制動(dòng)又分兩種，分別用于不同場(chǎng)合：迅速停機(jī)和下放重物。若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則通過(guò)迅速停機(jī)的方法進(jìn)行能耗制動(dòng)，若拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則通過(guò)下放重物進(jìn)行能耗制動(dòng)。

能耗制動(dòng)是一種常見(jiàn)的制動(dòng)方法，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也存在著缺點(diǎn)，在這份課程設(shè)計(jì)中，我們將會(huì)仔細(xì)分析能耗制動(dòng)是怎么實(shí)現(xiàn)的，使得我們更好的了解和利用它，同時(shí)盡最大努力提出改進(jìn)。

三、正文

直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)·制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場(chǎng)合應(yīng)用。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者從某高速降到某低速運(yùn)轉(zhuǎn)，或者限制位能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種方法，機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)。電磁制動(dòng)是使電機(jī)在制動(dòng)時(shí)使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,其特點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,操作控制方便。直流電機(jī)的電磁制動(dòng)類(lèi)型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。

（一）、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

直流電動(dòng)機(jī)可分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。其中定子包括：主磁極，機(jī)座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風(fēng)扇等。如下圖所示：

+FinAB-（1）、定子

φNib ciadSφ F電動(dòng)機(jī)模型

圖1-1電動(dòng)機(jī)模型

定子就是發(fā)動(dòng)機(jī)中固定不動(dòng)的部分，它主要由主磁極、機(jī)座和電刷裝置組成。主磁極是由主磁極鐵芯（極心和極掌）和勵(lì)磁繞組組成，其作用是用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。極心上放置勵(lì)磁繞組，極掌的作用是使電動(dòng)機(jī)空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度分配最為合理，并用來(lái)阻擋勵(lì)磁繞組。主磁極用硅鋼片疊成，固定在機(jī)座上。機(jī)座也是磁路 的一部分，常用鑄鋼制成。電刷是引入電流的裝置，其位置固定不變。它與轉(zhuǎn)動(dòng)的交換器作滑動(dòng)連接，將外加的直流電流引入電樞繞組中，使其轉(zhuǎn)化為交流電流。

直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是一個(gè)恒定不變的磁場(chǎng)，是由勵(lì)志繞組中的直流電流形成的磁場(chǎng)方向和勵(lì)磁電流的關(guān)系確定。在微型直流電動(dòng)機(jī)中，也有用永久磁鐵作磁極的。

（2）、轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，主要由電樞和換向器組成。電樞是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分，主要包括電樞鐵芯和電樞饒組。電樞鐵芯成圓柱形，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放電樞繞組。通有電流的電樞繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力矩的作用，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，起了能量轉(zhuǎn)換的樞紐作用，故稱(chēng)“電樞”。

換向器又稱(chēng)整流子，是直流電動(dòng)機(jī)的一種特殊裝置。它是由楔形銅片疊成，片間用云母墊片絕緣。換向片嵌放在套筒上，用壓圈固定后成為換向器再壓裝，在轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的導(dǎo)線按一定的規(guī)則焊接在換向片突出的叉口中。

在換向器表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路連接起來(lái)，并實(shí)現(xiàn)將外部直流電流轉(zhuǎn)化為電樞繞組內(nèi)的交流電流。

（二）、反接制動(dòng)

反接制動(dòng)可用兩種方法實(shí)現(xiàn)，即轉(zhuǎn)速反向（用于位能負(fù)載）與電樞反接（一般用于反抗性負(fù)載）。

（1）、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載，如起重機(jī)下放重物時(shí)，若在電樞回路串入大電阻，致使電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，這樣電機(jī)將被制動(dòng)減速，并被負(fù)載反拖進(jìn)入第Ⅳ象限運(yùn)行。

特點(diǎn)：RΩ較大，使Tst?TZ電樞電路的電壓平衡方程式變?yōu)镮a(Ra?RΩ)?U?(?Ea)?U?Ea轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)特性方程式為n?n0? Ra?RΩT<0(n為負(fù)）2CeCT? 3

圖1-2轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)電路圖

轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)的機(jī)械特性曲線就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性在第四象限的部分。

由曲線知，因Tst?TZ重物加速下放，直到D點(diǎn)T?TZ時(shí)，獲得穩(wěn)速下放（一般n?n0）

由于U?Ea可達(dá)到2UN,R?必須較大，限制Ia，同時(shí)保證Tst?TZ，由Ia2(Ra?RΩ)?UIa?EaIa上式表明，UIa與EIa兩者之和消耗在電樞電路的電阻Ra?RΩ 上。

（2）、電樞反接的反接制動(dòng)

圖1-3電樞反接的反接制動(dòng)圖

特點(diǎn)：U<0,R?Ra?RΩ 機(jī)械特性：n??n0?Ra?RΩT 2CeCT?電樞反接的反接制動(dòng)機(jī)械特性是一條過(guò)-n0 的直線，在第二象限部分(BC段)。（n為正，T為負(fù)）

（三）、回饋制動(dòng)

（1）、正向回饋制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)降低電壓來(lái)減速時(shí)，若電壓下降幅度較大，會(huì)使得工作點(diǎn)經(jīng)過(guò)第II象限，如圖中的BC段，轉(zhuǎn)速為正而電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。在這一過(guò)程中，由于電源電壓下降，使得Ea>U,電流方向改變，電能從電動(dòng)機(jī)回饋到電源。

在電力機(jī)車(chē)下坡時(shí)，由于重力作用使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于原來(lái)的空載轉(zhuǎn)速，Ea增大，超過(guò)U以后，電流也會(huì)反向，進(jìn)入正向回饋制動(dòng)狀態(tài)。

(2)、反向回饋制動(dòng)

他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)勢(shì)能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。

反接電源電壓并給電樞支路串入限流電阻。工作點(diǎn)將會(huì)穩(wěn)定在第iv象限。在D點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U，電流流向電源，屬于反向回饋制動(dòng)。

反向回饋制動(dòng)常用于高速下放重物時(shí)限制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

（四）、能耗制動(dòng)

（1）、制動(dòng)方法制動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程

直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有多種：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。在此我們選擇的研究方向是能耗制動(dòng)。

直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)始制動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)姆€(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速到零或反向一個(gè)轉(zhuǎn)速值（下放重物的情況）的過(guò)程稱(chēng)為制動(dòng)過(guò)程。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)講，我們有時(shí)候希望它能迅速制動(dòng)，停止下來(lái)，如在精密儀器的制動(dòng)過(guò)程中，液晶顯示屏幕的切割等等，但有的時(shí)候我們卻希望電機(jī)能夠慢慢地停下來(lái)，利用慣性來(lái)工作。于是，直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)又分為迅速停機(jī)和下放重物兩種方式。

（2）、能耗制動(dòng)之迅速停機(jī)

1、迅速停機(jī)之機(jī)械特性

如圖1-4所示，制動(dòng)之前，轉(zhuǎn)速n不為零，甚至相對(duì)較大，電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的運(yùn)行。此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(E=Ce*Φ*n)存在甚至在某些場(chǎng)合很大，由于電樞電阻Ra較小，Ia=（U-E）／Ra。當(dāng)我們開(kāi)始制動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)因?yàn)閼T性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，n的方向不變，由于磁場(chǎng)方向不變，故E的方向也不變。由于電源被瞬間切除，此時(shí)相對(duì)于之前正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，電流方向Ia改變，而磁場(chǎng)方向不變，使得T反向成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)電動(dòng)的轉(zhuǎn)速就迅速下降至零（在T和TL的共同作用下）。當(dāng)n=0時(shí)，E=0;Ia=0;制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都消失，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

圖1-4迅速停機(jī)之機(jī)械特性圖

2、迅速停機(jī)之狀態(tài)分析

上述過(guò)程我們也可以用公式來(lái)說(shuō)明，電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，如圖1-5:

圖1-5能耗制動(dòng)迅速停機(jī)電路圖 n與T關(guān)系如下：

能耗制動(dòng)時(shí)，如圖1-6：

圖1-6能耗制動(dòng)迅速停機(jī)電路圖

Ua=0，電樞回路中又增加制動(dòng)電阻Rb.n與T關(guān)系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)

那么為什么要串入電阻Rb呢？如果沒(méi)有Rb，在制動(dòng)的瞬間，E的大小不變(E=Ce*Φ*n)，一般情況E的值較大，那么此時(shí)的電流將會(huì)很大，很可能超出電樞回路電流的最大允許值Iamax,所以我們一般在迅速停機(jī)制動(dòng)的同時(shí)，也串入一個(gè)電阻，并且這個(gè)電阻值有要求：

Iab=E/(Ra+Rb)<= Iamax 式中，Ea=Eb，是工作于b點(diǎn)和a點(diǎn)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。由此求得: Rb>=Eb/Iamax-Ra

（3）、能耗制動(dòng)之下放重物

1、下放重物之機(jī)械特性

如圖1-7，如果電動(dòng)機(jī)位能性很轉(zhuǎn)矩負(fù)載。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，電動(dòng)機(jī)以一定的速度提升重物。在需要穩(wěn)定下放重物時(shí)，速度 不會(huì)突變，則由a點(diǎn)移動(dòng)b點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)由b點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程與能耗制動(dòng)的迅速停機(jī)過(guò)程情況一樣。但此時(shí)電動(dòng)機(jī)不會(huì)停止不動(dòng)而是，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，即反向啟動(dòng)，工作點(diǎn)開(kāi)始在第四象限繼續(xù)下移，此時(shí)n反向，Ia又回到正向，那么T依舊提供向上拉力，TL不變，則當(dāng)下降速度越來(lái)越大，E（正向）也越來(lái)越大（E=Ce*Φ*n），Ia也越來(lái)越大，T也越來(lái)越大（T=CT*Φ*Ia），最終在c點(diǎn)處達(dá)到平衡。這是能耗制動(dòng)下放重物的過(guò)程。

能耗制動(dòng)運(yùn)行與能耗制動(dòng)過(guò)程相比，由于n反向，引起E反向，使得Ia與最初的上升時(shí)方向相同，T也同樣。下圖是能耗制動(dòng)過(guò)程中，n>0，T<0;在能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，n<0,T>0的情況。

圖1-7能耗制動(dòng)迅速停機(jī)過(guò)程

2、下放重物之狀態(tài)分析

能耗制動(dòng)的運(yùn)行過(guò)程也可以用公式來(lái)說(shuō)明。如圖1-8：

圖1-8制動(dòng)后的電路圖

n與T關(guān)系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)當(dāng)平衡的時(shí)候，如圖1-9：

圖1-9制動(dòng)后的電路圖

T=TL，則可以得出： n=(Ra+Rb)*TL /(CＥ*CT*Φ*Φ)

同樣，能耗制動(dòng)運(yùn)行的效果與制動(dòng)電阻Rb的大小有關(guān)，Rb小，特性2 的斜率小，轉(zhuǎn)速小，下放重物慢(Rb在滿足要求內(nèi))。那么在c點(diǎn)時(shí)： Ra+Rb=Ec/Iac= CＥ*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)下放重物時(shí)，To和TL方向相反，與T方向相同，故T= TL-To.可見(jiàn)，若要以轉(zhuǎn)速下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)L的重物時(shí)，制動(dòng)電阻應(yīng)為: Rb=Ce*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)-Ra 如果我們忽略了To，則: Rb= CＥ*CT*Φ*Φ*n/TL-Ra.（五）、參數(shù)設(shè)定和計(jì)算

一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下：PN = 5.6kW，UN=220V，IN=31A，nN=1000r/min，電樞電阻Ra = 0.4Ω，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=49，電樞電流不能超過(guò)額定電流的2倍，忽略空載轉(zhuǎn)矩T0。

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載，采用能耗制動(dòng)停車(chē)，電樞回路應(yīng)串入的制動(dòng)電阻最小值是多少？若采用電樞反接制動(dòng)停車(chē)，電阻最小值是多少？

電樞串聯(lián)電阻值：

Ce?N?UN?INRa?0.208nN

電動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速：

n?UNRa?T?1010r/min2Ce?NCeCT?N

能耗制動(dòng)電阻：

Rbk??Ea?Ra?2.99?Ibk

電樞反接制動(dòng)電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?6.54?Ibk

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要求以300r/min速度下放重物，采用倒拉反接制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用能耗制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？

倒拉反接穩(wěn)定制動(dòng)時(shí)的電樞電流：

Ibk? TL?24.67?CT?N 倒拉反接制動(dòng)電阻：

Rbk?UN?Ea?Ra?11.05?Ibk

能耗制動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電阻：

Rbk??Ce?Nn?Ra?2.13?Ibk

想使電動(dòng)機(jī)以n =-1200r/min速度，在反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，下放重物，電樞回路應(yīng)串多大的電阻？若電樞回路不串電阻，在反向回饋后制動(dòng)狀態(tài)下，下放重物的轉(zhuǎn)速是多少？

反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?0.8?Ibk

反向回饋制動(dòng)運(yùn)行，不串電阻時(shí)的轉(zhuǎn)速：

n??UN?IbkRa??1105r/minCe?N

四、總結(jié)

直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有多種，本文設(shè)計(jì)的研究方向重點(diǎn)是能耗制動(dòng)，根據(jù)制動(dòng)要求和條件的不同能耗制動(dòng)又分為迅速停機(jī)和下放重物，并以他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行分析。

通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的直流電機(jī)的工作原理及其調(diào)速方式有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)。

本次課程設(shè)計(jì)提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高了我的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

五、參考文獻(xiàn)

[1] 劉錦波.張承.電機(jī)與拖動(dòng)[M].北京：清華大學(xué)出版社.2006 [2]王中鮮.MATLAB建模與仿真應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010 [3]許曉峰.電機(jī)與拖動(dòng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社.2010

教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定：

指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日

第三篇：交流電機(jī)和直流電機(jī)工作原理圖

交流電動(dòng)機(jī)工作原理

直流電動(dòng)機(jī)工作原理圖

電磁繼電器：低壓回路控制高壓回路

電生磁：安培定則（右手定則）磁生電：左手定則

第四篇：直流電機(jī)電子教案

第1章

直流電機(jī)

教學(xué)要求

掌握直流電機(jī)基本工作原理，會(huì)分析其電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)；掌握單疊繞組的基本分布規(guī)律，正確理解電刷、換向器在直流電機(jī)中的作用；會(huì)計(jì)算直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，會(huì)分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；掌握各種啟動(dòng)方法及調(diào)速方法的原理及特點(diǎn)。

教學(xué)重點(diǎn)

直流電機(jī)的運(yùn)行原理、機(jī)械特性、啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速。

教學(xué)難點(diǎn)

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算、換向、制動(dòng)。

課時(shí)安排

本章安排12課時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)4課時(shí)。

教學(xué)大綱

1.1 直流電機(jī)概述

1.1.1 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 1.定子部分 2.轉(zhuǎn)子部分

1.1.2 直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

1.直流發(fā)電機(jī) 2.直流電動(dòng)機(jī)

3.直流電機(jī)的可逆性原理 4.勵(lì)磁方式

1.1.3 直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

1.型號(hào)

2.額定電壓

3.額定電流

4.額定功率

5.額定轉(zhuǎn)速

6.額定勵(lì)磁電流

1.2 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩

1.2.1 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì) 1.2.2 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 1.3 直流電機(jī)的運(yùn)行原理

1.3.1 直流電動(dòng)機(jī)的基本平衡方程 1.電動(dòng)勢(shì)平衡方程式 2.功率平衡方程式 3.轉(zhuǎn)矩平衡方程式

1.3.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 1.轉(zhuǎn)速特性 2.轉(zhuǎn)矩特性 3.效率特性

1.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

1.4.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的表達(dá)式 1.4.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性 1.4.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性 1.電樞回路串聯(lián)電阻的人為機(jī)械特性 2.降低電源電壓的人為機(jī)械特性 3.減弱勵(lì)磁磁通的人為機(jī)械特性 1.4.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的求取 1.固有機(jī)械特性的求取 2.人為機(jī)械特性的求取

1.4.5 電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 1.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

1.5.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串聯(lián)電阻啟動(dòng) 1.5.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng) 1.6 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

1.6.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng) 1.電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載 2.電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載 1.6.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng) 1.電源反接制動(dòng) 2.倒拉反接制動(dòng)

1.6.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng) 1.正向回饋制動(dòng) 2.反向回饋制動(dòng)

1.7 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

1.7.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速指標(biāo) 1.調(diào)速范圍 2.相對(duì)穩(wěn)定性 3.平滑性 4.經(jīng)濟(jì)性

1.7.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 1.電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速 2.降低電源電壓調(diào)速 3.減弱磁通調(diào)速

主要概念

定子、轉(zhuǎn)子、電刷、電樞繞組、勵(lì)磁方式、電樞電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩、位能性負(fù)載、制動(dòng)、調(diào)速、平滑性、機(jī)械特性。

第五篇：軋鋼直流電機(jī)維護(hù)論文

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點(diǎn)檢員擬聘崗位：點(diǎn)檢技師

軋鋼用直流電機(jī)的使用與維護(hù)

目前，許多軋鋼廠由于直流電機(jī)調(diào)速范圍廣、性能優(yōu)越而被廣泛使用，并且從初軋到精軋拖動(dòng)軋機(jī)的均是使用晶閘管供電的直流電機(jī)。眾所周知晶閘管供電的直流電機(jī)較直流發(fā)供電的直流電機(jī)換向更加困難。電機(jī)為了保證電機(jī)的正常運(yùn)行除電機(jī)質(zhì)量保證外，對(duì)直流供電的質(zhì)量也有要求。其整流的脈波數(shù)不應(yīng)小于6，電壓峰值波紋因數(shù)不超過(guò)6％。因此在供電回路加裝平波電抗器，以便改善電機(jī)換向。

軋鋼用的直流電機(jī)具有屬于沖擊負(fù)載，電流波動(dòng)較大。電機(jī)的性能好壞主要體現(xiàn)在換向火花上，電機(jī)在額定電流、電壓及額定轉(zhuǎn)速時(shí)，換向火花不應(yīng)大于1.5級(jí)，在短時(shí)過(guò)載時(shí)（時(shí)間為15S或30S）時(shí)換向火花不大于2級(jí)。其次是氧化膜的建立，電機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，換向器表面應(yīng)形成一層光滑堅(jiān)硬的氧化膜，它有利于換向。因此不能輕易破壞它。

雖然電機(jī)在出廠時(shí)已在額定工況下調(diào)到最理想的狀態(tài)，在使用一段時(shí)間后，電機(jī)性能會(huì)逐漸變壞。影響電機(jī)換向的原因很多，使用和維護(hù)尤為重要。下面分兩個(gè)方面討論影響直流電機(jī)換向因素和判斷及解決的方法。

一、機(jī)械方面

1、電機(jī)基礎(chǔ)不牢，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生共振。此類(lèi)火花分布規(guī)律性差，火花不穩(wěn)定呈黃色有時(shí)在個(gè)別電刷上有異常特征，對(duì)負(fù)載變化時(shí)反應(yīng)遲鈍。電機(jī)轉(zhuǎn)速一般以600r/min為界，600r以上振速不超2.8mm/S;600r以下滑動(dòng)軸承雙向振幅不超0.2mm，滾動(dòng)軸承電機(jī)雙振幅不得超過(guò)0.075mm應(yīng)加固基礎(chǔ)，將電機(jī)振動(dòng)幅值限制在規(guī)定范圍內(nèi)。

2、電機(jī)與所帶機(jī)組不同心,也會(huì)引起電機(jī)振動(dòng).應(yīng)使用百分表對(duì)中,且底座的水平方向傾斜不得大于0.25mm..二、電氣方面

1、繞組問(wèn)題

直流電機(jī)要定期對(duì)繞組進(jìn)行直阻和絕緣檢測(cè)。絕緣阻值不應(yīng)小于以下公式電阻。R=V/[1000+(P/100)],其中V為電機(jī)額定電壓，P為額定功率。特大電流和較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載運(yùn)行，部分繞組短路，機(jī)械振動(dòng)造成升高片脫焊或斷裂。測(cè)量片間壓降，片間壓降不應(yīng)超過(guò)正負(fù)2％，如片間壓降相差較大，應(yīng)檢查升高片和繞組，當(dāng)升高片有斷裂或繞組燒毀時(shí)，及時(shí)與制造廠聯(lián)系。

2、換向器磨損嚴(yán)重或有滑傷

換向器表面使用一段時(shí)間后應(yīng)形成良好的氧化膜，其呈現(xiàn)均勻而光亮的顏色。由于

電機(jī)的缺陷或運(yùn)行的條件惡化，使正常的換向器氧化膜遭到破壞。換向器表面出現(xiàn)連續(xù)的條痕或孤立條痕，但正常的氧化膜仍存在，一般為電流密度太低，大氣中含有害氣體或研磨性灰塵。應(yīng)查找原因?qū)ΠY解決。輕微的滑傷可以用00號(hào)砂紙打磨并拋光。換向器表面出現(xiàn)嚴(yán)重的燒傷或溝槽、以及有較大的偏心時(shí)應(yīng)車(chē)削換向器。為了防止換向器在車(chē)削時(shí)變形，應(yīng)先將換向器壓緊羅帽壓緊。車(chē)削時(shí)升高片應(yīng)用寬膠帶粘好以防進(jìn)入銅削。車(chē)削速度不應(yīng)大于180米/分，進(jìn)刀量為0.05-0.15毫米。一般大型電機(jī)由于運(yùn)輸和車(chē)床等原因在現(xiàn)場(chǎng)帶電車(chē)削的，車(chē)削速度和電樞電壓必須同時(shí)考慮。并且直流調(diào)速裝置的加減速時(shí)間要放開(kāi)，避免電機(jī)快啟與快停。車(chē)削后片間云母低于換向器表面0.5mm的下刻云母。換向片兩邊倒成0.5×45度倒角。再用與換向器弧度一致的細(xì)磨石打磨，最后用牛皮拋光。

2、中性線發(fā)生變化

由于電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，中性線位置也將發(fā)生變化。直流電機(jī)電刷的位置，不但影響電機(jī)的換向情況，而且對(duì)電機(jī)的電樞反應(yīng)，影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速和機(jī)械特性。故應(yīng)定期檢測(cè)中性線位置，并進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法一般用感應(yīng)法，其方法是：在電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端加上大約為電機(jī)額定電壓（8～12）％的電壓。在相鄰的兩個(gè)刷桿上接一直流毫伏表，接通和斷開(kāi)勵(lì)磁電源。觀察毫伏表的偏轉(zhuǎn)情況，毫伏表指在零位，說(shuō)明電刷在中性線上。如 1

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點(diǎn)檢員擬聘崗位：點(diǎn)檢技師

有較大的偏轉(zhuǎn)，就要移動(dòng)電刷座圈，邊移邊測(cè)。直到感應(yīng)電勢(shì)接近或?yàn)榱銜r(shí)，則認(rèn)為此時(shí)電刷就在中性線上。

3、變流器故障

變流裝置缺脈沖，使電機(jī)的直流供電波頭數(shù)目不夠。電機(jī)在空載時(shí)有振動(dòng)感，并伴有“嗡嗡”響聲。嚴(yán)重時(shí)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)或電機(jī)正反切換時(shí)，換向器放炮，使換向器表面灼傷。如發(fā)現(xiàn)電機(jī)聲響和現(xiàn)象所述類(lèi)似，必須馬上停車(chē)檢查變流裝置脈沖放大及觸發(fā)回路，以免造成電機(jī)換向器損傷。另外直流供電電源出現(xiàn)斷流，可使電機(jī)理想轉(zhuǎn)速升高，電機(jī)機(jī)械特性變軟，負(fù)載變化時(shí)速度下降較大。

4、檢修保養(yǎng)不當(dāng)

使用中的電機(jī)必須進(jìn)行定期的檢修和保養(yǎng)，電機(jī)使用一段時(shí)間后電刷和刷盒都會(huì)有

一定程度磨損，如果電刷和刷盒磨損嚴(yán)重時(shí)，電機(jī)在正反轉(zhuǎn)時(shí)的刷位將有所移動(dòng)，并且電刷形成振動(dòng)，使電刷上電流分配不均。促使換向變壞，嚴(yán)重時(shí)使電刷碎裂。一般電刷與刷盒厚度間隙為0.06~0.25mm,寬度間隙為0.08~0.39mm。其次電機(jī)換刷時(shí)電刷牌號(hào)混用。不同牌號(hào)的電刷電阻系數(shù)是有區(qū)別的，所以分配到每各電刷的電流不平衡，產(chǎn)生火花。應(yīng)當(dāng)指出至今沒(méi)有一種適用各種場(chǎng)合的萬(wàn)用電刷，由于電機(jī)的特性、負(fù)載狀態(tài)、周?chē)鷹l件的差異，電刷的選型往往是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試后才能確立下來(lái)。電刷更換后必須按照正確的研磨方法進(jìn)行研磨，使電刷與換向器表面相吻合。其方法是：提起電刷，在電刷下面放上砂布，使砂面向上與電刷接觸，并扣上壓簧，用兩手拉動(dòng)砂布緊貼換向器表面拉動(dòng)數(shù)次，直到電刷與換向器表面吻合為止。研磨后吹除碳粉。定期檢查壓簧壓力（1.4－2.7N/cm2）相差不準(zhǔn)大于10％。換向器表面不清潔也是引起火花的原因之一，當(dāng)換向器表面有油污和碳粉時(shí)用無(wú)毛白布沾適量酒精擦拭并用特制工具清除片間溝槽內(nèi)的碳粉。清理完后用干燥的壓縮空氣將換向器表面和繞組的灰塵、碳粉吹干凈。電機(jī)的檢修周期根據(jù)生產(chǎn)情況而定。力爭(zhēng)做到月小修，年大修。

綜上所述，軋鋼直流電機(jī)工作環(huán)境較差，在工作中又經(jīng)常過(guò)載，所以換向比較困難。正確使用和維護(hù)直流電機(jī)就尤為重要。尤其是初軋電機(jī)，即使是上下輥使用兩臺(tái)電機(jī)主從控制，如一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障，也會(huì)造成停產(chǎn)。首先要建立起理想的氧化膜，其次是保證風(fēng)、水、油路的暢通。建立全日制維護(hù)、定修、月修、中修、大修和崗位責(zé)任制是非常必要的。若發(fā)現(xiàn)電機(jī)超溫，工作異常，換向火花超過(guò)允許值，應(yīng)立即停車(chē)檢查，以確保電機(jī)的安全運(yùn)行。2