他励直流电动机调速系统设计摘要

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

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

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

直流电动机双闭环调速系统

一、 系统发展背景

直流电动机双闭环调速系统是一种当前应用广泛，经济的电力传动系统，在现代化工业生产中已经得到广泛应用，具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高。针对直流电机调速的方法也很多，目前国内外也研究了一些调速的控制器。例如已经用于实际生产的直流电机无级电子调速控制器采用国际先进的IGBT大功率模块器件和独特自行设计的PWM微电子控制技术，以及节能反馈电路和丰富的保护功能控制电路。适用于无轨机车、矿山井下窄轨机车、磨床、木工机械、服装制作、纺织、造纸印刷等场所。

二、系统原理图

R电流互感器C2负R1U0RC1RR2载A-+-+可控硅电路SMR速度调节器电流调节器+TGUI

三、 系统方块图

扰动作用 给定信号UI负载变化转速电位器A+速度调节器 +_电流调节器可控硅电路直流电动机_U0电流互感器反馈信号TG

四、 系统的工作原理分析

总述：分析系统原理图，可知这是一个双闭环调速系统，在双闭环系统中，系统的输出量通过检测装置引向系统的输入端，与系统的输入量进行比较，由于扰动作用使被控参数偏离给定值，从而产生偏差，调节器将此偏差信号进行调节，并输出

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，

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，

微型计算机控制技术课程设计任务书

双闭环直流电动机数字调速系统设计

摘 要

本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片IR2112S作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块来完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本系统中使用了光电编码器对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，单片机产生PWM波形的程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现，M法数字测速及动态LED显示程序设计，A/D转换程序及动态扫描LED显示程序和故障检测程序及流程图。

关键词： PWM信号 直流调速 双闭环 PI调节

前 言

本文主要研究了利用MCS-51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。

冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

基于PLC的直流电动机双闭环调速系统设计

1.PLC直流调速系统的概述

三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中