直流电动机调速控制系统论文

安徽三联学院

年度论文

直流电动机调速系统的研究

Dc motor speed control system research

专业：电气工程及其自动化

姓名：薄朋_____________

学号: 1002164___________

指导老师：张金翰________

2013年1月10日

信息与通信技术系

【摘要】直流电动机诞生与19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。直流调速系统具有优良的启动、制动性能，宜于在宽广范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。电动机拖动生产机械运行时，系统的速度需要根据工作状态和工艺要求的不同进行调节，使生产机械以最合理的速度工作，从而提高产品和生产效率，这就要求人为采取一定的方法来改变生产机械的工作速度，以满足生产的需要。

关键字：直流电动机调速

【abstract 】Dc motor was born in the 19th century, more than 100 years of history, and has become the main drive power machinery. Dc speed control system has good start, braking performance, like in the wide range smoothing speed and are in need of high performance controlled electric drive field has been widely used in the field. Motor drive production machine operation, the speed of the system need according to the working status and technological requirements of different carries on the adjustment, production machinery with the most reasonable speed work, so as to improve the products and production efficiency, this requires people to take certain method to change the production machinery working speed, in order to meet production need.

Key words: Dc motor speed regulation

目录

一本课题研究的背景及意义 (3)

二直流电动机的机构 (3)

三直流电动机的工作原理 (4)

四直流电动机的调速 (6)

（一）调速的方法 (6)

1 降压调速 (6)

2 电枢回路串电阻调速 (8)

3 弱磁调速 (9)

（二）调速性能指标 (10)

1 调速范围 (10)

2 静差率 (11)

3 调速的平滑性 (12)

4 调速的经济性 (13)

五总结 (13)

六参考文献 (14)

一本课题研究的背景及意义

随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义。长期以来，直流电动机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位，着主要是因为直流电机不仅调速方便，而且在磁场一定的条件下，转速和电枢电压成正比，转矩容易被控制，同时具有良好的启动性能，能较平滑和经济地调节速度。因此采用直流电动机调速可以的到良好的动态特性。由于直流电动机具有优良的启、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速。近年来交流调速系统发展很快，然而直流控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流系统的基础，长期以来，由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统。因此，直流调速系统一直在调速系统领域内占重要地位。

二直流电动机的结构

直流电动机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电动机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电动机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。

换向器质量对运行可靠性有很大影响。

总之，直流电动机是一种自控变频的永磁同步电动机，就其基本组成结构而言．可以认为是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成的“电动机系统”。

图2.1

上图2.1表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极n和s，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。

换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

三直流电动机的工作原理

图3.1