直流电动机能耗制动设计——电机与拖动课程设计
《电机与电力拖动》教学大纲
教学大纲1.课程性质本课程是机电一体化技术、电气自动化技术专业的一门重要的专业主干课。
2.教学目的及教学任务主要任务是使学生掌握“适度、够用”的电机理论和电力拖动的有关基础知识，掌握各类电机工作原理，了解其结构特点和基本特性，了解直流电动机、三相异步电动机、变压器、同步电机、控制电机的运行特性和分析方法，掌握各类电机的机械特性以及起动、制动和调速的基本技能。
该课程是集理论教学、实践教学与应用为一体的专业主干课程，它不仅为学生实训和毕业设计奠定理论和实践基础，而且为机电一体化技术、电气自动化技术专业学生考高级电工资格证书、职业能力培养做准备。
3.教学目标学生学完本课程后，应达到以下要求：3.1知识目标1）熟悉常用的直流电动机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理和基本理论；2）掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论；3）掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速和反转的电力拖动基本原理和有关计算方法；具有选择电力拖动方案所需的基础知识；4)了解单相异步电动机、三相同步电动机及几种常用控制电机的特点、用途和工作原理。
3.2能力目标1）直流电动机的拆装；2）直流电机故障分析与维护；3）直流他励电动机的机械特性测试；4）直流他励电动机的起动、停止线路的安装；5）变压器的安装与试验；6）变压器的运行特性与参数测试；7）三相异步电动机的拆装、检修与测试；8）三相异步电动机定子绕组重绕；9）三相异步电动机的工作特性；10）三相异步电动机的效率测量；11）三相异步电动机的温升测量；12）三相异步电机运行故障及维修；13）三相异步电机基本检测方法；14）三相异步电动机的机械特性测试；15）同步电动机调相运行特性；16）几种常用的控制电动机的选择；17）电力拖动系统中电动机的选择；3.3素质目标1）培养学生勤于思考，认真做事的良好作风；2）培养学生分析问题，解决问题的能力；3）培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能；4）培养学生的沟通能力及团队协作精神；5）培养学生勇于创新，敬业爱业的工作作风；6）培养学生的质量意识，安全意识。
电机与拖动课程设计他励直流电动机的能耗制动
第一天，熟悉题目，查阅有关资料，并进行初步的规划。
第二天，进行设计，并记录有关的数据和过程。
第三天，继续完善设计。
第四天，完成课程设计任务书。
第五天，进行答辩。
课程设计成绩评定表
学期
第四学期
姓名
专业
电气技术
班级
课题名称
《电机与拖动》课程设计
论文题目
他励直流电动机的能耗制动
评定标准
评定指标
由此可以得到他励直流电动机的固有机械特性如图2.1.2所示
图2.1.2
2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程
一般来说，他励直流电动机的制动方式有3种：能耗制动、反接制动和回馈制动。在此我们选择的研究方向是能耗制动。
他励直流电动机能耗制动的特点是：将电枢与电源断开，串联一个制动电阻R ，使电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能消耗在电枢回路的电阻上。
分值
得分
知识创新性
20
理论正确性
20
内容难易性
15
综合实际性
10
知识掌握程度
15
书写规范性
10
工作量
10
总成绩
100
评语：
任课教师
王巍
时间
年月日
备注
摘要
直流电动机的能耗制动具有制动平稳、准确、能量消耗小等优点，被广泛用于电动绞盘。电动绞盘需要用电，依靠车辆自身的电力系统即电机驱动绞盘，而根据直流电动机能耗制动的平稳性等优点，所以研究直流电动机的能耗制动有很大的实际意义。
（4）端盖等 机座的两边各有一个端盖。端盖的中心处装有轴承，用来支撑转子的转轴。电刷插在电刷架的刷握中，顶上有一个弹簧压板，使电刷在换向器上保持一定的接触压力。电刷架固定在端盖上。
他励直流电动机的能耗制动
课程设计名称：电机与拖动课程设计题目：他励直流电动机的能耗制动学期：2013-2014学年第2学期专业：班级：姓名：学号：指导教师：课程设计任务书一、设计题目他励直流电动机的能耗制动二、设计任务对一台已知额定参数的他励直流电动机进行能耗制动，设计求出合适的制动电阻Rb，并设计求出在已知制动电阻Rb采用稳定下放重物时的转速n。
已知一台他励直流电动机PN =22kW,UaN=220V，IaN=115A,nN=1500r/min.Iamax=230A,T忽略不计。
（1）拖动TL=120N•m的反抗性恒转矩负载运行，采用能耗制动迅速停机，电枢电路中至少要串联多大的制动电阻Rb？（2）拖动TL=120N•m的位能性恒转矩负载运行，采用能耗制动以1000r/min的速度稳定下放重物，电枢电路中至少要串联多大的制动电阻Rb？三、设计计划第一天，熟悉题目，查阅有关资料，并进行初步的规划。
第二天，进行设计，并记录有关的数据和过程。
第三天，继续完善设计。
第四天，完成课程设计任务书。
第五天，进行答辩。
课程设计成绩评定表目录1.直流电动机的基本结构和工作原理 (1)1．1直流电动机的基本结构 (1)1．2直流电动机的工作原理 (3)2.他励直流电动机的制动方法和制动过程 (4)2.1直流电动机之他励直流电动机 (4)2.1.1 电流 (4)2.1.2 转速 (5)2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程 (5)2.2.1他励直流电动机能耗制动过程之迅速停机 (6)2.2.2他励直流电动机能耗制动过程之下放重物 (7)3、参数的设定与计算 (9)3.1中间参数的计算 (9)3.2迅速停机时的制动电阻b R (10)3.3下放重物时的制动电阻b R (10)3.4迅速停机过程参数与稳定下放重物过程参数的对比 (11)4．结论 (12)参考文献 (13)摘要直流电动机的能耗制动具有制动平稳、准确、能量消耗小等优点，被广泛用于电动绞盘。
电机与拖动课程设计报告
电机与拖动课程设计报告电机与拖动课程设计报告一、引言电机与拖动课程是电气工程专业的一门重要课程，主要涉及电机的基本原理、结构和控制方法，以及电机在工程实际中的应用。
本次课程设计旨在通过模拟实验的方式，加深对电机与拖动的理论知识的理解，提高实践操作能力。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个电机拖动系统，其中包括电机驱动电路的设计、传感器采集电路的设计和控制系统的设计。
主要实现以下功能：1. 实现电机的正、反转控制，可以通过开关或按键控制电机的运行方向。
2. 实现电机的调速控制，可以通过旋钮或模拟信号输入控制电机的转速。
3. 实现电机位置的闭环控制，可以通过编码器或位置传感器获取电机的位置反馈信号，并控制电机按照指定位置运行。
三、系统设计1. 电机驱动电路设计电机驱动电路采用H桥电路，可以实现电机的正、反转控制。
根据电机的额定电流和电源电压确定H桥电路的功率。
并根据电机的类型（直流电机还是交流电机）选择相应的调速控制方法。
2. 传感器采集电路设计传感器采集电路主要包括电机的转速传感器和位置传感器。
转速传感器可以采用光电编码器或霍尔传感器，用于测量电机的转速。
位置传感器可以采用位移传感器或光电编码器，用于测量电机的位置。
3. 控制系统设计控制系统采用微处理器或单片机作为核心控制器，实现对电机的控制。
根据输入的控制信号，经过处理后输出控制信号给电机驱动电路，实现电机的正、反转、调速和位置控制。
四、实验步骤1. 搭建电机驱动电路，连接电机和电源，测试电机的正、反转控制功能。
2. 设计传感器采集电路，将传感器连接到微处理器或单片机上，测试传感器的采集功能。
3. 设计控制系统，编写控制程序，实现电机的正、反转、调速和位置控制。
4. 进行系统调试和性能测试，验证设计的功能是否符合要求。
五、实验设备1. 直流电机或交流电机2. 电源3. H桥电路4. 光电编码器或霍尔传感器5. 位移传感器或光电编码器6. 微处理器或单片机七、总结通过本次课程设计，我对电机与拖动的原理和实际应用有了更深入的理解。
电机与拖动课程设计
电机与拖动课程设计1.前言电机与拖动是一门理论性和实践性都较强的课程，是自动化专业必修的核心课程，电机与拖动课程理论讲授完后，结合专业特点和现有设备条件开展该课程的课程设计，增强学生对课程理论知识的理解和实践运用，加强学生电机与拖动课程综合性工程训练。
2. 异步电动机的起制动和调速设计关于异步电动机的起制动和调速设计，其主要根据电机与拖动实验中的继电器（接触器，时间继电器）控制知识，完成电路图的绘制，实现对异步电动机起动、调速、制动、停止等功能。
异步电动机控制动作流程：低速启动→高速正转运行→运行一段时间→减速运行→运行一段时间→反转低速运行→运行一段时间→反转高速运行→运行一段时间→能耗制动→停止。
此设计题目要求对异步电机的起动、调速、制动方法的设计，以确定异步电机的最佳起、制动和调速方案，且达到最优配合。
2.1 异步电动机的起动2.1.1 电机起动方法的介绍电机在起动时应使启动转矩足够大，确保生产机械正常起动；起动电流足够小，避免因起动对电网造成的冲击；起动时间你尽量短；启动设备简单，操作方便；起动过程中能耗消耗少，经济适用。
通过综合考虑，一般选择起动电流I st=(4~7)I N，而起动转矩T st=T N。
本次课程设计中电机为鼠笼式异步电机，其主要起动方法有直接起动，定子串电阻或电抗的降压起动，自耦变压器的降压起动，星-三角降压起动，软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动。
2.1.2 起动方法的比较在上述这几种起动方法中，每一种方法都有各自的优点与缺点以及各自的适用范围。
对于直接起动方案：需要电机满足自身容量不大或者轻载情况，亦或者满足特殊要求的情况；对于定子串电阻或电抗的降压起动这种方法：这种方法相当于降低定子绕组的外加电压，而由上面公式可知，起动电流正比于定子绕组上的电压，因而在一定程度上，这种定子串电阻或电抗的降压起动方法可以到达降低起动电流的目的，但因为起动转矩与定子绕组电压的平方成正比，起动转矩将会降低更多，因此这种方法仅适合轻载起动；对于自耦变压器的降压起动方法：与直接起动方法相比较，采用自耦变压器的降压起动时，电压降低（N2/N1）倍，但电网所承担的起动电流和起动转矩均降低【（N2/N1）*（N2/N1）】倍，可以拖动较大的负载，但同时设备体积庞大、价格高；对于星-三角降压起动方法：电机采用星-三角降压起动时，电网所承担的起动电流只有三角起动时的1/3,而起动转矩也将为三角起动的1/3，相当于自耦变压器的降压起动抽头为（1/）的情况，而与自耦变压器的降压起动相比，星-三角降压起动方法简单，只需要星-三角转换开关，价格便宜、重量轻；对于软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动都具有一定的特殊性，更适合与一些特殊场合，因而在本次课程中不适用。
《电机与拖动基础》课程教案
日期：
地点： 教
第 2 章
电力拖动系统的动力学基础
第 1 节 典型生产机械的运动形式及转矩
第 2 节 电力拖动系统的运动方程式
第 3 节 多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算
第 4 节 负载的机械特性
教学重点:
运动方程式、负载机械特性。
教学难点:
运动方程式。
讲授主要内容:
典型生产机械的运动形式及转矩、电力拖动系统的运动方程式、多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算、负载的机械特性等。
本次课主体教学方式、方法：
教师主讲、习题课（第二章内容）
布置作业
思考题：P48 2-1、2-2、2-3、2-4、2-7、补充题
作业： P48 2-9
教学后记
下次从第三章直流电动机的电力拖动讲起。
课程第 7 讲
第 4 周
日期：
地点： 教
第 3 章
直流电动机的电力拖动
第 1 节 他励直流电动机的机械特性
作业：P33 1-3 、 1-4
教学后记
下次从直流机的感应电动势和电磁转矩讲起
课程第 3 讲
第 2 周
日期：
地点： 教
第 1 章
直流电机原理
第 5 节 直流电机的电枢电动势与电磁转矩
第 6 节 直流发电机
第 节
第 节
教学重点:
直流机电枢电动势与电磁转矩、直流发电机基本方程式和工作特性
教学难点:
并励直流发电机自励过程
转子转动时的电磁关系、转子电路、定转字的磁动势平衡关系、折算与等值电路、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系等。
本次课主体教学方式、方法：
教师主讲
布置作业
思考题：P179 5-23
电机与拖动技术课程设计
电机与拖动技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要构造及功能；2. 掌握拖动技术的概念，了解常见的拖动方式及其优缺点；3. 学会分析电机与拖动系统在实际应用中的性能，能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 能够正确使用电机与拖动实验设备，进行基本的实验操作；2. 学会通过观察、分析实验数据，解决电机与拖动系统中的实际问题；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机与拖动技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的安全意识，使其在实验过程中能够遵循操作规程，确保人身和设备安全；3. 增强学生的环保意识，了解电机与拖动技术在节能减排方面的作用，培养其社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握电机与拖动技术的基本知识，培养其实践操作能力和团队协作能力。
针对学生年级特点，课程目标既注重理论知识的传授，又强调实践技能的培养。
通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国电机与拖动技术的发展做出贡献。
二、教学内容1. 电机基本原理与构造：讲解电机的工作原理，包括电磁感应定律、洛伦兹力等；介绍电机的主要构造，如定子、转子、绕组等，并通过教材第1章进行学习。
2. 常见电机类型：学习直流电机、异步电机、同步电机等常见电机类型的特点及应用，参考教材第2章。
3. 拖动技术：介绍拖动系统的概念，讲解电气传动、液压传动、气压传动等拖动方式，学习教材第3章相关内容。
4. 电机与拖动系统的性能分析：学习电机与拖动系统性能参数，如效率、功率因数、启动转矩等，分析不同拖动方式对系统性能的影响，结合教材第4章进行学习。
5. 电机与拖动系统在实际应用：举例介绍电机与拖动系统在实际工程中的应用，如机床、电梯、电动汽车等，参考教材第5章。
6. 实验教学：安排学生进行电机与拖动实验，包括电机启动、制动、调速等实验操作，巩固理论知识，提高实践能力。
电机及拖动基础实验指导书
电机与拖动基础实验指导书目录实验一认识实验-----------------------------------2 实验二直流并励电动机------------------------------- 6 实验三直流串励电动机-------------------------------10 实验四单相变压器-----------------------------------13 实验五三相变压器-----------------------------------20 实验六三相三绕组变压器-----------------------------27 实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性---------------- 30 实验八三相异步电动机的起动与调速（综合性实验）------38 实验九三相同步发电机的运营特性 --------------------42实验一认识实验一．实验目的1．学习电机实验的基本规定与安全操作注意事项。
2．结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。
3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。
二．预习要点1．如何对的选择使用仪器仪表。
特别是电压表、电流表的量程。
2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开导致失磁时，会产生什么严重后果？4．直流电动机调速及改变转向的方法。
三．实验项目1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。
2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机3．直流并励电动机M034．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）5．电机起动箱（MEL-09）。
电机与拖动教案
电机概述电机的定义电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是电动机和发电机的统称。
将电能转换为机械能的电机称为电动机。
将机械能转换为电能的电机称为发电机；将机械能转换为电能的电机称为发电机。
工作原理电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。
构造的一般原则用适当的导磁和导电材料构成能互相进行电磁感应的电路和磁路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到能量转换的目的。
电机分类旋转电机：动力电机：交流电机感应电机：感应发电机感应电动机同步电机：同步电动机同步发电机同步补偿机直流电机直流发电机直流电动机微特电机：伺服电动机、步进电动机、测速发电机变压器：电力变压器升压变压器、降压变压器特种变压器自耦、三绕组、互感器第一章直流电机直流电机优缺点：优点：启动性能和调速性能好，过载能力大。
缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差直流电机发展形势随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置取代。
但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用一、直流电机的工作原理直流发电机的工作原理：简单分析一台电机原则上既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，只是外界的条件不同而已。
如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输送电能，电动机将机械能变换成电能而成为发电机；如在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入，电机即可拖动生产机械，将电能变换成机械能而成为电动机。
一台电机，即可作为发电机运行，又可作为电动机运行，这是直流电机的可逆原理二、直流电机的结构由两个主要部分组成：静止部分（称为定子），主要用来产生磁场转动部分（称为转子）是机电能量转换的枢纽在定转子之间，有一定的气隙称为气隙三、直流电机的铭牌：额定值四、直流电机的磁场1、直流电机的空载磁场2、直流电机负载时的磁场及电枢反应3、直流电机的换向五、直流电机的感应电势和电磁转矩1、感应电势Ea=CeΦn电机的电枢电动势Ea与每级磁通Φ成正比，与电枢转速n成正比2、电磁转矩T=CTΦIa电磁转矩与每级磁通和电枢电流的乘积成正比六、直流电机的工作特性1、电压平衡方程式2、转矩平衡方程式3、功率平衡方程式第二章、直流电动机的电力拖动一、电力拖动系统的运动方程T-TL=GD2/375 dn/dt可确定系统的状态方程式中各量正负号确定的规则二、生产机械的负载转矩特性恒转矩负载特性：TL的大小不变恒功率负载特性：TL与转速n成反比风机泵类负载特性：TL与转速的平方成正比三、他励直流电动机的机械特性1、机械特性的一般表达式2、固有机械特性条件：当U=UN，Φ=ΦN, R=0时的机械特性特点：硬特性3、人为机械特性电枢串电阻的人为特性特点：1）n0不变2）β变大，稳定性能变差降低电压的人为特性特点：1）n0与电源电压成正比2）β不变弱磁的人为特性特点：1）n0变大2）β变大四、他励直流电动机的启动电动机的启动要求：启动转矩足够大启动电流不可太大他励直流电动机的启动主要是设法减小启动电流电动机的启动方式分为直接启动、降压启动、电枢回路串电阻启动直流电动机一般不能直接启动他励直流电动机的启动方法有电枢串电阻启动和降低电压启动五、他励直流电动机的调速1、调速的基本概念2、调速指标3、他励直流电动机的调速方法1）电枢串电阻调速特点：向下调速，有级调速，稳定性能变差，损耗大2）降低电枢电压调速特点：向下调速、无级调速，稳定性能不变，效率高3）弱磁调速特点：向上调速，有级调速，稳定性能变差，损耗大，受换向限制六、他励直流电动机的制动制动的特征是电磁转矩T与转速n的方向相反制动的作用：1、减速2、匀速下放重物他励直流电动机的制动方法有：能耗制动、反接制动、回馈制动第三章变压器一、变压器的构造变压器是一种利用电磁感应工作的静止的装置，其主要功能是将交变电压变为同一频率的另一种或几种交流电压。
电机拖动与控制课程设计
电机拖动与控制课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在让学生在实践中掌握电机拖动与控制的基本原理和方法，加深学生对于软硬件结合的认识，提高学生的实践能力和创新能力。
二、课程设计内容1. 实验器材•直流电机•电机控制器•电源•驱动电路•电阻、电容、电感等元器件•信号发生器•示波器•万用表2. 实验原理本课程设计采用的电机是直流电机。
直流电机的控制方法有多种，如PWM调速、电报反刺、H桥驱动等。
本次设计采用PWM调速控制方法，利用单片机控制电机的加速、减速和停止。
3. 实验步骤3.1 硬件实验1.搭建电路图并焊接电路板，根据实验要求正确连接电机、控制器和驱动电路等器材。
2.测量电路的电气参数，选取适当的元器件进行组装和安装。
3.通过示波器观察电机的起动、运行和停止过程，分析电机运动的规律。
3.2 软件实验1.编写单片机的PWM产生程序，控制电机的转速，并能够通过按键改变电机转速。
2.设计电机加速过程，保证电机在启动过程中升压平稳，加速逐步增加，直到达到设计速度。
3.设计电机减速过程，保证电机能够平稳减速并停止。
4. 实验要求1.理解PWM技术并掌握单片机的PWM的编写方法。
2.掌握电机驱动电路的组装方法，理解电机的运转原理。
3.能够用示波器进行电路的调试和运行过程的观察。
4.完成实验报告和实验总结。
三、实验教学要点1.要先了解电机的起动、运行和停止过程，学习掌握电机的特性和规律。
2.熟悉直流电机的控制方法，理解PWM调速和电机控制器的基本原理。
3.掌握单片机的PWM控制技术，了解单片机的基本概念和使用方法。
4.理解电路的组装过程和电路调试，并能够独立解决电路故障和问题。
5.熟练应用示波器进行电路调试和运行过程的观察，并能进行合理的分析和处理。
四、实验结果与分析通过本次课程设计实践，学生深入了解了电机拖动与控制的基本原理和方法，掌握了单片机PWM控制技术，熟悉了电路的组装和调试，提高了实践能力和创新能力，并能够在实际工作中独立解决问题和合理处理故障。
电机拖动课程设计报告(完整版)
课程设计直流电动机机械特性测试与分析目录摘要.............................................................................................................................................. - 1 -一设计的目的和意义.................................................................................................................. - 1 -1.1设计题目............................................................................................................................... - 1 -1.2设计目的............................................................................................................................... - 1 -1.3设计要求............................................................................................................................... - 1 -二总体设计方案.......................................................................................................................... - 2 -2.1 并励(他励)直流电动机的起动.......................................................................................... - 2 -2.1.1电枢回路串电阻起动................................................................................................. - 2 -2.1.2减压起动..................................................................................................................... - 2 -2.2并励(他励)直流电动机的调速........................................................................................... - 3 -2.2.1调节电枢电压调速................................................................................................... - 3 -2.2.2调节串入电枢回路电阻调速................................................................................... - 3 -2.2.3调节励磁电流调速................................................................................................... - 4 -三调速的性能指标...................................................................................................................... - 4 -3.1 调速范围与静差率.............................................................................................................. - 4 -3.2 调速的平滑性...................................................................................................................... - 4 -3.3调速的经济性....................................................................................................................... - 4 -四.设计过程................................................................................................................................ - 5 -4.1 实验设备.............................................................................................................................. - 5 -4.2 设计原理图.......................................................................................................................... - 5 -4.3设备屏上挂件排列顺序........................................................................................................ - 6 -4.4调速步骤............................................................................................................................... - 6 -4.4.1选择仪器..................................................................................................................... - 6 -4.4.2直流并励电动机的起动准备................................................................................... - 6 -4.4.3并励直流电动机起动步骤....................................................................................... - 7 -五、设计心得.............................................................................................................................. - 9 -六．参考文献.............................................................................................................................. - 9 -摘要随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。
直流电动机能耗制动设计——电机与拖动课程设计
课程设计名称：电机与拖动课程设计题目：直流电动机能耗制动设计专业：自动化班级：自动化08-7班姓名： X X X学号： 0000000000辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目直流电动机能耗制动设计二、设计任务1、说明直流电动机的基本结构和工作原理；2、说明直流电动机的制动方法和制动过程；3、选择能耗制动方式，按给定参数计算制动电阻值。
三、设计计划电机与拖动课程设计共计1周内完成。
第l～2天查资料，熟悉题目；第3～5天方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；第6天准备答辩；第7天答辩。
四、设计要求1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份；2、设计必须根据进度计划按期完成；3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
指导教师：教研室主任：时间：年月日本次课程设计的主题是他励直流电动机的制动。
文章首先介绍了他励直流电动机的工作方式，在此只是大略讲解，是为后面电动机制动作铺垫。
先做好基础理论知识的讲解。
重点在于他励直流电动机的制动，在此我们小组分两种情况来讨论制动的情况：迅速停机和下放重物。
我们主要以两种方式讲解：图示法和公式法。
在图示上直观的解释了他励直流电动机的停机过程，讲解了在不同的阶段，电动机的工作特性曲线的变动，在关键点的(电动机的瞬时态)讲解。
在公式法中，我们将严格依据电动的工作特性曲线来讨论不同时态的变动，并且最重要的是在公式法中我们讨论了Rb的电阻要求，并讲解了为什么必须要串入电阻Rb。
在下放重物的过程中方式同迅速停机一致，重点放在反向启动后，电动机的运行情况。
并且运用之前所介绍的基础知识来讲解T，TL，To之间的关系。
最后，我们列写了一些实验中的数据，其中一些存在相对较大的误差，那是因为一些偶尔的人为因素，和环境因素造成的。
关键字:制动；迅速停机；下放重物；电阻综述 (1)1 直流电动机的基本机构和工作原理 (2)2 制动方法制动和制动过程 (3)2.1能耗制动之迅速停机 (4)2.1.1迅速停机之机械特性 (5)2.1.1迅速停机之状态分析 (5)2.2能耗制动之下放重物 (4)2.2.1下放重物之机械特性 (5)2.2.2下放重物之状态分析 (5)3 参数设定和计算 (6)4 结论 (5)5 参考文献 (5)能耗制动是一种制动形式。
电机与拖动课程设计报告
1、变压器空载：变压器空载运行仿真电路图2、变压器负载：SN=10e3;U1N=380;U2N=220;r1=0.14;r2=0. 035;x1=0.22;x2=0.055;rm=30;xm=310;ZL= 4+j*3;I1N=SN/U1N;I2N=SN/U2N;k=U1N/U2N;Z1=r1+j*x1;rr2=k^2*r2;xx2=k^2*x2;ZZ2=rr2+j*xx2;ZZL=k^2*ZL;Zm=rm+j*xm;Zd=Z1+1/(1/Zm+1/(ZZ2+ZZL));U1I=U1N;I1I=U1I/Zd;E1I=(U1I-I1I*Z1);I22I=E1I/(ZZ2+ZZL);I2I=k*I22I;U22I=I22I*ZZL;U2I=U22I/k;% 功率因数，功率和效率% cospsi1输入侧功率因数， cospsi2负载功率因数， p1输入有功功率， p2输出有功功率cospsi1=cos(angle(Zd));cospsi2=cos(angle(Z1));p1=abs(U1I)*abs(I1I)*cospsi1;p2=abs(U2I)*abs(I2I)*cospsi2;eat=p2/p1;% 损耗% lml励磁电流， pfe铁损耗， pcu1原边铜损耗， pcu2副边铜损耗ImI=E1I/Zm;pFe=abs(ImI)^2*rm;pcu1=abs(I1I)^2*r1;pcu2=abs(I2I)^2*r2;% 数据输出disp('原边电流='),disp(abs(I1I));disp('副边电流='),disp(abs(I2I));disp('副边电压='),disp(abs(U2I));disp('原边功率因数='),disp(cospsi1); disp('原边电流='),disp(p1);disp('副边功率因数='),disp(cospsi2); disp('副边功率='),disp(p2);disp('效率='),disp(eat);disp('励磁电流='),disp(abs(ImI));disp('铁损耗='),disp(pFe);disp('原边铁损耗='),disp(pcu1);disp('副边铜损耗='),disp(pcu2);3、他励直流电动机转矩特性：% 直流电机转矩特性分析% 将该函数定义为dc_mo_tor(dc_motoe_torque) %.................................... .......% 下面输入电机基本数据Cm=10;Ra=1.8;k=.1;k1=.2;% 下面输入750r/min时的空载特性实验数据（Ifdata-是励磁电流，Eadata-是感应电动势）Ia=0:.01:15; %.................................... ......% 计算他励电机外特性Temt=Cm*k*Ia;plot(Ia,Temt,'r')xlabel('Ia[A]')ylabel('Tem[N*m]')%.................................... .......4、并励直流电动机机械特性：% 直流电动机机械特性分析% 将该函数定义为dc_mo_mec(dc_motor_mech)%--------------------------------------------------------------------------% 下面输入电机基本数据：U=220;Ra=0.17;p=2;N=398;a=1;psi=0.0103;Cpsi=0.0013;% 下面输入电磁转矩的变化范围：Te=0:.01:5;%-------------------------------------------------------------------------% 计算并励电动机机械特性：Ce=p*N/60/a;Cm=p*N/2/pi/a;n=U/Ce/psi-Ra*Te/Ce/Cm/psi^2;subplot(2,1,1)plot(Te,n,'k')hold onxlabel('Te')ylabel('n')%-------------------------------------------------------------------------5、他励直流电动起动：他励直流电动起动仿真电路图6、他励直流电动机调速：他励直流电动机调速仿真电路图7、直流电动机能耗制动：直流电动机能耗制动制动前仿真电路图直流电动机能耗制动制动后仿真电路图8、三相异步电动机机械特性：% 三相异步电动机的机械特性clcclear% 下面输入电动机参数U1=220/sqrt(3);Nphase=3;P=2;fN=50;R1=0.095;X1=0.680;X2=0.672;Xm=18.7;%下面计算电机同步速度omegas=2*pi*fN/P;nS=60*fN/P;%下面是转子电阻的循环数值for m=1:5if m==1R2=0.1;elseif m==2R2=0.2;elseif m==3R2=0.5;elseif m==4R2=1.0;elseR2=1.5;end%下面是转差率计算for n=1:2000s(n)=n/2000;Tmech=Nphase*P*U1*2*R2/s(n)/omegas/[( R1+R2/s(n))^2+(X1+X2)^2];%绘图plot(s(n),Tmech)hold onendhold on endhold onendhold onendhold onendhold onxlabel('转差率') ylabel('电磁转矩')9、三相异步电动机起动：三相异步电动机起动仿真电路图10、三相异步电动机调速：三相异步电动机调速仿真电路图11、三相异步电动机反转：三相异步电动机反转仿真电路图12、三相异步电动机能耗制动：三相异步电动机能耗制动制动前仿真电路图三相异步电动机能耗制动制动后仿真电路图1、变压器空载：变压器空载仿真结果电压电流波形图结果分析：变压器空载运行时，尽管没有有功输出，但它仍需从电网中取得功率，这些功率中既有有功功率，又有无功功率，前者供空载时的损耗（主要是铁损耗），后者供激励磁磁通（亦称励磁功率）。
《电机与拖动》教学大纲
《电机与拖动》教学大纲学分：4.5 总学时：81理论学时；72 实验学时：9面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：郗忠梅大纲审定人：李有安一、说明1、课程的性质和目的《电机与拖动》是电气工程及其自动化专业的一门必修的专业基础课。
本课程的主要任务是使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题以及电力拖动系统的运行情况，为后续专业基础课和专业课的学习打好必要的基础。
电机实验是本课程的重要教学环节。
通过实验可对变压器和各类电机的工作特性，基本原理和理论计算加以验证，使学生掌握电机基本实验的原理和方法，初步掌握对电机进行一般操作的动手能力和对实验数据的分析能力，并提高实验技能和熟练程度。
2、课程教学的基本要求理论知识方面：本课程宜安排学生在学完电路、电子等有关基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，课堂教学应力求使学生理解基本概念，掌握基本内容。
实验技能方面：熟练掌握电工仪表的使用方法和各种电机线路的正确接线方法等。
3、课程教学改革总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关电机学方面的理论知识。
为了与后继课程的连续性，多增加同步电机的理论知识的讲述学时数。
二、教学大纲内容（一）课程理论教学第一章绪论（2学时）第一节教材内容与课程性质第二节本课程常用的物理概念和定律本章重点、难点：1、安培环路定律2、变压器电动势。
建议教学方法：在教学方法上要力求少而精，采用启发式与形象化相结合。
思考题：1、变压器和电机的磁路常采用什么材料制成，这种材料有哪些主要材料？2、磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因数有关？第二章电力拖动系统动力学（2学时）第一节电力拖动系统转动方程式第二节负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件负载的转矩特性、电力拖动系统稳定运行的条件。
本章重点、难点：电力拖动系统稳定运行条件。
建议教学方法：在教学方法上要力求少而精，采用启发式与形象化相结合。
电机与拖动课程设计 他励直流电动机的回馈制动讲解
第一章直流电动机工作原理图1-1直流电动机工作原理示意图图1.1是一台直流电机的最简单模型。
N和S是一对固定的磁极，可以是电磁铁，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半圆形铜片(换向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。
将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab 中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。
导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。
用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图1-1(a)所示。
当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极下，如图1-1（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中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。
由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，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。
这就是直流电动机的基本工作原理。
第二章直流电动机的分类根据励磁方式的不同，直流电机可以分为他励、并励、串励和复励四种。
图2-1直流电动机按励磁方式的分类第三章 他励直流电动机的机械特性在他励电动机中，Ua ,Ra ,If 保持不变时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系称为他励电动机的机械特性。
根据公式：a I C T T Φ=n Φ=E C Ea a a R I E U +=可得，他励电动机的转速与转矩之间有如下关系：T T C C R C U C R I C U C R I U C E T E E E E E E β-=Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=02a a a a a a a a n n 当Φ、、a a R U 为常数时，()T f n =为一条向下倾斜的直线，如图3所示：图3-0 他励直流电动机的固有特性其中： Φ=E C U a 0n 称为理想空载转速； 2a Φ=T E C C R β 称为机械特性的斜率，大小反映软特性与硬特性； T C C R T n T E Φ==∆a β 称为负载时的转速降。
(完整版)电机拖动与控制-教案
课程:电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程:电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班课程：电机拖动与控制班级：13矿机3班课程：电机拖动与控制班级:13矿机3班。
他励直流电动机能耗制动设计
辽宁工程技术大学《电机与拖动》课程设计设计题目：他励直流电动机能耗制动设计院（系、部）：电气与控制工程学院专业班级：电技12-2班姓名：纪执轩学号： 1205020206 指导教师：王巍日期： 2014.7.4电气工程系课程设计标准评分模板IIIII摘要本设计先介绍了他励直流电动机的工作方式，是为后面电动机制动作铺垫。
对于制动，直流电机制动有很多种方式,一般有大致可分为三类，能耗制动，反接制动，回馈制动。
他励直流电机能耗制动在工程上得到了广泛的使用，因为这种制动方式，简单可靠，安全经济。
能耗制动原理其实就是将电流方向反向，产生相反的电磁转矩，从而产生一个与转速方向相反的力矩，达到减速制动的目的。
在这次的设计中，我们着重讨论的是他励直流电机能耗制动。
主要讨论关于能耗制动一些技术方面问题的分析与设计。
以两种方式讲解：图示法和公式法。
在图示上直观的解释了他励直流电动机的停机过程，讲解了在不同的阶段，电动机的工作特性曲线的变动，在关键点的(电动机的瞬时态)讲解。
在公式法中，我们将严格依据电动的工作特性曲线来讨论不同时态的变动，并且最重要的是在公式法中我们讨论了Rb的电阻要求，并讲解了为什么必须要串入电阻Rb。
在下放重物的过程中方式同迅速停机一致，重点放在反向启动后，电动机的运行情况。
并且运用之前所介绍的基础知识来讲解T，TL，To之间的关系。
关键词：能耗制动；迅速停机；放下重物；IV目录摘要 (IV)1 他励直流电机 (1)1.1 直流电动机的工作原理 (6)1.2 他励电动机电路模型 (6)2 他励直流电动机的机械特性 (7)2.1 他励直流电动机固有机械特性 (8)2.2 他励直流电动机人为特性 (9)3 他励直流电动机的能耗制动 (11)3.1 能耗制动过程——迅速停机 (11)3.2 能耗制动运行——下放重物 (13)4 能耗制动设计电路与参数确定 (16)4.1 主电路与控制电路 (16)4.2 电路参数确定 (17)5 心得体会 (19)参考文献..................................错误！未定义书签。
电机及拖动课程设计报告(加密版)
电机及拖动课程设计报告一、 课程设计目的：1、 根据电机学课程所学到的电机与电力拖动系统的基本理论，结合科学实验与生产实际，进行电力拖动系统初步设计。
2、 通过本课程设计训练，使学生掌握电力拖动系统设计的基本方法与步骤，培养学生工程设计能力，为学习“电力拖动自动控制系统”，“现代交流调速”等后续课程准备必要的基础知识。
二、 课程设计任务：巩固所学电机及拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法，同时也联系电机学理论与生产实际，培养学生的实践技和实际工作能力。
三、 内容：（一）、小型单相变压器设计计算某台单相变压器有关参数、规格及要求如下图： 1、 确定变压器容量 2、 初选铁心尺寸 3、 绕组计算4、 绕组排列及铁心尺寸的最后排列 A 、 额定容量的确定变压器的容量又称表现功率和视在功率，是指变压器二次侧输出的功率，通常用KVA 表示。
（1） 二次侧总容量小容量单相变压器二次侧为多绕组时，若不计算各个绕组的等效的阻抗及其负载阻抗的幅角的差别，可认为输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率之代数和，即I U IU I U S nn +++= (3)3222（3-1）式中S2——二次侧总容量（V ·A ）U 2,U3,……Un ——二次侧各个绕组电压的有效值（V ）；I 2,I3,……In—— 二次侧各个绕组的负载电流有效值（A ）。
(2) 一次绕组的容量对于小容量变压器来说，我们不能就认为一次绕组的容量等于二次绕组的总容量，因为考虑到变压器中有损耗，所以一次绕组的容量应该为S 1=η2S （单位为V ·A ） （3-2） 式中S1——变压器的额定容量；η——变压器的效率，约为0.8～0.9，表3-1 所给的数据是生产时间的统计数据，可供计算时初步选用。
表3-1 小容量变压器计算参考数据小容量变压器铁心形式多采用壳式，中间心柱上套放绕组，铁心的几何尺寸如图（4）所示。
小容量心柱截面积A大小与其视在功率有关，一般用下列经验公式计算（单位为㎝2）。
电机与电力拖动课程设计
在调速阶段：采用绕线转子异步电动机转子串电阻调速，由上述计算可得串入电阻数为1.69Ω时，可实现三相电机由705r/min到500r/min的转速的改变，其特点是这是一种耗能的调速方法。其优点是方法简单,易于实现。缺点是低速运行时损耗大，这是因为电动机运行时转子铜耗PCU2=Ps=SPM,随 s的增大而增加,所以运行效率低。同时在低速时,由于机械特性较软,当负载转矩波动时引起的转速波动比较大,即运行稳定性较差。
4.根据选择的启动、调速和制动方法，计算电机参数
三相异步电动机数据：额定功率 =7.5KW,额定转速n=705/min
定子电流：19.1A 过载倍数：2.7空载电流 ：12.7A 效率η：83%
功率因数 ：0.73转子电压：205V 转动惯量 ：0.2重量:172kg
4.1转子串三相对称电阻分级启动
3.1.2 起动方式的选择
为了获得更加平稳的起动特性，选择转子串三相对称电阻分级启动。
3.1.3转子串三相对称电阻分级启动原理
绕线型转子异步电动机转子串三相对称电阻启动时一般采用分级切除启动电阻的方法。这是因为随着转子转速的增高，转子电流、电机转矩将逐渐降低。为了充分利用电动机的启动转矩，应当随着转速的增高，逐渐减少转子回路电阻，使电动机维持较高的启动电流和转矩。由式： 可以看出，若使转子回路电阻R2与转差率s成正比例减少，则电动机在加速过程中可以获得恒定的启动电流和启动转矩。
提升机主电路设计
1.课程设计的目的
电机与电力拖动基础课程设计是理论教学之后的一个实践环节，目的是为了巩固电机与电力拖动基础课程所学到的基本理论，加深对电机的基本结构和工作原理的理解，更好地掌握电力拖动系统运行状态的分析计算，培养运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题的能力。
电机拖动 课程设计 直流电动机
0 引言电动机有直流电动机交流电动机，直流电动机虽不及交流电动机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠。
但长期以来交流电动机的调速问题未能得到满意的解决。
在此之前，电动机具有交流电动机所不能比拟的良好的起动性能和调速性能。
随着交流电动机交频调速系统的发展，在不少应用领域已为交流电动机所取代。
但是直流电动机又以起动转矩大、转速性能好、自动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。
而在四种直流电动机中，他励电动机应用最广泛。
随着工业化的进程，电动机及电力拖动技术不断地发展，逐步形成了电力拖动领域的传统技术。
如：电动机的起动。
随着电力电子技术的发展。
电动机及拖动技术又不断地在技术上取得重大突破，形成一系列高新技术。
1直流电动机的构造直流电机主要由磁极、电枢和换向器（整流子）三部分组成。
图1-1 直流电机的组成部分1.1磁极结构见图用硅钢片叠成，固定在机座上。
极心上放置励磁绕组在电机中产生磁场，极掌的作用是使电机的空气隙中的磁感应强度的分布最为合适，并且挡住励磁绕组不至于掉下来。
磁极和机座都是磁路的一部分。
1.2电枢电枢铁心是由硅钢片叠成的圆柱体，表面沿轴线冲有槽；槽中放电枢绕组，用来感应电动势。
直流电机的电枢是旋转的。
见图直流电机的电枢铁心片直流电机的电枢结构图图1-31.3换向器（整流子）它是直流电机特有的装置。
换向器装在转轴上。
电枢绕组的导线按一定规则焊接在环向片的凸出部分。
在换向器的表面用弹簧压作固定的电刷，是转动的电枢绕组。
2 直流电机的基本工作原理图2-1 直流电动机的工作原理简图电枢由原动机驱动在磁场中旋转，电枢线圈的两根有效边便切割磁力线，感应出电动势。
线圈随电枢铁心在转动时，每一有效边中的电动势是交变的，即在N 极下是一个方向，当它转到S 极下是另一个方向。
但由于电刷A 总是同与N 极下的一边相连的换向片接触，而电刷B 总是同与S 极下的一边相连的换向片接触，因此在电刷上就出现一个极性不变的电动势或电压。
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在换向器表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接起来，并实现将外部直流电流转化为电枢绕组内的交流电流。
4 结论·······················································································5
5 参考文献···············································································5
2.2.2下放重物之状态分析·······························································5
3 参数设定和计算···································································6
综述
能耗制动是一种制动形式。又分为直流电机的能耗制动和交流电机的能耗制动。他励直流电机的能耗制动：电动机在电动状态运行时若把外施电枢电压U突然降为零，而将电枢串接一个附加电阻R，即将电枢两端从电网断开，并迅速接到一个适当的电阻上。电动机处于发电机运行状态，将转动部分的动能转换成电能消耗在电阻上。随着动能的消耗，转速下降，制动转矩也越来越小，因此这种制动方法在转速还比较高时制动作用比较大，随着转速的下降，制动作用也随着减小。
评
定
标
准
评定指标
分值
得分
知识创新性
20
理论正确性
20
内容难易性
15
结合实际性
10
知识掌握程度
15
书写规范性
10
工作量
10
总成绩
100
评语：
任课教师
时间
年月日
备注
课程设计任务书
一、设计题目
直流电动机能耗制动设计
二、设计任务
1、说明直流电动机的基本结构和工作原理；
2、说明直流电动机的制动方法和制动过程；
最后，我们列写了一些实验中的数据，其中一些存在相对较大的误差，那是因为一些偶尔的人为因素，和环境因素造成的。
关键字:制动；迅速停机；下放重物；电阻
综述··························································································1
3、选择能耗制动方式，按给定参数计算制动电阻值。
三、设计计划
电机与拖动课程设计共计1周内完成。
第l～2天查资料，熟悉题目；
第3～5天方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；
第6天准备答辩；
第7天答辩。
四、设计要求
1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份；
2、设计必须根据进度计划按期完成；
3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
直流电动机的磁场是一个恒定不变的磁场，是由励志绕组中的直流电流形成的磁场方向和励磁电流的关系确定。在微型直流电动机中，也有用永久磁铁作磁极的。
（2）转子
转子是电动机的转动部分，主要由电枢和换向器组成。电枢是电动机中产生感应电动势的部分，主要包括电枢铁芯和电枢饶组。电枢铁芯成圆柱形，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放电枢绕组。通有电流的电枢绕组在磁场中受到电磁力矩的作用，驱动转子旋转，起了能量转换的枢纽作用，故称“电枢”。
课程设计名称：电机与拖动课程设计
题 目：直流电动机能耗制动设计
专 业：自 动 化
班 级：自动化08-7班
姓 名：X XX
学 号：0*********
辽宁工程技术大学
课程设计成绩评定表
学期
2009/2010第二学期
姓名
XXX
专业
自动化
班级
自动化08-7班
课程名称
拖动课程设计
设计题目
直流电动机能耗制动设计
下放重物时，To和TL方向相反，与T方向相同，故T= TL-To.可见，若要以转速下放负载转矩为TL的重物时，制动电阻应为:
Rb=Ce*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)- Ra
如果我们忽略了To，则:
Rb= CＥ*CT*Φ*Φ*n/TL- Ra.
3 参数设定和计算
我们选定一台他励电动机，其中Pn=22kW，Uan=440V，Ian=65.3A，Nn=600r/min.Iamax=2Ian,To忽略不计。
3制动方法制动和制动过程
直流电动机的制动方式有多种：能耗制动、反接制动和回馈制动。在此我们选择的研究方向是能耗制动。
直流电动机开始制动后，电动机的转速从稳态转速到零或反向一个转速值（下放重物的情况）的过程称为制动过程。对于电动机来讲，我们有时候希望它能迅速制动，停止下来，如在精密仪器的制动过程中，液晶显示屏幕的切割等等，但有的时候我们却希望电机能够慢慢地停下来，利用惯性来工作。于是，直流电动机能耗制动又分为迅速停机和下放重物两种方式。
2.1能耗制动之迅速停机
2.1.1迅速停机之机械特性
如图2-1-1所示，制动之前，转速n不为零，甚至相对较大，电动机平稳的运行。此时直流电动机的反电动势(E=Ce*Φ*n)存在甚至在某些场合很大，由于电枢电阻Ra较小，Ia=（U-E）／Ra。当我们开始制动瞬间，电动机系统因为惯性继续旋转，n的方向不变，由于磁场方向不变，故E的方向也不变。由于电源被瞬间切除，此时相对于之前正常运转状态，电流方向Ia改变，而磁场方向不变，使得T反向成为制动转矩。此时电动的转速就迅速下降至零（在T和TL的共同作用下）。当n=0时，E=0;Ia=0;制动转矩和负载转矩都消失，电动机自动停机。
(V)
IaN
(A)
nN
(r/min)
Iamax
(A)
n
(r/min)
Ra
(Ω)
E
(V)
CEΦ
CTΦ
TL
(N·m)
Rb
(Ω)
22
220
115
1500
230
300
0.25
191.3
1 直流电动机的基本机构和工作原理····································2
2 制动方法制动和制动过程····················································3
2.1能耗制动之迅速停机································································4
2直流电动机的基本结构和工作原理
直流电动机可分为两部分：定子与转子。其中定子包括：主磁极，机座，换向极，电刷装置等。转子包括：电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴和风扇等。如下图所示：
图2-1
（1）定子
定子就是发动机中固定不动的部分，它主要由主磁极、机座和电刷装置组成。主磁极是由主磁极铁芯（极心和极掌）和励磁绕组组成，其作用是用来产生磁场。极心上放置励磁绕组，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度分配最为合理，并用来阻挡励磁绕组。主磁极用硅钢片叠成，固定在机座上。机座也是磁路的一部分，常用铸钢制成。电刷是引入电流的装置，其位置固定不变。它与转动的交换器作滑动连接，将外加的直流电流引入电枢绕组中，使其转化为交流电流。
能耗制动又分两种，分别用于不同场合：迅速停机和下放重物。若电动机拖动的是反抗性恒转矩负载，则通过迅速停机的方法进行能耗制动，若拖动位能性恒转矩负载，则通过下放重物进行能耗制动。
能耗制动是一种常见的制动方法，广泛应用在工业生产中，有优点同时也存在着缺点，在这份课程设计中，我们将会仔细分析能耗制动是怎么实现的，使得我们更好的了解和利用它，同时尽最大努力提出改进。
图2-1-1
2.1.2迅速停机之状态分析
上述过程我们也可以用公式来说明，电动状态时，如图2-1-2:
图2-1-1
n与T关系如下：
能耗制动时，如图2-1-2：
图2-1-2
Ua=0，电枢回路中又增加制动电阻Rb.
n与T关系如下：
n= -(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)
那么为什么要串入电阻Rb呢？如果没有Rb，在制动的瞬间，E的大小不变(E=Ce*Φ*n)，一般情况E的值较大，那么此时的电流将会很大，很可能超出电枢回路电流的最大允许值Iamax,所以我们一般在迅速停机制动的同时，也串入一个电阻，并且这个电阻值有要求：
UaN
(V)
IaN
(A)
nN
(r/min)
Iamax
(A)
TL
(N·m)
Ra
(Ω)
E
(V)
CEΦ
CTΦ
Ia
(A)
Eb
(V)
Rb
(Ω)
22
220
115
1500
230
120
0.25
191.3
0.1275
1.2182
98.51
195.37
≥0.6
表3-1
下放重物：
电机给定参数
中间参数
下放重物
PN
(kW)
UaN
2.2能耗制动之下放重物·······························································4
2.2.1下放重物之机械特性·······························································5
Iab=E/(Ra+Rb)<= Iamax