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他励直流电动机启动.
运动控制系统课程设计
课题: 他励直流电动机启动
系 别: 电气与信息工程学院
专 业:
学 号:
姓 名:
指导教师:
河南城建学院
2015年 1月 4日
成绩评定·
一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。
二、评分
课程设计成绩评定
目 录
一、设计目的…………………………………………………………………………1
二、设计要求…………………………………………………………………………1
三、设计内容…………………………………………………………………………1
3.1、直流电动机……………………………………………………………1
3.1.1直流电动机……………………………………………………………1
3.1.2直流电动机的分类……………………………………………………2
3.1.3他励直流电机工作原理………………………………………………2
3.2 他励直流电动机的启动…………………………………………………3
3.2.1 他励直流电动机串电阻启动…………………………………………3
3.2.2 直流电动机电枢串电阻起动设计方案 ………………………………6
3.2.3 多级启动的规律 ………………………………………………………7
3.3 结论…………………………………………………………………………7
3.4他励直流电动机串电阻起动特性分析……………………………………8
四、设计体会……………………………………………………………………………10
五、参考文献……………………………………………………………………10
一、设计目的
通过对一个实用控制系统的设计,综合运用科学理论知识,提高工程意识和实践技能,使学生获得控制技术工程的基本训练,培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。
二、设计要求
完成所选题目的分析与设计,进行系统总体方案的设计、论证和选择;系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算;课程设计报告的整理工作。
三、设计内容
有一台他励直流电动机,已知参数如下Pan=200kw ;Uan=440v ;Ian=497A ; Nn=1500r/min;Ra=0.076Ω;采用分级启动,启动电流最大不超过2IA,,求出各段电阻值,并作出机械特性曲线,对启动特性进行分析。
他励直流电动机的启动时间虽然很短,但是如果不能采用正确的启动方法,电动机就不能正常地投入运行。为此,应对电动机的启动过程和方法进行必要的分析。
直接启动时,他励直流电动机电枢加额定电压Un,电枢回路不串任何电阻,此时由于n=0,Ea=0,所以启动电流Ist=Un/Ra,由于电枢回路总电阻Ra较小,所以Ist可以达到额定电流In的十几甚至几十倍。这样大的电流 可能造成电机换向严重不良,产生火花,甚至正、负电刷间出现电弧,烧毁电刷及换向器。另外,过大的启动电流使启动转矩Tst过大,会使机械撞击,也会引起供电电网电波动,从而引起其他接于同一电网上的电气设备的正常运行,因此是不允许的。一般只有微型直流电动机,由于自身电枢电阻大,转动惯量小,启动时间短,可以直接启动,其他直流电机都不允许直接启动。
在拖动装置要求不高的场合下,可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法。他励直流电动机在电枢回路中串电阻,具有良好的启动特性、较大的启动转矩和较小的启动电流,可以满足生产机械需要的要求。本文借助图像对整个过程及各个变量与时间的相互关系进行了描绘,对更加清楚地了解和设计他励直流电机启动的特点具有重要意义。
3.1直流电动机
3.1.1直流电动机的工作原理
下图所示为最简单的直流电动机工作原理示意图。
图3.1直流电动机的工作原理
直流电动机换向器是由两片互相绝缘的半圆铜环(换向片)构成的,每一换向片都与相应的电枢绕组连接,与电枢绕组同轴旋转,并与电刷A、B相接触。若电刷A是正电位,B是负电位,那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b,在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c流向d。转子载流导体在磁场中要受到电磁力的作用,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,图中ab边受力方向是向左,而cd边则向右。由于磁场是对称的,导体中流过的又
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