電機與拖動課程設(shè)計

青島理工大學(xué)琴島學(xué)院

課程設(shè)計報告

課題名稱：電機與拖動課程設(shè)計學(xué)院：機電工程系專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)老師：

青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處

201*年12月23日學(xué)生指導(dǎo)老師設(shè)計時間實訓(xùn)基地302室根據(jù)電氣控制設(shè)備的工藝要求，查找有關(guān)資料，選擇電器元件，設(shè)計電氣控制線路201*/12/19-201*/12/23課題名稱電機與拖動課程設(shè)計設(shè)計地點設(shè)計目的設(shè)計內(nèi)容（包括設(shè)計過程、主要收獲、存在問題、解決措施、建議）一．設(shè)計過程1．順序起動，逆序停車主回路分析：按下QS，主回路接上電源控制回路分析：按下SB2,接觸器KM1得電吸合并自鎖，其主觸點閉合，電動機M1啟動運轉(zhuǎn)。由于KM1的常開輔助觸點作為KM2得電的先決條件串聯(lián)在KM2線圈電路，所以只有在M1啟動后M2才能啟動，實現(xiàn)了按順序啟動。需要停車時，如果先按下電動機M1的停止按鈕SB1，由于KM2的常開輔助觸點作為KM1失電的先決條件并聯(lián)在SB1的兩端，所以M1不能停止運轉(zhuǎn)，只有在按下電動機M2的停止按鈕SB3后，接觸器KM2失電釋放，M2停止運轉(zhuǎn)，這時再按下SB1，電動機M1才能停止運轉(zhuǎn)2.籠型異步電動機的Y-△降壓起動主回路分析：按下QS，主回路接上電源控制回路分析：按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電，電動機M接入電源。同時，時間繼電器KT及接觸器KM2線圈得電。接觸器KM2線圈得電，其常開主觸點閉合，電動機M定子繞組在星形連接下運行。KM2的常閉輔助觸點斷開，保證了接觸器KM3不得電。時間繼電器KT的常開觸點延時閉合；常閉觸點延時繼開，切斷KM2線圈電源，其主觸點斷開而常閉輔助觸點閉合。接觸器KM3線圈得電，其主觸點閉合，使電動機M由星形起動切換為三角形運行。按SB1輔助電路斷電各接觸器釋放`電動機斷電停車線路在KM2與KM3之間設(shè)有輔助觸點聯(lián)鎖，防止它們同時動作造成短路；此外，線路轉(zhuǎn)入三角接運行后，KM3的常閉觸點分斷，切除時間繼電器KT、接觸器KM2,避免KT、KM2線圈長時間運行而空耗電能，并延長其壽命。三相鼠籠式異步電動機采用Y△降壓起動二．主要收獲本次課程設(shè)計我主要負責(zé)的是設(shè)計順序起動，逆序停車和籠型異步電動機的Y-△降壓起動線路。歷時一周終于順利完成。辛苦雖然是不可避免，但收獲還是令人尤其欣慰。通過做本課題，我鞏固并掌握了三相異步電動機的基本理論知識，較為全面地應(yīng)用了控制電路的知識，熟悉了現(xiàn)代中小型電動機的發(fā)展，加深了對課本知識的進一步了解，同時也可以運用老師推薦的軟件繪圖，其次也讓我更深層的理解了各種元件的工作原理以及它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。深入地學(xué)習(xí)和分析了三相異步電動機的起動、順序控制電路，掌握了其設(shè)計方法。突然發(fā)現(xiàn)，做項目的過程就是撿金子的過程，是把以前學(xué)過的知識一塊一塊的撿起來，做為項目組的一員對項目的開發(fā)我有了深刻的認識。過程中，每個同學(xué)都離不開其他同學(xué)，在一個問題的交流看法中，可以體會到文檔編寫的多樣性和靈活性，有很多的捷徑都是同學(xué)們互相交流和辯解中得到的最佳答案，以至于每個同學(xué)都會在項目中得到更多的理解和項目經(jīng)驗。三．存在問題1..KM1不能實現(xiàn)自鎖。2.不能逆序停車，KM1可以先停車。四．解決措施1.KM1的常開輔助觸點接錯。2.按鈕接反。五．建議：希望學(xué)校以后多組織這樣的課程設(shè)計活動，加強我們的動手和思考能力，是我們的理論知識在實踐中得到升華指導(dǎo)老師評語系部教研室意見

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電機拖動課程設(shè)計

設(shè)計題目:他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)

系別:電信系

專業(yè):電氣2班

姓名:孫玉新

學(xué)號:04050801001

指導(dǎo)教師:張莉

目錄

摘要

他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)一、設(shè)計的目的和意義二、總體設(shè)計方案

1.并勵(他勵)直流電動機的起動2.并勵(他勵)直流電動機的調(diào)速三.設(shè)計過程1．實驗設(shè)備

2.設(shè)備屏上掛件排列順序3.設(shè)計原理圖4.調(diào)速步驟五、設(shè)計心得六．參考文獻

摘要

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，電動機的需求會越來越大，電動機的應(yīng)用越來越廣泛，電動機的操作系統(tǒng)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化工業(yè)、家庭生活和辦公自動化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺，而且能提供多種應(yīng)用服務(wù)，使人們的生活質(zhì)量有了大幅度的提高，擺脫了人力勞作的模式。而電動機主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動化操作中是電動機的主要應(yīng)用之一，因此本課程設(shè)計課題將主要以在工業(yè)中電動機調(diào)速方法的應(yīng)用過程可能用到的各種技術(shù)及實施方案為設(shè)計方向，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：直流電動機調(diào)速設(shè)計

他勵直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)

一、設(shè)計的目的和意義

通過本次的課程設(shè)計更進一步的掌握和了解異步電動機的調(diào)速方法。這次課程設(shè)計可以使我們在學(xué)校學(xué)的理論知識用到實踐中，使我們在學(xué)習(xí)中起到主導(dǎo)地位，是我們在實踐中掌握相關(guān)知識，能夠培養(yǎng)我們的職業(yè)技能，課程設(shè)計是以任務(wù)引領(lǐng)，以工作過程為導(dǎo)向，以活動為載體，給我們提供了一個真實的過程，通過設(shè)計和運行，反復(fù)調(diào)試、訓(xùn)練、便于我們掌握規(guī)范系統(tǒng)的電機方面的知識，同時也提高了我們的動手能力。

二、總體設(shè)計方案

1.并勵(他勵)直流電動機的起動

直流電動機接通電源以后，電動機的轉(zhuǎn)速從零達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程稱為起動過程。對于電動機來講，我們總希望它的起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小，起動設(shè)備簡單、經(jīng)濟、可靠。

直流電動機開始起動時，轉(zhuǎn)速n=0，此時直流電動機的反電動勢(E=KEφn)還沒有建立起來，由于電樞電阻Ra較小，Ia=u／R。，所以此時電樞電流最大。另外，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=KTφI可知，由于電樞電流非常大，此時的起動轉(zhuǎn)矩也非常大。這樣大的起動電流和起動轉(zhuǎn)

矩，分別將對供電電源和機械裝置形成強大的沖擊。通常采用保證足夠的起動轉(zhuǎn)矩下盡量減少起動電流的辦法，使電動機起動。直流電動機經(jīng)常使用的起動方法有下面兩種。1．電樞回路串電阻起動

為了限制起動電流，起動時可在電樞回路串入起動電阻RST,待電動機轉(zhuǎn)速上升后逐步將起動電阻切除。接人起動電阻后的起動電流為

2．減壓起動

減壓起動時，開始加在電動機電樞的端電壓很低，隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐步增大電樞電壓，并使電樞電流限制在一定的范圍內(nèi)。為使勵磁不受電樞電壓的影響，電動機應(yīng)采用他勵方式。

二并勵(他勵)直流電動機的調(diào)速

同交流異步電動機相比，并勵直流電動機在調(diào)速方面有其獨到的優(yōu)點。

從直流電動機的轉(zhuǎn)速特性

可知，并勵(他勵)直流電動機可通過三種方式對電動機的速度進行凋節(jié)

1_調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速

當保持他勵直流電動機磁通為額定值和電樞回路電阻不變時，降低電樞電壓，可以調(diào)常電動機的轉(zhuǎn)速：由并勵直流電動機的機械特性為

2．調(diào)節(jié)串入電樞回路電阻調(diào)速

在電樞回路串八電阻RΩ從串八電阻后并勵直流電動機的機械特性

可知，機械特性的斜率將隨之增大，即‰不變，改變的只是△n所以它和負載特性的交點隨著RΩ的變大而逐步下移，如罔215所示。

這種調(diào)速方法的優(yōu)點是簡單易行，缺點是接人電阻后電動機的效率降低，機械特性變軟，

3．調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)速

這種調(diào)速方法所用設(shè)備簡單．調(diào)節(jié)也很方便，且效率較高。缺點是隨著電動機轉(zhuǎn)速的增高，電

樞電流隨之升高，電動機的溫升升高，換向條件變壞，轉(zhuǎn)速過高，還會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。三.調(diào)速的性能指標1.調(diào)速范圍與靜差率

調(diào)速范圍是指電動機在額定負載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用D表示為

最高轉(zhuǎn)速受電動機的換向及機械強度限制，最低轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機械對轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定性要求的限制。

靜差率或轉(zhuǎn)速變換率，是指電動機由理想空載到額定負載時轉(zhuǎn)速的變化率，

靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負載波動時，轉(zhuǎn)速的變換也越小。

調(diào)速范圍與靜差率相互制約，采用同一種方法調(diào)速時，靜差率數(shù)值越大，則可以得到較高的調(diào)速范圍；如果靜差率一定，采用不同的調(diào)速方法，其調(diào)速范圍D不同2.調(diào)速的平滑性

無級調(diào)速的平滑性最好，有級調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示，其定義為：相鄰兩極轉(zhuǎn)速中，高一級n與低一級轉(zhuǎn)速n之比，即

3.調(diào)速的經(jīng)濟性

主要考慮調(diào)速設(shè)備的初投資、調(diào)速時電能的損耗、運行時的維修費用等。

調(diào)速時電能的損耗除了要考慮電動機本身的損耗外，還要考慮供電電源的效率。

調(diào)速設(shè)備初投資應(yīng)該考慮電動機和供電電源兩方面：專門設(shè)計的改變磁通調(diào)速的電動機成本較普通直流電機為高；降電樞電壓調(diào)速的大功率可調(diào)壓電源，成本也較高；調(diào)磁通調(diào)速一般也要專門配一可調(diào)壓電源，但容量要小，成本也低些。這樣綜合起來考慮，電樞串電阻調(diào)速設(shè)備成本最低，而改變電源電壓調(diào)速設(shè)備成本最高。

四.設(shè)計過程1．實驗設(shè)備

序號12345678

2.設(shè)備屏上掛件排列順序

D31、D42、D41、D51、D31、D44

型號DD03DJ23DJ15D31D42D44D51D41名稱導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表校正直流測功機直流并勵電動機直流數(shù)字電壓、毫安、安培表三相可調(diào)電阻器可調(diào)電阻器、電容器波形測試及開關(guān)板三相可調(diào)電阻器數(shù)量1臺1臺1臺2件1件1件1件1件

3.設(shè)計原理圖

勵磁電源+－220V并勵繞組

If2A2Rf2IfA1Rf1V2IFA4圖1直流他勵電動機接線圖

R1SIA3V1

4.調(diào)速步驟1.選擇儀器

（1）電壓量程的選擇

220V+電樞電源并磁繞阻

如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。（2）電流量程的選擇

因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。（3）變阻器的選擇

變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的90Ω與90Ω串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的900Ω與900Ω串聯(lián)電阻。2.直流他勵電動機的起動準備

(1)按原理圖接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN＜0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。Rf1用可調(diào)電阻器D44中的900Ω與900Ω電阻串聯(lián)，使Rf1的阻值等于1800Ω，作為他勵直流電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用可調(diào)電阻器D42中的900Ω與900Ω電阻串聯(lián)，使Rf2的阻值等于1800Ω，作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用可調(diào)電阻器D44中的90Ω與90Ω電阻串聯(lián)，使R1的阻值等于180Ω，作為他勵直流他勵電動機的起動電阻，R2選用可調(diào)電阻器D42中的900Ω與900Ω并聯(lián)后再與可調(diào)電阻器D41中的6個90Ω電阻互串聯(lián)，作為MG的負載電阻。

(2)接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。3.他勵直流電動機起動步驟

（1）檢查按原理圖的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢靠。

(2)將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功機MG的負載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，并將控制屏上電樞電源‘電壓調(diào)節(jié)’旋鈕調(diào)至最小，作好起動準備。（3）開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2（電流表A2）于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源‘電壓調(diào)節(jié)’旋鈕，使電動機M起動。

（4）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正值。（若不正確，先關(guān)斷電樞電源開關(guān)，再關(guān)斷勵磁電源開關(guān)，用勵磁電源極性對調(diào)來糾正轉(zhuǎn)向，重復(fù)步驟（1）（2），使電動機M起動。）電動機M起動后，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓為220伏。減小起動電阻R1阻值，直至短接。

（5）合上校正直流測功機MG的負載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2阻值，記錄電樞電流I（電流表A3）不同值時，使MG的負載電流IF（電流表A4）改變值，即直流電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩T2改變值（按不同的IF值，查對應(yīng)于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)

矩T2值）。將測得數(shù)據(jù)記錄到表1-1中。

表1-1I（電流表A3）IF（電流表A4）T2（6）調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速

分別改變電動機M電樞回路的電阻R1和勵磁回路的電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。

保持勵磁回路的電阻Rf1不變，改變電樞回路的電阻R1，使其增大，測轉(zhuǎn)速n。將測得數(shù)據(jù)記錄到表1-2中。

表1-2R1n

保持電阻R1=0不變，改變勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1時，測轉(zhuǎn)速n。將測得數(shù)據(jù)記錄到表1-3中。

表1-3Rf1n

（7）改變電動機的轉(zhuǎn)向

將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。

五、設(shè)計心得

通過這段時間的課程設(shè)計，從無知到認知，到深入了解，漸漸了我喜歡上了這個全新的專業(yè)，讓我深刻的體會到學(xué)習(xí)過程是最美的。在整個課程設(shè)計過程中，我每天都有很多新的體會。

經(jīng)過一周的奮戰(zhàn)，課程設(shè)計完成了，在沒有做課程設(shè)計之前覺得課程設(shè)計只是對這個學(xué)科所學(xué)知識的總結(jié)，但通過這次課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法片面。課程設(shè)計不僅是對所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的提高。通過課程設(shè)計，讓我更加明白學(xué)習(xí)是一個長期的積累過程，經(jīng)后的工作、生活中應(yīng)該不段的學(xué)習(xí)，努力提高知識和綜合能力。

設(shè)計過程中，我查閱了大量的有關(guān)資料，并與同學(xué)交流，學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲還是很多的。在設(shè)計中培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心。讓我充分體會到在創(chuàng)造過程中探索的艱辛和成功的喜悅。

我的獨立思考能力得到了相應(yīng)的提高，在設(shè)計過程中，我不僅學(xué)到了

知識，也讓我感到了生活的充實和學(xué)習(xí)的快樂，以及獲得知識的滿足。真正接觸了實踐，使我消除了從學(xué)校走向社會的恐懼心理，使我對未來充滿了信心，以良好的心態(tài)去面對社會。同時我也體驗到了工作的艱辛，促使自己努力學(xué)習(xí)更多的知識，為自己今后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。六．參考文獻

友情提示：本文中關(guān)于《電機與拖動課程設(shè)計》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，電機與拖動課程設(shè)計：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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