电动机8级转速图
机床的传动设计
第Hale Waihona Puke 章 金属切削机床设计第五节 主传动系统设计
主要内容 分级变速主传动系转速图旳设计； 齿轮齿数和带轮直径旳拟定。
有关概念 变速范围、转速图、变速组旳级比、级比指数、基
本组、第一扩大组、第二扩大组、转速图旳拟定原则 等。
第五节 主传动系统设计
一、主传动系设计旳基本要求
1）满足机床使用性能要求 2）满足机床传递动力要求 3）满足机床工作性能旳要求 4）满足机床设计经济性旳要求 5）满足机床构造性能要求
动路线，各传动轴旳转速分级和转数值，各传动副旳传动比等。
转数图 是设计和分析分级 变速主传动系旳一种工具。
第五节 主传动系统设计
2.转速图旳构成
转速点 表达主轴和各传动轴旳转速值(对数值)旳小圆点。
传动轴线 距离相等旳铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。
转速线 间距相等旳水平线。 相邻转速线间距为lgφ 。
构造网 只表达传动比旳相对关系，不表达详细转速值，并 以对称形式表达旳线图。
构造式 将转速级数按传动顺序写成各 变速组传动副数旳乘积，级比指数写在各 传动副数右下脚旳体现式。
如： 构造式 12 = 31 ×23 ×26
问：为何构造式中第一变速组为基 本组？第二变速组为第一扩大组？ 第三 变速组为第二扩大组？
第五节 主传动系统设计
四、主传动系转速图旳拟定原则
转速图旳设计环节 ① 根据转速图旳拟定原则，拟定构造式，画出构造网； ② 分配各传动组旳最小传动比，画出转速图。
极限传动比和变速范围原则
传动顺序及传动副数原则
扩大顺序原则
最小传动比原则
拟定原则
第五节 主传动系统设计
1.极限传动比、极限变速范围原则
电机转速与频率的公式
直流电动机的原理图精心整理
精心整理
对上一页所示的直流电机，如果去掉原动机，并给两个电刷加上直流电源，如上图（a ）所示，则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈abcd ，从电刷 B 流出，根据电磁力定律，载流导体ab 和cd 收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。
如果转子转到如上图（b ）所示的位置，电刷 A 和换向片2接触，电刷 B 和换向片1接触，直流电流从电刷 A 流入，在线圈中的流动方向是dcba ，从电刷 B 流出。
此时载流导体ab 和cd 受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。
这就是直流电动机的工作原理。
外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。
实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动，绕组形式同发电机。
四.归纳
1.是一个偶数.
A'，6减小了。
因此，结论是正确的。
4．每根电枢导体的电势性质是交流电，而经电刷引出的电势为直流电势。
直流复励电动机：电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
一、直流电机的励磁方式
他励电机结构
精心整理
（一）他励直流电机
精心整理
图1.3.3 串励直流电机电路原理图
（四）复励直流电机
2.
图1.3.5 直流电机空载磁场
精心整理
精心整理。
交流电动机(图解说明)
电动机的分类：
电动机
交流电动机
异步机 同步机
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式交流异步电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
§8.1 三相异步电动机的构造
定子绕组
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
转子：在旋转磁场作用下，
（三相）
A
Y
定子
Z
产生感应电动势或
电流。
f2
n0 60
n
P
n0 n0
n
n0 60
P
Sf1
§8.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
8.4.1 转矩公式 电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,
受到电磁力所形成的转距之总和。
T KTΦmI2 cos2
常数 每极磁通
转子电流
转子电路的
cos2
I2
其中
E2
R22
X
2 2
SE20 R22 (SX 20 )2
U2
分析规定： 电流 I 为正时，从首端流入、末端流出； 电流 I 为负时，从首端流出、末端流入。
旋转磁场的连续观察
S N
S
U1
N
V2 W2
W1 V1
U2
S
N
2、旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）
( 3 ) 起动转矩 Tst：
电机起动时的转矩。
n
n
T
K
R22
计算和读图部分
6．某机床的主轴转速级数Z＝12，右采用由两个双传动副变速组和一个三传动副变速组串联而成的基型变速系统，试写出符合级比规律的全部结构式。
7．画出结构式12＝23×31×26的结构网，并分别求出当时，第二变速组和第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。
8．判断下列结构式，哪些符合级比规律？并说明其扩大顺序与传动顺序的关系；不符合时，主轴转速排列有何特点？（1）8＝21×22×24 ；（2）8＝24×22×21 ；（3）8＝22×21×23 ；（4）8＝21×22×25 。
9．某车床的主轴转速为n=40～1800r/min，公比，电动机的转速。
要求：（1）拟定结构式和结构网；（2）拟定转速图；（3）确定齿轮齿数、带轮直径，验算转速误差；（4）画出主传动系统图。
10．某机床主传动采用双速电动机（ψE=2）驱动，主轴转速级数Z＝12，若选取公比为和，试分别写出其结构式，并讨论其实现的可能性。
11．某多刀车床的主轴转速n=100～1120r/min，转速级数Z＝8，电动机转速，若采用一个交换齿轮变速组和两个滑移变速组，要求结构式、结构网，并拟定转速图。
12．某车床的主轴转速n=125～1400r/min，公比，采用双速电动机转速，要求拟定结构式和转速图。
13．某机床的主轴转速数列为对称混合公比，主轴转速n=40～1250r/min，公比、，转速级数Z＝12，要求拟定结构式和结构网。
（2）各中间传动轴的计算转速；（3）各齿轮的计算转速。
13．试述滚珠丝杆副的支承方式及其特点？各适用于何种场合？特点1）传动效率高2）运动平稳3）传动可逆和不自锁性4）能够预紧5）定位精度和重复定位精度高。
电动机PPT精品课件
定子
转子
电阻
电刷 滑环
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4.3.2 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的转速：
n
(1
s)no
(1
s)
60 f1 p
1．变极调速
通过改变电动机的定子绕组所形成的磁 极对数p来调速。因磁极对数只能是按1、 2、3、…、的规律变化，所以用这种方 法调速，电动机的转速不能连续、平滑 地进行调节。
电动机停车时将三相电源中的任意两相对调， 使电动机产生的旋转磁场改变方向，电磁转矩 方向也随之改变，成为制动转矩。 注意：当电动机转速接近为零时，要及时断开 电源防止电动机反转。 特点：简单，制动效果好，但由于反接时旋转 磁场与转子间的相对运动加快，因而电流较大 。对于功率较大的电动机制动时必须在定子电 路（鼠笼式）或转子电路（绕线式）中接入电 阻，用以限制电流。
Φ
n0 × n>n0
n
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4.4 三相异步电动机的 选择与使用
4.4.1 三相异步电动机的铭牌
型 号 Y132M-4 电 压 380V 转 速 1440r/min
年月
三相异步电动机 功 率 7.5kW 电 流 15.4A 绝缘等级 B 日 编号
频 率 50Hz 接法Δ 工作方式 连续
××电机厂
TN
T2
9550 PN nN
式中PN是电动机的额定功率，单位 为kW；nN是电动机的额定转速，单位是 r/min。
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例：有两台功率都为 PN 7.5 kW 的三相异步电动机， 一台 U N 380 V 、 n N 962 r/min ，另一台U N 380 V 、 nN 1450 r/min ，求两台电动机的额定转矩。
第8章 电力拖动自动控制系统 运动控制系统(第5版)阮毅
反映了机械特性的线性段。
串级系统调速原理
降低调制度M ，按式（8-8）将提高逆变 器的输入电压 ，在动态中首先反映的是减 少电流 Id的，使电磁转矩减小，迫使电动 机转速降低，实现调速。与此同时，转差 率s增大，从而恢复 与负载电流平衡，使 串级调速系统恢复到新的稳态。
图8-1 绕线转子异步电动机转子附加电动势的原理图
有附加电动势时的转子相电流：
如图8-1所示，绕线转子异步电动机在外 接附加电动势时，转子回路的相电流表达 式
Ir
sEr0 Eadd Rr 2 (sX r0 )2
(8-3)
转子附加电动势的作用
1. Er 与 Eadd 同相
当 Eadd ，
M
3~
sPm
CU1
sEr0
T1 CU 2
图8-3 转子电路连接可馈出或馈入电功率的双PWM交-直-交变频器
8.2 绕线转子异步电机转子变频控制的四种基本 工况
本节摘要
电机在次同步转速下作电动运行 电机在超同步转速下作电动运行 电机在超同步转速下作发电运行 电机在次同步转速下作发电运行
Pm
(1 s)P m
(d )
T e
sPm
CU
(1 s)Pm
10
(a)
sPm
CU Te
图8-4 绕线型异步电动机在转子附加电动势时的工况及其功率流程 a)次同步速电动状态 c)超同步速发电状态 b)超同步速电动状态 d)次同步速发电状态 CU——功率变换单元
1. 电机在次同步转速下作电动运行
Ud0 Ui0 Id R 整流电压输出
第三章 直流电动机的电力拖动
U
Ec R1
两级起动时
I1 R2 R1 I 2 R1 Ra
推广到m级起动的一般情况
I1 Rm Rm1 R2 R1
I 2 Rm1 Rm2
R1 Ra
I1 / I2 称为起动电流比
30
R1 Ra
R2 R1 Ra 2
Rm1
Rm 2
Ra
m1
Rm Rm1 Ra m
17
B、风机与泵类负载的转矩特性
通风机负载转矩与转速的大小有关，基本上与转速的平方成正比
特点： TL Kn2
通风机类负载的转矩特性
如实际生产机械中的水泵、油泵、离心式通风机等其介质 对叶片的阻力基本上与转速的平方成正比。
18
C、恒功率负载的转矩特性
特点：
TL
k
1 n
恒功率负载的转矩特性
在不同转速下，负载转矩基本上与转速成反比,其功率基本
恒转矩负载 大多数生产机械可归纳为： 风机与泵类负载
恒功率负载
14
各类生产机械的负载转矩特性 A、恒转矩负载的转矩特性
特点： 负载转矩不受转速变化的影响。在任何转速下，负载转矩
总是保持恒定或大致恒定。
反抗性恒转矩负载 恒转矩负载
位能性恒转矩负载
15
(1) 反抗性恒转矩负载的转矩特性如下图所示。
反抗性恒转矩负载的转矩特性
22000 Ω
0.174Ω
Ce N
UN
I N Ra nN
220 116 0.174 V/(r/min) 1500
0.133 V/(r/min)
理想空载点 Te 0
n
n0
UN
Ce N
220 r/min 1650r/min 0.133
机床主轴箱课程设计8级转速 参考资料 (2)
1.概述 .....................................................1.1机床主轴箱课程设计的目的................................................................................................................ 1.2设计任务和主要技术要求....................................................................................................................1.3操作性能要求 .......................................................................................................................................2.参数的拟定................................................2.1确定极限转速 .......................................................................................................................................2.2主电机选择..........................................................................................................................................3.传动设计................................................................................................................................................... 3.1主传动方案拟定.................................................................................................................................. 3.2传动结构式、结构网的选择.............................................................................................................. 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目....................................................................................... 3.2.2传动式的拟定...................................................................................................................................3.2.3结构式的拟定...................................................................................................................................4.传动件的估算 ........................................................................................................................................4.1三角带传动的计算.............................................................................................................................4.2传动轴的估算 ....................................................................................................................................4.2.1主轴的计算转速 ..............................................................................................................................4.2.2各传动轴的计算转速.....................................................................................................................4.2.3各轴直径的估算 ............................................................................................................................4.3齿轮齿数的确定和模数的计算.........................................................................................................4.3.1齿轮齿数的确定 ............................................................................................................................4.3.2齿轮模数的计算 ............................................................................................................................4.3.4齿宽确定...........................................................................................................................................4.3.5齿轮结构设计 ..................................................................................................................................4.4带轮结构设计 ....................................................................................................................................4.5传动轴间的中心距 ..............................................................................................................................4.6轴承的选择 ..........................................................................................................................................4.7片式摩擦离合器的选择和计算.........................................................................................................4.7.1摩擦片的径向尺寸 ..........................................................................................................................4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 ..................................................................................................4.7.3离合器的轴向拉紧力 ......................................................................................................................4.7.4反转摩擦片数 ..................................................................................................................................5.动力设计 ................................................................................................................................................5.1传动轴的验算 ......................................................................................................................................5.1.1Ⅰ轴的强度计算 ..............................................................................................................................5.1.2作用在齿轮上的力的计算 ..............................................................................................................5.1.3主轴抗震性的验算 ..........................................................................................................................5.2齿轮校验 ..............................................................................................................................................5.3轴承的校验...........................................................................................................................................6.结构设计及说明......................................................................................................................................6.1结构设计的内容、技术要求和方案.................................................................................................6.2展开图及其布置 ................................................................................................................................6.3I轴（输入轴）的设计......................................................................................................................6.4齿轮块设计 ........................................................................................................................................6.4.1其他问题...........................................................................................................................................6.5传动轴的设计 ....................................................................................................................................6.6主轴组件设计 ....................................................................................................................................6.6.1各部分尺寸的选择.........................................................................................................................6.6.2主轴轴承 ........................................................................................................................................6.6.3主轴与齿轮的连接.........................................................................................................................6.6.4润滑与密封 ....................................................................................................................................6.6.5其他问题 ........................................................................................................................................7.总结..........................................................................................................................................................8.明细表 (49)。
机械制造装备设计第2章习题解答
《机械制造装备设计》第3版第二章习题参考答案2-1 何谓转速图中的一点三线？机床的转速图表示什么？转速图包括一点三线：转速点，主轴转速线，传动轴线，传动线。
⑴转速点 主轴和各传动轴的转速值，用小圆圈或黑点表示，转速图中的转速值是对数值。
⑵主轴转速线 由于主轴的转速数列是等比数列，所以主轴转速线是间距相等的水平线，相邻转速线间距为ϕlg 。
⑶传动轴线 距离相等的铅垂线。
从左到右按传动的先后顺序排列，轴号写在上面。
铅垂线之间距离相等是为了图示清楚，不表示传动轴间距离。
⑷传动线 两转速点之间的连线。
传动线的倾斜方式代表传动比的大小，传动比大于1，其对数值为正，传动线向上倾斜；传动比小于1，其对数值为负，传动线向下倾斜。
倾斜程度表示了升降速度的大小。
一个主动转速点引出的传动线的数目，代表该变速组的传动副数；平行的传动线是一条传动线，只是主动转速点不同。
转速图是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。
2-2 结构式与结构网表示机床的什么内容？只表示传动比的相对关系，主轴转速的传递路线，而不表示传动轴（主轴除外）转速值大小的线图称为结构网。
结构式是结构网的数学表达式或等比数列变速系统原理数学表达式。
2-3等比传动系统中，总变速范围与各变速组的变速范围有什么关系？与主轴的转速级数有什么关系？总变速范围为R r r r r j P P P P Z J ===--01211012ΛΛϕϕ2-4 等比传动系统中，各变速组的级比指数有何规律？ 第j 扩大组的级比指数为x P P P P j j =-0121Λ()2-5 拟定转速图的原则有哪些？ 1． 极限传动比、极限变速范围原则 一般限制最小传动比为min i ≥1/4；为减少振动，提高传动精度，直齿轮的最大传动比i max≤2，斜齿圆柱齿轮max i ≤2.5；直齿轮变速组的极限变速范围是842=⨯=r斜齿圆柱齿轮变速组的极限变速范围为1045.2=⨯=r2． 确定传动顺序及传动副数的原则从传动顺序来讲，应尽量使前面的传动件多一些。
第二章主传动系统设计
传动线的三个特点： a.传动线的高差表明传动比的数值，传动线的倾
斜程度反映传动比u的大小 水平：u＝1 — 等速传动； 向下方倾斜：u＜1 — 降速传动； 向上方倾斜：u＞l — 升速传动。
传动比的数值u＝φx， 可用传动线的高差x （格数）来表示。
b.一个主动转速点引出的传动线数目表示该变速组 中不同传动比的传动副数 第一变速组（a组）：
由轴Ⅰ的主动转速点向 Ⅱ轴引出三条传动线， 表示该变速组有三对不 同传动比的传动副，
第二、三变速组 （b、c组）： Ⅱ——Ⅲ和Ⅲ——IV表 示该变速组有两对不同 传动比的传动副，
c.两条传动轴格线间相互平行的传动线表示同一个 传动副的传动比
第三变速组（c组），当Ⅲ轴为710r、500 r、 355r、250 r、180 r、125 r／min时， 通过升速传动副（60：30） 使主轴得到1400 r、1000 r、 710 r、500 r、355 r、250 r ／min。所以上斜的6条平 行传动线都表示同一个升速 传动副的传动比。
和装配。防护性能好，使用寿命长。
二、主传动系统分类和传动方式 主传动系统一般由动力源（如电动机）、变
速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台）、开 停、换向和制动机构等部分组成。
动力源为执行件提供动力，并使其得到一定 的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换 运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋 转或直线运动。
可见，这个变速组是实现主轴等比转速数列的基
本的、必不可缺的变速组，故称为基本变速组。
基本组的级比φ =φ1＝φ ，级比指数x0＝1。 基型变速系统必有一个基本组，即相邻两条传动
线拉开 l 格。
②第一扩大组的变速特性 在基本组的基础上，起到第一次扩大变速的
第十三章 主传动设计--机械制造技术A-2
3.主传动的结构设计 ⑴绘制主传动的主轴变速箱装配图； ⑵进行必要的动力验算。 4.零件设计。
§ 13-2 主传动的运动设计
一、转速图
例：XA6132A型铣床的转速图。
转速范围30~1500r/min，公比 =1.26， Z=18，电动机转速n0=1440r/min。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
B
总结：
课二：
三、主传动的设计要点
1.变速组中极限传动比及变速范围的限制条件
1 最小传动比： u min 4 最大传动比： umax 2
（直齿）
umax 2.5（斜齿）
最大变速范围：
rmax
umax 2 ~ 2.5 8 ~ 10 umin 0.25
回顾
计算最大变速范围：
例： 18=31·3·9 3 2
Z1
Z4
u1=1 u2=1/41/4=1/16 rmax=16
背轮机构的优点： 1.变速范围大； 2.结构紧凑，工艺性好； 3.传动链短，传动效率高； 4.传用齿轮的传动系统
Za3 Za2 Za1
Zg
Sb K Sa
Zb1
Zb2
公用齿轮的选取原则：
1.选择大的齿轮为公用齿轮。 2.前后两个变速组的齿数和应接近，一般： Sb 1≤K≤1.25 K
Sa
§ 13-3 主传动的结构设计
五、计算转速的确定
计算转速：传动件在传递全部功率时的最低转速。
P PE T 9550 9550 nc nc
P T
P
T
nmin
nc
nmax
n
（一）主轴计算转速的确定
u Z SZ 1 u 1 Z SZ 1 u
分级变速的主传动系统设计
转速图
说明4：传动副数
轴 Ⅲ-Ⅳ 之 间 有 两 对 传 动 副 ， 分 别为升2格及降4格的两条连线。 轴 Ⅳ 的 转 速 共 为 3×2×2 ＝ 12 级 。
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
转速图
小结
转速图简明直观地反映了传 动系统中各级转速的传动路线、 主轴得到这些转速所需要的传动 组数目及每个传动组中的传动副 数目、各个传动比的数值、传动 顺序和各轴转速级数及大小。
12 = 3 4
12 = 3 2 2 12 = 2 3 2 12 = 2 2 3
在上列两行方案中，第一行方案可以省掉—根轴。缺 点是有一个传动组内有4个传动副。
如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果 用2个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止2个滑 移齿轮同时啮合。所以一般少用。
第一章 机床主传动系统设计
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 分级变速的主传动系统设计 计算转速 主传动系统的结构设计
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
某中型车床的主传动系统图。 传动系统内共5根轴：电动 机轴和轴Ⅰ至轴Ⅳ，其中轴Ⅳ为 主轴。 轴Ⅰ-Ⅱ之间为传动组a，轴 Ⅱ-Ⅲ和Ⅲ-Ⅳ之间分别为传动组 b和c。
第二行的三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主 轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高， 从而转矩较小，尺小也就较小。如使传动副较多的传动组 放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的
零件少些，节省材料。这就是“前多后少”的原则。
从这个角度考虑，以取12 = 3 2 2的方案为好。
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
各轴间传动副的传动比 电机轴与Ⅰ轴之间：
自动控制技术第三章 直流调速系统
第三章 直流调速系统
与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比， 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有 很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的 优越性。由图可见，晶闸管可控整流器的功率 放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用晶 体三极管来控制，不再像直流电动机那样需要 较大功率放大装置。在控制作用的快速性方面， 变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级， 这将会大大提高系统的动态性能。
直流斩波器的控制方式 b）脉冲频率调制
第三章 直流调速系统
用全控式器件实行开关控制时，多用脉冲宽度调制的控制方式，形成近年来 应用日益广泛的PWM装置—电动机系统，简称PWM调速系统或脉宽调速系统。
直流斩波器的控制方式 c）两点式控制
第三章 直流调速系统
与V-M系统相比，PWM调速系统有下列优点： （1）由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就足以 获得脉动很小的直流电流，电枢电流容量连续，系统的低速运行平稳，调速范围 较宽，可达1∶10 000左右。又由于电流波形比V-M系统好，在相同的平均电流即 相同的输出转矩下，电动机的损耗和发热都较小。 （2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电动机相配合，系统可以获得很 宽的频带，因此快速响应性能好。动态抗干扰能力强。 （3）由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。 因受到器件容量的限制，直流PWM调速系统目前只用于中、小功率的系统。
在静止可控整流方面，离子拖动系统是最早应用的静止变流装置供电的直流 调速系统。它虽然克服了旋转变流机组的许多缺点，而且还缩短了响应时间，但 汞弧整流器造价较高，维护麻烦，特别是水银如果泄漏，将会污染环境，危害人 体健康。
直流电动机转速闭环控制系统图解
直流电动机转速闭环控制系统图解
为了提高系统的掌握精度，必需把系统输出量的信息反馈到输入端，通过比较输入值与输出值来产生偏差信号，该偏差信号以肯定的掌握规律产生相应的掌握作用，使偏差信号渐渐减小直至消退，从而使掌握系统达到预期的要求。
所谓闭环掌握系统是指输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参加掌握的系统。
换句话说，就是将输出量反馈回来和输入量比较，使输出值稳定在期望的范围内。
图1为直流电动机转速闭环掌握系统方框图。
图中，把从系统输入量到输出量之间的通道称为前向通道或正向通道；从输出量到反馈信号之间的通道称为反馈通道。
由于采纳了反馈信号，信号的传输路径形成闭合回路，使系统输出量(转速)反过来直接影响掌握作用。
这种通过反馈回路使系统构成闭环，并按偏差产生掌握作用，以减小或消退偏差的掌握系统，称为闭环掌握系统或反馈掌握系统。
图1直流电动机转速闭环掌握系统
闭环掌握系统的主要特点是被控对象的输出(被控量)会反送回来影响掌握器的输入，形成一个或多个闭环回路。
闭环掌握系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统商定值信号相反，则称为负反馈；若极性相同，则称为正反馈。
一般的闭环掌握系统都采纳负反馈，又称为负反馈掌握系统。
闭环掌握系统的优点是具有自动修正被控量消失偏离的力量，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差。
第五章 直流电动机调速控制系统
结论：调速系统只要在调速范围的最低 工作转速时满足静差率要求，则其在整个调 速范围内都会满足静差率要求。
图5-5 不同转速下的静差率
3. 调速范围与静差率的关系 静差率和调速范围必须同时考虑才有意义，由各自的 定义式可知：提调速范围时，任何系统的调速范围都可以 很大；而单提静差率，大多数系统也会较容易满足。 对同一个系统 ，有：
nnom S n0nin
nnom (1 S )nnom nmin n0 min nnom nnom S S
由调速范围（对于调压调速
nmax nnom ），
n D max nmin
nnom nmin
将上页的 nmin 表达式代入本式，得
nnomS D nnom(1 S )
其中，调速范围D、静差率S取决于生产加工工艺要求 ，是无法变更的。为使上式成立，只能设法减少额定负载下 的转速降落。 无反馈控制的开环调速系统，额定负载下的转速降落值为：
n nom I dnom R Ce
其中，R是电枢回路总电阻，为系统固有参数， Idnom是对 应额定负载时的电流，也是固定的。所以，一般开环系统无 法满足一定调速范围和静差率性能指标要求。
如果在负载增加的同时设法增大系统的给定电压 Un，就会使电动机电枢两端的 电压Ud增大，电动机的转速就会升高。若Un增加量大小适度，就可以使因负载增加 而产生的 n被Ud升高而产生的速升所弥补，结果会使转速n接近保持在负载增加前 的值上。 这样，既能使系统有调速能力，又能减少稳态速降，使系统具有满足要求的调 速范围和静差率。 系统组成如图 我们可以在与调速电动机 同轴接一测速发电机TG，这 样就可以将电动机转速 n 的大 小转换成与其成正比的电压信 号Un，把Un与Un相比较后， 去控制晶闸管整流装置以控制 电动机电枢两端的电压Ud就 可以达到控制电动机转速 n 的 目的。
电动汽车用电动机课件
3.直流电动机的工作原理
定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片上，正、负电 刷A和B分别与两个换向片接触。
如果给两个电刷加上直流电源，则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈 abcd，从电刷B流出。根据电磁力定律，载流导体ab和cd受到电磁力的作 用，其方向可用左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得 转子逆时针转动。如果转子转到图（b）所示的位置，电刷A和换向片2接 触，电刷B和换向片1接触，直流电流从电刷A流入，在线圈中的流动方向 是dcba，从电刷B流出。此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样 可用左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直 流电动机的工作原理。
1.直流电动机的分类
（2）并励直流电动机 并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联，共用同一电源，性能与他 励直流电动机基本相同。并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁 绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过它的励 磁电流较小。
1.直流电动机的分类
（3）串励直流电动机 串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，这种直 流电动机的励磁电流就是电枢电流。这种电动机内磁场随着电枢电流的改 变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕 组的电阻越小越好，所以串励直流电动机通常用较粗的导线绕成，它的匝 数较少。
各类电动机介绍
（1）直流电动机 优点：起动加速时驱动力大、调速控制简单、技术成熟等； 缺点：电枢电流由电刷和换向器引入，换向时产生电火花，换向器容易烧 蚀，电刷容易磨损，需经常更换，维护工作量大；接触部分存在摩擦损失， 不仅使电动机效率降低，还限制了电动机的工作转速。 磨损
新研制的电动汽车基本不采用直流电动机。
电动机8级转速图
六、已知某机床的主轴转速为n=100~1120r/min ，转速级数Z=8，电动机转速n m =1440r/min 。
试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
1. 拟定传动系统的结构式；
2. 设计转速图；
3. 画出转速图。
（15分）
六、设计题（15分）
1. 计算公比φ 已知：1001120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ϕ, 则7
19.11lg 1lg lg =-=Z R ϕ, 即：φ=1.41 2．确定传动组、传动副和扩大顺序
根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2
在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③：Z=2ⅹ2ⅹ2
根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21ⅹ22ⅹ24
3. 转速图绘制设计
① 主轴各级转速为：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min
② 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴 的传动比为：
8
.1114408000==i ③ 确定各变速组最小传动比
从转速点800 r/min 到100r/min 共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓
后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。
4. 绘制转速图。
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六、已知某机床的主轴转速为n=100~1120r/min ，转速级数Z=8，电动机转速n m =1440r/min 。
试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
1. 拟定传动系统的结构式；
2. 设计转速图；
3. 画出转速图。
（15分）
六、设计题（15分）
1. 计算公比φ 已知：1001120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ϕ, 则7
19.11lg 1lg lg =-=Z R ϕ, 即：φ=1.41 2．确定传动组、传动副和扩大顺序
根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2
在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③：Z=2ⅹ2ⅹ2
根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21ⅹ22ⅹ24
3. 转速图绘制设计
① 主轴各级转速为：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min
② 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴 的传动比为：
8
.1114408000==i ③ 确定各变速组最小传动比
从转速点800 r/min 到100r/min 共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓
后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。
4. 绘制转速图。