他励直流电动机的人为机械特性

电力拖动参考资料

2.3 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、 励磁电流、电枢回路总电阻为恒值时，电动机在稳定运 Tem 行状态下，电动机的转速n与电磁转矩 之间的关系， n = f ( T em ,或者说电动机的转速n 与电枢电流 ) 即 Ia n = f (,后者也就是转速调整特性。由于转 Ia ) 的关系 速和转矩都是机械量，所以把它称为机械特性。利用机 械特性和负载转矩特性，可以确定电动机在拖动系统的 稳定转速，在一定条件下还可以利用机械特性和运动方 程式来分析拖动系统的动态运动情况，如转速、转矩及 电流随时间的变化规律，而且电动机的机械特性对分析 电力拖动系统的启动、调速、制动等运行性能也是十分 重要的。

电力拖动参考资料

2.3.1 机械特性方程式图2.11是他励直流电动机的电 路原理图，他励直流电动机的机 械特性方程式可以由他励直流电 动机的基本方程式导出。根据电 动势方程式 ；

U =Ea +Ia(Ra +Rs) =Ea +IaR 和 E a = C eΦ n , Tem = CT I aΦ可以求得机械特性方程式;n= U R Tem C e Φ C e CT Φ

,

(2-4)图2.11 他励直流电

课程设计任务书

2013/2014 学年第 二 学期

学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 自动化 学 生 姓 名： J Guo 学 号：

课程设计题目： 电机及电力拖动综合实验 它励直流电动机人为机械特性仿真分析（串电阻特性） 起 迄 日 期： 9 月 23 日 ～ 9 月 27 日

课程设计地点：

指 导 教 师：

下达任务书日期: 2013 年9月 23日

课 程 设 计 任 务 书

1．设计目的： 通过掌握电机拖动技术的相关知识点，对其中的原理应用进行分析说明，并用MATLAB进行特性仿真，并得出仿真结论。 2．设计内容和要求 1、他励直流电动机人为机械特性仿真分析（串

湖州职业技术学院机电工程分院

《电机电力拖动控制技术》

项目报告

项目名称： 并励直流电动机的工作特性与调速特性

姓 名：

学 号： 1040344235

班 级： 自动化1002

指导老师： 朱建伟

实验四 并励直流电动机的机械特性

一、实验目的

掌握并励直流电动机机械特性的测试方法

二、实验项目

1、自然机械特性的测定：U=Un，Ifm＝Ifmn，R2＝0，测取n＝ （Tem） 2、电枢回路串电阻的人为机械特性测定：U=Un，Ifm＝Ifmn，R2＝常数，测取n＝ （Tem） 3、改变励磁电流时人为机械特性的测定：U=Un，R2＝0，Ifm＝常数，测取n＝ （Tem） 4、改变电枢电压时人为机械特性的测定：Ifm＝Ifmn，Ua＝常数，测取n＝ （Tem）

三、实验设备

1、XK-DT2型电机拖动实训台 2、直流他励发电机组件 3、直流测功机组件 4、连接导线若干

四、实验方法

1、自然机械特性的测定

（1）按图4－1接线，检查无误后启动直流电动机。

（2）调节R2在最小位置（即R2=0）调节R1使电动机端电压为额定值，并保持不变。 （3）合上开关Q2，给电动机增加负载，并找到电动机的额定工作点，即U=UN，

实验报告他励直流电动机的机械特性

一、实验原理

1、当在他励直流电动机上加上一定电压U和一定的励磁电流时，电磁转矩与转速之间将呈现的关系。而励磁电压，励磁转矩T=。可得。这便是直流他励电动机机械特性的一般表达式。实验中可以先不串电阻R，测量出励磁电流和相应转速n 的一系列对应值，作图得出的空载转矩，并得出和的值。串入R后得出T的另外对应值，作图得出的他励直流电动机的机械特性曲线

2、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

3、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

4、熟悉他励电动机的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。

5、掌握用实验方法测取直流他励电动机的工作特性和机械特性。

二、实验注意事项

1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。

5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人

JIU JIANG UNIVERSITY

电机拖动课程设计

题 目 他励直流电动机的调速系统设计 英文题目 The design of separately excited DC

motor speed control system

院 系 电子工程学院 专 业 轨道交通信号与控制 姓 名 邹文静 班级学号 A1341 05 指导老师 王萍

二零一六年十月

- I -

九江学院电子工程学院

摘 要

直流电动机具有良好的启动、制动和调速性能；能够快速起、制动，正、反转；能在十分宽广的范围内平滑而经济的调节速度，因此在一些要求较高的电力拖动系统中，得到了广泛的应用。在一些机床、电气牵引机车和起重设备中，都采用了直流电动机拖动。在生产实践中，有许多生产的机械根据工艺要求需要调节转速

电枢串电阻调速

他励直流电动机拖动负载运行时，保持电源电压及磁通为额定值不变，在电枢回路中串人不同的电阻时，电动机运行于不同的转速。

调速方向是指调速结果，其转速与基速相比。只要电枢回路串电阻，无论电阻多大，电动机运行的转速都比不串电阻运行在基速上要低，就称为调速方向是从基速向下调。 电枢回路串电阻，所串电阻上会产生很大的损耗，转速越低，损耗越大； 串入的电阻越大，机械特性越软，在低速运行时，转速稳定性较差；

由于电枢电流较大，调速电阻的容量也较大，较笨重，不易做到电阻值的连续调节，因而电动机转速也不能连续调节，一般最多分为六级。 o 降低电源电压调速

保持他励直流电动机磁通为额定值不变，电枢回路不串电阻，降低电枢的电源电压为不同大小时，电动机拖动者负载运行于不同的转速上。

降低电源电压，电动机机械特性的硬度不变。这样，比起电枢回路串电阻调速使机械特性变软这一点，降低电源电压可以使电动机在低速范围运行时，转速随负载变化而变化的幅度较小，转速稳定性要好得多。

当电源电压连续变化时，转速的变化也是连续的，这种调速称为无级调速，与串电阻调速 ( 有级调速 ) 相比，这

他励、串励、并励、复励直流电动机的机械

特性，及其工作特性与应用领域

一、他励直流电动机的机械特性，及其工作特性与应用领域

图中：n0为理想空载转速 n’0是实际空载转速。 他励电机的机械特性曲 线斜率小，机械硬度高。 他励直流电动机工作特性 1. 转速特性 U R a

n?

Ce??Ce?Ia2. 转矩特性

3. 效率特性

P ? p ? p ? I 2R ? 2 I Δ U ? ? p?IaTe?CT?Ia?CT??CT?CTmecCufaa

???100%??1?P1?2FeacU(Ia?If)??

应用领域

他励电动机常用于转速不受负载影响又便于在大范围内调速的生产机械。如大型车床、龙门刨床。 二、串励直流电动机的机械特性，

串励电动机的机械特性为双曲线，

转速随转矩的增加而下降速率很快，称为软特性Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 工作特性

电动势平衡方程式 电动势公式 转矩平衡方程式 转矩公式

Ea?Ce?n?Ca?IanTe?T2?T02?

煤炭工程学院课程设计

题目：直流电动机转速控制系统

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

日期：

1

摘要

当今社会，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。

电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。

随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，

煤炭工程学院课程设计

题目：直流电动机转速控制系统

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

日期：

1

摘要

当今社会，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。

电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。

随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，

引 言

直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使其应用受到了影响。随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动机所取代。但是直流电动机又以起动转矩大、调速性能好、制动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。本课题将讨论他励电动机的基本结构、工作原理以及反接制动的原理及机械制动。

1 课程设计的目的及内容

电机与拖动是电气专业的一门重要专业基础课。它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。

电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。

本设计主要研究他励直流电动机的反接制动。

1

2 他励直流电动的基本结构

底脚

图2 他励直流电动机的基本结构

2.1定子

直流电机的定子由以下几部分组成：

主磁极 换向磁极（简称换向极） 机座 端盖

2.2转子

电枢铁心 电枢绕组 换向器 风扇等

2

3 他励直流电动机的工作原理

3.1直流电动机的工作原理图

n

图3-