直流电机的拖动及应用
浅谈直流电动机的电力拖动
智能制造
数码世界 P .236
一是完善国内标准，参与国际规则制定。一方面，我国现阶段智能交通发展还不够成熟，国家应趁早制定出台有针对性的标准与法规，建立规范测试与验证体系，为智能交通安全提供到位的法律保障；另一方面，至2018年智能交通在全球范围内还没有形成业内统一认可的标准与规则，我国应抓住机会，积极参与国际交流与合作，同时将标准化研究成果向国际标准化组织输出，把握相关国际规则制定的主导权。
二是搭建智能交通数据平台。智能交通系统的运营一方面需要大量实时数据支撑，一方面也会产生海量数据，在这个得数据者得天下的信息时代，政府有必要及时建立实时共享的车联网信息平台，将广大车联网用户的隐私信息以及智能交通的核心数据进行妥善保管。
三是加大对智能交通硬件安全的投入与监管力度。目前我国在硬件制作水平上还处于追赶阶段，特别是传感器等核心设备的高端研发能力不强、研发投入不足、安全监管缺失。故而国家需要确立安全生产标准与补贴投入，强化安全硬件生产并提高生产端硬件的出厂质量。
四是加强相关人才培养与引进。智能交通相关的人才培养在我国还未形成体系，人才引进的力度也存在不足。因此我国需加强宏观性的引导，培养专业师资力量、大力建设相关学科、设立人才引进政策、打造人才培养体系并加强政企合作，为推动智能交通在我国的健康持续发
展打下坚实基础。
参考文献
[1]谢昌荣,曾宝国.物联网技术概论[M].重庆大学出版社,2013-07:212-213.
[2]360互联网安全中心.360安全报告-2017智能网联汽车信息安全年度报告[EB/OL].(2018-04-04).http://www /archives/708671.html [3]ALANKUSO B. Application of S －Curve methodology for forecasting of V2X communications and autonomous vehicle research ［C］/ / Vehicular Electronics and Safety ( ICVES) ，2012 IEEE International Conference on．Istanbul: IEEE，2012: 302－305
电机与拖动基础
电机与拖动基础
一、电机的基本概念
电机是一种将电能转化为机械能的装置，它是现代工业中不可或缺的重要设备。根据其工作原理和结构特点，电机可分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等多种类型。
二、电机的分类及特点
1. 直流电机：直流电动机是最早发明的一种电动机，具有转矩大、转速范围广、调速方便等优点。但由于其结构复杂，制造成本较高，在实际应用中逐渐被交流异步电动机所替代。
2. 交流异步电动机：交流异步电动机由于其结构简单、制造成本低廉等优点，在现代工业中得到广泛应用。它主要分为单相异步电动机和三相异步电动机两种类型。
3. 交流同步电动机：与异步电动机不同，交流同步电动机在运行过程中转速始终与供给它的交流频率成正比。它具有功率因数高、效率高等优点，但需要外部控制器进行调速。
三、拖动系统基础知识
拖动系统是指利用各种驱动装置将某物体或工件进行运动的装置。在现代工业中，拖动系统广泛应用于各种生产线和机械设备中。拖动系统通常由电机、传动装置、行走部件等组成。
四、传动装置
1. 皮带传动：皮带传动是一种常见的机械传动方式，其主要优点是结
构简单、制造成本低廉等。但由于其存在滑移现象，效率较低。
2. 齿轮传动：齿轮传动是一种高效的机械传动方式，它具有转矩大、
精度高等优点。但由于齿轮制造精度要求较高，成本较高。
3. 蜗杆传动：蜗杆传动是一种常用的减速装置，在工业生产中得到广
泛应用。它具有结构简单、减速比大等优点。
五、行走部件
1. 轮式行走部件：轮式行走部件通常由车轮和驱动装置组成，适用于
平整路面上的运输任务。
直流电动机的拖动
向相同时为正，相反时为负；负载转矩TL与转速
n由的T正和方TL的向代相数反和时决为定正。，相同时为负；dd
n t
的正负
直流电动机的电力拖动
实际的拖动系统，电动机和工作机构之间 由若干级传动齿轮或其他传动机件联接。这 样通过一套传动机构，才能使电动机的转速n 变换成工作机构所需要的转速nL，这种系统 我们称为多轴系统。
一、机械特性方程
直流电动机的电力拖动
以他励电动机为例，电动 机的电压方程
将电枢U电动E势a和电R磁Ia转矩的
公式代入
Ea Cen TCTIa
nC U eC eC R T 2Tn0Tn0 n
n 0 称为理想空载转速(T0=0)
实际空载转速
n0
U
R
CeCeCT2T0
β为机械特性的斜率
Βιβλιοθήκη Baidu
直流电动机的电力拖动
（a）实际的多轴系统；（b）等效的单轴系统
直流电动机的电力拖动
多轴系统由于电机的转速和生产机械 的转速不同，需通过折算来分析。同样 平移机械和升降机械也需折算来解决。
电气传动系统转速是在一定范围内变 化的，要解决整个生产过程中的速度问 题，必须要了解负载的机械特性，同时 要考虑电动机的机械特性与负载的机械 特性的稳定性关系。
直流电动机的电力拖动
二、生负产载机的械机的械负特性载就特是性生产机械的负载
第三章 直流电动机的电力拖动
3．画出分级起动特性图
n
n0
R CeCT 2
Te
Δn
n0
n
Te Ce CT 2
R
KR
28
KRa nhe
Δn
n0
n
Te Ce CT 2
R
KR
K (Ra R1) nhc nhe nec
K (Ra R1 R2 ) nha nhe nec nca
Te
TL
J
d dt
其中，转动惯量 J由下式给出：
J m 2 G D2 GD2
g 4 4g
GD2 为转动部分的飞轮矩（ N ）m2，由相应手册给出
12
考虑到机械角速度 与转速 之n 间的关系： 2，n于/ 6是0 有：
Te
TL
GD 2 375
dn dt
根据动力学方程式，拖动系统可能出现下列三种情况：
m Rm
Ra
R1 R1 Ra ( 1)Ra
RΩ2 R2 R1 ( 2 )Ra RΩ1
RΩm1
Rm1
Rm2
RΩm2
m
2
RΩ1
RΩm
Rm
Rm1
RΩm1
R m1 Ω1
lg Rm m Ra
lg
31
电机拖动第九章直流电动机的拖动
未来直流电动机将更加注重集成化设计，将驱动、控制和 保护等功能集成于一体，简化系统结构，提高可靠性。
市场发展前景
工业自动化
随着工业自动化程度的 不断提高，直流电动机 作为重要的动力设备， 其市场需求将持续增长。
新能源汽车
新能源汽车的发展将进 一步推动直流电动机市 场的增长，特别是在电 动汽车和混合动力汽车 领域。
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能耗制动
在电机停车时，将电机接 入电阻，通过消耗电机的 动能来使电机迅速停车。
反接制动
通过反接电机的输入电源， 利用电机自身的惯性来产 生制动效果。
电磁制动
通过在电机的励磁绕组中 通入直流电流，产生一个 与电机旋转方向相反的制 动力矩。
03
直流电动机的应用
在工业中的应用
驱动传送带、滚筒等设备
直流电动机具有较好的调速性能，常用于驱动传送带、滚筒等设 备，实现物料的运输和加工。
直流电动机还广泛应用于吸尘器和电动剃须刀等家用电器中，提供强 劲的动力和稳定的运行。
04
直流电动机的维护与保 养
日常维护保养
定期检查
定期检查直流电动机的外观、紧固件、接线端子 等，确保没有异常情况。
清洁
清洁电动机表面灰尘和杂物，保持清洁干燥，防 止腐蚀和短路。
润滑
根据电动机的润滑要求，定期加注润滑油或更换 润滑脂，保证轴承和齿轮的正常运转。
电机及拖动技术1 直流电机
1.1.1 直流电机的工作原理 1 直流发动机基本工作原理
如果电刷B1、B2不是固 定在空间，而是随着电枢 一起转动，即电刷B1始 终和换向片1接触，电刷 B2始终和换向片2接触， 那么电刷间的电动势就不 可能是直流，而是成为交 流了。这说明，直流电机 电枢绕组所感应的电动势 是交流的，通过换向器配 合电刷的作用，才把交流 电动势“换向”为直流电 动势，所以人们常把这类 电机称为直流换向器电机。
从各方面看，改造恒速电动机为交流调速电动机，每台约节 能20%以上，总体的节能效益是很可观的，目前交流调速系统 已占据了主导地位。
四、电力拖动控制系统的发展趋势
随着电力电子技术的进步，微机控制技术、传感器技术、 微电子技术的发展应用，新型控制策略出现，使电动机控制、 电气传动发展到了新的阶段。电机运动控制系统的发展趋势：
电枢铁心装配图
(3)换向器
由许多换向片（由铜料组成）组成。换向片之间彼此以云母
片相互绝缘，全部又以云母环对地绝缘。
1.1.2 直流电机的基本结构
静止部分 主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置 （定子）
作用：产生磁场；机械支撑。
气隙
转动部分 电枢 （转子）
电枢铁心 感应电动势实现能量转换
电枢绕组
换向器：改善换向
转轴、风扇
图直5-流3 电直机流的结电构机图基本结构
直流电机的电机拖动
弱磁调速时， 在整个调速范围内的允许输出功率为常数， 是恒功率调速 方式。 其允许输出转矩与转速成反比。
负载类型与调速方式的配合
MN ML
恒转矩调速方式
nN nmax
PN
M N nN 9550
PLmax
恒转矩负载
nN nmin
PN
PL m a x
M Lnmax 9550
弱磁控制
MN
9550 PN nN
n U IaR
CE
U
R
n Ce CeCM 2 M em
他励直流电动机的固有机械特性
＝ 当U＝UN，
N，电枢回路无外接电阻时，转速与转矩之间
的关系,称为固有机械特性。
n UN Ra
CeN
CeCM
2 N
Mem
n
分析：
n0 n’0
nN
1. 电磁转矩越大， 转速越低， 机械特性 是一条下斜直线；
n
n0
N’ 人为
N
固有
N> N’ 0
Mem
减弱电机主磁通的人为机械特性
减弱电机主磁通人为特性的特点： （1）由于’< N，理想空载转速比固有特性的理想空载转速高。
（2）人为机械特性的斜率比固有机械特性大，即人为特性 比固有特性软。
人为特性的几点补充
（1）考虑电枢反应时，会使机械特性上翘。影响稳定性。 通过补偿绕组改善。
第4章 直流电动机的电力拖动
12
4.2
他励直流电动机的制动
反接制动的优点: 制动转矩较恒定、制动较强烈、效果好。 反接制动的缺点: 需要从电网中吸收大量电能；电源反接制
动转速为零时，如不及时切断电源，会自
行反向加速。
13
4.2
他励直流电动机的制动
4.2.3 回馈制动
当起重机下放重物或电机车下坡时，电机将处于回馈制动 状态
起重机装置示意图
4
4.1
4.1.2
他励直流电动机的启动
直接启动
直接起动又称为全压起启动: 直接起动不需要专用起动启设备，操作简便，主要缺
点是起动启电流太大。额定功率在几百瓦以下的直流电动
机才能直接起启动 。
直接起动机特性曲线
5
4.1
他励直流电动机的启动
4.1.3 电枢回路串电阻起动 一般的直流电动机，在起动时在电枢回路中串入电阻来限 制起动电流。
22
4.3
他励直流电动机的调速
3.降低电枢电压调速
电枢电压只能在额定电压以下进行调节。设电动机拖动
负载转矩 TL 。
U
b b
a c d
1 UN 2
U
3 U’
0
TN
TM
改变电枢电压的机械特性
23
4.3
他励直流电动机的调速
3.降低电枢电压调速 降压调速的特点 （1）可以实现无级调速，平滑性很好； （2）由于机械特性斜率不变，相对稳定性较好； （3）调速范围较广； （4） 调速过程能量损耗较小；
第2章 直流电机的工作原理及拖动
若改变上述条件之一带来的机械特性称为 人为的机械特性。因此分别改变上面三个 条件就得到三种人为的机械特性，下面我 们来看看这些人为机械特性的具体情况。
1、直流电动机降压人为机械特性
改变电枢电压时，为了不使电机发热，一 般只能从额定电压UN往下降。
降低电枢电压时只有n0下降， 而直线的斜率β不变， 因此降压人为特性 是一组平行线。
2.8.2 直流电动机的反接制动
对位能负载而言，反接制动有两种情况： 一是转速反向的反接制动，另一是电压反 接的反接制动。
1、转速反向的反接制动
当直流电动机原拖动位能负载转矩TL正向电动运行在A点时，突然 在电枢回路中串入电阻RK，此时电动机由于系统动能保持nA的转 速不变，从A点平移到B点，顺着串电阻人为特性下降转速，直至 被位能负载转矩TL拖向反转，至C点后稳定运行在-nC转速。 转速反向的反接制动又称为倒拉式 反接制动。制动时从电网输入的电 功率和位能负载的机械功率都转换 成电磁功率，两者均消耗在电枢回 路的电阻上。由此可见，转速反向 的反接制动能耗很大。转速反向的 反接制动通常应用在起重机低速地 下放重物。
2.2 直流电动机的工作原理
直流电动机是从电枢端输入直流电流，将 电能转换成机械能从转轴上输出。 从电枢端输入直流电流，借助于换向器和 电枢的作用，使直流电动机电枢绕组流过 方向交换变化的电流，载流导体在磁场中 将受电磁力的作用，从而使电枢产生的电 磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机 朝确定的方向连续旋转。
02直流电动机的电力拖动(《电机与拖动》课件)
2.1 直流电动机基本的平衡方程式
3. 铜耗 是指电流流过电动机中相关绕组所产生的损耗，包括电枢回路(包括电枢 绕组、串励绕组、换向极绕组等)的铜耗Pa、电刷与换向器表面的接触压降损耗 Pb以及励磁回路中的铜耗Pf。其中电枢回路的铜耗Pa的计算公式为 (2.2) p I 2r
a a a
在式(2.2)中，正负电刷的接触电压降落为2△Us电刷接触压降而引起的损耗Pb
2.1 直流电动机基本的平衡方程式
式中 P M 称为电磁功率，是电枢电流与电枢电动势的乘积，是电枢绕组因 切割主磁通而产生的电功率。 由式(2.8)可见，输入至电枢回路中的功率除了一小部分化作电枢回路的铜 损Pa和电刷接触电损耗Pb外，大部分为电磁功率Pm。在直流电动机情况下， 电磁功率就是转变为机械功率的功率。这一转变而来的机械功率尚不能全部被 利用，还需克服铁心损耗Pf、机械损耗Pm和杂散损耗Pa后，才是电动机轴上 的输出功率P2，即有
(2.12)
当输出功率增加时，电枢电流增加，电枢压降增加，使转速下降，同时 由于电枢反应的去磁作用使转速上升。上述两者相互作用的结果，使转速的 变化呈略微下降，如图2.3所示。
2.2 直流电动机的工作特性
电动机转速随负载变化的稳定程度用电动机的额定转速调整率 表示：
nN (%)
(2.13)
n N
1. 反抗性恒转矩负载
电机与拖动 直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定值
电机与拖动直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定
值
主题：直流电机的辅导文章——直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定值、直流电机的磁场和电枢反应、直流电机的感应电动势和电磁转矩
学习时间：2016年10月10日--10月16日
内容：
我们这周主要学习课件第2章直流电机的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对直流电机相关知识的理解。
一、直流电机的工作原理（重点掌握）
直流电机按其能量转换方向的不同分为直流发电机和直流电动机，两者之间具有可逆性。
1.直流电动机的工作原理：当给电枢绕组通入直流电流时，通过电刷和换向器转换为交变电流，使处于主极磁场中绕组的线圈始终受到相同方向电磁转矩的作用，保证了电动机连续转动，从而实现电能到机械能的转换。
图1 直流电动机的工作原理图
2.直流发电机的工作原理：当原动机拖动电枢转动时，电枢绕组的线圈切割主极磁场而产生交变感应电动势，再通过电刷和换向器转换为直流电动势，由电枢绕组输出直流电流，从而实现机械能到电能的转换。
图2 直流发电机的工作原理图
二、直流电机的基本组成和额定值（重点掌握）
1.直流电机主要由定子和转子两大部分组成，其基本组成如图3所示。 转子称为电枢，它是能量转换的枢纽。电枢绕组构成了直流电机的主要电路，它是由很多元件按一定规律连接起来的闭合绕组。按元件的连接方式和端接形状分类，电枢绕组主要有叠绕组和波绕组两大类。电枢绕组是电机的重要部件。直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组。
换向器是直流电机所特有的部件，与电刷配合，实现电枢绕组端部的直流电流与电枢绕组内部的交变电流之间的转换，即在直流电动机中起到了“逆变器”的作用，在直流发电机中起到了“整流器”的作用。
电机及拖动
电机及拖动
1. 引言
电机及拖动技术是现代工业中广泛应用的一项关键技术。
电机作为将电能转化为机械能的设备，被广泛应用于各个领域，如交通工具、工厂生产线、家用电器等。而拖动技术则是通过电机驱动机械运动，实现物体的拖动和操控。本文将介绍电机及拖动技术的基本原理、应用领域和优势，以及相关的发展趋势。
2. 电机原理
电机是一种将电能转化为机械能的设备。根据电机的工作
原理不同，可以分为直流电机和交流电机。直流电机通过直流电流产生磁场，从而使电机产生转动；交流电机则利用交流电的特性，通过不断变换的磁场引起转动。
2.1 直流电机
直流电机由定子、转子和电刷组成。当直流电流通过电刷
和转子之间的电枢线圈时，电枢线圈内产生磁场，导致转子受
到作用力而转动。直流电机具有结构简单、转速可调等优点，在家用电器和小型机械中广泛应用。
2.2 交流电机
交流电机分为异步电动机和同步电动机两种类型。异步电
动机是最常见的交流电机类型，其转子与电机的旋转磁场不同步，因此称为异步电动机。而同步电动机则与电机的旋转磁场同步运动。
3. 拖动技术
拖动技术通过电机的驱动，实现对物体的拖动和操控。电
机与拖动设备通常通过传动装置（如齿轮、轮胎等）连接，以实现机械运动。
3.1 拖动设备
拖动设备可以是机械装置，如传送带、输送机、搅拌器等，也可以是交通工具，如汽车、轮船、飞机等。拖动设备的类型和结构多种多样，在不同领域有不同的应用。
3.2 拖动控制
拖动控制是指通过电机控制拖动设备的运动状态和行为。使用合适的传感器和控制器，可以实现对电机的转速、转向、加速度等参数的调节，从而实现对拖动设备的精确控制。
电机拖动(直流发电机)
2
由于飞机上的电源系统需要高可靠性、高稳定性 和轻量化等特点，直流发电机成为航空电源系统 的理想选择。
3
飞机上的直流发电机通常采用无刷式结构，具有 较长的使用寿命和较低的维护成本。
04
直流发电机的维护与保 养
日常维护
清洁Байду номын сангаас
保持直流发电机的表面清洁，无尘土和杂物。
检查
每日检查发电机的运行状态，确保无异常声 音和振动。
直流发电机在汽车领域的应用主要是 为汽车提供电源，如为车载电器、照 明、空调等设备供电。
直流发电机在汽车中还起到调节电压 的作用，通过调节励磁电流来控制输 出电压的稳定。
汽车发电机通常与蓄电池配合使用， 当发动机运转时，发电机为蓄电池充 电并提供电源，确保汽车电器设备的 正常运行。
航空应用
1
直流发电机在航空领域的应用主要是为飞机上的 电子设备和控制系统提供电源。
励磁式直流发电机
通过励磁绕组产生磁场， 磁场强度可调，广泛应用 于各种场合。
爪极式直流发电机
利用两个磁极的相互吸引 和排斥力来产生磁场，体 积小，但磁场强度低。
直流发电机的工作原理
01
当发电机工作时，转子在原动机的带动下旋转，使 励磁绕组中产生电流，形成磁场。
02
转子旋转时，定子导体切割磁力线，产生感应电动 势。
电机振动大
电机及拖动基础 第二章直流电机的拖动
第二节 生产机械的负载转矩特性
不同生产机械的负载转矩TL随转速n变化规律 不同，用负载转矩特性来表征，即n=f(TL)。各 种生产机械的特性大致可分为以下三种类型
恒转矩负载特性 恒功率负载特性 通风机型负载特性
恒转矩负载特性
TL=常数，与转速n无关
起重设备提升重物 时，负载转矩TL为 阻力矩，与电动机 旋转方向相反
Ra R pa UN n T 2 CeΦN Ce CT ΦN
n0 不变
斜率β 增加
电 阻 增 加
2、人为机械特性
(2)改变电源电压的人为机械特性 (3)改变磁通的人为机械特性
UN Ra n T 2 CeΦ Ce CT Φ
Ra n T 2 CeΦN Ce CT ΦN
U
电 压 降 低 U降低，β 不变，n0减小
恒功率负载特性
PL=常数 ,TL=9.55P/n
通风机型负载特性
TL=Kn2
电扇、 水泵、 油泵等
例：车床切削粗加工时, 切削量大(TL大)，用低速 档；精加工时，切削量小 (TL小)，用高速档
注意：以上三类是典型 的负载特性，实际生产 机械的负载特性常为几 种类型负载的综合。
第三节 他励直流电动机的机械特性
磁 通 减 小
减小，β 增大，n0增大
二、电力拖动稳定运行的条件
电力拖动系统的稳定运行，是指在某种外 界因素(如电网电压波动或负载的微小变化)的 扰动下，系统离开原来的平衡状态，达到新的 平衡状态；或当外界因素消失后，仍能恢复到 原来的平衡状态。 前面分析了生产机械的负载转矩特性n＝ f(TL)和电动机的机械特性n=f(T)，把两种特性 配合起来，就可以研究电力拖动系统的稳定运 行问题。 电动机在电力拖动系统中运行时，会使系 统出现稳定运行和不稳定运行两种情况。
2.6 直流电动机电力拖动应用案例
2.6 直流电动机电力拖动应用案例
下图是某加工装置采用直流电动机驱动移动平台运行的结构示意图：
第2章 直流电动机的电力拖动
小结
本章教学基本要求：
1、掌握电力拖动系统的运动方程式及转矩、转速正方向的规定原则； 2、了解各种典型负载的转矩特性及其特点； 3、熟练掌握直流电动机的固有机械特性和人为机械特性； 4、掌握电力拖动系统稳定运行的条件，会分析判断系统的稳定性； 5、掌握直流电动机的起动方法； 6、掌握能耗制动、反接制动、回馈制动的方法、特点、能量关系，制 动过程中工作点变化情况； 7、掌握各种制动状态下的机械特性、制动电流和制动电阻的计算； 8、熟练掌握他励直流电动机的调速方法和调速性能指标的含义、调速 范围与静差率之间的关系； 9、了解各种调速方法的优缺点。
源自文库
第2章 直流电动机的电力拖动
2.4
教学重点：
1 评价调速的性能指标 2 直流电机的三种调速方法
教学难点：
调速方法与负载类型的配合
作业： P60：2.23
第2章 直流电动机的电力拖动
电机与电力拖动技术
电机与电力拖动技术
电机与电力拖动技术是现代工业中非常重要的一种技术，它广泛应用于各种生产制造中，为生产线的高效运转和产品质量的保证提供了可靠的动力支持。本文将从电机与电力拖动技术的基本原理、分类、应用和发展趋势等方面进行介绍和分析，以期能够更好地了解和掌握这种技术，为实现工业自动化和信息化做出更大的贡献。
一、电机与电力拖动技术的基本原理
电机是一种可以将电能转化成机械能的设备，其工作原理是依靠电场作用在导体内部产生的磁场相互作用而产生旋转力。电力拖动技术是利用电动机和传动机构共同实现生产过程中的动力传递和运动控制，具有高效、精准、可靠的特点。
电机与电力拖动技术的基本原理可以分为以下几个方面：
1.电动机驱动
电动机驱动是电力拖动技术的核心之一，其基本原理是利用电能产生的磁效应在电动机内部产生磁场，使得电机转动，从而实现物体的运动。电动机的种类有直流电动机、交流异步电动机、交流同步电动机等，不同的电动机有各自不同的特点和应用场合。
2.传动机构
传动机构是电力拖动技术中起关键作用的机械部件，其主要作用是将电动机产生的转动力传递到被动部件上。传动机构的种类有机械传动、液压传动、气动传动等，根据不同的应用场合和需要，选择不同的传动机构可以实现各种不同的运动效果。
3.控制系统
控制系统是电力拖动技术中非常重要的组成部分，通过对电动机的控制和传动机构的调节，可以实现对生产过程的精准控制和动力传递的高效协调。控制系统的种类有PLC控制、数控控制、液压控制等，根据不同应用场合和需要，选择不同的控制系统可以实现各种不同的运动方案。
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直流电机的拖动及应用
摘要：近年来，随着电子技术和控制理论的不断发展，相续出现了顺序控制，可编程无触点断续控制，采样控制等多种控制方式。而我的这篇论文则介绍的就是电力拖动在我们生活中和一般工作生产中常用的一些线路控制，它主要利用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转。由于电力在生产，传输，分配，使用和控制方面的优越性，使得电力拖动具有方便，经济，效率高，调节性能好，易于实现生产过程自动化等优点，所以电力控制系统获得了广泛的应用。目前在日常生活中使用的电风扇，洗衣机等家用电器，再生产中大量使用的各种各样的生产机械，如车床，钻床，造纸机，轧钢机等，都采用的是电力拖动。
关键词：直流他励电动机、主要结构、基本工作原理、运行特性、基本参数、应用前景
第一章电机拖动的原理
1.1电力拖动是指电动机拖动生产机械的工作机构
控制设备是用来控制电动机的运转，有各种控制电动机，电器，自动化元件及工业控制计算机组成。
电动机是生产机械的原动机，将电能转化成机械能，分为交流电动机和直流电动机。
传动机构是在电动机和工作机构之间传送动力的机构。如速箱，联轴器，传动器等。
按电动机拖动系统中电动机的组合数量分，电力拖动的发展过程经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
1.1.1电力拖动的控制方式
可分为断续控制系统和连续控制系统两种。在电力拖动发展的不同阶段两种拖动方式占有不同的地位，且呈现交替发展的趋势。
随着电力拖动的出现。最早产生的是手动控制电器控制电动机运转的手动断
续控制方式。随后逐步发展为有继电器，接触器和主令电器等组成的继电接触式有触点断续控制方式。这种控制系统结构简单，工作稳定，成本低，维护方便，不仅可以方便地实现生产过程自动化，而且可实现集中控制和远距离控制，所以目前生产机械仍广泛使用。但这种控制仅有通和断，这两种状态，其控制是断续的，即只能控制信号的有无，而不能连续控制信号的变化。为了适应控制信号连续变化的场合，又出现了直流电动机连续控制。这种控制方式可充分利用直流电动机调速性能好的优点，得到高精度，宽度范围的平滑调速系统。
第二章电机拖动的发展
近年来，随着电子技术和控制理论的不断发展，相续出现了顺序控制，可编程无触点断续控制，采样控制等多种控制方式。在电动机调速方面，已形成了电子功率器件与自动控制相结合的领域。不但晶闸管-直流电动机调速系统得到了广泛应用，而且交流变频调速技术发展迅速，在许多领域交流电动机变频调速系统有取代晶闸管-直流电动机调速系统的趋势。
三相交流电动机从发明以来，经历了100多年的历程，在这漫长的岁月里，它为奠定与发展这项经典的传动技术树立了丰碑，。又由于其具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，而广泛作用于电力拖动生产机械的动力，在机械、化工、纺织和石化等行业有大量的应用。然而，电动机的起动特性却一直举步维艰。这是因为电动机在恒压下直接起动，其起动电流约为额定电流的4-7倍，其转速要在很短时间内从零升至额定转速，会在起动过程中产生冲击，很容易使电力拖动对象的传动机构等造成严重磨损甚至损坏。在起动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响到电网内其它设备的正常运行。同时由于电压降低，电动机本身起动也难以完成，造成电机堵转，严重时，可能烧坏电动机。因而如何减少异步电动机起动瞬间的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。为此必须设法改善电动机的起动方法，使达到电动机的平滑无冲击的起动，于是各种限流起动方法也就应运而生。
对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。定子边串电抗器起动，即增加定子边电抗值，可理解为降低定子实际所加电压，其目的是减少起动电流。此起动方式属降压起动，缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻中有较大的功率损
耗。又由于是分级起动，起动特性不平滑。
起动时定子绕组星形连接，起动后三角形连接。在电动机绕组星形连接时，电动机电流仅为三角形连接的1/3，遗憾的是电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1/3，为了使电动机在额定转速时达到它的额定转矩，在经历了预先设定的时间后，又从星形接线转换到三角形接线，在转换过程中会出现二次冲击电流。当电动机起动时，电动机的定子通过自耦变压器接到三相电源上。当电机转速升高到一定值时，自耦变压器被切除，电动机定子直接接到电源上，电动机进入正常运行状态。同直接起动时相比，当电压降到W2/W1倍时，起动电流和起动转矩降到(W2/W1)2倍(W2/W1为自耦变压器的变比)。这种起动方式的优点是起动时定子电压的大小可调。比起定子串电抗起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失较少。要使变压器的容量和耐压水平提高，将使得变压器的体积增大，成本高，且不允许频繁起动，同样也不能带重负载起动。
对于绕线式异步电机来说，如果仅仅是为了限制起动电流、增大起动转矩，则一般采用转子回路串频敏变阻器起动方式。但此起动方式在频繁起动下，易发生温升，且结构复杂，不常用。
由此可知上述几种起动方式的共同特点是控制电路简单，起动转矩基本固定不可调，起动中都存在二次冲击电流，对负载机械有冲击转矩，且受电网电压波动的影响，一旦出现电网电压下降，会造成电机堵转，起动困难，且上述几种起动方法，在停机时都是瞬间停机，遇到负载较重时会造成剧烈的机械冲击。
第三章电动机的具体内容
3.1电动机的分类
电动机有直流电动机和交流电动机两大类，直流电动机虽不像交流电动机那样结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠，但由于交流电动机的调速问题长期未能得到满意的解决，因此在过去一段时间内，直流电动机显示出交流电动机所不能比拟的良好的启动性能和调速性能，具有宽广的调速范围，平滑的无级调速特性，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；过载能力大，能承受频繁的冲击负载；能满足自动化生产系统中各种特殊运行的要求。而直流发电机则能提供无脉动的大功率直流电源，且输出电压可以精确地调节和控制。。目前，虽然