【正文】 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。本次的設(shè)計任務(wù)就是直流電動機無級調(diào)速的設(shè)計，使其能更好的為我們的生產(chǎn)和生活服務(wù)。為了使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能必須對系統(tǒng)進行設(shè)計。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(dāng)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?？梢?，當(dāng)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。 2）降低電樞電壓時的人為特性：當(dāng)電動機的時，改變電樞電壓的人為機械特性的方程式為： (28) 圖24降低電樞電壓時特性曲線 與固有特性相比較，a. 機械特性曲線的斜率b 不變，改變電壓時的人為特性是一組與固有機械特性平行的直線，如圖所示。這類人為機械特性是一組通過,而不同斜率的直線。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(dāng)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，由于較小，則也較小，所以直流電動機的固有機械特性是比較“硬”的。 （23） 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：。勵磁損耗一般不超過額定功率的1%3%。復(fù)勵電動機的運行特性介并勵于串勵之間。4．復(fù)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(fù)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。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。下面就簡單介紹一下這四種方式的電動機。一般直流電動機的勵磁電流均可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。勵磁電流的獲得方式稱為勵磁方式。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(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)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)。采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。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)。 位置傳感器定子開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。 無刷直流電動機是采用半導(dǎo)體永磁體轉(zhuǎn)子錄放機中使用的永磁式直流電動機，采用電子穩(wěn)速電路或離心式穩(wěn)速裝置。 電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件，具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。漆色線在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組)，其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。 轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成，較電磁式直流電動機轉(zhuǎn)子的槽數(shù)少。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。 定子磁極采用永磁體(永久磁鋼)，有鐵氧體、鋁鎳鉆、釹鐵硼等材料。 永磁式直流電動機也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成。 轉(zhuǎn)子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成，一般為12槽，內(nèi)嵌12組電樞繞組，各繞組間串聯(lián)連接后，再分別與12片換向片連接。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度塑料模壓成。轉(zhuǎn)速變化率為25％~30％(與串聯(lián)繞組有關(guān))。復(fù)勵直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵繞組(其匝數(shù)較少)。轉(zhuǎn)速變化也為5％15％?？赏ㄟ^削弱磁場的恒功率來調(diào)速。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降?？赏ㄟ^用外用電阻器與串勵繞組串聯(lián)(或并聯(lián))、或?qū)⒋畡罾@組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調(diào)速。串勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流成正比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。根據(jù)其勵磁(舊標(biāo)準(zhǔn)稱為激磁)方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。1．電磁式直流電動機： 電磁式直流電動機由定子磁極、轉(zhuǎn)子(電樞)、換向器(俗稱整流子)、電刷、機殼、軸承等構(gòu)成。這就是直流電機的工作原理。這就保證了每個極下線圈邊中的電流始終是一個方向。裝了這種換向器以后，若將直流電壓加于電刷端，直流電流經(jīng)電刷流過電樞上的線圈，則產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電樞在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下就旋轉(zhuǎn)起來。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器由互相絕緣的銅質(zhì)換向片構(gòu)成，裝在軸上，也和電樞絕緣，且和電樞一起旋轉(zhuǎn)。這種交變的電磁轉(zhuǎn)矩只能使電樞來回搖擺，而不能使電樞連續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈中通入直流電流時，線圈邊上受到電磁力，根據(jù)左手定則確定力的方向，這一對電磁力形成了作用于電樞的一個電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向。絕大多數(shù)的電動機都須作連續(xù)的轉(zhuǎn)運動的電磁力形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩，才能構(gòu)成電動機。電動機結(jié)構(gòu)主要包括兩部分：轉(zhuǎn)子和定子。電動機是一種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機械。嵌放在電樞鐵心表面的槽內(nèi)直流電機采用雙層繞組，每槽內(nèi)的線圈邊分上、下兩層，上下層之間及線圈于鐵心之間都是要可靠絕緣。（2）電樞繞組:電樞繞組由許多按一定規(guī)則連接起來的線圈組成，是通過電流和產(chǎn)生電動勢的關(guān)鍵性部件。機座一般式用鑄鋼鐵制造或鋼板焊接而成。磁軛的作用是固定主磁極和換向極，是磁路的一部分。換向極也是由鐵心及繞組組成，換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。在磁極鐵心上繞有勵磁繞組，整個磁極利用螺桿固定在磁軛上。結(jié)構(gòu)圖如圖21。第2章 直流電動機的概述 直流電動機的基本知識直流電機的結(jié)構(gòu)是多種多樣的，但任何直流電機都包括定子部分和轉(zhuǎn)子部分，這兩部分間存在著一定大小的氣隙，使電機中電路和磁場發(fā)生相對運動。4．機電一體化、智能化　　隨著科學(xué)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(yīng)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(dāng)。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。電機正向?qū)Ｓ眯?、特殊性、個性化方向發(fā)展，充分發(fā)揮電機的效率，這也是國外電機發(fā)展的最新觀點。為了發(fā)展電機產(chǎn)品，滿足客戶需求，擴大國內(nèi)、國際市場，電機產(chǎn)品必須向多用途、多品種方向發(fā)展，向高效、節(jié)能方向發(fā)展。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。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。745918　　但隨著改革開放的深入，國家宏觀政策的調(diào)整以及市場需求的推動，我國電機產(chǎn)品由勞動密集型、資源密集型向高附加值和高技術(shù)含量的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移，出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也逐步趨向于市場化和合理化。電動機出口量約為12000MW。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。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。它的容量從400W到200KW，電動機的額定電壓有200V和110V兩種，額定轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、75