提升機主電路設(shè)計課程設(shè)計報告書

課程設(shè)計任務(wù)書學院保密班級保密姓名保密設(shè)計起止日期2015.6.29——2015.7.03設(shè)計題目：提升機主電路設(shè)計設(shè)計任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：提升機速度圖1、加速階段t1：速度由0增加到v1，當v=v1時，電機工作在固有特性上。2、等速階段t2：以v1速度勻速運行。3、調(diào)速階段t3：以v2速度勻速運行，v2=0.7v1。4、減速階段t4：速度由v2減小為0。銘牌數(shù)據(jù)：PR指導教師評語：成績：簽字：年月日課程設(shè)計說明書NO．1一、課程設(shè)計的目的1、電機與電力拖動基礎(chǔ)是自動化專業(yè)及相近專業(yè)的一門專業(yè)平臺課。它主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本原理，以及它與科學實驗、生產(chǎn)實際之間的聯(lián)系。2、在自動化專業(yè)中，電機與電力拖動基礎(chǔ)是一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課或技術(shù)基礎(chǔ)課，它在整個專業(yè)教學計劃中起著承前啟后的作用。該課程對直流電機、變壓器、異步電機、同步電機和其他特殊電機側(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：將一臺直流電動機接上直流電源，使之從靜止狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)直至穩(wěn)定運行，這個過程稱為啟動過程。

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：啟動轉(zhuǎn)矩很大，不需另加起動設(shè)備，操作簡便。缺點：=1\*GB3①直接啟動電流很大，可達額定電流的10-20倍。=2\*GB3②過大的啟動電流將導致?lián)Q向困難，換向器表面產(chǎn)生強烈的火花或環(huán)火，電樞繞組產(chǎn)生過大的電磁力，引起繞組的損壞。=3\*GB3③產(chǎn)生過大的電磁轉(zhuǎn)矩，形成過大的加速度，可能損壞機械。1.2.2、電樞回路串電阻啟動：在電樞回路中串入多級電阻來限制啟動電流，啟動時逐級切除電阻的啟動方式稱為電樞回路串電阻啟動。優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作方便、價格便宜。缺點：能耗較大，不宜用于啟動的大、中型，可用于小型電機啟動。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：能量損耗小，啟動平穩(wěn)，便于實現(xiàn)自動化。缺點：需要一套可調(diào)的直流電源啟動設(shè)備，增加了初投資。陽大學課程設(shè)計說明書NO．21.3、綜合分析以上三種方法，采用電樞回路串電阻的方法比較適宜。1.4、串電阻的啟動過程：如圖1是一個5級串電阻啟動電路圖，啟動電阻分為5段，即rs5、rs4、rs3、rs2和rs1，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個開關(guān)均斷開，電樞回路的總電阻為Rsm=Ra+rs5+rs4+rs3+rs2+rs1，運行點在圖2中的a點，啟動電流為I1啟動轉(zhuǎn)矩為T1>TL，電動機開始升速，轉(zhuǎn)速沿著Rs5特性曲線變化，1.5、計算參數(shù)啟動時電樞總電阻為：R啟動電流比：λ啟動級數(shù)為：m=由取整后的啟動級數(shù)m計算啟動電流比λ計算各級電阻：陽大學課程設(shè)計說明書NO．３rrrrr驗證：R1.6、電機啟動電路圖如圖1及其機械特性圖如圖2：圖1.電機啟動電路圖圖2.電機啟動機械特性圖陽大學課程設(shè)計說明書NO．４2、調(diào)速2.1、定義：使電動機轉(zhuǎn)速增加或降低的過程叫做調(diào)速。2.2、方法：2.2.1、電樞回路串電阻調(diào)速，優(yōu)點：所需設(shè)備簡單，操作方便。缺點：功率損耗大，運行時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，不能無極調(diào)速。2.2.2、降低電源電壓調(diào)速，優(yōu)點：機械特性較硬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較好，能夠無極調(diào)速。缺點：需要獨立可調(diào)的直流電源。2.2.3、減弱磁通調(diào)速，優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作簡單。缺點：只能降速、低轉(zhuǎn)速時變化率較大、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)選擇串電阻調(diào)速比較合適。2.4、調(diào)速過程：如圖4所示設(shè)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載原在固有機械特性上的A點穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)速為nA。當電樞電阻突然由Ra增加到Ra+RC時，轉(zhuǎn)速nA及電樞電動勢Ea一開始不能突變，運行點在相同的轉(zhuǎn)速下由A點過渡到A'點轉(zhuǎn)矩由TN下降到T',此時T=T'<TL，dndt為負，系統(tǒng)減速。隨著n及Ea的下降，Ia2.5、計算參數(shù)計算CeC速度降低到0.7v1后，轉(zhuǎn)速也降低到陽大學課程設(shè)計說明書NO．５0.7整理并代入數(shù)據(jù)計算可得：R2.6、電機調(diào)速電路圖如圖3及機械特性曲線圖如圖4：圖3.電動機串電阻調(diào)速電路圖圖4.電樞串電阻調(diào)速特性曲線圖陽大學課程設(shè)計說明書NO．６3、制動3.1、定義：制動就是在電動機上加上與原轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)或限制電動機的轉(zhuǎn)速。3.2、方法：3.2.1、能耗制動：當電動機正常工作時，電動機的n、T、TL均為正，當把電動機的電樞電源斷開，再將其接到一個電阻上，此時電動機與電阻構(gòu)成回路，在電路切換瞬間，電動機轉(zhuǎn)速n不能突變，因而電樞電動勢Ea也不變。忽略電樞電感時，Ea產(chǎn)生電流Ia=-Ea(Ra+Rc)。電樞電流為負值，即其方向與電動狀態(tài)時的方向相反優(yōu)點：能夠準確停車缺點：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：在電機正常平穩(wěn)運行時，將電源反接，同時在電樞回路串接一個電阻Rc。這時，U=-UN,電樞回路總電阻為Rn此時T與n的方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，電動機減速，n=0時，優(yōu)點：動力強、制動迅速、控制電路簡單、設(shè)備投資少缺點：但制動準確性差、制動過程中沖擊力強烈、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、計算參數(shù)：在能耗制動中，不允許斷開電源后直接將電樞兩端連接，必須串連一個電阻Rc0，陽大學課程設(shè)計說明書NO．7以避免由于電動機的電樞電流Ia過大而使電動機的換向受到影響，在本題中，這個Rc0的最小值Rc0min與制動電流R而電樞電動勢：E取Iamax=2R3.5、電機制動接線圖如圖5及其機械特性曲線圖如圖6：圖5.電機制動接線電路圖圖6.電機制動過程機械特性曲線陽大學課程設(shè)計說明書NO．8三、設(shè)計結(jié)論與分析1、啟動由于本設(shè)計中的電動機直接啟動電流過大，故采用分級串電阻啟動方式啟動，這種啟動方式大大降低了啟動