直流电动机调速课程设计直流动机调速课程设计直流电动机调速课程设计直流电动机调速课程设计.doc

电机与拖动课程设计报告 （2014—2015学年 第二学期） 题 目 直流电动机调速系统设计 系 别 信息与控制系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 1103 学 号 311101423 姓 名 周军 指导教师 顾波 完成时间 评定成绩 目 录 第一章 直流电动机 - 1 - 第二章 直流电动机的结构与工作原理 - 2 - 2.1 直流电动机的结构 - 2 - 2.2 直流电动机的工作原理 - 3 - 第三章 他励直流电动机的调速 - 4 - 3.1电机调速指标 - 4 - 3.2 电枢串电阻调速 - 6 - 3.3改变电枢电源电压调速 - 7 - 3.4弱磁调速 - 8 - 第四章 课程设计内容 - 9 - 4.1 采用电枢串电阻调速 - 9 - 4.2 采用电枢电压调速 - 10 - 4.3 采用改变励磁电流调速 - 10 - 结论 - 11 - 设计体会 - 12 - 参考文献 - 13 - 第一章 直流电动机 直流电动机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机（图1-1）。直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的启动转矩，得到广泛应用。本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的启动与调速做一简单介绍。 1-1直流电动机 图1-2 abcd线框 A.B. 电刷 E.F.换向器 图1-2为直流电动机的结构原理图，图中的N和S是一对固定不动的磁极，用以产生所需要的磁场。容量较大一些的电机，磁场都是由直流励磁电流通过绕在磁极铁心上的励磁绕组产生。为了清晰，图中只画出了磁极的铁心，没有画出励磁绕组。在N极和S极之间有一个可以绕轴旋转的绕组。直流电机这部分称为电枢，而实际电机的电枢绕组嵌在铁心槽内，电枢绕组的电流称为电枢电流。线圈两端分别与两个彼此绝缘而且与线圈同轴旋转的铜片连接，铜片上有各压着一个固定不动的电刷。在直流电动机中，为了产生方向始终如一的电磁转矩，外部电路中的直流电流必须改变成电机内部的交流电流，这一过程称为电流的换向。换向的铜片称为换向片。互相绝缘的换向片组合的总体称为换向器。 第二章 直流电动机的结构与工作原理 2.1 直流电动机的结构 直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成。 （1）磁极 磁极是电动机中产生磁场的装置，如图2-1所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组；磁极是用钢片叠成的，固定在机座4（即电机外壳）上，机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。 图2-1 直流电动机的磁极及磁路 1-极心 2-极掌 3-励磁绕组 4-机座 （2）电枢 电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片组成，一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成，以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组，电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以叫电枢。 （3）换向器（整流子） 换向器是直流电动机的一种特殊装置，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在