他励直流电动机设计项目计划书
直流他励电动机实验
1-2 直流他励电动机一、实验目的1、掌握用实验方法测取直流他励电动机的工作特性和机械特性。
2、掌握直流他励电动机的调速方法。
二、预习要点1、什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2、直流电动机调速原理是什么？三、实验项目1、工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、η=f（I a）、n=f（T2）。
2、调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f（U a）。
四、实验设备及仪表五、实验方法1、他励电动机的工作特性和机械特性（1）按图1-2接线。
涡流测功机T在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。
Rf 选用D44的1800Ω阻值。
Rst用D44的180Ω阻值。
图1－2 直流他励电动机接线图(2) 将直流他励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R st调至最大值，接通电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。
（3）M起动正常后，调节电枢电源的电压为220V，将其电枢串联电阻R st 调至零，再调节给定调节增加负载和电动机的磁场调节电阻R f，使电动机达到额定值U＝U N，I＝I N，n＝n N。
此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。
（4）保持U＝U N，I f=I fN的条件下，逐次减小电动机负载。
测取电动机电枢输入电流I a，转速n共取数据9-10组，记录于表1-2中。
表1－2 U＝U N＝V I f=I fN= mA实验数据I a（A）n（r/min）T2（N·m）计算P2（W）P1（W）2 、 调速特性（1）改变电枢端电压的调速1）直流电动机M 运行后，将电枢电阻R 1调至零，再调节给定调节增加负载、电枢电压及磁场电阻R f1，使M 的U=U N ，I=0.5I N ，I f ＝I fN 记下此时的T 2值。
2）保持此时的即T 2值和I f ＝I fN 不变，逐次增加R 1的阻值，降低电枢两端的电压U a ，使R 1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压U a ，转速n 和电枢电流I a 。
电机学实验指导书-5个
实验一他励直流电动机（认识）实验、实验目的1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。
2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。
3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、（固有、人为）机械特性、改变转向与调速的基本方法。
二、实验项目1、了解DD01电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。
2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。
三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15 D31、D42、D31、D44 D51、D55-1。
2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42 D31、D44 D51、D55-1。
四、实验说明及操作步骤1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布置及使用方法。
图1 -1他励直流电动机接线图断开控制屏上的电源，按图1-1接线。
直流他励电动机用DJ15 （其额定功率P N=185W额定电枢电压U=220V,额定电流I N=1.2A,额定转速n N=1600r/min, 额定励磁电压U F N=220V,额定励磁电流I fN V0.13A）。
校正直流测功机MG乍为发电机使用。
TG为测速发电机。
直流电表选用D31 （含直流电压表，直流安培表，直流毫安表各一块）。
M励磁回路串接的电阻R f1选用D44的1800Q阻值，MG励磁回路串接的电阻Fh选用D42的1800Q阻值，M的起动电阻R选用D44的180 Q阻值，MG勺负载电阻R2选用D42的2250Q阻值（采用串并联接法：900Q与900Q串联加上900 Q 与900并联）。
接好线后，检查M MG及TG之间是否用联轴器联接好。
2、他励直流电动机起动步骤（1）起动准备:检查接线是否正确，直流电表的极性、量程选择是否正确。
实验一 他励直流电动机特性以及调速运行
实验一他励直流电动机特性以及调速运行一、实验目的1.了解他励直流电动机的基本原理和结构；2.掌握他励直流电动机的特性曲线及其调速方法；3.通过实验研究，掌握生产过程中如何实现合理的调速运行。
二、实验原理电动机是将电能转换为机械能的机械装置。
其构成包括定子和转子两个部分。
定子为不可移动部分，包括电控系统和一个磁场。
转子为可动部分，通常包括电枢和磁极，磁极的极性可以根据需要改变。
当通入可变直流电流时，电枢内产生电磁场与磁极产生的磁场相互作用，使电枢开始转动。
2.调速运行原理他励直流电动机的调速可以通过改变电枢电流、定子电流、磁极电流等方式实现。
其调速原理基于电机理论和电气控制原理，根据负载要求设定输出转矩或转速目标值，然后通过电器控制手段，调整电机输出、电机参数变化来完成调速。
三、实验设备数字万用表、直流电动机、直流电源、变阻器、稳压电源、转速计、电阻箱、实验箱、电压表、电流表、按键板等。
四、实验步骤1.将直流电动机与直流稳压电源接通，检测电动机运行状态是否正常。
2.测量电动机的空载电压和空载电流，在此基础上绘制空载特性曲线。
3.通过调节变阻器中的电阻，改变电动机的负载电路，测量电动机各负载点的电流和电压，然后绘制负载特性曲线。
4.利用变阻器调节直流稳压电源输出电压，测量不同电压下电动机转速，并绘制调速特性曲线。
5.掌握电流和电压的比例关系，通过调整调速器中的电阻值，控制稳压电源输出电压，从而控制电动机的转速。
6.掌握电枢电流和输出转矩的关系，通过改变电枢电流改变电动机的输出转矩，进而控制电动机的输出功率。
五、实验结果分析通过实验，我们可以得到电动机的空载特性曲线、负载特性曲线和调速特性曲线。
通过这些特性曲线，我们可以了解该电动机的电流、电压、负载情况和运行状态。
在生产实际中，需要根据实际需要调节电动机输出的功率和转速。
六、实验注意事项1.实验前，需要仔细查看电动机和稳压电源的连接方式及电路图。
2.操作时，需仔细确认电路连接是否正确，不得错误接线。
他励直流电动机机械特性的测定与绘制
黑龙江科技学院综合性实践报告实践项目名称他励直流电动机各种运行状态下机械特性的测定与绘制所属课程名称电机与拖动实验日期2011.4.18——2011.4.22班级学号姓名成绩电气与信息工程学院实践基地【实践名称】他励直流电动机各种运行状态下机械特性的测定与绘制【实践目的】了解和分析他励直流电动机在各种运行状态下的能量转换情况。
分别测定和绘制他励直流电动机在电动、回馈制动、能耗制动及电动势反接制动状态下的机械特性曲线。
【实践项目】1、他励直流电动机在电动状态下的固有机械特性与回馈制动状态下的机械特性测定2、他励直流电动机在能耗制动状态下的机械特性测定3、他励直流电动机在倒拉反接制动状态下的机械特性的测定【实践原理】机械特性：n = f (T)是指在一定的条件下，电磁转矩和转速两个机械量之间的函数关系。
1．固有机械特性：三个量U 、φ、Ra 可以改变机械特性， U = Un（额定电压），φ =φn （额定磁通），Ra= 0 时的机械特性称为固有机械特性。
其方程为：由于 R a很小，转矩T 增大时， n 下降很小，他励电动机的固有机械特性是一条比较平的下降曲线。
2．人为（人工）机械特性：改变三个量U 、φ、Ra 之一而其他量不变时可以得到人为机械特性。
根据公式可得到以下三种人为的机械特性：（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性：对应于不同的 Ra 可以得到一簇斜率不同射线。
（2）改变电枢电压的人为机械特性：斜率不变，理想空载转速 n0 不同的一簇平行线。
(U = UN)，（3）减少电动机气隙磁通的人为机械特性：φ减少时， n0 增大同时φ增大。
【实践环境】 DJ15直流并砺电动机DJ23校正直流测功机 直流电机电源 智能直流电压表 三向可调电阻 涡流测功机控制箱【实践方案设计】实践电路图如下：【实践过程】1. 固有特性及回馈制动状态下机械特性测试步骤：（1） 在静止状态下按图示连接好电路，R a15，R a23置最大，测功机加载钮置零。
他励直流电动机实验-全文可读
Ia不 大 于 0 . 5
T
实验内容—他励直流电动机的机械特性
一 、固有机械特性 1. 励磁电流调至100mA左右 2. 电枢电压调至约最小 ，开始起动电机 3. 电枢回路调节电阻最小R=0 4. 电枢电压调至约200V 5. 调节测功机转矩设置钮（小 →大），不要超过
额定值（ 电枢电流不超过0.55A） 6. 观察记录电机转速 、转矩或电枢电流 、 电压的
电源+
A
励磁
电源-
Rf
励磁调节电阻
电源+
A
电枢
Ra
电
枢
调
电源-
节 电
阻
测功机的使用
1. 置于转矩控制状态 2. 转速设定旋钮： 最大 3. 转矩设定旋钮： 最小 4. 注意转矩调零点
直流他励电动机的起动准备
• 在关闭电源前提下 ， 按图接线 ， 指导教师 检查。
• 所有旋钮应缓慢轻旋 ， 到位后不许强行硬 扭。
额定值（ 电枢电流不超过0.55A） 6. 观察记录电机转速 、转矩或电枢电流 、 电压的
变化 ，至少测量3-5个点（ Ia=0. 1 、0.2 、0.3、 0.4 、0.5A） 。
实验内容—他励直流电动机的机械特性
二 、人为机械特性— 电枢串电阻 1. 励磁电流调至100mA左右
2. 电枢回路调节至2/3位置（R=60Ω)
• 励磁变阻器在最小位置。 • 电枢变阻器在最大位置。
• 先开励磁绕组开关 ， 后开电枢绕组开关。 • 先关电枢绕组开关 ， 后关励磁绕组开关。
固有特性 、串电阻特性
n
R=0 (固有) R=30（ 串电阻） R=60（ 串电阻）
T Ia不 大 于 0 . 5
电机及拖动课程设计 他励直流电动机的回馈制动
第一章直流电动机工作原理(a)(b)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abed,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abed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abed中流过电流，在导体ab中，电流由a指向b，在导体ed中，电流由e指向d。
导体ab和ed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ed均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图1T（a）所示。
当电枢旋转180°，导体ed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ed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。
他励电机电路圏①并励电机电路图3图2-1直流电动机按励磁方式的分类图3-0他励直流电动机的固有特性其中：n ——C ①EP -R —CC ①2ET称为理想空载转称为机械特性的斜率，大小反映软特性与硬特性;RT 称为负载时的转速降。
CC ①E T由于电枢电路电阻Ra 很小，所以机械特性的斜率很小，硬度很大，固有特性为硬特An 二B T二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。
他励直流电动机实验报告
一、实验目的1. 理解他励直流电动机的结构和工作原理。
2. 掌握他励直流电动机的接线方法。
3. 学习测量他励直流电动机的起动电流、额定电流和额定电压。
4. 熟悉他励直流电动机的调速方法。
二、实验原理他励直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，其工作原理是基于电磁感应定律。
当直流电源给电动机的电枢绕组供电时，电枢绕组中产生电流，进而产生磁场。
该磁场与固定磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动电动机转动。
三、实验器材1. 他励直流电动机一台2. 直流电源一台3. 电流表、电压表各一台4. 电阻器一台5. 导线若干6. 电位计一台四、实验步骤1. 搭建实验电路：将直流电源、电流表、电压表、电阻器、电位计和电动机连接成闭合回路。
2. 调整电阻器阻值：将电阻器串联在电动机电枢回路中，调整电阻器阻值，使电动机电枢回路总电阻约为额定电阻的1/2。
3. 测量起动电流：闭合电路，逐渐增加直流电源电压，观察电流表读数，记录电动机起动电流。
4. 测量额定电流和额定电压：继续增加直流电源电压，当电动机转速稳定时，记录电流表和电压表读数，分别得到电动机的额定电流和额定电压。
5. 调速实验：将电阻器阻值调至较小值，观察电动机转速变化；将电阻器阻值调至较大值，观察电动机转速变化。
6. 改变电动机转向：将电动机电枢接线柱中的一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，观察电动机转向变化。
五、实验结果与分析1. 起动电流：实验中测得起动电流约为额定电流的1.5倍，说明电动机在启动过程中电流较大。
2. 额定电流和额定电压：实验中测得电动机的额定电流为IN，额定电压为UN，符合电动机铭牌参数。
3. 调速实验：实验中发现，减小电阻器阻值，电动机转速增加；增大电阻器阻值，电动机转速降低。
这说明通过改变电枢回路电阻，可以实现对电动机转速的调节。
4. 改变电动机转向：实验中发现，改变电动机电枢接线柱中一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，可以改变电动机转向。
他励直流电动机的调速
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。
而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。
关键词：他励直流电动机；调速；机械特性目录1 引言12 直流电动机12.1 直流电动机的介绍12.2 直流电动机的分类13 他励直流电动机23.1 他励直流电动机的基本工作原理23.2 他励直流电动机的机械特性34 他励直流电动机的调速54.1 调速的基本概念54.2 调速的指标64.3 调速的方式84.3.1 电枢串电阻调速84.3.2 改变电枢电源电压调速84.3.3改变励磁电流调速95实例分析106结论12参考文献13 致141 引言现代工业中，有大量的生产机械，要求能改变工作速度。
例如金属切削机床，由于加工工件的材料和精度要求不同，速度也就不同。
又如轧钢机，当轧制不同品种和不同厚度的钢材时，也必须采用不同的最佳速度。
所谓调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动机的转速。
这是生产机械经常提出的要求。
调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。
所以直流电动机的调速在生产工作中起着至关重要的作用。
2 直流电动机2.1 直流电动机的介绍直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。
直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使得其应用受到了影响。
随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动所取代。
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。
自动控制原理课程设计直流电机同步控制
目录一、自动控制原理课程设计题目 (2)二、摘要 (3)三、控制对象旳分析 (5)1.工作原理 (5)2.系统运行方框图 (5)3.分析系统过程 (6)4.建立数学模型求系统旳传递函数 (6)5.传递函数旳表达 (9)6. 系统校正 (10)7.运用Matlab进行仿真 (16)四、总结体会 (20)五、参照文献 (20)六、附录 (21)1.手工绘制旳微分校正旳根轨迹图及校正网络 (19)2.手工绘制旳相位超前校正旳幅特特性 (19)3.手工绘制旳相位超前校正旳相频特性及其校正网络 (19)4.频域法矫正旳Matlab仿真19一、自动控制原理课程设计题目描述: 两台直流电动机启动后, 当一台电动机抵达设定速度后, 另一台电动机在响应时间内抵达同一速度, 并保持两台电动机同步运行。
控制系统中各构成环节及参数如下:①直流电动机（他励）参数：✍✍励磁线圈电阻✍✍电感扭矩常数211min,/1500,8.9,110,85.0m kg J r n A I V U kW P N N N •=====设计规定:1.根据速度跟踪原理图建立系统数学模型。
2.画出速度跟踪系统旳方框图。
3.当系统不稳定期, 规定对系统进行校正, 校正后满足给定旳性能指标。
4.稳定性分析:A 频域法校正系统在最大指令速度( )为 （度/秒）时, 对应旳位置滞后误差不超过 度（稳态误差）；相角裕度为 度, 幅值裕度不低于6分贝；过渡过程旳调整时间不超过3秒。
B 根轨迹法校正①最大超调量%3%≤σ②过渡过程时间2≤s t 秒；静态速度误差系数5≥v K 秒.5.校正网络确定后需代入系统中进行验证, 计算并确定校正网络旳参数。
6.Matlab 进行验证7.搭建电路进行验证（注: 手工绘图（幅频、相频及根轨迹图））二、摘要针对双电机同步驱动控制在负载发生扰动时同步控制性能较差旳问题,建立了两台直流电动机同步控制系统（速度控制）旳数学模型。
重要处理旳问题是对两台直流电动机同步控制系统构造图进行分析, 画出构造框图, 算出传递函数, 并对其进行频域校正和根轨迹校正, 找到合适旳处理措施, 构建校正网络电路, 从而使得系统可以满足规定旳性能指标。
直流他励电动机实验报告6页
直流他励电动机实验报告6页实验目的：了解直流他励电动机的原理和特点，掌握其转速的调节方法及应用场合，熟悉其电路连接法，实现电机控制。
实验仪器：直流电源、电动机、万用表、直流电流表、直流电压表、NPN晶体管、电阻等。
实验原理：直流电动机是一种经典的旋转电机，它利用磁场的作用原理转动电机，并且具有启动转矩大、稳定性好等优点，在许多场合被广泛应用。
直流电动机分为分别励磁和他励磁两种，两者的区别在于励磁电流来源的不同：分别励磁电机的励磁电流来自于外部电源，而他励磁电机则是通过磁铁、电池等磁场能量来产生磁通量，从而产生磁场。
他励磁电机有较好的稳态性能，无论负载有多大，其励磁电流大小均可以保持不变，但外部电源对它影响较大。
因此在调节转速时应注意外界环境，应保证其励磁电流的稳定。
该实验主要探究的是他励磁电动机。
电路图如下：图中VD1为升压二极管，其作用是将直流电源从5V提升至8V，使得晶体管能够正常工作；R1和R2为电路中的固定电阻，R3为可变电阻，用于调节电机的转速；M1为直流他励电动机，VM1为三位直流电压表，IM1为三位直流电流表，U1是NPN型晶体管。
实验过程：1. 将直流电源的正端口接到电机的A1口，负端口接到电机的A2口。
2. 拨动电阻可变部分，根据观察到的电动机运行状态轻轻地调整电动机的转速，从慢到快。
3. 确定电动机的最大转速后，测量电机电压和电流值，实验数据如下：电机电压：6.95V 电机电流：0.058A4. 在调整电阻可变部分时，观察三位电压和电流表的变化。
由于电阻可变部分的改变，电动机的转速会变快或变慢，但是电阻的大小也会影响励磁电流，因此调整时要注意保持电机电流的稳定。
5. 利用NPN晶体管进行电机转速的控制，为实验提供更加自动化的控制方式。
将晶体管的负端口接到电机的A2口，正端口接到电动机的A1口，再根据需要调整电动机转速。
实验结果分析：实验中观察到，直流他励电动机可以通过调节电阻实现转速控制，但是电机电流和电动机转速之间的关系要加以注意。
直流他励电动机实验报告
保持和不变，时，测取工作特性、、及固有
到空载范围内，测取电动机电枢电流，转速和输出转矩，共取组数据，记录
实
验
数
据
1.10 1.0 0.9 0.8 0.4 0.3 0.2
计
算
数
据
260.96
198.24
75.97
转速和电枢电流，从至范围内，共取组数据，记录于表3-2
场电阻阻值，直至（约），每次测取电动机的、和，
1．由表3-1计算出、、和，并绘出、、及的
对改变电枢电压调速而言，他具有较好的调速性能，但需专门的调压电源。
若在电枢回路中串电阻调速，当增大电枢回路电阻后，电动机的机械特性的理想空载转速点不变，但机械特性斜率增大，改变后机械特性的曲线为一簇射线，电阻越大则转速越低。
此法的特点是设备简单，但转速只能向低调，流过串联电阻的电流大，不易做成连续可调，且串联电阻要
消耗大量电能。
而改变励磁电流调速的方法，也就是改变磁通调速，由于只能比额定
磁通减小，所以机械特性的理想空载转速点增大，机械特性斜率增大，如图3-3所示。
这种调速方法能量损失小，且电阻可做成连续可调，便于控制，但转速只能向高调，最高转速受电机本身机械强度及换向的限制。
《电机与拖动(第2版)》项目二
工作制是指电机所承受的一系列负载状况的说明，包括启动、电制动、空载、停机、
断能及其持续时间和先后顺序等。
直流电机工作制:有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种，分别用S1、S2、S3表示。
直流电机的定额:分为连续工作制定额、短时工作制定额、周期工作制定额等类别。
连续工作制（S1）：
•表示电机在额定工作状态可以长期连续运行。
导体中感应电动势的方向可用右手定则来判定。
2．直流电动机的工作原理
直流电动机的简化模型如图2-2所示。
（a）
图2-2
（b）
直流电动机的简化模型
设线圈的ab边位于N极下，线圈的cd边位于S极下，则导体每边所受电磁力的大小为
=
（2-2）
式中，f ——电磁力，单位为N；
——导体中流过的电流，单位为A。
25%、40%、60%四种。
9）绝缘等级
绝缘等级表示电机各绝缘部分所用绝缘材料的耐热等级。
➢ 根据不同绝缘材料耐温能力的大小，绝缘等级可分为：Y、A、E、B、F、H、C级。
➢ 它们允许的最高工作温度分别为：90℃、105℃、120℃、130℃、155℃、180℃、
180℃以上。
任务实施——拆装直流电动机
直闲置着。某日他准备去公司办公，便提前将电动自行车充满电，并检查电动自行车的状况，
结果发现它在行驶时的噪声很大，速度也比平时变慢了许多，由于当时维修店都没有开门营业，
小张决定自己动手进行修理。通过查阅资料，小张发现该电动自行车采用的是永磁有刷直流电
动机，并初步判断噪声是由于电动自行车长时间闲置，使电动机内润滑脂硬化所致，通过拆卸
位置做上标记。
（2）抽出转子时，必须注意不要碰伤定子绕组。重量不大的转子，可以用手抽出；重
他励直流电动机实训报告
一、实验目的1. 了解并掌握他励直流电动机的结构、工作原理和运行特性。
2. 熟悉他励直流电动机的接线方法、起动与调速方法。
3. 通过实验验证他励直流电动机的机械特性，分析其运行规律。
4. 培养动手操作能力和实验数据分析能力。
二、实验原理他励直流电动机是一种直流电动机，其励磁绕组和转子绕组分别由不同的电源供电。
他励直流电动机具有调速范围宽、起动转矩大、响应速度快等优点，广泛应用于各种场合。
三、实验设备1. 他励直流电动机一台2. 交流电源一台3. 直流电源一台4. 调速电阻一组5. 电流表、电压表、转速表各一台6. 导线若干四、实验步骤1. 电动机接线：根据电动机铭牌参数，正确连接励磁绕组和转子绕组，并连接电源、电流表、电压表和转速表。
2. 起动电动机：闭合开关，启动电动机，观察电动机的起动过程，并记录起动电流、起动电压和起动时间。
3. 调速实验：1. 采用电枢串电阻调速：将调速电阻串联在电枢回路中，逐步增加电阻值，观察电动机的转速变化，并记录不同电阻值下的转速、电流和电压。
2. 采用降低电源电压调速：逐步降低电源电压，观察电动机的转速变化，并记录不同电压值下的转速、电流和电压。
4. 机械特性实验：保持电动机的磁通不变，逐步增加负载，观察电动机的转速、电流和电压变化，并记录不同负载下的运行数据。
5. 数据处理与分析：对实验数据进行整理和分析，绘制电动机的机械特性曲线，分析其运行规律。
五、实验结果与分析1. 起动过程：电动机起动时，电流较大，电压较高，转速较低。
随着电动机转速的升高，电流逐渐减小，电压逐渐降低。
2. 调速实验：1. 电枢串电阻调速：随着电阻值的增加，电动机的转速逐渐降低，电流逐渐增大，电压基本保持不变。
2. 降低电源电压调速：随着电源电压的降低，电动机的转速逐渐降低，电流逐渐增大，电压基本保持不变。
3. 机械特性实验：电动机的机械特性曲线呈下降趋势，表明电动机的转速随着负载的增加而降低。
电机实验项目及指导书
实验一直流发电机一．实验目的1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二．预习要点1.什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。
2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？3.并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4.如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三．实验项目1.他励发电机(1)空载特性：保持n=n N，使I=0，测取Uo=f(I f)。
(2)外特性：保持n=n N，使I f =I fN，测取U=f(I)。
(3)调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f=f(I)。
2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性：保持n=n N，使R f2=常数,测取U=f(I)。
3.复励发电机积复励发电机外特性：保持n=n N，使R f=常数，测取U=f(I)。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量组件（MEL-13）或电机导轨及转速表。
3．直流并励电动机M03。
4．直流复励发电机M01。
5．直流稳压电源（位于主控制屏下部）。
6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
7．波形测试及开关板（MEL-05）。
8．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
9．三相可调电阻90Ω（MEL-04）。
10．电机起动箱（MEL-09）。
五．实验说明及操作步骤1．他励发电机。
按图1-3接线载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。
mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。
U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。
V2、mA2、A2：分别为直流电压表（量程为300V档），直流毫安表（量程为200mA档），直流安倍表（量程为2A档）（1）空载特性a．打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通直流电机励磁电源，调节R f2，使直流发电机励磁电压最小，mA2读数最小。
他励直流电动机串电阻启动的设计
他励直流电动机串电阻启动的设计The final edition was revised on December 14th, 2020.题目他励直流电动机串电阻启动的设计专业：电气工程及其自动化班级：13电牵1班姓名：陈贤第学号：20课程设计任务书一、设计题目他励直流电动机串电阻启动的设计二、设计任务某工厂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=f2：采用分级启动，启动电流最大不超过2Iax..求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。
二、设计计划第1天查阅资料，熟悉所选题目：第2天根据基本原理进行方案分析: 第3天整理思路，按步骤进行设ih 第4天整理设计说明书：第5天准备答辩：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、设计必须根据进度讣划按期完成。
3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
摘要他励直流电动机启动时山于电枢感应电动势Ea =Ce0ii = 0 ,最初启动电流IS=U/Ra,若直接启动，山于Ra很小,ISt会十儿倍甚至儿十倍于额定电流，无法换向，同时也会过热,因此不能直接启动。
要限制启动电流ISt的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路吊接附加电阻。
本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。
在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动山于其启动设备简单、经济和可黑，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对启动电阻的级数要求也不尽相同。
关键i司：他励直流电动机；启动电流；串电阻启动；目录引言 ................................... 错误!未定义书签。
1直流电动机............................ 错误!未定义书签。
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。
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他励直流电动机设计计划书1 直流电机简介直流电机是人类最早发明的和应用的一种电机。
与交流电机相比，直流电机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，应用不如交流电机广发。
但由于直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能，因此在工业领域中仍占有一席之地。
随着电力电子技术的发展，直流发电机虽有可能被可控整流电源取代的趋势，但从供电的质量和可靠性来看，直流发电机仍具有一定的优势，因此在某些场合，例如化学工业中的电镀、电解等设备，直流电焊机和某些大型同步电机的励磁电源仍然使用直流发电机作为供电电源。
2 直流电机的基本结构直流电机的结构示意图如图2-1所示。
它由定子（静止的）和转子（旋转的）两个基本部分组成。
2.1 定子定子主要由（1）主磁极；（2）换向磁极；（3）机座、端盖和电刷装置等组成。
图2-12.1.1主磁极主磁极由磁极铁心和励磁绕组组成。
（1）磁极铁心：由l~1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压铆接而成。
是磁路部分。
（2）励磁线圈：是磁路部分。
产生主磁场。
2.1.2换向磁极换向磁极也是由铁心和换向磁极绕组组成，位于两主磁极之间，是比较小的磁极。
作用：是产生附加磁场，以改善电机的换向条件，减小电刷与换向片之间的火花。
2.1.3机座机座由铸钢或厚钢板制成。
作用：来安装主磁极和换向磁极等部件和保护电机，它既是电机的固定部分，又是电机磁路的一部分。
2.1.4端盖与电刷作用：支持转子的转轴，固定电刷架。
2.2 转子转子（电枢）的组成：主要由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
1．铁心：由0.5㎜厚硅钢片叠压而成。
作用：来嵌放电枢绕组，是直流电机磁路的一部分。
2．电枢绕组：其作用是产生感应电动势和电磁转矩。
3．换向器：换向器又称整流子，其作用是将直流电动机输人的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，进而产生恒定方向的电磁转矩，或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。
2.3气隙气隙是电机磁路的重要部分。
转子要旋转，定子与转子之间必须要有气隙，称为工作气隙。
气隙大小对电机性能有很大影响。
3 直流电动机的工作原理图2-2直流电动机的工作原理如下：如上图所示为最简单的直流电动机的原理图。
其换向器是由二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。
转子载流导体在磁埸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，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。
由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab边和cd边所受的电磁力的大小相等。
这样转子线圈上受到的电磁力f的作用而按逆时针方向旋转。
当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。
因此，电磁力也等于零。
但由于惯性的作用，线圈继续转动。
线圈转过半圈之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab转到S极范围内，cd转到N极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到N极下的cd边中的电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流，则从b流向a。
因此，电磁力f的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。
可见，分别在N，S极范围内的导体中的电流方向总是不变的。
因此，线圈二边受力方向也不变。
这样，线圈就可以按受力方向不停地旋转。
这就是直流电动机的工作原理。
4 直流电动机的分类（1）他励电动机他励电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电。
他励电动机由于采用单独的励磁电源，设备较复杂。
但这种电动机调速范围很宽，多用于主机拖动中。
图4.1他励电动机（2）并励电动机并励电动机的励磁绕组是和电枢绕组并联后由同一个直流电源供电，这时电源提供的电流I等于电枢电流Ia和励磁电流If之和，即I=Ia+If。
适用于恒压工作场合图4.2并励发电机（3）串励发电机串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联之后接直流电源。
串励电动机励磁绕组的特点是其励磁电流If就是电枢电流Ia，这个电流一般比较大，所以励磁绕组导线粗、匝数少，它的电阻也较小。
图4.3串励发电机（4）复励电动机这种直流电动机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，另一个与电枢绕组并联，所以复励电动机的特性兼有串励电动机和并励电动机的特点，所以也被广泛应用。
图4.4复励电动机5 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性定义为：直流电动机的电枢电压U为常数，励磁电流I f 为常数，电枢回路电阻Ra+RΩ为常数时，电动机产生的电磁转矩T与转速n之间的函数关系，即n=f(T)。
他励直流电动机电路原理图如图2所示。
机械特性方程式图 5.1他励直流电动机电路原理图 图 5.2他励直流电动机的机械特性 电枢感应电动势 n C E e a Φ=电磁转矩 a T I C T Φ=电枢电路电压平衡方程：R I E U a a +=电动机转速特性方程：Φ-=e a C R I U n 由电磁转矩方程可得到Φ=T a C T I ，代入转速特性方程式中，就得到电动机机械特性方程式： T C C R C U n T e e 2Φ-Φ= 式中：Ω+=R R R a 。
若U ，Φ，R 均为常数，机械特性是一条向下倾斜的直线，如图5.2所示。
T n n β0-= (5-1)或 n n n ∆-=0由式（1）可知，β越大，n ∆越大，机械特性曲线越斜，称之为软特性；反之将β小、n ∆小的特性称硬特性。
6 直流电机的铭牌数据和主要系列每台直流电机的机座上都有一个铭牌，其上标有电机型号和各项额定值，用以表示电机的主要性能和使用条件，图6-1为某台直流电动机的铭牌。
图6-11.电机型号：型号表明电机的系列及主要特点。
知道了电机的型号，便可从相关手册及资料中查出该电机的有关技术数据。
2.额定功率PN：指电机在额定运行时的输出功率。
对发电机是指明输出电功率PN＝UNIN对电动机是指明输出的机械功率PN＝UNINηN3.额定电压UN：指额定运行状况下，直流发电机的输出电压或直流电动机的输入电压。
4.额定电流IN：指额定电压和额定负载时允许电机长期输人（电动机）或输出（发电机）的电流。
5.额定转速nN：指电动机在额定电压和额定负载时的旋转速度。
6.电动机额定效率ηN：指直流电动机额定输出功率PN与电动机额定输人功率P1＝UNIN比值的百分数。
7 固有机械特性与人为机械特性当电枢上加额定电压、气隙每极磁通为额定磁通、电枢回路不串任何电阻时的机械特性称为他励直流电动机的固有机械特性。
人为地改变电动机的参数，如改变电压U、改变磁电流I f（即改变磁通 ）、电枢回路串电阻所得到的机械特性称为人为机械特性。
电枢回路串电阻使斜率β增大，特性曲线变软，但理想空载转速不变，所以人为机械特性为一簇经过理想空载转速点的放射性直线，如图变电压时的人为特性是一组平行直线,如上中图;弱磁时的人为特性如上右图。
图7.1 电枢串电阻时的人为特性图7.2 变电压时的人为特性图7.3 弱磁时的人为特性8 他励直流电动机串电阻起动在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑快速起动，因而得到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。
下面仅以直流他励电动机电枢回路串电阻起动为例说明起动过程。
8.1启动过程分析如图8(a)所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压U。
触点KM1、KM2均断开,电枢串入了全部附加电阻RK1+RK2 ,电枢回路总电阻为Ral=ra+RK1 +RK2。
这是启动电流为1I =al R U =21K K a R R r U ++ （8-1）与起动电流所对应的起动转矩为T1。
对应于由电阻所确定的人为机械特性如图8(b)中的曲线1所示。
(a) 电路图 (b) 特性图图8-1 直流他励电动机分二级起动的电路和特性根据电力拖动系统的基本运动方程式T-TL=J dt d ω （8-2） 式中 T ——电动机的电磁转矩；TL ——由负载作用所产生的阻转矩；J ——电动机的转动惯量；由于起动转矩T1大于负载转矩TL ，电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐渐上升，电动机开始起动。
在图8(b)上，由a 点沿曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。
上升到b 点时，为保证一定的加速转矩，控制触点KM1闭合，切除一段起动电阻RK1。
b 点所对应的电枢电流I2称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转矩。
切除1R 后，电枢回路总电阻为Ra2=ra+2R 。
这时电动机对应于由电阻Ra2所确定的人为机械特性，见图8(b)中曲线2。
在切除起动电阻RK1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为nb ，其反电动势亦不变。
因此，电枢电流突增，其相应的电动机转矩也突增。
适当地选择所切除的电阻值1R ，使切除1R 后的电枢电流刚好等于1I ，所对应的转矩为T1，即在曲线2上的c 点。
又有T1>T2，电动机在加速转矩作用下，由c 点沿曲线2上升到d 点。
控制点KM2闭合，又切除一切起动电阻2R 。
同理，由d 点过度到e 点，而且e 点正好在固有机械特性上。
电枢电流又由I2突增到1I ，相应的电动机转矩由T2突增到T1。
T1> TL，沿固有特性加速到g点T=TL，n=ng电动机稳定运行，起动过程结束。
在分级起动过程中，各级的最大电流I1(或相应的最大转矩T2)及切换电流2I(或与之相应的切换转矩T2)都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。
要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。
下面讨论应该如何计算起动电阻。
9 起动电阻的计算1.选择起动电流I1切换电流I2为保证与起动转矩T1对应的起动电流I1不会超过允许的最大电枢电流I amax，选择I1=(1.5～2.0)I aN对应的起动转矩T1=（1.5～2.0）T N为保证一定的加速转矩，减少起动时间，一般选择切换转矩为T2=（1.1～1.2）T L若T L未知，可用T N代替。
对应的切换电流I2为I2=(1.1～1.2)I L2.求出起切电流（转矩）比ββ= I1/ I23.求出电动机的电枢电阻R aR a可以通过实测或者通过铭牌上提供的额定值进行估算，由于在忽略T0的情况下，P2=P e=EI a,因此，在额定状态下运行时，E= P N/ I aNR a=(U aN-P N/I aN)/I aN4.求出起动时的电枢总电阻R mm级起动是电视起动总电阻为R m=U aN/I15.求出起动级数mm的计算公式m=lg(R m/ R a)/lgβ6. 重新计算β，校验I2是否在规定范围之内若m是取相近整数，则需重新计算β。