指导班主任评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学课程设计报告设计题目：直流马达的串内阻调速过程设计单位（二级大学）：西安邮电学院移通大学学生姓名：罗峰专业：电气工程及其手动化班级：07电气（3）班学号：指导教师：程安宇设计时间：2010年3月南京邮电大学制课程设计任务书一、设计题目直流马达的串内阻调速过程设计二、设计任务和要求熟练直流马达的机械特点和电气特点；按照图片提示，综合运用知识剖析直流马达的运行过程；估算每位阶段变化过程中的电阻对系统的影响；推导入每位速率变化过程中电电阻的公式；按照以下直流电动机特点Pn=85KWUan=380VIan=176ANn=1450r/min欲用电刷串内阻启动，启动级数初步为3级选择启动电压I1,切换电压I2和切换电压I3求出起切电压比求出启动时定子电路的总内阻Ram求出启动级数m重新估算，校准I2,I3求出各级总内阻求出各级启动内阻推论递交整个设计报告和测试报告目录一、直流电动机的综述……………………4二、他励直流电动机………………………5三、设计内容………………………………12四、结论……………………………………14五、心得感受………………………………16六、参考文献………………………………17综述直流电动机因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
直流电动机按电枢形式分为永磁、他励和自勉3类,其中自勉又分为并励、串励和复励3种。直流电动机-特征：(一)调速性能好。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，按照须要，人为地改变电动机的怠速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，但是调速范围较宽。(二)起动转矩大。可以均匀而经济地实现怠速调节。为此，但凡在重负载下起动或要求均匀调节怠速的机械，比如小型可逆炼钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。直流电动机–工作原理：如上图（a）所示，则有直流电压从电枢A流入，经过线圈abcd，从电枢B流出，依照电磁力定理，载流导体ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由右手定则判断，两段导体遭到的力产生了一个力矩，促使定子逆秒针转动。假如定子转入如上图（b）所示的位置，电枢A和换向片2接触，电枢B和换向片1接触，直流电压从轴套A流入，在线圈中的流动方向是dcba，从轴套B流出。此时载流导体ab和cd遭到电磁力的作用方向同样可由右手定则判断，它们形成的力矩依旧致使定子逆秒针转动。这就是直流电动机的工作原理。外加的电源是直流的，但因为电枢和换向片的作用，在线圈中流过的电压是交流的，其形成的力矩的方向却是不变的。
实用中的直流电动机定子上的定子也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈联接而成，以降低电动机电磁力矩的波动，定子方式同发电机。二、他励直流电动机他励直流电动机由电枢定子和励磁定子分别由两个独立的直流电源供电。在电枢电流Uf的作用下，电枢定子中通过电枢电压If，因而形成主磁体磁路φ。在定子电流Ua的作用下，定子定子中通过定子电压Ia。定子电压与磁场互相作用形成机械以某一怠速n运转。定子旋转时，切割磁感线形成电动势E.电动势的方向与定子电压的方向相反。2.1他励直流电动机机械特点2.1.1他励直流电动机固有特点图2-1他励直流电动机固有特点2.1.2他励直流电动机人为特点图2-2定子串内阻起动时的人为特点图2-3增加集电极电流人为特点(UNT2，电动机在加速扭矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。控制点KM2闭合，又摘除一切起动内阻RK2。同理，由d点过度到e点，但是e点恰好在固有机械特点上。定子电压又由I2突增到I1并联电阻是分数怎么计算，相应的电动机力矩由T2突增到T1。T1>TL，沿固有特点加速到g点T=TL，n=ng电动机稳定运行并联电阻是分数怎么计算，起动过程结束。在分级起动过程中，各级的最大电压I1(或相应的最大扭矩T2)及切换电压I2(或与之相应的切换力矩T2)都是不变的，这样，致使起动过程有较均匀的加速。
要满足以上定子回路串接内阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动内阻。下边讨论应当怎样估算起动内阻。(2)起动内阻的估算在图4(b)中，对a点，有I1=即Ra1=当从曲线1(对应于励磁电路总内阻Ra1=ra+RK1+RK2)转换得到曲线2(对应于总内阻Ra2=ra+RK2)时，亦称从点转换到点时，因为摘除内阻RK1进行很快，如忽视电感的影响，可假设nb=nc，即电动势Eb=Ec，这样在点有I2=在c点I1=两式相除，考虑到Eb=Ec，得同样，当从d点转换到e点时，得=这样，如图4所示的二级起动时，得=推广到m级起动的通常情况，得===…==式中为最大起动电压I1与切换电压I2之比，称为起动电压比(或起动力矩比)，它等于相邻两级定子回路总内阻之比。由此可以推出=式中m为起动级数。由上式得=如给定,求m,可将式=取对数得m=由式===…==可得每级定子回路总内阻Ra1=Ra2=raRa2=Ra3=raRa(m-1)=Ram=raRam=ra各级启动内阻为RK1=Ra1-=Ra2-=Ra3-Ra4RK(m-1)=Ra(m-1)-=Ram-ra起动最大电压I1及切换电压I2按生产机械的工艺要求确定，通常I1=(1.5~2.0)INI2=(1.1~1.2)IN及电动机相应的力矩T1=(1.5~2.0)INT2=(1.1~1.2)IN(3)估算分级启动内阻，有两种情况：1、启动级数m未定，初选→Ram=ra→求m，取成整数m→计算值→计算各级内阻或分断内阻。
2、启动级数m已定,选取I1→Rm=→计算值→计算各级内阻或分级内阻。三、设计内容1）选择启动电压I1和切换电压I2I1=(1.5～2.0)IaN=(1.5～2.0)×497=(745.5～994)AI2=(1.5～1.2)IaN=(1.1～1.2)×497=(546.7～596.4)选择I1=840，I2=560。2）求出起切电压比==1.53）求出启动时定子电路的总内阻==0.524（4）求出启动级数mm==4.76取m=55）重新估算，校准I2==1.47I2==571I2在规定范围之内。6）求出各级总内阻R5=5ra=1.4750.076=0.52R4=4ra=1.4740.076=0.35R3=3ra=1.4730.076=0.24R2=ra=1.4720.076=0.16R1=ra=1.470.076=0.11R0=Ra=0.0767）求出各级启动内阻Rst1=R1-R0=(0.11-0.076)=0.=R2-R1=(0.16-0.11)=0.=R3-R2=(0.24-0.16)=0.=R4-R3=(0.35-0.24)=0.=R5-R4=(0.52-0.35)=0.27四、结论额定功率较小的电动机可采用在定子电路内串起动变阻器的方式起动。
起动前先把起动变阻器调到最大值，加上电枢电流Uf，保持电枢电压为额定值不变。在接通励磁电源，电动机开始起动。随着怠速的下降，逐步减少起动变阻器的阻值，直至全部摘除。额定功率比较大的电动机通常采用分级方式以保证起动过程中既有比较大的起动力矩，又使起动电压不会超过容许值。他励直流电动机串内阻启动估算方式①选择启动电压I1和切换电压I2启动电压为I1=(1.5~2.0)IN对应的启动力矩T1=(1.5~2.0)IN切换电压为I2=(1.~11.2)IN对应的启动力矩T2=(1.1~1.2)IN②求出起切电压（力矩）比=③求出电动机的定子电路内阻rara=④求出启动时的定子总内阻RmRam=⑤求出启动级数mm=⑥重新估算，校准I2是否在规定范围内若m是取相仿整数，则需重新估算I2=再依照得出的重新求出I2，并校准I2是否在规定范围内。若不在规定范围内，需加强启动级数m重新估算和I2，直至符合要求为止。⑦求出各级总内阻⑧求出各级启动内阻五、心得感受说实话，课程设计真的有点累．但是，当我一着手清除自己的设计成果，回味这1周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．其实这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，但是它令我倍感自己的好多不足。
通过课程设计，使我深刻的感遭到，干任何事都必须耐心细致，课程设计过程中，有些估算就是由于自己的不细致算错了好几次只好重算，我总算感遭到了科学的严谨性，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．此次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练．短短一周的课程设计，使我发觉了自己所把握的知识是真正如此的欠缺，自己综合应用所学的专业知识能力是这么的不足，几年来的学习了这么多的课程，明天才晓得自己并不会用．在做课程设计过程中我要谢谢程安宇老师，因为我们学的马达与拖动知识并不多，有好多地方我们都不懂，程老师在百忙之余抽出时间对我们进行了耐心细致的指导，在他的悉心指导下我才才能完成课程设计。在设计过程中也得到了其他同事的热心帮助，通过和朋友们的讨论和交流我才得以顺利地完成了课程设计的编撰；在此向她们表示谢谢。六、参考文献[1]《电机与拖动》唐介主编，高等教育出版社2003，年出版；[2]《电机与拖动基础》刘起新主编，中国电力出版社，2005年出版；[3]《电机学》李海发主编，科学出版社2001年出版；[4]《电机与拖动》周绍英主编，中央广播电视学院出版社，1995年出版；[5]《电机学》胡虔生等编，中国电力出版社，2005年出版；-----
