直流电机调速课程设计

电机与拖动课程设计报告

（2014—2015学年第二学期）

题目直流电动机调速系统设计

系别信息与控制工程系

专业电气工程及其自动化

班级

学号

姓名

指导教师

完成时间 2015年7月7日

评定成绩

课程设计任务书

一、设计题目

直流电动机调速设计

二、设计任务

一台他励直流电动机，参数如下：

P N=4KW

U aN=170V

I aN=34.4A

n N=1450r/min

R L=0.076Ω

1．用其拖动通风机负载运行，若采用电枢串电阻调速时，要使转速降至1200r/min，试设计电枢电路中的调速电阻。

2．用其拖动恒转矩负载运行，负载转矩等于电动机的额定转矩，采用改变电枢电压调速时，要使转速降至1000r/min，试设计电枢电压值。

3．用其拖动恒功率负载运行，采用改变励磁电流调速，要使转速增至1800r/min，试设计CeΦ的值。

三、设计计划

电机与拖动课程设计共计2周内完成。第1周查资料，熟悉题目；第2周设计方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；第2周最后一天答辩。

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。

指导教师：顾波

教研室主任：

2015年6月10日

目录

课程设计任务书.............................................................. - 1 - 第一章直流电动机........................................................... - 3 - 第二章直流电动机的结构与工作原理........................................... - 4 -

2.1 直流电动机的结构.................................................... - 4 -

2.2 直流电动机的工作原理................................................ - 6 - 第三章他励直流电动机的调速................................................. - 7 -

3.1调速指标............................................................. - 7 -

3.2 电枢串电阻调速...................................................... - 7 -

3.3改变电枢电源电压调速................................................. - 7 -

3.4弱磁调速............................................................. - 8 - 第四章课程设计内容........................................................ - 10 - 结论....................................................................... - 12 - 设计体会................................................................... - 13 - 参考文献................................................................... - 14 - 致谢....................................................................... - 15 -

第一章直流电动机

把电能转换为机械能的称为电动机。直流电动机的调速性能很好，起动转矩较大，特别是调速性能为交流电动机所不及。因此，在对电动机的调速性能和起动性能要求较高的生产机械上，大都使用直流电动机进行拖动。但是，直流电动机的制造工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性较差，所以，在现代工业的拖动系统中，直流电动机与交流电动机“各得其所”。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。

第二章直流电动机的结构与工作原理

2.1 直流电动机的结构

直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

图2.1 直流电动机的结构

1 定子结构

（1）主磁极

主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。

图2.2 主磁极结构

铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上，

（2）换向极

换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极相等。