直流电机串电阻启动课程设计

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1、课程设计 课程设计报告 设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计 学 校： 学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 设计时间： 年 月 课程设计 目 录 一、直流电动机的综述4 1.1 直流电动机的基本工作原理4 1.2 直流电动机的分类5 1.3 直流电动机的特点5 二、他励直流电动机5 2.1 他励直流电动机的机械特性5 2.2 固有机械特性与人为机械特性6 三、他励直流电动机的起动7 3.1 直流电动机的启动过程分析8 3.2 他励直流电动机起动电阻的计算9 四、设计内容10 五、结论11 六、心得体会12 七、参考文献12 课程设计 一、直流电动机的综述 1.1

2、 直流电动机的基本工作原理 图 1 是一台最简单的直流电动机的模型，N 和 S 是一对固定的磁极(一般是电磁铁，也 可以是永久磁铁)。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定 一个用绝缘导体构成的电枢线圈 abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上， 弧形铜片称为换向片， 它们的组合体称为换向器。 在换向器上放置固定不动而与换向片滑动 接触的电刷 A 和 B，线圈 abcd 通过换向器和电刷接通外电路。电枢铁心、电枢线圈和换向 器构成的整体称为电枢。 如果将电源正负极分别接电刷 A 和 B,则线圈 abcd 中流过电流。 在导体 ab 中， 电流由 a 流向 b

3、，在导体 cd 中，电流由 c 流向 d，如图（a）所示。载流导体 ab 和 cd 均处于 N 和 S 极之间的磁场当中，受到的电磁力的作用。用左手定则可知，载流导体 ab 受到的电磁力 F 的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体 cd 受到的电磁力 F 的方向是向右 的, 也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩, 即电磁转矩 T，其方向 为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。当电枢转过 180, 导体 cd 转到 N 极下， ab 转到 S 极上， 如图 （b） 所示。 由于电流仍从电刷 A 流入， 使 cd 中的电流变为由 d 流向 c， 而 ab 中的电流

4、由 b 流向 a，再从电刷 B 流出。用左手定则判别可知，导体 cd 受到的电磁力 的方向是向左的，ab 受到的电磁力的方向是向右的，因而电磁转矩的方向仍是逆时针方向, 使电枢沿逆时针方向继续转动。当电枢在转过 180，就又回到图（a）所示的情况。这就 是直流电动机的基本工作原理。 课程设计 1.2 直流电动机的分类 直流电动机因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。根据励磁方式的不同， 直流电动机可分为他励直流电动机、 并励直流电动机、 串励直流电动机和复励直流电动机四 类。 1.3 直流电动机的特点 (一)调速性能好。所谓“调速性能” ，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人 为

5、地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而 且调速范围较宽。 (二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求 均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机 拖动。 二、他励直流电动机 他励直流电动机由励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立的直流电源供电。在励磁电压 Uf的作用下，励磁绕组中通过励磁电流 If ，从而产生主磁极磁通。在电枢电压 Ua 的作用 下，电枢绕组中通过电枢电流 Ia。电枢电流与磁场相互作用产生机械以某一转速 n 运转。电 枢旋转时，切割磁感线产生电动势 E.电动势的方向与电枢电流的方向相反。 2.1 他励直流电动机的机械特性 他励直流电动机的机械特性定义为：直流电动机的电枢电压 U 为常数，励磁电流 If为 常数， 电枢回路电阻Ra+R为常数时， 电动机产生的电磁转矩 T 与转速 n 之间的函数关系， 即 n=f(T)。他励直流电动机电路原理图如图 2 所示。 课程设计 图 2. 他励直流电动机电路原理图