第一章直流电动机工作原理
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abcd，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abcd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abcd中流过电流，在导体ab 中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。导体ab和cd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cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图1-1(a)所示。当电枢旋转180°，导体cd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cd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。
图2-1直流电动机按励磁方式的分类
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。根据公式：
a I C T T Φ=
n Φ=E C E
a a a R I E U +=
可得，他励电动机的转速与转矩之间有如下关系：
T T C C R C U C R I C U C R I U C E T E E E E E E β-=Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=02
a a a a a a a a n n 当Φ、、a a R U 为常数时，()T f n =为一条向下倾斜的直线，如图3所示：
图3-0 他励直流电动机的固有特性
其中： Φ
=
E C U a 0n 称为理想空载转速； 2a Φ
=T E C C R β 称为机械特性的斜率，大小反映软特性与硬特性； T C C R T n T E Φ
==?a β 称为负载时的转速降。 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,固有特性为硬特性。
3.1 固有机械特性
N U U =、N Φ=Φ电枢回路不串电阻时的机械特性。其方程式为：
T T C C R C U C R I C U C R I U C E T E E E E E E β-=Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=02
a a a a a a a a n n 由于a R 较小，特性的斜率β小，所以他励直流电动机的固有机械特性是一条稍稍向下倾斜的直线，如3-2所示：
图3-1 他励直流电动机的固有特性
固有特性称为硬特性，其额定转速变化率为：
%100%0?-=?N
N
N n n n n
3.2 电枢串接电阻时的人为机械特性
将电枢回路串接电阻，而保持电源电压和励磁磁通不变其机械特性如图3-2所示：
图3-2 电枢串接电阻时的人为机械特性
与固有机械特性相比，电枢串接电阻时的人为机械特性具有如下一些特点:
1、理想空载转速与固有特性时相同，且不随串接电阻a R 的变化而变化；
2、随着串接电阻的加大，特性的斜率β加大，转速降落n ?加大，特性变软，稳定性变差；
3、机械特性由与纵坐标轴交于一点()0n n =但具有不同斜率的射线族所组成；
4、串入的附加电阻越大，电枢电流流过附加电阻所产生的损耗就越大。
3.3 改变电源电压时的人为机械特性
此时电枢回路附加电阻0a =k R ，磁通保持不变。改变电源电压，一般是由额定电压向下改变。
由机械特性方程，得出这时的人为机械特性如图3-3所示。
与固有机械特性相比，当电源电压降低时，其机械特性的特点为：
1、特性斜率β不变，理想空载转速0n 降低；
2、机械特性曲线平行下移，机械特性由一组平行线所组成；
3、α不变，机械特性的硬度不变。
图3-3改变电源电压时的人为机械特性
3.4 减小励磁电流时的人为特性
减小励磁电流I，则磁通Φ减小，
n增加，β增加，α减小，人为特性如图3-4所示：
图3-4减小励磁电流时的人为特性
第四章他励直流电机的制动
为了满足生产和生活的需要，电力拖动系统往往需要使电动机尽快停转或者由高速运行迅速转为低速运行，为此需要对电动机进行制动，同时对于位能性负载的工作结构，为
了获得稳定的下降速度也需要对电动机进行制动。
制动是电动机一个重要的运行状态，其运行的特点是电磁转矩Tm 的方向与旋转方向n 相反。
4.1 他励直流电动机的制动种类
他励直流电动机的制动方法包括能耗制动、反接制动和回馈制动三种。
4.2 回馈制动
他励电动机回馈制动的特点是：使电动机的转速大于理想空载转速，因而Ua E >，电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能回馈给电网。
回馈制动又分为以下两种类型。
4.2.1 正向回馈制动——电车下坡
电车在平地行驶或上坡时，负载转矩L T 阻碍电车前往行驶。如图4-1所示：
图4-1 回馈制动电车下坡过程
系统工作在机械特性与负载特性2的交点a 上。电车下坡时，L T 反向变成帮助电车向下加速行驶，负载特性变为特性3。在T 和L T -的共同作用下，n 加速，工作点由a 点沿特性1向上移动。到达0n 时，0=T ，但0<-L T ，即-L T 与n 方向相同，在L T -作用下，电机继续加速，工作点越过0n 继续向上移动。这时T 反向，成为阻止电车下坡的制动转矩。但
T T L >-，工作点继续上移，直至机械特性1与负载特性3的交点b 为止，L T T -=，电车恒速往下行驶。自从工作点越过0n 后，0n n >，使得a U E >，电动机就进入了回馈制动过程，到达b 点后，电机便处于回馈制动运行。由于这种回馈制动，电枢电压方向没有改变，故称正向回馈制动。正向回馈制动与电机状态相比，虽然n 、E 、a U 的方向都未改变，但因a U E >，使得a I 以及T 反向，两者的区别如图4-2所示：
（a ）电动状态 （b ）制动状态
图4-2 正向回馈制动时的电路图 正向回馈制动在调速过程中也时常出现，当电动机减速时，若减速后的理想空载转速低于减速前的转速，电机便会在调速过程的某一阶段处于正向回馈制动过程。如图4-3所示：
（a ）改变电枢电压调速 （ b ）改变励磁电流调速
图4-3 调速时出现的正向回馈制动 在改变电枢电压调速和改变励磁电流调速时，工作点都要从a 点平移到b 点，然后经c 点到达d 点稳定运行。在bc 阶段，0n n >，电机处于正向回馈制动过程中。它的存在，有利于缩短bc 短的时间，加快调速过程。
4.2.2 反向回馈制动——下放重物
制动时，将电枢电压反向，并且在电枢回路中串联一个制动电阻b R 。制动前后的电路图如图4-4所示：
（a ）电动状态 （b ）制动状态
图4-4 反向回馈制动时的电路图
这时，电动机拖动的是位能性恒转矩负载。如图4-5所示：
图4-5 回馈制动下放重物过程
制动前，系统运行在机械特性1与负载特性3的交点a 上。制动瞬间，工作点平移到人为特性2上的b 点，T 反向，n 迅速下降。当工作点到达c 点时，在T 和L T 的共同作用下，电动机反向起动，工作点沿特性2继续下移。到达d 点时，转矩等于理想空载转矩，0=T ，但0>L T ，在重物的重力作用下，系统继续反向加速，工作点继续下移。当工作点到达e 点时，L T T =，系统重新稳定运行。这时的电动机在比理想空载转速高的转速下稳定下放重物。
在上述制动过程中，bc 段电机处于电压反向反接制动过程，cd 段电机处于反向起动过程，de 段电机处于回馈制动过程，在e 点电机处于回馈制动运行。由于这种回馈制动是
在电枢电压反向后得到的，故称反向回馈制动。
反向回馈制动运行时，与图4-4（a ）的电动状态时相比，如图4-4（b ）所示，由于n 反向，E 反向，且a U E >，a I 方向不变，T 方向不变，但与n 方向相反，成为制动转矩。电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能送回电源。
回馈制动的效果也与制动电阻b R 的大小有关。b R 小，则特性2的斜率小，转速低，下放重物慢。
由图4-4（b ）可知，回馈制动运行时，为简化分析，只取各量的绝对值，而不考虑其正负，则
）（a a a a b a n C C n U C T
T U C I U E R R E T T E -ΦΦ=Φ
-Φ=-=+ 可见，若要以转速n 下放负载转矩L T 的重物，制动电阻应为
a a 0
a n R U C T T C R E L T --Φ-Φ=）（ 忽略0T ，则
a a a n R U C T C R E L
T --ΦΦ=）（ 采用回馈制动下放重物时，转速很高，超过了理想空载转矩，要注意转速不得超过电机允许的最高转矩（产品目录或电机手册中可以查到）。同时还要注意有上式求得的b R 还要满足a amax
b a b R I E U R -+≥
的要求。
结论
他励电动机回馈制动就是使电动机的转速大于理想空载转速，因而Ua
E ，电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能回馈给电网。如果直流电源采用电力电子设备,则需要有逆变装置才能将电能回馈给电网.回馈制动主要分为一下两种:正向回馈制动—电车下坡. 电动机车下坡时，重力加速度将使车速增高，为了安全需要制动限速。当电动机转速升高而增大的电枢感应电动势大于电网电压时，电动机便变为发电机运行，它的电枢电流和电磁转矩的方向都将倒转，就限制了转速进一步增高，起了制动作用。电枢电流方向倒转，电功率回馈到电网，故称为回馈制动，回馈的电功率来源于电动机车下坡时所释放出来的位能。反向回馈制动—下放重物.
心得体会
我们通过学习电机与拖动，对他励直流电动机有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西。通过这次他励直流电动机的课程设计，我们才把学到的知识与实践相结合。从而对我们学的知识有了更进一步的理解，使我们进一步加深了对所学知识的记忆。
在此次的他励直流电动机的设计过程中，我更进一步地熟悉了电动机的结构及掌握了各组成部分的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题，同时我们也掌握了做设计的基本流程，为我们以后进行更复杂的设计奠定了坚实的基础。设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。至于设计的成绩无须看的太过于重要，而是设计的过程，设计的思想中的每一个环节，设计中各个部分的功能是如何实现的。各个部分能够完成什么样的功能，使用材料时应该注意那些要点。同一个部分可以用哪些材料实现，各种材料实现同一个功能的区别。另外，我们设计要从市场需求出发，既要有强大的功能，又要在价格方面比同等档次的便宜。
参考文献
【1】.唐介《电机与拖动》高等教育出版社【2】.汤蕴《电机学》西安交通大学出版社【3】.刘启新《电机与拖动基础》中国电力出版社【4】.唐介《控制微电机》高等教育出版社【5】.李晓竹《电机与拖动》中国矿业大学出版社
一、 单相串励电动机设计 1.1 基本公式: 1.1.1 反电动势E: 对于直流串励电动机: )(10106088v n c n a PN E e --?Φ=?Φ= 其中: P –––极对数; N –––电枢总的导体数 a –––电枢绕组并联支路对数 Φ–––每极气隙磁通量 n –––电机转速 对于单相串励电动机: )(102608v n k a PN E p -?Φ= k p –––电枢绕组短距系数. 1.1.2 电压平衡方程式: 对于直流串励电动机: b f a a U R R I E U ?+++=)( R a ---––––电枢绕组电阻 R f ––––激磁绕组电阻 ?U b ---––––电刷与换向器间压降 对单相串励电动机: 22r x U U U += Ux----–––端电压有功分量 Ur ––––端电压无功分量 1.1.3 电磁力矩公式: 对于直流串励电动机: a m I PN T Φ?=a 2π; 对于交流串励电动机: θπcos 2 2N p m I K a PN T Φ?=.(此为平均力矩,非瞬时力矩) 其中:θ --––– 电枢电流超前主磁通的相角. 1.1.4 每极气隙磁通量为: δδδταB L ...=Φ δα-- ––– 极弧系数 τ ––– 极弧长度 δL -- ––– 电枢铁芯计算长 δB -- ––– 气隙磁密 1.1.5 转速: 略去电刷和换向器之间的压降△U b ,则直流串励电动机的转速: Φ +-=e f a a C R R I U n )( 对单相串励电动机,在略去ΔU b 和假设θ=0的条件下 有:)(f a a r R R I E UCOS U ++==?
课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：他励直流电动机的能耗制动 学期：2013-2014学年第2学期 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
课程设计任务书 一、设计题目 他励直流电动机的能耗制动 二、设计任务 对一台已知额定参数的他励直流电动机进行能耗制动，设计求出合适的制动电阻R b ， 并设计求出在已知制动电阻R b 采用稳定下放重物时的转速n。 已知一台他励直流电动机P N =22kW,U aN =220V，I aN =115A,n N =1500r/min.I amax =230A,T 忽略不计。 （1）拖动T L =120N?m的反抗性恒转矩负载运行，采用能耗制动迅速停机，电枢电路 中至少要串联多大的制动电阻R b ？ （2）拖动T L =120N?m的位能性恒转矩负载运行，采用能耗制动以1000r/min的速度 稳定下放重物，电枢电路中至少要串联多大的制动电阻R b ？ 三、设计计划 第一天，熟悉题目，查阅有关资料，并进行初步的规划。 第二天，进行设计，并记录有关的数据和过程。 第三天，继续完善设计。 第四天，完成课程设计任务书。 第五天，进行答辩。
课程设计成绩评定表
目录 1.直流电动机的基本结构和工作原理 (1) 1．1直流电动机的基本结构 (1) 1．2直流电动机的工作原理 (3) 2.他励直流电动机的制动方法和制动过程 (4) 2.1直流电动机之他励直流电动机 (4) 2.1.1 电流 (4) 2.1.2 转速 (5) 2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程 (5) 2.2.1他励直流电动机能耗制动过程之迅速停机 (6) 2.2.2他励直流电动机能耗制动过程之下放重物 (7) 3、参数的设定与计算 (9) 3.1中间参数的计算 (9) 3.2迅速停机时的制动电阻b R (10) 3.3下放重物时的制动电阻b R (10) 3.4迅速停机过程参数与稳定下放重物过程参数的对比 (11)
一直流电机的简介及结构 （一）直流电机简介 直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换装置。将机械能转换为直流电能的，称为直流发电机；将电能追安环为机械能的，称为直流电动机。直流电动机具有调速性能好、启动和制动转矩大、过载能力强等优点，因此广泛应用于启动和调速要求较高的机械上。例如：轧钢机、机床、电车、电器轨道牵引、挖掘机械、纺织机械等。直流发电机可以作为各种直流电源。例如直流电动机的电源、同步电机的励磁电源、以及化学工业方面用于电解电镀的抵押大电流直流电源等。在本次设计中只介绍和说明直流电动机，不介绍直流发电机。 与交流电机相比，直流电机的主要缺点是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，又使得直流电机的结构复杂，消耗较多的有色金属，维护比较麻烦，致使直流电机的应用受到一定的限制。不过，虽然如此，可是随着电子技术的发展，可控硅整流电源在生产上的应用越来越广泛，虽然使直流发电机的受到威胁，可是却会使直流电动机在应用中更为广泛。 （二）直流电机的结构 直流电机由静止的钉子和旋转的转子两大部分组成。定转子之间有一定的空隙，称为气隙。定子的作用是产生磁场和对电机的机械支撑，主要由主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。转子的作用是产生电枢感应电动势或电磁转矩，主要由电磁铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件组成。如下图1-2所示： 图1-1 直流电机装配结构图 1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心 1 定子部分 ①主磁极（简称主极） 主磁极用来产生气隙磁场并且在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气息磁密。主磁极由主机铁芯和励磁线圈组成，主极铁芯和由1—1.5mm厚的低碳钢板冲成一定
学院 课程设计课程名称：电机与拖动
题目名称：三相绕线型异步电动机转子电路 串电阻有级起动设计 学生院系：物理科学与工程技术学院 专业班级：16自动化2班 学号： 学生：吴舟帆
目录 一.三相异步电动机的综述 (3) 二.三相异步电动机的起动方法、调速方法、制动方法 (4) 三.三相绕线型异步电动机转子电路串电阻有级起动电路图、具体过程 (5) 四.心得体会 (10) 五.参考文献 (10)
一.三相异步电动机的综述 三相异步电机（Triple-phase asynchronous motor）是感应电动机的一种，是靠同时接入380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。
二.三相异步电动机的起动方法、调速方法、制动方法 1. 起动方法：有级起动 容量较大的三相异步电动机一般采用有级起动，以保证起动过程中有较大的起动转矩和较小的起动电流。它的起动电阻R ST 由若干级起动电阻串联，即 R ST =R ST1+R ST2+…+R STm 。起动瞬间转子串入最大起动电阻R ST ，使起动转矩为要求值 T 1，随着转速n 的增加，每当转矩T 降至希望值T 2时，切除一段起动电阻，使T 又等于T 1，T 2称为切换转矩。因而在启动过程中转矩始终在起动转矩T 1与切换转矩T 2之间变化，直到全部起动电阻被切除。 2.调速方法：串级调速 在转子电路中串入一个与2s .E 频率相等，而相位相同或相反的附加电动势ad . E ，既可节能，又可将这部分功率回馈到电网中去。 3.制动方法： ①能耗制动：能耗制动的特点是制动时将电动机与三相电源断开，而与直流电源接通，电动机像发电机一样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机部的电阻中，故名能耗制动。 ②反接制动：反接制动的特点是制动时旋转磁场的转向与转子的转向相反，转差率s>1,所谓“反接”意即在此。从而使电磁转矩的方向与转子转向相反，成为制动转矩 ③回馈制动：回馈制动的特点时转子转速大于同步转速，转差率s<0，电机处于发电机状态，将系统的动能转换成电能送回电网，故名回馈制动，又称再生制动。
Chapter 6 Single Phase Series Motor 单相串励电动机 东南大学电气工程系电机教研室 EE 微特电机理论与计算 Chapter 6 Series Motor 东南大学电气工程系电机教研室 EE 施加单相交流电源的直流电动机 ?原理与结构 Chapter 6Series Motor 东南大学电气工程系电机教研室 EE Chapter 6Series Motor 东南大学电气工程系电机教研室 EE 将一台直流串励电动机接到交流电源上，由于励磁电流I f 与电枢电流I a 为同一电流，由I f 产生的主磁通与电枢电流同时改变方向，因此由它们产生的电磁转矩虽然是个脉动转矩，但其方向始终如一，不随电流而改变方向，可以输出平均转矩。即从原理上讲，直流串励电机接到交流电源上仍能工作。 但是实际上该电机的运行情况十分恶劣，甚至不能运转。原因有： 1.直流电机的磁极铁心定子磁轭均系铸钢制成，交变磁通将在其中产生很大的涡流和磁滞损耗； 2.交变电流在励磁和电枢绕组中产生很大的阻抗压降，致使电枢电势E a 和电磁功率变小； 3.在换向元件中新增了短路电势，换向将发生困难。 Chapter 6 Series Motor 改进措施： 1.为减小铁心损耗，单相串激电动机的整个磁路均由电工钢片叠成； 2.为减小电抗压降，励磁线圈的匝数应尽可能少，并加设补偿绕组，以补偿电枢所产生的电抗电压降。励磁绕组匝数减少，必然使主磁通减小，为使电机仍能产生所需的转矩，电枢导体数必须增加，也就是说，电枢绕组的电抗也将增加。但因电枢反应磁通对于电动机的运行只有害处，没有好处，故可用补偿绕组把它抵消。 单相串激电动机的结构除上述定子磁路系统由电工钢片叠成外，其余与直流电机并无原则差别。定子上装有励磁绕组F 、补偿绕组C 和换向极绕组K ，它们与转子电枢绕组均串联联接。 Chapter 6Series Motor 12 3 3
烟台南山学院 电机与拖动课程设计题目直流电动机的反接制动 姓名： XXX 所在学院：计算机与电气自动化学院 所学专业：自动化 班级：自动化XXXX 学号： XXXXXXXXXXX 指导教师：XXX 完成时间： 2013.12.20
目录 绪论 (1) 第一章直流电动机的制动 (2) 1.1 制动的定义 (2) 1.2 制动的目的 (2) 1.3 制动的分类 (2) 1.4 各种制动的特点 (2) 第二章直流电动机反接制动的工作原理 (3) 2.1 电压反向反接制动——迅速停机 (3) 2.1.1 制动原理 (3) 2.1.2 机械特性 (3) 2.1.3 特性分析 (4) 2.1.4 适用场合 (5) 2.2 电动势反向反接制动——下放重物 (5) 2.2.1 制动原理 (5) 2.2.2 机械特性 (5) 2.2.3 特性分析 (6) 2.2.4 适用场合 (7) 第三章反接制动制动电阻的计算 (8) 3.1 电枢电阻的计算 (8) 3.2 相关参数的计算 (8) 3.3 迅速停机 (8) 3.4 下放重物（以800r/min下放重物） (8) 结论 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)
绪论 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。 本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
他励直流电动机的机械特性 一、实验目的 了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性 二、预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？ 2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？ 3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性 四、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D51、D31、D42、D41、D31、D44 按图1接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为1000V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。 3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
(1) R 1、R 2分别选用D44的1800Ω和180Ω阻 值，R 3选用D42上4 只900 Ω串联共3600Ω阻值，R 4 选用D42上1800Ω再加上D41上6只90Ω串联共2340Ω阻值。 (2) R 1阻值置最小位置，R 2、R 3及R 4阻值置最大位置，转速表置正向1800r/min 量程。开关S 1、S 2选用D51挂箱上的对应开关，并将S 1合向1电源端，S 2合向2'短接端。 (3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R 2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V ；调节R 2阻值至零位置，调节R 3阻值，使电流表A 3为100mA 。 (4) 调节电动机M 的磁场调节电阻R 1阻值，和电机MG 的负载电阻R 4阻值(先调节D42上1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机M 的n=n N =1600r/min ，I N =I f +I a =1.2A 。此时他励直流电动机的励磁电流I f 为额定励磁电流I fN 。保持U=U N =220V ，I f =I fN ，A 3表为100mA 。增大R 4阻值，直至空载(拆掉开关S 2的2'上的短接线)，测取电动机M 在额定负载至空载范围的n 、I a ，共取8-9组数据记录于表1中。 (5) 在确定S 2上短接线仍拆掉的情况下，把R 4调至零值位置(其中D42上1800Ω阻值调至零值后用导线短接)，再减小R 3阻值，使MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S 2两端测)，并且极性相同，把开关S 2合向1'端。 (6) 保持电枢电源电压U=U N =220V ，I f =I fN ，调节R 3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A 2表的电流值为0A 时，此时电动机转速为理想空载转速（此时转速表量程应打向正向3600r/min 档），继续增加R 3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min ，测取M 的n 、I a 。共取8～9组数据记录于表2中。 电枢电源 图 1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图
《电力拖动技术课程设计》报告书 直流电动机调速设计 专业：电气自动化 学生姓名： 班级： 09电气自动化大专 指导老师： 提交日期： 2012 年 3 月
前言 在电机的发展史上，直流电动机有着光辉的历史和经历，皮克西、西门子、格拉姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的贡献，这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴趣，现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分，因而有必要说明对直流电机的研究很有必要。 早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。 直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工效率。
课程设计说明书设计名称： 题目： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 日期：年月日
课程设计任务书 专业年级班 设计题目 微型直流电动机的数字控制器设计 姓名-学号 主要内容和具体要求 设置有正转、反转、加速、减速按键； 显示马达的运行状态（正反转、停止），显示转速；测量马达的反电动势系数； 测量马达的力矩系数； 创建马达的数学模型； 实现比例控制； 实现比例积分控制。 进度安排 6月16~17号：了解任务要求，确定具体方案 6月18~19号：电机控制程序设计 6月20~21号：键盘电路、lcd12864液晶屏子程序设计6月22~24号：上位机通信程序设计 6月25~26号：电机PI 控制设计 完成后应上交的材料 直流电机数字控制器论文 总评成绩
指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日
摘要 本文主要设计一个基于STC12C5A60S2 单片机的直流电机PWM 控制系统。PWM 控制提高了调速范围，提高了调速精度，改善了快速性能、功率和功率因数。系统在设计中被控对象采用5V 的直流电机，以MCS-51 单片机为控制核心，采用LCD12864 液晶作为显示元件，进行软硬件的设计。硬件电路由protel 设计制作，主要设计了液晶显示电路、键盘控制电路、复位电路、测速电路、驱动电路和测压电路。软件设计在Keil 开发平台用 C 语言编写，程序采用模块化设计方案，包括液初始化程序、晶显示程序、键盘控制程序。 本系统PWM 控制直流电机采用调压调速的方法，整体设计包括软件和硬件两个部分。通过利用单片机产生PWM 控制信号控制直流电机，详细介绍脉宽调制( PWM) 控制原理，直流电机的工作原理和数学模型以及用H型桥电路基本原理设计的驱动电路。通过硬件电路的模拟情况，说明系统运行正常，各个功能模块实现是可行的，控制精度比较高，能够满足系统的基本要求。 关键词：单片机PWM脉宽调制控制直流电机L298N驱动
1、变压器空载： 变压器空载运行仿真电路图 2、变压器负载： SN=10e3;U1N=380;U2N=220;r1=0.14;r2=0. 035;x1=0.22;x2=0.055;rm=30;xm=310;ZL= 4+j*3; I1N=SN/U1N; I2N=SN/U2N;k=U1N/U2N; Z1=r1+j*x1; rr2=k^2*r2;xx2=k^2*x2; ZZ2=rr2+j*xx2; ZZL=k^2*ZL; Zm=rm+j*xm; Zd=Z1+1/(1/Zm+1/(ZZ2+ZZL)); U1I=U1N; I1I=U1I/Zd; E1I=(U1I-I1I*Z1); I22I=E1I/(ZZ2+ZZL); I2I=k*I22I; U22I=I22I*ZZL; U2I=U22I/k; % 功率因数，功率和效率 % cospsi1输入侧功率因数， cospsi2负载功率因数， p1输入有功功率， p2输出有功功率 cospsi1=cos(angle(Zd)); cospsi2=cos(angle(Z1)); p1=abs(U1I)*abs(I1I)*cospsi1; p2=abs(U2I)*abs(I2I)*cospsi2; eat=p2/p1; % 损耗 % lml励磁电流， pfe铁损耗， pcu1原边铜损耗， pcu2副边铜损耗 ImI=E1I/Zm; pFe=abs(ImI)^2*rm; pcu1=abs(I1I)^2*r1; pcu2=abs(I2I)^2*r2; % 数据输出 disp('原边电流='),disp(abs(I1I)); disp('副边电流='),disp(abs(I2I)); disp('副边电压='),disp(abs(U2I)); disp('原边功率因数='),disp(cospsi1); disp('原边电流='),disp(p1); disp('副边功率因数='),disp(cospsi2); disp('副边功率='),disp(p2); disp('效率='),disp(eat); disp('励磁电流='),disp(abs(ImI)); disp('铁损耗='),disp(pFe); disp('原边铁损耗='),disp(pcu1); disp('副边铜损耗='),disp(pcu2); 3、他励直流电动机转矩特性： % 直流电机转矩特性分析 % 将该函数定义为dc_mo_tor(dc_motoe_torque) %.................................... ....... % 下面输入电机基本数据 Cm=10;Ra=1.8;k=.1;k1=.2; % 下面输入750r/min时的空载特性实验数据（Ifdata-是励磁电流，Eadata-是感应电动势） Ia=0:.01:15; %.................................... ...... % 计算他励电机外特性 Temt=Cm*k*Ia; plot(Ia,Temt,'r') xlabel('Ia[A]') ylabel('Tem[N*m]')
单相串励电动机设计 、 一、单相串励电动机设计 1.1 基本公式: 1.1.1 反电动势E: PN,,88 对于直流串励电动机: E,,n,10,c,n,10(v)e60a 其中: P–––极对数; N–––电枢总的导体数 a–––电枢绕组并联支路对数 Φ–––每极气隙磁通量 n–––电机转速 PN,8E,k,n,10(v) 对于单相串励电动机: p602a k–––电枢绕组短距系数. p 1.1.2 电压平衡方程式: 对于直流串励电动机: U,E，I(R，R)，,U aafb R,,,––––电枢绕组电阻 a R––––激磁绕组电阻 f ,U,,,––––电刷与换向器间压降 b 22 对单相串励电动机: U,U，Uxr Ux,,,,–––端电压有功分量 Ur––––端电压无功分量 1.1.3 电磁力矩公式: PN对于直流串励电动机: ; T,,,Ima,2 a PNT,,K,Icos, 对于交流串励电动机: .(此为平均力矩,非瞬时力矩) mpN2a2, 其中:, ,,–––电枢电流超前主磁通的相角. 1.1.4 每极气隙磁通量为:
,,,.,.L.B,,, ,, –––极弧系数 ,, , –––极弧长度 ,, –––电枢铁芯计算长 L, ,, –––气隙磁密 B, 1.1.5 转速: 略去电刷和换向器之间的压降?Ub,则直流串励电动机的转速: U,I(R，R)aaf n,C,e 对单相串励电动机,在略去ΔUb和假设θ=0的条件下 U,UCOS,,E，I(R，R)有: raaf 、 1E,C,n e2 2[uCOS,I(R，R)],aaf则. n,C,e 1.2 电机主要参数之间的关系 1.2.1 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系. 电负荷A定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷. NI 公式: A,2a, D N ,, –––电枢总导体数 D ,,–––电枢外径 a –––电枢绕组的并联支路对数 电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小. 4I J,2, d d ,,–––导体直径
电机与拖动技术课程设 计报告 （2012—2013学年第一学期） 题目他励直流电动机的调速系统 系别电子与电气工程系 专业电气工程及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师韩之刚 完成时间2013年12月26日 评定成绩
目录 摘要 (3) 1、设计的目的和意义 (3) 2、总体设计方案 (3) 2.1并励(他励)直流电动机的起动 (3) 2.2并励(他励)直流电动机的调速 (4) 2.3调速的性能指标 (6) 3.设计过程 (7) 3.1实验设备 (7) 3.2 设备屏上挂件排列顺序 (7) 3.3 设计原理图 (8) 3.4.调速步骤 (8) 4、设计心得 (12) 5．参考文献 (12)
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：直流电动机调速设计 1、设计的目的和意义 时间是验证真理的唯一标准。通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们学会独立思考，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。 2、总体设计方案 2.1并励(他励)直流电动机的起动 直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。
电机与拖动课程设计 1.前言 电机与拖动是一门理论性和实践性都较强的课程，是自动化专业必修的核心课程，电机与拖动课程理论讲授完后，结合专业特点和现有设备条件开展该课程的课程设计，增强学生对课程理论知识的理解和实践运用，加强学生电机与拖动课程综合性工程训练。 2. 异步电动机的起制动和调速设计 关于异步电动机的起制动和调速设计，其主要根据电机与拖动实验中的继电器（接触器，时间继电器）控制知识，完成电路图的绘制，实现对异步电动机起动、调速、制动、停止等功能。 异步电动机控制动作流程：低速启动→高速正转运行→运行一段时间→减速运行→运行一段时间→反转低速运行→运行一段时间→反转高速运行→运行一段时间→能耗制动→停止。 此设计题目要求对异步电机的起动、调速、制动方法的设计，以确定异步电机的最佳起、制动和调速方案，且达到最优配合。 2.1 异步电动机的起动 2.1.1 电机起动方法的介绍 电机在起动时应使启动转矩足够大，确保生产机械正常起动；起动电流足够小，避免因起动对电网造成的冲击；起动时间你尽量短；启动设备简单，操作方便；起动过程中能耗消耗少，经济适用。通过综合考虑，一般选择起动电流I st=(4~7)I N，而起动转矩T st=T N。 本次课程设计中电机为鼠笼式异步电机，其主要起动方法有直接起动，定子串电阻或电抗的降压起动，自耦变压器的降压起动，星-三角降压起动，软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动。 2.1.2 起动方法的比较 在上述这几种起动方法中，每一种方法都有各自的优点与缺点以及各自的适用范围。 对于直接起动方案： 需要电机满足自身容量不大或者轻载情况，亦或者满足特殊要求的情况； 对于定子串电阻或电抗的降压起动这种方法：
直流电动机回馈制动原理及应用毕业论文 毕业设计 课题名称直流电动机回馈制动原理及应用 姓名 000 学号 000000000 所在系电子电气工程系专业年级 P08电气10班 指导教师 000 职称教授 二O一一年四月二000 目录 摘要 3 ABSTRACT 4 第1章绪论 5 1.1、电动机的工作状态 5 1.2、制动与电动的本质区别 6 1.3、制动的概括 6 1.4、制动的分类比较7 第2章回馈制动8 2.1、回馈制动条件8 2.2、电动机回馈制动9 、回馈制动的原理 9
、回馈制动的机械特性9 2.3、回馈制动实现的条件 10 2.4、位能负载下放重物时回馈制动10 2.5、直流电动机回馈制动工作状态分析10 2.6、正向回馈制动12 2.7、反向回馈制动13 第3章回馈制动的应用领域14 3.1回馈制动的优点14 3.2回馈制动的缺点14 3.3回馈制动的控制15 3.4回馈制动的适用场合15 结束语15 参考文献16 致谢17 摘要 回馈制动是变频器制动方式的一种，也是非常有效的节能方法。回馈制动采用的是有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。要实现回馈制动，就必须要将回馈电能进行同频同相控制、回馈电流控制等条件，才能将回馈电能安全送达电网上。并且避免了制动时对环境及设备的破坏。在电力机车等行业中取得了令人满意的效果。在新型电力电子器件不断出现,性价比不断提高的情况下有着广阔的应用前景。Regenerative braking is one of the frequency converter braking mode, is also a very
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电机设计 设计题目：单相串激电动机原理与设计 院系：电气工程及自动化 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.01.04—2016.01.17 哈尔滨工业大学教务处
哈尔滨工业大学课程设计任务书
单相串激电机的设计 1 主要技术要求 1、额定功率 750N P W = 2、额定交流电压 220N U V = 3、电源频率 150f Hz = 4、额定转速 12000N n rpm = 5、额定转矩 597.260 N N N P P M g cm n π= ==Ω 6、额定效率 65%N η= 7、额定功率因数 cos 0.92N φ= 8、工作状态：连续工作状态 2 电机主要参数 9、计算功率 110.65 750951.92220.65 N i N N N P EI P W ηη++== =?=? 10、负载时的电枢电流 750 5.70cos 0.652200.92N a N N N P I A U ηφ= ==?? 11、负载时电枢电势 951.921675.70 i a P E V I === 12、极对数 1P = 13、极弧系数 0.663α= 14、预取线负荷 1130A A cm =
15、预取气隙磁感应强度 15000B Gs δ= 16、电机常数 111969C δ=== 17、电枢长径比 1.1ξ= 18、电枢外径 2101052.2D mm === 19、铁芯计算长度 2 1.152.257.4L D mm ξ=?=?= 取 57.4L mm = 20、电枢周边速度 3 231060 3.1452.2120001032.783560 N e D n V m s m s π--= ???=?=< 21、极距 2 3.1452.2 82.0221 D mm P πτ?= = =? 22、计算极弧长度 00.66382.054.4b mm ατ==?= 23、电枢铁芯磁化频率 112000 2006060 N Pn f Hz ?= == 24、气隙长度 20.010.0152.20.522D mm δ==?= 取 0.85mm δ= 25、定子外径 122252.2104.4D D mm ==?= 取 1110D mm = 26、定子内径 122252.220.5253.2D D mm δ=+=+?= 27、转子内径 2220.210.2152.210.962D D mm ==?=
电机及拖动课程设计报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
评分＿＿＿＿＿＿ 日期＿＿＿＿＿＿电机及拖动课程设计报告 课程名称电机及拖动 课程设计异步电动机综合设计（课题八） 指导老师黄祯祥 姓名谢春雷 学号 班级名称电子信息科学与技术2班 学院名称信息工程学院 交阅时间2016年12月31日
目录 一、 二、课程设计题目与要求 (2) 三、课程设计过程与结果 (3) （一）、参数计算 (3) 1、电机参数计算 (3) 2、Y-△换接起动时电机的参数计算 (4) （二）、启动方式的选用与原理 (5) 1、启动方式的选用与其相关参数计算 (5) 2、启动方式的机械特性图 (6) （三）、设计启动控制的控制电路 (7) 1、启动控制方式的选用与设计 (7) 2、控制电路的仿真分析 (8) 四、课程设计总结 (9) 1、各类启动方式的优缺点分析 (9) 2、心得与体会 (10)
一、课程设计背景 笼形异步电动机是一种交流电机，也称作感应电机，主要作电动机使用。笼形异步电动机广泛的用于农业生产，家用电器以及航天、计算机等高科技领域。异步电动机还可以作为发电机使用，例如用于小水电站，风力发电等。 笼形异步电机的基本结构包括定子、转子和气隙。定子由铁芯、定子绕组和机座三部分构成。转子由转子绕组、转子铁芯和转轴构成。转子通常分为笼型和绕线式。气隙存在于异步电机的定子和转子之间，通常很小。气隙的大小对于异步电机的性能影响很大。 笼形异步电动机之所以得到广泛的应用，主要是因为它有结构简单运行可靠，制造容易，价格低廉，坚固耐用等优良特性，同时还有较高的效率和良好的工作特性。 然而笼形异步电动机也存在着一些不足：启动电流较大，会使电源电压在电机启动时下降，使线路和电机内部产生损耗而引起发热；启动转矩较小；在大范围内实现平滑调速较为困难；必须从电网吸收滞后的无功功率等。其中笼形异步电机的启动一直是电机学的重要研究方向，过分析笼形异步机的运行原理，能够总结出两种启动方式：直接启动、降压启动。其中降压启动又可分为：定子串三相对称电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角型降压启动。 本课程设计通过分析和计算笼形异步电动机在Y-D型启动方式、直接启动下的相关参数的数值、获取相应的机械特性以及进行计算机模拟仿真，比较了不
电机与拖动课程设计离心式风机电机拖动系统设计 学生姓名 学号 学院名称信电学院 专业名称电机与拖动 指导教师樊兆峰 2012年1月6日
目录 1课程设计题目及要求 (1) 2离心式风机简介 (1) 2.1离心式风机的性能和原理 (2) 2.1.1离心式风机的性能 (2) 2.1.2 离心式风机的原理 (2) 2.2 离心式风机的应用 (2) 2.2.1应用范围 (2) 3离心式风机拖动系统设计 (3) 4离心式风机拖动系统分析 (3) 4.1拖动系统分析 (2) 4.2三相异步电动机降压启动 (2) 5离心式风机控制电路设计 (3) 5.1电路设计及电路原件的选择 (2) 5.2相关参数校验 (2) 结论 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录1 (13) 附录2 (13)
1课程设计题目及要求 题目2：离心式风机电机拖动设计 要求； 1.选择用于拖动离心式风机的电机。电机应能可靠启动、运转、停止。 2.联锁电路设计应能可靠工作
2离心式风机简介 2.1离心式风机简介 2.1.1离心式风机简介性能和原理 2.1.1.1离心式风机性能 离心式风机实质是一种变流量恒压装置。当转速一定时，离心式风机的压力-流量理论曲线应是一条直线。由于内部损失，实际特性曲线是弯曲的。离心式风机中所产生的压力受到进气温度或密度变化的较大影响。对一个给定的进气量，最高进气温度(空气密度最低)时产生的压力最低。对于一条给定的压力与流量特性曲线，就有一条功率与流量特性曲线。当鼓风机以恒速运行时，对于一个给定的流量，所需的功率随进气温度的降低而升高。 1.1.1.2离心式风机的原理 离心式风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。 离心式风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。在单级离心式风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。在多级离心式风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。 离心式风机可制成右旋和左旋两种型式。从电动机一侧正视，叶轮顺时针旋转，称为右旋转风机，逆时针旋转，称为左旋。 2.1.2离心式风机的应用 2.2应用范围 2.2.1离心式风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却； 锅炉和工业炉窑的通风和引风； 空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风； 谷物的烘干和选送； 风洞风源和气垫船的充气和推进等。
三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统 班级学号：2010084030001 姓名：陈国强 2010084030002 郭兴 2010084030003 谌鸿强 一、系统设计方案 异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。异步电动机的优点是结果简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且适用性强，缺点是功率因数较差。 三相异步电动机启动过程中会出现较大的电流，对电动机本身会有一定的影响。由于异步电动机不存在换向问题，对不频繁启动的异步电动机来说，短时大电流没什么关系；对频繁启动的异步电动机，频繁出现短时大电流会使电动机内部过热，但是，只要限制每小时最高启动次数，电动机还是能承受的。因此，只考虑电动机本身，是可以直接启动的。但下面两种情况下，三相异步电动机直接启动是不可行的：①变压器与电动机容量之比不足够大；②启动转矩不能满足要求。对于第①种情况，需要减小启动电流，第②种情况需要加大启动转矩。本设计中不属于以上两种情况且不存在频繁启动的问题，故采用直接启动。 对于鼠笼异步电动机的控制方式有多种，常见的有PLC控制盒传统继电器控制，这里采用PLC控制方式。 主要设计步骤如下： 1、主电路设计 2、电路参数估算 3、根据参数选择元器件 4、PLC控制电路设计 5、PLC控制编程软件 6、调试运行 二、电动机主电路设计 根据要求，主电路设计如图1。初始时，机械手停靠在左边，SQ1为ON，当QF闭合时，按下启动开关SB1，则继电器KM1得电，电机正转，机械手向右运动至工位1，触发行程开关SQ2使之转为ON状态，则继电器KM3得电，电机停转，并在该位置停靠6秒，然后再继续前进至工位2，触发行程开关SQ3使之转为ON状态，同样继电器KM3得电，电机停转，并在该位置停靠6秒，然后电机反转，退回至初始位置。主电路中H1，H2分别为左右极限报警灯，若机械手运动到极限左右位置时，触发极限位置开关，则KM3，KM4，KM5得电，电机停转，并且报警器得电报警。
项目七 单相串劢式电动机的维修 在功率相同的情况下，串劢式电机结构相对复杂，但体积小，轻便、过载能力强，转矩大、空载转速高达4000～12000r/min ，机械特性软（电动机输出功率基本稳定，转速随负载的增大而降低），调速范围广，可以采用交流或直流电源供电，维护、维修方便易学，广泛应用于各种电动工具的驱动。 项目学习目标 项目基本功 一、项目基本知识 知识点一、认识使用串劢式电动机的常用电动工具 常见的使用串劢式电动机的电动工具按用途可分为：电钻类、砂磨类、冲击类、剪切类（ 电剪刀、电动锯等）、装配类（如电动螺丝刀、电动扳手等）和医疗类等，详见表7-1。 表7-1 使用串劢式电动机的常用工具
知识点二、串劢式电动机的运转原理 （1）串励式电动机的组成 串励式电动机由定子绕组、电刷（碳刷）、换向器、转子绕组等组成，如图7-1所示。 （2）串劢式电机各部件配合工作的过程和原理 定子绕组、转子绕组通过电刷1和电刷2、换向器串联在一起。加上交流电后，定子绕组可等效成一对磁极不断改变的条形磁铁，所以定子绕组又叫劢磁绕组。定子绕组产生的磁场对通电转子产生磁力矩，使转子转动。如图7-2a 所示。具体地说，当交变电压处于A 正B 负时，定子形成的磁极如图7-2b 所示，同时电流通过碳刷1、换向器流进图中转子下部的有效边（垂直进入纸面），从转子上部的有效边流出（垂直离开纸面），经碳刷2流至B 点，根据左手定则，定子的磁场对转子中的通电导体产生磁场力，使转子逆时针旋转。当电压为B 正A 负时，定子形成的磁场和转子导体中的电流如图7-2c 所示，根据左手定则，转子仍然逆时针旋转。 （3） 调速 串劢式电动机可以通过改变电动机的端电压来改变转速。措施有串联电阻调速、并联电阻调速、晶闸管调速等，如图7-3所示。， 图 7-2 串劢式电动机的运转原理示意图 b c a 2 图7-1 串劢式电动机的组成
1 综述 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。 本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
2 直流电动机的制动 2.1 制动的定义 制动，就是让电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩，以使电力拖动系统迅速停机或稳定放下重物。这时电机所处的状态称为制动状态，这时的电磁转矩为制动转矩。 2.2 制动的目的 在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。 2.3 制动的分类 实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。 电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。 现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。 2.4 各种制动的特点 1）反接制动：设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。 2）能耗制动：制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。
3）回馈制动：经济性好，将负载的机械能转换为电能反送电网，但应用范围不广。电容制动对高速、低速运转的电动机均能迅速制动，能量损耗小设备简单，一般用语10KW以下的小容量电动机，可适用于制动频繁的场合。 3 直流电动机反接制动的工作原理 以他励直流电动机为例。 他励电动机反接制动的特点是使U a 与E的作用方向变为一致，共同产生电枢电 流I a ，于是由动能转换而来的电功率EI a 和由电源输入的电功率U a I a 一起消耗在 电枢电路中。 具体实现的方法有两种，分别用于不同的场合。 3.1 电压反向反接制动——迅速停机 3.1.1 制动原理