直流电动机电枢串电阻起动设计
课程设计名称：《电机与拖动》课程设计
题目：直流电动机电枢串电阻起动设计
专业：电气自动化（二学位）
班级：2011-1
姓名：申晓娜
学号：1105710116
课程设计成绩评定表
课程设计任务书
一、 设计题目
直流电动机电枢串电阻起动设计
二、 设计任务
某工厂有一台他励直流电动机，已知参数如下：
三、设计计划
电机与拖动课程设计预计7天内完成。 1、 第1~2天查资料，熟悉题目；
2、 第3~5天方案分析，具体按步骤进行设计并整理；
3、 第6~7天进行相关课题的设计，反映到书面上来。
四、设计要求
1、设计工作量是按要求完成设计说明书一份；
2、设计必须根据进度计划按期完成；
3、设计说明书必须经指导老师审查签字。
指导教师：荣德生
时 间： 年 月 日
摘要
直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。滞留电动机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的启动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和启动频繁或多个
min
/1500497440200a a r n A I V U KW P N N N N ====
单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。
目录
一、直流电动机的工作原理 (5)
二、直流电动机的分类 (6)
三、电动机的机械特性 (7)
四、他励直流电动机串电阻起动 (9)
五、直流电动机电枢串电阻起动设计设计方案 (11)
六、设计结论 (13)
参考文献 (15)
一、直流电动机的工作原理
直流电动机的工作原理如下：如上图所示为最简单的直流电动机的原理图。其换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷A、B相接触。若电刷A是正电位，B是负电位，那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b，在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c 流向d。转子载流导体在磁埸中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab边和cd边所受的电磁力的大小相等。这样转子线圈上受到的电磁力f的作用而按逆时针方向旋转。当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。因此，电磁力也等于零。但由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半圈之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab转到S极范围内，cd转到N极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到N极下的cd边中的电流方向也变了，是从d流向c，在S
极下的ab边中的电流，则从b流向a。因此，电磁力f的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。可见，分别在N，S极范围内的导体中的电流方向总是不变的。因此，线圈二边受力方向也不变。这样，线圈就可以按受力方向不停地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
二、直流电动机的分类
根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
1．他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2．并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图（b）所示。作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
3．串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4．复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图（d）所示。不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式。
三、电动
机的机械特性
是指电动机的转速与转矩的关系。机械特性是电动机机械性能的主要表
现，它与负载的机械特性，运动方程式相联系，将决定拖动系统稳定运行及过渡过程的工作情况。
机械特性中的是电磁转矩，它与电动机轴上的输出转矩是不同的，其间差一空载转矩，即：
在一般情况下，因为空载转矩相比或很小，所以在一般的工程计算中可以略
去，即：
已知直流电动机的机械特性方程式为
式中为电枢回路总电阻，包括及电枢回路串联电阻，为理想空载转速记为，记为，为机械特性的斜率。
当，，电枢回路没有串电阻时的机械特性称为直流电动机的固有机械特性。当改变或或电枢回路串电阻时，其机械特性的或将相应变化，此时称为直流电动机的人为机械特性。
若不计电枢反应的影响，当电动机正向运行时，其机械特性是一条横跨I、II、IV 象限的直线。其中第I象限为电动机运行状态，其特点是电磁转矩的方向与旋转方向（转速的方向）相同，第II、IV象限为制动运行状态。
四、他励直流电动机串电阻起动
1 增加电枢电阻起动
在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑快速起动，因而得到广泛应用。但对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。
下面仅以直流他励电动机电枢回路串电阻起动为例说明起动过程。 (1) 启动过程分析
如图4(a)所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压U 。触点KM1、KM2均断开,电枢串入了全部附加电阻RK1+RK2 ,电枢回路总电阻为Ral=ra+RK1 +RK2。这是启动电流为
1I =
al R U
=2
1K K a R R r U ++ 与起动电流所对应的起动转矩为T1。对应于由电阻所确定的人为机械特性如图4(b)中的曲线1所示。
(a) 电路图 (b) 特性图 图4 直流他励电动机分二级起动的电路和特性 根据电力拖动系统的基本运动方程式 T-TL=J dt
d ω 式中 T ——电动机的电磁转矩；
TL ——由负载作用所产生的阻转矩； J ——电动机的转动惯量；
由于起动转矩T1大于负载转矩TL ，电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐渐上升，电动机开始起动。在图4(b)上，由a 点沿曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。上升到b 点时，为保证一定的加速转矩，控制触点KM1闭合，切除一段起动电阻RK1。b 点所对应的电枢电流I2称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转矩。切除1R 后，电枢回路总电阻为Ra2=ra+2R 。这时电动机对应于由电阻Ra2所确定的人为机械特性，见图4(b)中曲线2。在切除起动电阻RK1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为nb ，其反电动势亦不变。因此，电枢电流突增，其相应的电动机转矩也突增。适当地选择所切除的电阻值1R ，使切除1R 后的电枢电流刚好等于1I ，所对应的转矩为T2，即在曲线2上的c 点。又有T1>T2，电动机在加速转矩作用下，由c 点沿曲线2上升到d 点。控制点KM2闭合，又切除一切起动电阻2R 。同理，由d 点过度到e 点，而且e 点正好在固有机械特性上。电枢电流又由I2突增到1I ，相应的电动机转矩由T2突增到T1。T1> TL ，沿固有特性加速到g 点T=TL ，n=ng 电动机稳定运行，起动过程结束。
在分级起动过程中，各级的最大电流I1(或相应的最大转矩T2)及切换电流2I (或与之相应的切换转矩T2)都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。
要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。下面讨论应该如何计算起动电阻。
(2) 起动电阻的计算 在图4(b)中，对a 点，有1I =
1
a R U 即 Ra1=
1
I U 当从曲线1(对应于电枢电路总电阻 Ra1=ra+1R +2R )转换得到曲线2(对应于总电阻Ra2=ra+2R )时，亦即从点转换到点时，由于切除电阻RK1进行很快，如忽略电感的影响，可假定nb=nc ，即电动势Eb=Ec ，这样在点有2I =
1
a b
R U U - 在c 点 1I =
2
a c
R U U - 两式相除，考虑到Eb=Ec ，得
2
1
21a a R R I I =
同样，当从d 点转换到e 点时，得
21I I =a
a r R 2
这样，如图4所示的二级起动时，得
2121a a R R I I ==a
a r R 2
推广到m 级起动的一般情况，得β=
2121a a R R I I ==a
a r R 2=…=am m a R R )1(-=a am
r R
式中λ为最大起动电流1I 与切换电流2I 之比，称为起动电流比(或起动转矩比)，它等于相邻两级电枢回路总电阻之比。
由此可以推出
a
a r R 1
=m β 式中m 为起动级数。由上式得 β=m
a
a r R 1
如给定λ ,求m,可将式
a
a r R 1
=m β取对数得 m=βlg lg 1?
?? ??a a r R 由式β=2121a a R R I I ==a
a r R 2=…=am m a R R )1(-=a am
r R 可得每级电枢回路总电阻进而求出各级启动
电阻为：
1R =Ra1-Ra2 2R =Ra2-Ra3 3R =Ra3-Ra4
R(m-1)=R a(m-1)-Ram Rm=Ram-ra
起动最大电流1I 及切换电流I2按生产机械的工艺要求确定，一般 1I =(1.5~2.0) aN I 2I =(1.1~1.2) aN I
五、直流电动机电枢串电阻起动设计方案
1）选择启动电流I1和切换电流I2
1I =(1.5～2.0)aN I =(1.5～2.0)×497A =(745.5～994)A 2I =(1.1～1.2)aN I =(1.1～1.2)×497A =(546.7～596.4)A 选择1I =840A ，2I =560A 。 2）求出起切电流比β
β=
2
1
I I =1.5 3）求出启动时电枢电路的总电阻Ram Ram=
1
I U aN
=0.524Ω （4）求出启动级数m
m=βlg lg ?
?
? ??a am r R =4.76
取m=5
5）重新计算β，校验2I
β=m a
am r R =1.47
2I =
β
1
I =571A
2I 在规定范围之内。 6）求出各级总电阻
5R =121R I I ra=1.475?0.076Ω=0.52Ω
4R =4βra =1.474?0.076Ω=0.35Ω 3R =3βra=1.473?0.076Ω=0.24Ω
2R =2βra=1.472?0.076Ω=0.16Ω 1R =βra=1.47?0.076Ω=0.11Ω
R=Ra=0.076Ω
7）求出各级启动电阻
Rst1=1R-0R=(0.11-0.076)Ω=0.034ΩRst2=2R-1R=(0.16-0.11)Ω=0.05ΩRst3=3R-2R=(0.24-0.16)Ω=0.08ΩRst4=4R-3R=(0.35-0.24)Ω=0.11ΩRst5=5R-4R=(0.52-0.35)Ω=0.27Ω
六、结论
根据以上的设计实践，他励直流电动机串电阻启动计算方法可归结如下： ①选择启动电流1I 和切换电流2I 启动电流为1I ； 对应的启动转矩T1； 切换电流为2I ； 对应的启动转矩T ；
②求出起切电流（转矩）比β； ③求出电动机的电枢电路电阻ra ； ④求出启动时的电枢总电阻Rm ； ⑤求出启动级数m ；
⑥重新计算β，校验I2是否在规定范围内； 若m 是取相近整数，则需重新计算2I ；
β=m a
am r R 再根据得出的β重新求出2I ，并校验2I 是否在规定范围内。若不在规定范
围内，需加大启动级数m 重新计算β和2I ，直到符合要求为止。
⑦求出各级总电阻 ⑧求出各级启动电阻
这便是他励直流电动机电枢串电阻起动的大体思路与过程。
七、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大学出版社1995年出版
[5]《电机理论与运行》汤蕴谬主编水利电力出版社2005年出版b
他励直流电动机串电阻启动的设计15613
题目 他励直流电动机串电阻启动的设计 专业：电气工程及其自动化 班级：13电牵1班 姓名：贤第 学号：20130210470103
Pan=200kw ；Uan=440v ；Ian=497A ；nN=1500r/min；Ra=0.076Ω； 采用分级启动，启动电流最大不超过2Ia N,，求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。 三、设计计划 第1天查阅资料，熟悉所选题目； 第2天根据基本原理进行方案分析； 第3天整理思路，按步骤进行设计； 第4天整理设计说明书； 第5天准备答辩； 四、设计要求 1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份。 2、设计必须根据进度计划按期完成。 3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
摘要 他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea =CeΦn = 0 ,最初启动电流IS =U/Ra,若直接启动,由于Ra很小,ISt会十几倍甚至几十倍于额定电流, 无法换向,同时也会过热,因此不能直接启动。 要限制启动电流ISt的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路串接附加电阻。本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。 在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动由于其启动设备简单、 经济和可靠，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。但对于不同类型和规格的直流电动机，对启动电阻的级数要求也不尽相同。 关键词：他励直流电动机；启动电流；串电阻启动； 目录 引言 (5) 1 直流电动机 (7) 1.1直流电动机的工作原理 (7) 1.2直流电动机的分类 (7) 1.3他励直流电机工作原理 (8)
绕线型三相异步电机转子电路串电阻启动
引言 三相异步电动机是目前应用最为广泛的电动机。要想讨论电力拖动中经常遇到的绕线型异步电动机转子串电阻启动问题，首先我们要先了解三相异步电动机，这是讨论问题的基础。 异步电动机是交流电动机的一种。由于异步电动机在性能上有缺陷，所以异步电动机主要作电动机使用。 异步电动机按供电电源相数的不同，有三相、两相和单相之分。三相异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工业农业生产中应用最普通的电动机；单相异步电动机容量较小，性能较差，在实验室和家用电器中应用较多；两相异步电动机通常用作控制电机。 一、异步电动机的原理 三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁变生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。 二、异步电动机的结构组成 （一）定子 异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。 1．定子铁心定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。对于容量较大(10kW以上)的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。定子铁心上的槽形通常有三种半闭口槽，半开口槽及开口槽。从提高电动机的效率和功率因数来看，半闭口槽最好。 2，定子绕组定子绕组是异步电机定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律联接面成。能分散嵌入半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成，放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包扁沿线或扁铜线，或用玻璃丝包扁铜线绕成。开口槽也放入成型
直流电动机起动实验
实验一直流电动机起动实验 一、实验目的理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。 二、实验的主要内容 仿真一台直流并励电动机的起动过程。电动机参数为: PN =17kW, U N = 220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R a =0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R F=181.50,电机转动惯量J=0.76 kg ?m2。 三、实验的基本原理直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电磁转矩称为起动转矩。一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不允许采用直接起动的。 四、实验步骤 1) 建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope 观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2 π =9.55。 2) 计算电动机参数: 励磁电流 励磁电感在恒定磁场控制时可取“ 0” 电枢电阻 R a =0.0870 电枢电感估算
直流电机串电阻启动(DOC)
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院 课程设计报告 设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计 学校： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间：年月 重庆邮电大学移通学院
目录 一、直流电动机的综述 (4) 1.1直流电动机的基本工作原理 (4) 1.2直流电动机的分类 (5) 1.3直流电动机的特点 (5) 二、他励直流电动机 (5) 2.1他励直流电动机的机械特性 (5) 2.2固有机械特性与人为机械特性 (6) 三、他励直流电动机的起动 (7) 3.1直流电动机的启动过程分析 (8) 3.2他励直流电动机起动电阻的计算 (9) 四、设计内容 (10) 五、结论 (11) 六、心得体会 (12) 七、参考文献 (12)
一、直流电动机的综述 1.1直流电动机的基本工作原理 图1 是一台最简单的直流电动机的模型，N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁，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弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向器。在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。电枢铁心、电枢线圈和换向器构成的整体称为电枢。 如果将电源正负极分别接电刷A和B,则线圈abcd中流过电流。在导体ab中，电流由a 流向b，在导体cd中，电流由c流向d，如图（a）所示。载流导体ab和cd均处于N和S 极之间的磁场当中，受到的电磁力的作用。用左手定则可知，载流导体ab受到的电磁力F 的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体cd受到的电磁力F的方向是向右的, 也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩, 即电磁转矩T，其方向为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。当电枢转过180°, 导体cd转到N极下，ab转到S极上，如图（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，再从电刷B流出。用左手定则判别可知，导体cd受到的电磁力的方向是向左的，ab受到的电磁力的方向是向右的，因而电磁转矩的方向仍是逆时针方向,使电枢沿逆时针方向继续转动。当电枢在转过180°，就又回到图（a）所示的情况。这就是直流电动机的基本工作原理。
他励直流电机串电阻启动
他励直流电动机串电阻启动仿真一、工作原理 电动机的起动是指电机合上电源后，从静止状态加速到所要求的稳定转速时的过程。起动时把电动机电枢直接加上额定电压是不允许的，因为在起动前，电机转速为零，由电枢电势公式可知，Ea也为零，电枢绕组电阻Ra又很小，若此时加上额定电压，会引起过大的起动电流Is，Is = UN/Ra,其值可达额定值的10～20倍。这样大的启动电流会产生强烈火花，甚至烧毁换向器；还会加剧电网电压的波动，影响同一电网上其他设备的正常运行，甚至可能引起电源开关跳闸。 直流电动机在电枢回路中串联电阻起动是限制起动电流和起动转矩的有效方法之一。建立他励直流电动机电枢串联电阻起动的仿真模型，仿真分析其串联电阻起动过程，获得起动过程的电枢电流、转速和电磁转矩的变化曲线。 二、参数计算 有一台他励直流电动机，参数如下： PN=100KW UaN=440V IaN=497A
nN=1500r/min Ra=0.076Ω 若采用串电阻启动，所串电阻计算如下： （1）选择I1和I2 I1=（1.5～2.0）IaN=(1.5～2.0)497A=(745.5~994）A I2=（1.1～1.2）IaN=(1.1～1.2)497A=(546.7~596.4）A 选择I1=850A ，I2=550A （2）求出起切电流比β 5.1550 85021===I I β （3）求出启动时的电枢电路电阻Ram Ω=Ω==518.0850 4401I U R aN am (4)求出启动级数m 74.45 .1lg 076.0518.0lg lg lg ===βa aN R R m 故取m=5 （5）重新计算β，校验I 2
直流电动机串电阻分级启动仿真实验设计
直流电动机串电阻分级启动仿真实验 电路图搭建： 如果电动机直接启动的话，设置Step1/ Step2 /Step3的起始值为0，并且step time 设为0，也就是在0时刻开始以后一直都为0值，也就是三个电阻开关保持闭合，使所串电阻短路，仿真得到转速和电枢电流的启动图形： 可以发现，启动电流在很短的时间里就冲击到很大的值，我们将电流波形横坐标和纵坐标分别放大看看： 从图中可以看到，在时间约为0.08s时刻电流冲击到了大约1840A，这很显然不符合要求，电机一启动就烧，或者启动瞬间熔断丝就烧断。
如果这时候串一个1Ω的电阻，也就是讲三个电阻值都串进电路，设置Step1/ Step2 /Step3的step time 设置为20s，得到以下波形： 可以发现启动电流变小了很多，在200A左右，这也就满足启动电流限制的要求了，但是串联的电阻不能一直在电路中，这样会造成能量损耗，因为虽然电阻很小，但是电流很大，电流平方得到损耗电功率就很大了，即使是在额定运行时，额定电流大约在88.8A，而且我们还发现在时间t=10s时刻，电机还没有达到额定运行状态，也就是启动过程太慢，这主要是串了启动电阻的原因。
现在我们采用分级启动，下次电阻降低是在电流约为额定的1.2倍时，这样我们选t=3.5s时，把串的0.518Ω的电阻去掉，使所串电阻为0.482Ω，设置step3的step time 为3.5s，得到如下仿真图： 可以发现电流会在3.5s时又有一个冲击电流，大约是210V左右，一般也能满足要求， 也就是说，二次所串的电阻0.482欧姆能够满足要求，现在我们试试如果去掉0.838Ω的电阻，只剩一只0.162Ω时仿真的波形： 很显然看出，在时间3.5s时刻，冲击电流很大，大约460V(底下的放大波形可以清楚地看出)，这也就不能满足电机的启动电流的要求。所以我们在去电阻时候要选择大小，不能一次性完全去掉，而是一次一次的分级去掉。下面就是我们进行的第二次去电阻。
绕线式电动机转子回路串电阻起动控制电路
绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路的安装、调试及故障排查 【课时安排】 2课时 【实训目标】 1．正确理解三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动的工作原理。 2．能正确识读三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路的原理图和布置图。 3．会按照工艺要求正确安装三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路。 4．．能用万用表对控制电路进行通电前的检查。 5．能熟练使用电钳工工具及低压测量仪表。 6．培养安全第一、科学严谨、团结合作、成本意识、节能环保意识。 【实训条件准备】 1．常用电工工具：包括试电笔、克丝钳、剥线钳、改锥、尖嘴钳、斜口钳等。 2．万用表 3．绝缘导线：主电路采用平方，控制电路采用BV1平方。 4．绕线式异步电动机 5．交流接触器、时间继电器、按钮、熔断器、热继电器等电器元件 【实训过程】 一、实训电路 1. 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路原理图如图5所示 图5 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路 2.小组讨论双速电动机控制线路工作原理。 起动控制：
停止控制： 3．备齐所需电气元器件及工具并检测元器件 配齐所用电气元件，并进行质量检验。元器件应完好，各项技术指标符合规定要求，否则予以更换。 二、计划与实施 1．绘制电器元器件布置图并安装电器元器件 2．绘制接线图 3．安装、接线 （1）小组成员讨论线路连接的思路与方法，并作介绍。 （2）小组合作根据电路图完成接线。 4．检测线路 （1）检查所接电路，按照电路图从头到尾按顺序检查
（2）用万用表初步测试电路有无短路情况。确保电路未通电的情况下把万用表打到欧姆档，用万用表检查电路，并填写在下表。 5．通电运行 （1）整理试验台多余的导线和工具，避免对电路造成影响 （2）为保证人身安全，在通电试车时，一人操作一人监护，认真执行、安全操作规程的有关规定，经老师检查并现场监护。 在教师检查无误后，经教师允许后才可以通电运行。 （1）通电顺序：先合上实验台总电源开关。 按下按钮SB1，观察并记录电动机工作状态，接触器KM状态，时间继电器KT1 状态。 （2）第一延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM1状态，时间继电器KT2状态。 （3）第二延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM2状态，时间继电器KT3状态。 （4）第三延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM3状态。 （5）按下停止按钮SB2，观察并记录M工作状态，接触器KM1状态，接触器KM2状态，接触器KM3状态，时间继电器KT1状态，时间继电器KT2状态，时间继电器KT3状态。 6．故障排查 利用维修电工技能鉴定装置上进行绕线式异步电动机转子回路串电阻起动控制线路的排故练习。记录故障现象、判断记录故障部位、可能的故障原因并说明排故方法。 绕线式异步电动机转子回路串电阻起动控制电路排故记录 7．整理现场 三、评价反馈 双速电动机控制线路安装、调试项目评价表
直流电动机电枢串联电阻调速过程设计教学内容
直流电动机电枢串联电阻调速过程设计
指导教师评定成绩： 审定成绩： 湖南交通工程学院 课程设计报告 设计题目：直流电机的串电阻调速过程设计 院系：电气与信息工程系 学生姓名：张蕴 专业：电气工程及其自动化 班级： 14级电气工程及其自动化（1）班 学号： 144139240471 指导教师：陈海文 设计时间： 2017 年 11 月
课程设计任务书 一、设计题目 直流电机的串电阻调速过程设计 二、设计任务和要求 1.熟练直流电机的机械特性和电气特性； 2.根据图片提示，综合运用知识分析直流电机的运行过 程； 3.计算每个阶段变化过程中的阻值对系统的影响； 4.推导出每个速度变化过程中电阻值的公式； 5.根据以下直流电动机特性 Pn=85KW Uan=380V Ian=176A Nn=1450r/min 欲用电枢串电阻启动，启动级数初步为3级 1)选择启动电流I1,切换电流I2和切换电流I3 2)求出起切电流比 3)求出启动时电枢电路的总电阻Ram 4)求出启动级数m 5)重新计算，校验I2,I3 6)求出各级总电阻 7)求出各级启动电阻 8)结论 9)提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、心得体会 (16) 六、参考文献 (17)
一、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。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类,其中自励又分为并励、串励和复励3种。 直流电动机 - 特点： (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，根据需要，人为地改变电动机的转速。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，而且调速范围较宽。 (二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、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：
转子串电阻调速
绕线转子异步电动机转子串电阻电感起动与调速方 法的研讨 绕城转子异步电动机能够通过转子串电阻进行起动与调速，但电阻上能耗大；如果转子串频敏变阻器，虽能减少损耗，但只能起动而不能调速。本文提出一种转子串电阻、电感的方法，既能用于起动与调速，又能较大程度地节能。IJ作原理如图1，在绕线电机转于绕组每相串入相同的电阻与电感。首先我们考虑只串电感L的情况，电机运行时的临界转差率式中r；——定子绕组的电阻X；——定于绕组的电抗r二。——转子绕组电阻的折算值X二——转子回路电抗的折算值teZ。H。0＋XL其中X二。——转子绕组电抗的折算值X、——转子串电感L的电抗折算值由于r；＜＜x。，x；Wx。，略去r；、x；，则即Sm与人成反比，与固有特性相比，临界转差率的值减少。电机运行时的最大转矩为同理略去r；、x；，则式中m；——电机定子相数V；——电机定子相电压。。——电机同步角速度由式（2）可知，凡人与Xb也成反比，与固有特性相比，最大转矩减少。由以上分析可知，转子串电感时的机械特性如图2中的曲线1（曲线0为电机的固有特性）。在此基础上转子绕组再串入电阻Rnl 与Rn。，由式（l）、式（2）可知：临界转差率随转子回路电阻的增加而增大，而最大转短不变，其机械(本文共计3页)......[继续阅读本文] 转子上串联电阻可以降低启动电流增大启动转矩，同样也可以用于调速，但转子回路串联电阻调速的方式不理想，在电机轻载和空载的时候几乎起不到调速的作用，串联电抗器也可以减小起动电流，但是起动转矩也会减小很多，所以不采用串联电抗器来启动。 不是说三项绕线转子异步电动机转子回路串入电阻，可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩越大？要合适 是应该三相都串的，以保持三相平衡。所串电阻增大，转速变低。因为电阻增大，相当于电机端电压降低，电机机械特性变软，转差率增大。负载恒定的时候，电机的电流会增大的。
绕线式电动机转子回路串电阻起动控制电路
【实训项目名称】 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路的安装、调试及故障排查 【课时安排】 2课时 【实训目标】 1．正确理解三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动的工作原理。 2．能正确识读三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路的原理图和布置图。 3．会按照工艺要求正确安装三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路。 4．．能用万用表对控制电路进行通电前的检查。 5．能熟练使用电钳工工具及低压测量仪表。 6．培养安全第一、科学严谨、团结合作、成本意识、节能环保意识。 【实训条件准备】 1．常用电工工具：包括试电笔、克丝钳、剥线钳、改锥、尖嘴钳、斜口钳等。 2．万用表 3．绝缘导线：主电路采用BV1.5平方，控制电路采用BV1平方。 4．绕线式异步电动机 5．交流接触器、时间继电器、按钮、熔断器、热继电器等电器元件 【实训过程】 一、实训电路 1.绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路原理图如图5所示 图5 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路 2.小组讨论双速电动机控制线路工作原理。 起动控制：
停止控制： 3．备齐所需电气元器件及工具并检测元器件 配齐所用电气元件，并进行质量检验。元器件应完好，各项技术指标符合规定要求，否则予以更换。 二、计划与实施 1．绘制电器元器件布置图并安装电器元器件 2．绘制接线图 3．安装、接线 （1）小组成员讨论线路连接的思路与方法，并作介绍。 （2）小组合作根据电路图完成接线。 4．检测线路
（1）检查所接电路，按照电路图从头到尾按顺序检查 （2）用万用表初步测试电路有无短路情况。确保电路未通电的情况下把万用表打到欧姆档，用万用表检查电路，并填写在下表。 5．通电运行 （1）整理试验台多余的导线和工具，避免对电路造成影响 （2）为保证人身安全，在通电试车时，一人操作一人监护，认真执行、安全操作规程的有关规定，经老师检查并现场监护。 在教师检查无误后，经教师允许后才可以通电运行。 （1）通电顺序：先合上实验台总电源开关。 按下按钮SB1，观察并记录电动机工作状态，接触器KM状态，时间继电器KT1 状态。 （2）第一延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM1状态，时间继电器KT2状态。 （3）第二延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM2状态，时间继电器KT3状态。 （4）第三延时时间到，观察并记录M工作状态，接触器KM3状态。 （5）按下停止按钮SB2，观察并记录M工作状态，接触器KM1状态，接触器KM2状态，接触器KM3状态，时间继电器KT1状态，时间继电器KT2状态，时间继电器KT3状态。 6．故障排查 利用维修电工技能鉴定装置上进行绕线式异步电动机转子回路串电阻起动控制线路的排故练习。记录故障现象、判断记录故障部位、可能的故障原因并说明排故方法。 绕线式异步电动机转子回路串电阻起动控制电路排故记录 7．整理现场 三、评价反馈
直流电动机起动实验
F 实验一直流电动机起动实验 一、实验目的 理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。说明负载转矩、 转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。 二、实验的主要内容 仿真一台直流并励电动机的起动过程。电动机参数为: PN =17kW, U N = 220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R a =0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg ?m2。 三、实验的基本原理 直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电 磁转矩称为起动转矩。一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可 达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这 样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖 动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢 电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不 允许采用直接起动的。 四、实验步骤 1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope 观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。 2)计算电动机参数: 励磁电流 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0” 电枢电阻 电枢电感估算R a =0.0870
电机与拖动课程设计---他励直流电动机串电阻启动
课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：他励直流电动机串电阻启动 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号：
直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。直流电动机是将直流电能转换成机械能而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的启动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和启动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。 关键词：直流电机；串电阻；启动；原理；分类：机械特性；变速
1 直流电动机简介............................... 错误！未定义书签。 2 直流电机的基本结构 (1) 2.1 定子 (1) 2.2 转子.................................... 错误！未定义书签。 2.3 气隙.................................... 错误！未定义书签。 3 直流电动机的工作原理 (2) 4 直流电机的分类 (3) 5 他励直流电动机的机械特性 (5) 6 直流电机的名牌数据和主要系列 (6) 7 固有机械特性与人为机械特性 (7) 8 他励直流电动机串电阻起动 (8) 9 起动电阻的计算 (10) 10 设计得出结论 (12) 体会............................................ 错误！未定义书签。参考文献........................................ 错误！未定义书签。
绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式电动机转子串电阻 调速方法 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
绕线式电动机转子串电阻调速方法 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。 1、串电阻启动增加，降低，起动达速后切除启动电阻（就是转子回路）全速运行。 2、串电阻启动（电阻最大值起动），根据需要调整电阻的阻值，可以改变电机的运行速度，达到调速的目的（是有范围的调速）。 绕线式电机的启动电流是可调的，通过调整转子串联的电阻大小，可以调节绕线式电机的启动电流！ 原理：对于绕线式异步电动机，当电网电压及频率不变时，在转子回路中串入电阻后，可以改善电动机的起动转矩，在绕线电机转子中串接启动电阻，减小启动电流，电阻一般接为星形接法，根据公式： I0=U0/R0 当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下，I0↓,此分析忽略电机感抗的损耗。 启动前将电阻全部接入转子回路，随着启动过程的结束，启动电阻被逐级短接，KM1,KM2,KM3逐级吸合，保证始终有较大的起动转矩，短接方式可以遵循时间和电流调节原则，KA1,KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而 定。 RN=E N÷I N÷√3 R N：电机转子额定电阻 E N：电机转子额定电压 I N：电机转子额定电流 例：240KW-6极电机，定子电流436A，定子电压380V。转子电流376A，转子电压407V RN=(E N÷IN)÷√3=(407÷376)÷√3=（）÷√3=Ω △RY1= RN =× =Ω △RY2= =×=Ω △R1= =× =Ω △R2= RN =× =Ω
他励直流电动机串电阻的设计
淮阴工学院 课程设计说明书 作者: 学号： 学院: 机械工程学院 专业: 机械电子工程 题目: 他励直流电动机串电阻启动的设计指导者：
绪论 (1) 1直流电动机 (2) 1.1直流电动机的工作原理 (2) 1.2直流电动机的分类 (2) 1.3直流电动机的工作原理 (2) 2他励直流电动机 (4) 2.1他励直流电动机的机械特性 (4) 2.2他励直流电动机的启动 (5) 2.21对启动的要求 (5) 2.22电枢回路串电阻启动 (5) 2.3直流电动机电枢串电阻启动设计方案 (8) 2.31分级启动主回路和控制回路以及相关电器元件 (10) 2.32启动特性曲线 (10) 3设计体会 (11) 4参考文献 (12)
绪论 直流他励电动机控制器的优点是，线路无需切换即可实现牵引与制动的转换，带载能力强，防空转性能好。但是，如果不能掌握正确的启动方法，电机还是不能正常运行的。下面，我们就要对电机的启动过程和方法做一些必要的分析。 由于启动瞬间n=0，电枢电动势0=Φ=n K E e ，而电枢电阻有很小，所以启 动电流R U n =st I 将达到很大的数值。过大的启动电流，会引起电网电压的波动，影响其他用户的正常用电，并且会使电动机轴上受到很大的冲击。这种不采取任何措施就直接把电动机加上额定电压的启动办法，称为直接启动。处个别容量很小的电动机可以直接采用外，一般直流电动机不允许直接启动【1】。 在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法【2】。本文对他励直流电机进行细致的介绍，用图片与文字相结合的方式 对他励直流电机工作时过程中的变量与时间的关系进行描绘，使我们更加清楚的了解他励直流电机的工作原理。
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路 三相绕线式异步电动机的转子中有三相绕组，可以通过滑环串接外接电阻或频敏变阻器，实现降压起动。 按照起动过程中转子串接装置的不同，分为串电阻起动和串频敏变阻器起动两种起动方式。 串电阻起动中包括基于电流原则的起动和基于时间原则的起动控制线路，图3.14所示电路是基于电流原则的起动控制线路。在电动机的转子绕组中串接KI1、KI2、KI3这三个具欠电流继电器的线圈，它们具有相同的吸合电流和不同的释放电流。在起动瞬间，转子转速为零，转子电流最大，三个电流继电器同时吸合，随着转子转速的逐渐提高，转子电流逐渐减小，KI1、KI2、KI3依次释放，其常闭触点依次复位，使相应的接触器线圈依次通电，通过它们的主触点的闭合，去完成逐段切除起动电阻的工作。 三相异步电动机正反转电气控制线路
在图3.5中，（a）图为主电路，通过当接触器KM1三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按顺相序L1、L2、L3连接，，而KM2的三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按反相序L3、L2、L1连接， 使电动机可以实现正反两个方向上的运行。 而图3.5（b）中，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机正转，按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电，主触点断开，电动机断电停转。再按下反转起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机反转。但是在（b）图中，若按下正转起动按钮SB2再按下反转起动按钮SB3，或者同时按下SB2和SB3，接触器KM1和KM2线圈都能通电，两个接触器的主触点都会闭合，造成主电路中两相电源短路，因此，对正反转控制线路最基本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作，以防止电源短路，即进行互锁，使同一时间里只允许两个接触器中一个接触器工作。所以在图3.5（c）中，接触器KM1 、KM2线圈的支路中分别串接了对方的一个常闭辅助触点。工作时，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，电动机正转，此时串接在KM2线圈支路中的KM1常闭触点断开，切断了反转接触器KM2线圈的通路，此时按下反转起动按钮SB3将无效。除非按下停止按钮 SB1，接触器KM1线圈断电，KM1常闭触点 复位闭合，再按下反转起动按钮SB3实现电动机的反转，同时，串接在KM1线圈支路中的KM2常闭触 点断开，封锁了接触器KM1使它无法通电。 这样的控制线路可以保证接触器KM1 、KM2不会同时通电，这种作用称为互锁，这两个接触器的常闭触点称为互锁触点，这种通过接触器常闭触点实现互锁的控制方式称为接触器互锁，又称为电气互锁。 时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路 图3.15所示电路是基于时间原则的起动控制线路。KT1、KT2、KT3为通电延时时间继电器，其延时时间与起动过程所需时间相对应。R1、R2、R3为转子外接电阻，起动后随着起动时间的增加，转子回路三段起动电阻的短接是靠三个时间继电器KT1、KT2、KT3与三个接触
他励直流电动机启动
运动控制系统课程设计 课题：他励直流电动机启动 系别：电气与信息工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导教师：
城建学院 2015年1月4日 成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。
二、评分 课程设计成绩评定
目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计容 (1) 3.1、直流电动机 (1) 3.1.1直流电动机 (1) 3.1.2直流电动机的分类 (2) 3.1.3他励直流电机工作原理 (2) 3.2 他励直流电动机的启动 (3) 3.2.1 他励直流电动机串电阻启动 (3) 3.2.2 直流电动机电枢串电阻起动设计方案 (6) 3.2.3 多级启动的规律 (7) 3.3 结论 (7) 3.4他励直流电动机串电阻起动特性分析 (8) 四、设计体会 (10) 五、参考文献 (10)
一、设计目的 通过对一个实用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求 完成所选题目的分析与设计，进行系统总体方案的设计、论证和选择；系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算；课程设计报告的整理工作。 三、设计容 有一台他励直流电动机，已知参数如下Pan=200kw ；Uan=440v ；Ian=497A ；Nn=1500r/min；Ra=0.076Ω；采用分级启动，启动电流最大不超过2IA,，求出各段电阻值，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。 他励直流电动机的启动时间虽然很短，但是如果不能采用正确的启动方法，电动机就不能正常地投入运行。为此，应对电动机的启动过程和方法进行必要的分析。 直接启动时，他励直流电动机电枢加额定电压Un，电枢回路不串任何电阻，此时由于n=0，Ea=0，所以启动电流Ist=Un/Ra，由于电枢回路总电阻Ra较小，所以Ist可以达到额定电流In的十几甚至几十倍。这样大的电流可能造成电机换向严重不良，产生火花，甚至正、负电刷间出现电弧，烧毁电刷及换向器。另外，过大的启动电流使启动转矩Tst过大，会使机械撞击，也会引起供电电网电波动，从而引起其他接于同一电网上的电气设备的正常运行，因此是不允许的。一般只有微型直流电动机，由于自身电枢电阻大，转动惯量小，启动时间短，可以直接启动，其他直流电机都不允许直接启动。 在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法。他励直流电动机在电枢回路中串电阻，具有良好的启动特性、较大的启动转矩和较小的启
绕线异步电动机串电阻启动
1.电动机 1.1旋转磁场 定子三相对称绕组中通以频率为f 1 的三相对称电流便会产生旋转磁场。旋转磁场的转速由下式确定 n 0= p f 1 60 式中，P为电机的极对数。n 又称为同步转速旋转磁场的转向由三相电 流通入三相绕组的相序决定。改变电流相序，旋转磁场的转向随之改变。 1.2异步电动机结构 Y形的电阻，或直接通过短路端环短三相异步电动机主要由静止的和转动的两部分构成，其静止部分称为定子。定子是用硅钢片叠成的圆筒形铁心，其内圆周有槽用来安放三相对称绕组：三相对称绕组每相在空间互差120°，可联接成Y形或Δ形。三相异步电动机转动的部分称为转子，是用硅钢片叠成的圆柱形铁心，与定子铁心共同形成磁路。转子外圆周有槽用以安放转子绕组。转子绕组有鼠笼式和线绕式两种。鼠笼式：将铜条扦入槽内，两端用铜环短接，或直接用熔铝浇铸成短路绕组。线绕式：安放三相对称绕组，其一端接在一起形成Y形，另一端引出连接三个已被接成路。 1.3异步电动机工作原理 转子绕组切割旋转磁场产生感应电势，并在短路的转子绕组中形成转子电流,转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，形成转动力矩，使转子随旋转磁场以转速n转动并带动机械负载。转子和旋转磁场之间转速差的存在是异步电动机转动的必要条件，转速差以转差率s衡量
S= 0-n n n ×100% 1.4定子 定子铁芯：导磁和嵌放定子三相绕组：0.5mm 硅钢片冲制涂漆叠压而成；内圆均匀开槽；槽形有半闭口；半开口和开口槽三种：适用于不同的电机 定子绕组：电路；绝缘导线绕制线圈；由若干线圈按一定规律连接成三相对称绕组交流电机的定子绕组称为电枢绕组 机座：支撑和固定作用；铸铁或钢板焊接 1.5转子 转子铁芯：导磁和嵌放转子绕组；0.5mm 硅钢片；外圆开槽 转子绕组：分为笼型和绕线型两种 笼型绕组：电路；铸铝或铜条优缺点 绕线型绕组：对称三相绕组：星接；集电环优缺点 气隙：气隙大小的影响：中小型电机的气隙为0.2mm ～2mm 2.电动机的起动指标 起动是指电动机从静止状态开始转动起来，直至最后达到稳定运行。对于任何一台电动机，在起动时，都有下列两个基本的要求。 2.1起动转矩要足够大 堵转状态时电动机刚接通电源，转子尚未转动时的工作状态，工作点在特性曲线上的S 点。这时的转差s=1,转速n=0,对应的电磁转矩T st 称为起动转矩。 堵转状态说明了电动机的直接起动能力。因为只有在T st >T L <一般要求T st >（1.1～1.2）T L ，电动机才能起动起来。T st 大，电动机才能重载起动；T st
直流电动机电枢串联电阻调速过程设计
直流电动机电枢串联电阻 调速过程设计 The final edition was revised on December 14th, 2020.
指导教师评定成绩： 审定成绩： 湖南交通工程学院 课程设计报告 设计题目：直流电机的串电阻调速过程设计 院系：电气与信息工程系 学生姓名：张蕴 专业：电气工程及其自动化 班级： 14级电气工程及其自动化（1）班 学号： 指导教师：陈海文 设计时间： 2017 年 11 月
课程设计任务书 一、设计题目 直流电机的串电阻调速过程设计 二、设计任务和要求 1.熟练直流电机的机械特性和电气特性； 2.根据图片提示，综合运用知识分析直流电机的运行过 程； 3.计算每个阶段变化过程中的阻值对系统的影响； 4.推导出每个速度变化过程中电阻值的公式； 5.根据以下直流电动机特性 Pn=85KW Uan=380V Ian=176A Nn=1450r/min 欲用电枢串电阻启动，启动级数初步为3级 1)选择启动电流I1,切换电流I2和切换电流I3 2)求出起切电流比 3)求出启动时电枢电路的总电阻Ram 4)求出启动级数m 5)重新计算，校验I2,I3 6)求出各级总电阻 7)求出各级启动电阻 8)结论 9)提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、心得体会 (16) 六、参考文献 (17)
一、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。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类,其中自励又分为并励、串励和复励3种。 直流电动机 - 特点： (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，根据需要，人为地改变电动机的转速。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，而且调速范围较宽。 (二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、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：
三相绕线式转子异步电动机转子串电阻启动
哈尔滨理工大学荣成学院《可编程序控制器课程设计》 ---用PLC控制的三相绕线式转子异步 电动机转子串电阻启动 专业： 班级： 姓名： 学号： 日期：
一、实验目的 1．掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 2．进一步熟悉常用设备、元器件的类型和特征，并掌握合理运用原则和使用方法。培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 3．借助课程设计中的对三相绕线式转子异步电动机转子串电阻启动PLC设计，提高和掌握可编程序控制器的各种实际应用的能力。 4．综合运用所学的理论知识独立完成一个课题，培养学生独立分析和解决实际问题的能力,学会撰写课程设计总结报告。 二、实验内容及要求 1.实验任务： 根据电气实验原理图将其进行PLC改造。在启动前，启动电阻全部接入电路中，在启动过程中，启动电阻被逐级地短接切除，正常运行时所有外接启动电阻全部切除。具体操作要求：按下启动按钮主电路的主触点闭合，自锁，延时5S，R1电阻切除，延时3S后R2电阻切除，再延时3S后所有电阻均切除，启动完成。按下停止按钮，电动机停，实验原理图见图1。 2.电气实验原理图
3.绕线式的作用以及优缺点 三相异步电动机转子回路串接电阻，一方面可以减小起动电流，另一方面可以增加最初起动转矩，当串入某一合适电阻时，还能使电动机以它的最大转矩T 起动。当然，所串联的电阻超过一定数值后，最初起动转矩反而会减小。由于绕线异步电动机的转子串联合适的电阻，不但可以减少起动电流，而且可以增大起动转矩，因而，要求起动的转矩大或起动频繁的生产机械常用绕线型异步电动机。转子回路串三相对称可变电阻起动，这种方法既可限制起动电流，又可增大起动转矩，串接电阻值取得适当，还可使起动转矩接近最大转矩起动，适当增大串接电阻的功率，使起动电阻兼作调速电阻，一物两用，适用于要求起动转矩大，并有调速要求的负载。缺点：多级调速控制电路较复杂，电阻耗能大。 三、硬件系统的设计 1.资源配置 2.外部接线图
同步电动机的起动
同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场) 气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120 分布的线圈代表三相对称交流绕组。 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主
磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E0 =4.44fNψ Φ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p ，即 f=pn/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。