直流电动机的设计.docVIP

目 录 一、前言 二、幷励直流电动机的工作原理 三、转速电流双闭环原理 四、调速系统的整体框图及PID算法的基本原理 五、依据条件计算相关环节参数 六、主电路的设计及电路原理图 七、触发电路的设计及电路原理图 八、总结与体会 九、参考文献 前 言 人类社会发展的历史过程中，能源永远是人类赖以生存的物质基础，科学技术的进步更是和能源的获取变换利用紧密联系在一起。随着科学技术的不断发展，对直流电机调速系统要求越来越高，从几千转到几万转，甚至是几十万转。并且要求在高转速下还具有较高的转速控制精度，同时直流电机的高速转矩脉动抑制，成为与抑制其低速转矩脉动同等重要的问题。各种传统控制方式也随科学的进步和发展不断更新，许多经典控制方法在新技术硬件平台上获得比以往更优良的性能。不过，电机调速的过程中会受到各种因素的影响，从而达不到应有可靠性和稳定性。常规的反馈控制系统都有一定抑制系统内部特性的变化和外部扰动的能力，然而控制器参数是一定的，对于大幅度的系统内部特性和外部扰动的变化，系统的性能会大大下降而且不稳定。所以对那些对象特性或扰动特性变化范围很大，同时又要求经常保持高性能指标的一类系统，采取自适应控制是合适的直流电气传动它采用直流为动力传动，虽不如交流电动机结构简单、制造方便、维护容易、价格便宜等。由于直流电动机具有良好的起动、制动性能和调速性能，可以方便地在很大的范围内平滑调速。该设计是利用整流电路调节α的值改变电压的值而使电动机的电压改变从而改变电动机的速度。所以价格便宜而且实现起来非常简单可靠。 二、直流电动机的工作原理 如果直流电机的转子不用原动机拖动，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上，那么会发生什么样的情况呢？可以看出，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁力Fdc的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N、S