提升機(jī)主電路設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院 保密 班級 保密 姓名 保密設(shè)計(jì)起 止日期2015.6.29 2015.7.03設(shè)計(jì)題目：提升機(jī)主電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：提升機(jī)速度圖1、加速階段ti: 速度由0增加到vi,當(dāng)v=vi時(shí)，電機(jī)工作在固有特性上2、等速階段t2：以vi速度勻速運(yùn)行。3、調(diào)速階段t3：以v2速度勻速運(yùn)行，v2 =0.7v 1o4、減速階段t4： 速度由v2減小為0。銘牌數(shù)據(jù)：錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。指導(dǎo)教師評語:成績： 簽字：年 月 日No. 1課程設(shè)計(jì)說明書一、課程設(shè)計(jì)的目的1、電機(jī)與電力拖動基礎(chǔ)是自動化專業(yè)及相近專業(yè)的一門專業(yè)平臺課。它主要研 究電機(jī)與電力拖動系統(tǒng)的

2、基本原理，以及它與科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際之間的聯(lián)系。2、在自動化專業(yè)中，電機(jī)與電力拖動基礎(chǔ)是一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課或技術(shù) 基礎(chǔ)課，它在整個(gè)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中起著承前啟后的作用。該課程對直流電機(jī)、變壓器、 異步電機(jī)、同步電機(jī)和其他特殊電機(jī)側(cè)重于從應(yīng)用的角度講述了其基本工作原理、基 本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行分析及各種工作特性。二、方案論證1、啟動1.1、 定義：將一臺直流電動機(jī)接上直流電源，使之從靜止?fàn)顟B(tài)開始旋轉(zhuǎn)直至穩(wěn) 定運(yùn)行，這個(gè)過程稱為啟動過程。1.2、 方法：1.2.1、 直接啟動：不采取任何限流措施，直接加額定電壓的起動。優(yōu) 點(diǎn)：啟動轉(zhuǎn)矩很大，不需另加起動設(shè)備，操作簡便。缺 點(diǎn)：直接啟動電流很大，可達(dá)額定電

3、流的 10-20倍。過大的啟動電流將導(dǎo)致?lián)Q向困難，換向器表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花或 環(huán)火，電樞繞組產(chǎn)生過大的電磁力，引起繞組的損壞。產(chǎn)生過大的電磁轉(zhuǎn)矩，形成過大的加速度，可能損壞機(jī)械。1.2.2、 電樞回路用電阻啟動：在電樞回路中 串入多級電阻來限制啟動電流, 啟動時(shí)逐級切除電阻的啟動方式稱為電樞回路用電阻啟動。優(yōu) 點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作方便、價(jià)格便宜缺 點(diǎn)：能耗較大，不宜用于啟動的大、中型，可用于小型電機(jī)啟動1.2.3、 降低電源電壓啟動：啟動前降低電源電壓，啟動時(shí)逐級升高電源電壓 至額定電壓的啟動方式稱為降低電源電壓啟動。優(yōu) 點(diǎn)：能量損耗小，啟動平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)自動化。缺 點(diǎn)：需要一套可調(diào)的直流電源啟

4、動設(shè)備，增加了初投資。沈陽大學(xué)No. 2課程設(shè)計(jì)說明書1.3、 綜合分析以上三種方法，采用電樞回路用電阻的方法比較適宜。1.4、 用電阻的啟動過程：如圖1是一個(gè)5級用電阻啟動電路圖，啟動電阻分為5段，即錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤! 未找到引用源。和錯(cuò)誤!未找到引用源。，它們分別與接觸器的觸頭 KM5、KM4、KM3、 KM2、KM1并聯(lián)。啟動開始瞬間，5個(gè)開關(guān)均斷開，電樞回路的總電阻為 錯(cuò)誤!未找 到引用源。，運(yùn)行點(diǎn)在圖2中的a點(diǎn)，啟動電流為錯(cuò)誤!未找到引用源。啟動轉(zhuǎn)矩為錯(cuò) 誤!未找到引用源。，電動機(jī)開始升速，轉(zhuǎn)速沿著 錯(cuò)誤!未找到引用源。特性曲線變

5、化， 啟動電流下降，到圖2中的b點(diǎn)時(shí)啟動電流降到切換電流 錯(cuò)誤!未找到引用源。，再次 瞬間KM5閉合切除一段電阻 錯(cuò)誤!未找到引用源。，電樞總電阻變?yōu)?錯(cuò)誤!未找到引用 源。，相應(yīng)的機(jī)械特性曲線為錯(cuò)誤!未找到引用源。直線，切除電阻瞬間轉(zhuǎn)速不變，電 流則突增至錯(cuò)誤!未找到引用源。，此后則重復(fù)上述過程，直到開關(guān) KM1閉合，電動機(jī)。，電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，啟動過程在固有機(jī)械特性上升速，到達(dá)l點(diǎn)，錯(cuò)誤!未找到引用源 結(jié)束。1.5、 計(jì)算參數(shù) 啟動時(shí)電樞總電阻為:4440= =n =89nE %2X185啟動電流比:啟動級數(shù)為:ln(1.189/C.0555yIn AIn 1.67=int ：由取整后的啟動

6、級數(shù) m計(jì)算啟動電流比 錯(cuò)誤!未找到引用源。得:rtn%> 1,189= LB460.055計(jì)算各級電阻:沈陽大學(xué)No. 3課程設(shè)計(jì)說明書飛=(T - 1)& = (1.846 - 1) X= 0.0469ftrsl =入工x = 1.846 X 0.0469D = 0.0867(1%缶=產(chǎn)% - 1-3461 X 0.0469n = 0.15980j = 2!± = 1.8463 X 0.0469。= 0.2950Q/鼻=幺*。2 = 1-8464 X 0.0469。= 0.5446口驗(yàn)證：+與3 +弓3+J +勺匕玉田皿1.6、電機(jī)啟動電路圖如圖1及其機(jī)械特性圖如圖

7、2:圖1.電機(jī)啟動電路圖圖2.電機(jī)啟動機(jī)械特性圖沈陽大學(xué)N O. 4課程設(shè)計(jì)說明書2、調(diào)速2.1、 定義：使電動機(jī)轉(zhuǎn)速增加或降低的過程叫做調(diào)速。2.2、 方法：2.2.1、 電樞回路用電阻調(diào)速，優(yōu) 點(diǎn)：所需設(shè)備簡單，操作方便。缺 點(diǎn)：功率損耗大，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，不能無極調(diào)速。2.2.2、 降彳氐電源電壓調(diào)速，優(yōu) 點(diǎn)：機(jī)械特性較硬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較好，能夠無極調(diào)速。缺 點(diǎn)：需要獨(dú)立可調(diào)的直流電源。2.2.3、 減弱磁通調(diào)速，優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作簡單。缺 點(diǎn)：只能降速、低轉(zhuǎn)速時(shí)變化率較大、電流較大、不易連續(xù)調(diào)速、有損耗。2.3、 綜合以上分析，這里應(yīng)選擇用電阻調(diào)速比較合適。2.4、 調(diào)速過程：如圖

8、4所示設(shè)電動機(jī)拖動包轉(zhuǎn)矩負(fù)載原在固有機(jī)械特性上的 A點(diǎn) 穩(wěn)定運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為錯(cuò)誤!未找到引用源。當(dāng)電樞電阻突然由錯(cuò)誤!未找到引用源。增加 到錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)，轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤!未找到引用源。及電樞電動勢錯(cuò)誤!未找到引用 源。一開始不能突變，運(yùn)行點(diǎn)在相同的轉(zhuǎn)速下由 A點(diǎn)過渡到錯(cuò)誤!未找到引用源。點(diǎn)轉(zhuǎn) 矩由錯(cuò)誤!未找到引用源。下降到錯(cuò)誤!未找到引用源。，此時(shí)錯(cuò)誤!未找到引用源。，錯(cuò) 誤!未找到引用源。為負(fù)，系統(tǒng)減速。隨著 錯(cuò)誤!未找到引用源。及錯(cuò)誤!未找到引用源。 的下降，錯(cuò)誤!未找到引用源。及T不斷增加，系統(tǒng)減速度不斷減小，直到n降到錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)，T增至錯(cuò)誤!未找到引用源,轉(zhuǎn)矩新的平衡又建立

9、，系統(tǒng)以較低的轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤!未找到引用源。穩(wěn)定運(yùn)行于B點(diǎn)，調(diào)速過程結(jié)束。2.5、 計(jì)算參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤!未找到引用源。：440-1SSX 0.0555 =0.1432300C速度降低到錯(cuò)誤!未找到引用源。后，轉(zhuǎn)速也降低到 錯(cuò)誤!未找到引用源。：沈陽大學(xué)No. 5課程設(shè)計(jì)說明書整理并代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得:=二J A -Rn = 0-7530u % fl2.6、 電機(jī)調(diào)速電路圖如圖3及機(jī)械特性曲線圖如圖4:圖3.電動機(jī)串電阻調(diào)速電路圖圖4.電樞串電阻調(diào)速特性曲線圖沈陽大學(xué)N O. 6課程設(shè)計(jì)說明書3、制動3.1、 定義：制動就是在電動機(jī)上加上與原轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn) 或限制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。3.2、

10、方法：3.2.1、 能耗制動：當(dāng)電動機(jī)正常工作時(shí)，電動機(jī)的n、T、錯(cuò)誤!未找到引用源。均為正，當(dāng)把電動機(jī)的電樞電源斷開，再將其接到一個(gè)電阻上，此時(shí)電動機(jī)與 電阻構(gòu)成回路，在電路切換瞬間，電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n不能突變，因而電樞電動勢 錯(cuò)誤!未找 到引用源。也不變。忽略電樞電感時(shí)，錯(cuò)誤!未找到引用源。產(chǎn)生電流錯(cuò)誤!未找到引用 源。電樞電流為負(fù)值，即其方向與電動狀態(tài)時(shí)的方向相反。當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。方向未變而電流反向，轉(zhuǎn)矩T也與電動狀態(tài)時(shí)反向，因此 T與n的方向相反，此時(shí)為 制動狀態(tài)。T為制動轉(zhuǎn)矩，使系統(tǒng)較快地減速。當(dāng) 錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)，錯(cuò)誤!未找 到引用源。，制動過程結(jié)束。優(yōu)點(diǎn)：能夠準(zhǔn)確停車缺

11、點(diǎn)：不適合頻繁正反轉(zhuǎn)的電力拖動系統(tǒng)3.2.2、 電壓反接制動：在電機(jī)正常平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，將電源反接， 同時(shí)在電樞回 路用接一個(gè)電阻 錯(cuò)誤!未找到引用源。這時(shí)，錯(cuò)誤!未找到引用源。，電樞回路總電阻 為錯(cuò)誤!未找到引用源。，錯(cuò)誤!未找到引用源。，電動機(jī)的機(jī)械特性方程為火 凡+凡1” f q依J網(wǎng)此時(shí)T與n的方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)減速，錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)，移除電源優(yōu) 點(diǎn)：動力強(qiáng)、制動迅速、控制電路簡單、設(shè)備投資少缺 點(diǎn)：但制動準(zhǔn)確性差、制動過程中沖擊力強(qiáng)烈、易損壞傳動部件3.3、 綜合分析以上兩種制動方式，這里選擇能耗制動更合適。3.4、 計(jì)算參數(shù)：在能耗制動中，不允許斷開電源后直接

12、將電樞兩端連接，必須用連一個(gè)電阻錯(cuò)誤!未找到引用源。，沈陽大學(xué)No. 7課程設(shè)計(jì)說明書以避免由于電動機(jī)的電樞電流 錯(cuò)誤!未找到引用源。過大而使電動機(jī)的換向受到影響， 在本題中，這個(gè) 錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值錯(cuò)誤!未找到引用源。與制動電流錯(cuò)誤! 未找到引用源。之間的關(guān)系為：曲=尸% RC而電樞電動勢：七 二。九用% 二 07 X 01432 X 300CV = 300.72V取錯(cuò)誤!未找到引用源。，于是有:3QQ 72況菱5加=0.055&-0-753 = 0.00426Q3.5、 電機(jī)制動接線圖如圖5及其機(jī)械特性曲線圖如圖6:圖5.電機(jī)制動接線電路圖圖6.電機(jī)制動過程機(jī)械特性曲線沈陽大學(xué)No. 8課程設(shè)計(jì)說明書三、設(shè)計(jì)結(jié)論與分析1、啟動由于本設(shè)計(jì)中的電動機(jī)直接啟動電流過大，故采用分級用電阻啟動方式啟動， 這種啟動方式大大降低了啟動電流，在本設(shè)計(jì)中，一共分了五級。經(jīng)過上面的計(jì)算， 這五級電阻的阻值分別為：%=0Q469C* 寫2 = 0.08870> ”之=0.1598il%巨=029so口*= 0544602、調(diào)速在本設(shè)計(jì)中，采用電樞用電阻的方式對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，通過上面的計(jì)算，電 樞電