电机与拖动技术课程设
计报告
（2012—2013学年第一学期）
题目他励直流电动机的调速系统
系别电子与电气工程系
专业电气工程及其自动化
班级
学号
姓名
指导教师韩之刚
完成时间2013年12月26日
评定成绩
目录
摘要 (3)
1、设计的目的和意义 (3)
2、总体设计方案 (3)
2.1并励(他励)直流电动机的起动 (3)
2.2并励(他励)直流电动机的调速 (4)
2.3调速的性能指标 (6)
3.设计过程 (7)
3.1实验设备 (7)
3.2 设备屏上挂件排列顺序 (7)
3.3 设计原理图 (8)
3.4.调速步骤 (8)
4、设计心得 (12)
5．参考文献 (12)
摘要
随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。
关键词：直流电动机调速设计
1、设计的目的和意义
时间是验证真理的唯一标准。通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们学会独立思考，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。
2、总体设计方案
2.1并励(他励)直流电动机的起动
直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。
直流电动机开始起动时，转速n=0，此时直流电动机的反电动势(E=KEφn)还没有建立起来，由于电枢电阻Ra较小，Ia=u／R。，所以此时电枢电流最大。另外，根据转矩公式T=KTφI可知，由于电枢电流非常大，此时的起动转矩也非常大。这样大的起动电流和起动转矩，分别将对供电电源和机械装置形成强大的冲击。通常采用保证足够的起动转矩下尽量减少起动电流的办法，使电动机起动。直流电动机经常使用的起动方法有下面两种：
2.1.1电枢回路串电阻起动
为了限制起动电流，起动时可在电枢回路串入起动电阻RST,待电动机转速上升后逐步将起动电阻切除。接人起动电阻后的起动电流为
2.1.2减压起动
减压起动时，开始加在电动机电枢的端电压很低，随着转速的上升，逐步增大电枢电压，并使电枢电流限制在一定的范围内。为使励磁不受电枢电压的影响，电动机应采用他励方式。
2.2并励(他励)直流电动机的调速
同交流异步电动机相比，并励直流电动机在调速方面有其独到的优点。从直流电动机的转速特性
可知，并励(他励)直流电动机可通过三种方式对电动机的速度进行凋节：
2.2.1调节电枢电压调速
改变电枢电压调速，只能在额定电压U下，他励直流电动机拖动负载运行时，保持气隙每极磁不变，电区回路不变，电区回路不串电阻既R=0，降低电枢电压U时，电动机运行于不同的转速上，如图：
当保持他励直流电动机磁通为额定值和电枢回路电阻不变时，降低电枢电压，可以调常电动机的转速,由并励直流电动机的机械特性为:
2.2.2调节串入电枢回路电阻调速
在电枢回路串八电阻RΩ从串八电阻后并励直流电动机的机械特性，可知，机械特性的斜率将随之增大，即‰不变，改变的只是△n所以它和负载特性的交点随着RΩ的变大而逐步下移，如图2 15所示。
这种调速方法的优点是简单易行，缺点是接人电阻后电动机的效率降低，
机械特性变软.
2.2.3调节励磁电流调速
这种调速方法所用设备简单．调节也很方便，且效率较高。缺点是随着电
动机转速的增高，电枢电流随之升高，电动机的温升升高，换向条件变坏，转速过高，还会出现不稳定的现象。
2.3调速的性能指标
2.3.1.调速范围与静差率
调速范围是指电动机在额定负载转矩调速时，其最高转速与最低转速之比，用 D 表示为最高转速受电动机的换向及机械强度限制，最低转速受生产机械对转速相对稳定性要求的限制。静差率或转速变换率，是指电动机由理想空载到额定负载时转速的变化率，
静差率越小，转速的相对稳定性越好，负载波动时，转速的变换也越小。调速范围与静差率相互制约，采用同一种方法调速时，静差率数值越大，则可以得到较高的调速范围；如果静差率一定，采用不同的调速方法，其调速范围 D 不同
2.3.2 调速的平滑性
无级调速的平滑性最好，有级调速的平滑性用平滑系数表示，其定义为：相邻两极转速中，高一级 n 与低一级转速 n 之比，即
2.3.3 调速的经济性
主要考虑调速设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用等。调速时电能的损耗除了要考虑电动机本身的损耗外，还要考虑供电电源的效率。调速设备初投资应该考虑电动机和供电电源两方面：专门设计的改变磁通调速的电动机成本较普通直流电机为高；降电枢电压调速的大功率可调压电源，成本也较高；调磁通调速一般也要专门配一可调压电源，但容量要小，成本也低些。这样综合起来考虑，电枢串电阻调速设备成本最低，而改变电源电压调速设备成本最高。
3.设计过程
3.1实验设备
序号型号名称数量
1 DD03 导轨、测速发电机及转速表1台
2 DJ2
3 校正直流测功机1台
3 DJ15 直流并励电动机1台
4 D31 直流数字电压、毫安、安培表2件
5 D42 三相可调电阻器1件
6 D44 可调电阻器、电容器1件
7 D51 波形测试及开关板1件
8 D41 三相可调电阻器1件
3.2 设备屏上挂件排列顺序
D31、D42、D41、D51、D31、D44
