电机结课设计

工程技术学院 课程设计任务书 课程名称课程名称 电机与拖动电机与拖动 题题 目 直流电机起动设计目 直流电机起动设计 专业班级 专业班级 2011 机制本 机电方向 机制本 机电方向 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 2011171201 指导老师 指导老师 成成 绩 绩 任务下达日期 2013 年 11 月 21 日 设计完成日期 2013 年 11 月 28 日 一 设计内容 一 设计内容 1 在查阅有关资料的基础上 熟悉直流电机的工作原理及机械特性 2 确定直流电机起动方案 3 完成起动方案对应的分析计算 4 绘出直流电机起动时的机械特性曲线 5 完成说明书 A4 打印或手写 计算机打印需提供纸质计算原稿 二 课程设计的基本要求二 课程设计的基本要求 1 要求独立完成计算过程及图形绘制 2 要求计算准确 绘出图形正确 整洁 3 要求在设计过程中能正确查阅有关资料 图表及公式 三 题三 题 目 直流电机起动设计目 直流电机起动设计 具体参数如下 1 电机型号 Z4 2 额定功率 KWPaN300 3 额定频率 4 额定电压 ZN Hf50 VU N 440 a 5 额定电流 6 额定转速 AI N 497 a min 1500rnN 7 电枢回路电阻 076 0 a R 8 起动要求 起动电流最大值不超过 2 aN I 说明书格式 参 考 文 献 1 电机与拖动 第二版 唐介 主编 高等教育出版 社 2 中小型电机设计手册 上海电器科学研究所 中小型电机设计手册 编写组 机械工业出版社 3 电机学 第四版 汤蕴璆主编 机械工业出版 社 4 控制微电机 唐介主编 高等教育出版社 5 电机学 李海发主编 科学出版社 1 课程设计封面 2 课程设计任务书 3 直流电机工作原理及机械特性 4 直流电机起动方案 5 直流电机起动分析计算 6 总结与体会 7 参考文献 直流电动机的起动设计直流电动机的起动设计 直流电动机的直流电动机的工作原理 工作原理 如原理图所示 将电枢绕组通 过电刷接到直 流电源上 绕 组的转轴与机械负 载相连 这时 便有电流从电 源的正极流出 经电刷 A流入电枢绕 组 然后经电刷 B 流回电源的负极 如 图那个的 a 所 示 线圈的 ab 边在 N 级下 cd 边在 S 级下 电枢绕组中的电流沿 a b c d 的方向流动 电枢电流与磁场相互作用产生电磁力 F 其方向可用左手定则来 判断 这时电机逆时针方向旋转 当电枢绕组的 ab 边转到了 S 级下 cd 边转到 N 级下 如果线圈中电流的 方向仍然不变 那么作用在这两个线圈边上的电磁力和电磁转矩的方向就会与 原来的方向相反 电机就无法运转 因此必须改变方向 从 b 图可以看出 由 于原来与电刷 A 接触的线圈两端的铜片和电刷现在已改成与电刷 B 接触 而原 来与电刷 B 接触的线圈 d 端的铜片现在已改成与电刷 A 接触 因而电枢绕组中 的电流变成 d c b a 的方向流动 利用左手定则判断出 电磁力及电磁转 矩的方向仍然使电动机逆时针旋转 所以在电磁转矩的作用下 电机拖动生产 机械沿着与电磁转矩相同的方向旋转 U 电刷 N S 换向片 直流电动机运算中的一些基本公式 直流电动机运算中的一些基本公式 nTTP NNNNN22 602 PN IUIUPaNaNNNN PN PN CT 2 604PN CE ICTaT n CE E 602 CC TEIREUaaa CTI Ta T CCRCEn TEa E 2 他励电动机的启动方式 他励电动机的启动方式 一 他励电动机直接起动 二 降低电枢电压起动 三 增加电枢电阻起动 无极起动 有级起动 分析 第一种起动方案第一种起动方案 他励电动机在额定电压下直接起动时 由于很 Ra 小 很大 一般可达到电枢电流额定值的 10 到 20 倍 这样大的 IS 电流是换向所不允许的 同时可以知道 起动转矩也能达到额定转 矩的 10 到 20 倍 起动转矩大一些好 但是过大的起动转矩会使电 动机和它所拖动的生产机械遭受突然的巨大冲击 以致损毁传动机 构和生产机械 第二种启动方案 第二种启动方案 需要有一个可改变电压的直流电源专供电枢电路 用 这种起动方法的优点是启动平稳 启动过程中能量损耗小 易 于实现自动化 本型号的直流电动机没有提供可行的直流电源 所以降低电枢电压 起动不可取 第三种方案中的无极起动第三种方案中的无极起动 无极起动时电枢电路内串联一个启动变阻器 启动变阻器的阻RST 值变化范围是多少呢 分析如下 设 起动电流为I S 根据公式 RRUISTaaS 的取值范围为 ISIIaNaN 2 则 RIURaSaST 当时 IIaNS 809 0 076 0 497440 RST 当时 IIaNS 2 367 0 076 0 2 497440 RST 取滑动变阻器的阻值的阻值包括 0 367 到 0 809 的范围就 RST 行 第三种起动方案中的有级起动第三种起动方案中的有级起动 根据有级起动的一般步骤得 1 选择和 I1I2 AA IIaN 994 5 745497 0 25 10 25 1 1 A IIaN 4 5967 546497 2 11 12 11 1 2 选择 A I 850 1 A I 550 2 2 求出起动电流比 55 1 550850 21 II 3 求出起动级数 m 517 0850440 1 A IURaNam 37 4 55 1 log076 0 517 0 logloglog RRaam m 取 m 5 4 重新计算 校检I 2 37 1 076 0 517 0 5 A II 62037 1850 12 在规定的范围内 I2 5 求出各级启动电阻 028 0 076 0 137 1 1 1RRasT 038 0076 0 37 1 37 1 2 2 2RRaST 053 0 076 0 37 137 1 23 23 3RRaST 072 0 076 0 37 1 37 1 34 34 4RRaST 082 0 076 0 37 1 37 1 45 45 5RRaST 所以有级起动可以串联五个电阻来完成起动 p f 2 e2 f 1 c2d1MF b2c1 a2b1ME M D M C Mb O TLT2T1 M a CIRU Eaaa n CUn EaN0 268 0 CE min1642 0 r n mN nPT NNN 1910150030000055 955 9 n n0 nN TN 课程设计总结 课程设计总结 直流他励电动机起动有很多方法 直接起动存在一定的风险性 降低 电枢电压起动 它需要专用