【正文】 電壓、轉(zhuǎn)速、機座型號和鐵心長度都是一定的等級。尤其以計算機、信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的發(fā)展，使制造技術(shù)的內(nèi)涵和外延發(fā)生了革命性的變化， 傳統(tǒng)的電氣設(shè)備設(shè)計、制造技術(shù)不斷吸收信息控制、材料、能量及管理等領(lǐng)域的現(xiàn)代成果，綜合應用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、生產(chǎn)管理和售后服務。 (2) 本次的設(shè)計目的就是 要求設(shè)計要使得電動機轉(zhuǎn)速可 以由零平滑調(diào)至額定轉(zhuǎn)速，能實現(xiàn)高速起動，具有較高的調(diào)速精度。雙閉環(huán)速度電流調(diào)節(jié)這種方法雖然初次頭次成本相對而言較高，但它保證了系統(tǒng)的性能，保證了對生產(chǎn)工藝要求的滿足，它既兼顧了啟動時的電流的動態(tài)過程，又保證穩(wěn)態(tài)后速度的穩(wěn)定性，在起動過程的主要階段，只有電流負反饋，沒有轉(zhuǎn)速負反饋。因此實現(xiàn)直流無級調(diào)速對我們社會生產(chǎn)和生活有著重大的意義。 ZJD 系列為大型直流電動機，容量從 150KW 到 6500KW，主要用于驅(qū)動大型軋鋼機及卷揚機。另外，我國加入 WTO 后，可將國內(nèi)一部分富裕的電機生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)移到國外去，也是發(fā)展的一條出路。 3． 高效、節(jié)能 為了提高電機效率，實現(xiàn)節(jié)能的目的，我們采用了許多辦法，如采用降低起動轉(zhuǎn)矩、電容補償、阻尼槽等，但這都是在頻率不變的條件下實現(xiàn)的。通常用厚 。 2． 轉(zhuǎn)子部分 （ 1）電樞鐵心 :電樞鐵心是磁路的一部分，表面開槽以嵌放電樞繞組，為減少鐵耗，采用 ，固定在轉(zhuǎn)子支架或轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子為電動機的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)軸座組成，導體繞組的排列方式?jīng)Q定電動機的類型及其特性。換向器又與兩個固定不動的由石墨制成的電刷 A、 B 相接觸。 電磁式 直流電動機的定子磁極 (主磁極 )由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。轉(zhuǎn)速變化率較小，為 5％ 15％。轉(zhuǎn)速可通過削弱磁場強度宋調(diào)整。錄放機中使用的電動機多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數(shù)采用瓦塊型磁體。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應用于高檔錄音座、錄像機、電子儀 器及自動化辦公設(shè)備中。采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件 (例如耦合變壓器、接近開關(guān)、 LC 諧振電路等 )，當永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號 (其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化 )。 2． 并勵電動機 勵磁繞組 F 和電樞繞 組 S 并聯(lián)，有同一個直流電源供電，勵磁電流通常只有額定電流的 1%5%，這是直流電動機最為常見的勵磁方式。 （ 23） 直流電動機的機械特性 1． 機械特性的表達式： 定義：在電動機的電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值條件下，電機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系： ? ?emTfn? ?？梢?，當負載轉(zhuǎn)矩不變時，改變電壓的大小，可以改變電動機的轉(zhuǎn)速，因此，改變電樞電壓的方法，也可用于直流電動機調(diào)速。 1． 穩(wěn)態(tài)指標：無靜差 2． 動態(tài)指標：電流超調(diào)量 δi﹪ =5﹪ , 空載啟動至額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn﹪ =10﹪ ，且啟動時盡量避免電流的過大沖擊。為了減小直流脈動，選用三相橋式全控整流電路。 4． 需保證同時導通的 2 個晶閘管均有脈沖，可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)，另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）。為保證相控電路的正常工作，很重要的一點是應保證觸發(fā)角 ? 的大小在正確的時刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。如果 cou 為負值， M 點就向后移，控制角，晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。該系列集成穩(wěn)壓器型號中的 78 或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，由于觸發(fā)電路要求的電源是 15V，所以設(shè)計中采用了 7815和 7915 穩(wěn)壓器。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓 nU? 由靜止狀態(tài)起動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程示于下圖。 該 階段是起動過程中的主要階段。此后，電動機開始在負載的阻力下減速，與此相應，在 34tt段時間內(nèi)， dI dlI? ，直到穩(wěn)定。因此，整個起動過程可看作為是一個準時間最優(yōu)控制。在系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。 第三個問題，就是電動機在零速時出現(xiàn)蠕動，現(xiàn)象是左右轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象有兩種可能性，一，系統(tǒng)的晶閘管的觸發(fā) 的偏置電壓未調(diào)整好，另外一種就北京化工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 是系統(tǒng)的回環(huán)比較整定不理想，針對這個，我專門調(diào)試了偏置電壓的問題，所以不會偏置電壓的問題，所以應該是回環(huán)比較的問題。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。 精品文檔 36 。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對電路器件功能不了解，對電動機運行原理知識不理解，等等。所以在 15 轉(zhuǎn) /MIN以下系統(tǒng)很難正常運行。 北京化工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第 節(jié) 調(diào)速系統(tǒng)主、控電路圖 北京化工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 第 節(jié) 調(diào)試過程 經(jīng)過實驗室的調(diào)試，系統(tǒng)最終能較好地運行，從零速開始速度給定，以及突加速度給定信號，系統(tǒng)都能夠正常地起動，升速至給定的速度值。 （ 2） ．對負載變化起抗擾作用。 綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點： 1． 飽和非線性控制 根據(jù) ASR 的飽和與不飽和，整個系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：當 ASR飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當 ASR 不飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào) 速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。與此同時，電機的反電動勢 E 也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說， E 是一個線性漸增的擾動量，為了克服它的擾動， 0dU 和 cU 也必須基 本上按線性增長， dI 才能保持恒定。 第 I 階段電流上升的階段（ 10~t ） 突加給定電壓 nU? 后，通過兩個調(diào)節(jié)器的控制作用，使 cU 、 0dU 、 dI 都上升，但是在當 dI 沒有達到負載電流 dLI 以前，電動機還不能轉(zhuǎn)動。由這種設(shè)計思想，我們可以進行 ASR 和 ACR 的設(shè)計。該集成電路具有負載能力大、移相性能好、正負半周脈沖相位值均衡性好、移相范圍寬、對同步電壓要求不嚴、有脈沖列調(diào)制輸入及脈沖封鎖控制等優(yōu)點，在實際線路中有著十分廣泛的應用。觸發(fā)電路應保證每個晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系。而電力 MOSFET 是單極型電壓驅(qū)動器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單。此外，習慣上希望晶閘管按從 1 到 6 的順序?qū)?，為此將晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與 abc三相電 源接的 3個晶閘管分別為 VT4 VT6 VT2。 150~30 之間，所以由三相全橋整流公式： ? 2D ? 當 ? 在 。電機的磁通設(shè)計在磁化曲線的膝點，接近飽和點，因此一般采用減弱磁通方法，可見，當負載轉(zhuǎn)矩不變時，減弱磁通方法也可用于直流電動機調(diào)速。 2． 固有機械特性和人為機械特性： 電動機的機械特性可分為固有機械特性和人為機械特 性 (1)固有機械特性： 固有機械特性是指當電動機的電樞工作電壓和勵磁磁通均為額定值、電樞回路中沒有串入附加電阻時的機械特性，其方程式為： （ 25） 固有機械特性曲線如圖所示，由于 aR 較小，則 n? 也較小，所以直流電動機的固有機械特性是比較 “硬 ”的。 4． 復勵電動機 勵磁繞組由并勵繞組 F 與串勵繞組 C 兩部分組成，并套在同一個主極鐵心上，通常復勵電動機以并勵為主，并勵磁動勢占磁極總勵磁磁動勢的 70%以上。勵磁電流的獲得方式稱為勵磁方式。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流 (即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進行繞組電流切換 )。錄放機中使用的小功率電動機多數(shù)為 3 槽，較高檔的為 5 槽或 7 槽。 電刷與換向器滑動接觸，為轉(zhuǎn)子繞組提供電樞電流。 他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。因勵磁方式不同，定子磁極磁通 (由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生 )的變化規(guī)律也不同。電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動，由于換向器配合電刷對電流的換向作用，直流電流交替地由線圈邊 ab 和 cd 流入，使線圈邊只要處于 N 極 下，其中通過電流的方向總是由電刷 A 流入的方向，而在 S 極下時，總是從電刷 B 流出的方向。兩磁極間裝著一個可以轉(zhuǎn)動的鐵質(zhì)圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個線圈。線圈用帶絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成。 （ 2）換向極 : 其作用是改善換向，使 電機運行時電刷下不產(chǎn)生有害的火花。 4． 機電一體化、智能化 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，高新 技術(shù)對電機產(chǎn)品注入了新的活力，計算機輔北京化工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 助設(shè)計的運用、國家政策的鼓勵、各企業(yè)對科技的重視使新產(chǎn)品開發(fā)的周期逐漸縮短，機電一體化、智能化電機，應運而生，并且不斷推陳出新，在高新技術(shù)產(chǎn)品上我國電機的技術(shù)水平與發(fā)達國家相比，已水平相當。電機行業(yè)單機出口產(chǎn)品主要為交流電動機、交流發(fā)電機及直流電動機。 目前，我國電機有一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)有 500 多家，生產(chǎn)的電機產(chǎn)品有500 多個系列，近 1500 個品種。所謂系列就是指結(jié)構(gòu)形狀基本相似，而容量按一定比例遞增的一系列電機。 關(guān)鍵詞 ：無級調(diào)速；雙閉環(huán)；晶閘管 北京化工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） i 目錄 第 1 章 前 言 ................................................... 1 第 1節(jié) 問題提出的意義 ........................................ 1 第 國產(chǎn)直流電機簡介 .................................... 2 第 直流電動機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 .......................... 2 第 2 章 直流電動機的概述 ....................................... 5 第 直流電動機的基本知識 ................................ 5 直流電動機的基本結(jié)構(gòu) ............................. 5 直流電動機的工作原理 ............................. 6 直流電