Chapter02第二章直流電動機的電力拖動

chapter02第二章直流電動機的電力拖動目錄直流電動機基本原理與結(jié)構(gòu)電力拖動系統(tǒng)組成與分類直流電動機特性分析與計算目錄控制方式選擇與實現(xiàn)方法探討故障診斷與排除技巧分享維護保養(yǎng)策略制定與實施建議01直流電動機基本原理與結(jié)構(gòu)直流電動機通過直流電源供電，產(chǎn)生電流和電壓。直流電源供電電樞旋轉(zhuǎn)換向器作用在磁場作用下，通電的電樞受到電磁力作用而旋轉(zhuǎn)。換向器改變電流方向，使電樞持續(xù)旋轉(zhuǎn)。030201直流電動機工作原理包括主磁極、換向極、機座和端蓋等部分，構(gòu)成電動機的靜止部分。定子又稱電樞，是電動機的旋轉(zhuǎn)部分，由電樞鐵心、電樞繞組、換向器等組成。轉(zhuǎn)子支撐轉(zhuǎn)子，減小摩擦，保證轉(zhuǎn)子平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。軸承直流電動機結(jié)構(gòu)組成定子中的主磁極通電后產(chǎn)生磁場。磁場產(chǎn)生通電的電樞在磁場中受到電磁力作用而旋轉(zhuǎn)。電磁力作用換向器改變電流方向，從而改變磁場方向，使電樞持續(xù)旋轉(zhuǎn)。磁場方向磁場及電磁力作用02電力拖動系統(tǒng)組成與分類電力拖動系統(tǒng)是指由電動機、傳動機構(gòu)、控制設備和生產(chǎn)機械等組成的系統(tǒng)。定義實現(xiàn)生產(chǎn)機械的各種運動要求，如起動、制動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)等，同時保證電動機和生產(chǎn)機械的安全運行。功能電力拖動系統(tǒng)定義及功能按電動機類型分類按電源性質(zhì)分類按控制方式分類按運動方式分類電力拖動系統(tǒng)分類方法01020304直流電力拖動系統(tǒng)、交流電力拖動系統(tǒng)。直流電源拖動系統(tǒng)、交流電源拖動系統(tǒng)。手動控制拖動系統(tǒng)、自動控制拖動系統(tǒng)。連續(xù)運動拖動系統(tǒng)、斷續(xù)運動拖動系統(tǒng)。交流電力拖動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，價格低廉，適用于固定轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速變化不大的生產(chǎn)機械。自動控制拖動系統(tǒng)精度高，穩(wěn)定性好，可實現(xiàn)復雜的控制要求，但成本較高，適用于大型、高精度或長期連續(xù)運行的生產(chǎn)機械。斷續(xù)運動拖動系統(tǒng)生產(chǎn)機械周期性地進行運動，適用于機床、起重機等場合。直流電力拖動系統(tǒng)調(diào)速性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，適用于需要廣泛調(diào)速和較大啟動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械。手動控制拖動系統(tǒng)操作靈活，易于實現(xiàn)，但精度和穩(wěn)定性較差，適用于簡單、小型或臨時性的生產(chǎn)機械。連續(xù)運動拖動系統(tǒng)生產(chǎn)機械連續(xù)不斷地運動，適用于流水線、自動生產(chǎn)線等場合。010203040506各類拖動系統(tǒng)特點比較03直流電動機特性分析與計算

直流電動機機械特性曲線轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩關系直流電動機的機械特性曲線表示了轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關系。在額定電壓和額定磁通下，轉(zhuǎn)速隨著電磁轉(zhuǎn)矩的增加而降低。曲線形狀直流電動機的機械特性曲線通常為一條略微下凹的曲線，其形狀取決于電動機的設計參數(shù)，如電樞電阻、電樞電流和磁通等。額定工作點在機械特性曲線上，存在一個額定工作點，該點對應的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩分別為額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩，是電動機正常工作的狀態(tài)。當負載增加時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩需要相應增加以維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。這會導致電樞電流增大，電樞電阻上的壓降增加，從而使得端電壓下降，轉(zhuǎn)速降低。負載增加相反，當負載減小時，電磁轉(zhuǎn)矩減小，電樞電流和電樞電阻上的壓降也相應減小，端電壓上升，轉(zhuǎn)速升高。負載減小通過分析負載變化對電動機特性的影響，可以評估電動機的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性好的電動機在負載變化時能夠保持相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸出。穩(wěn)定性分析負載變化對特性影響分析調(diào)速方法直流電動機的調(diào)速方法主要有改變電樞電壓、改變磁通和改變電樞電阻三種。其中，改變電樞電壓是最常用的調(diào)速方法，可以實現(xiàn)平滑、寬范圍的調(diào)速。性能評價指標評價直流電動機調(diào)速性能的主要指標包括調(diào)速范圍、靜差率、調(diào)速平滑性和穩(wěn)定性等。調(diào)速范圍寬、靜差率小、調(diào)速平滑且穩(wěn)定性好的電動機具有較高的性能評價。調(diào)速方法和性能評價指標04控制方式選擇與實現(xiàn)方法探討優(yōu)點簡單直觀，易于實現(xiàn)，成本低廉，適用于一些簡單的電力拖動系統(tǒng)。手動控制方式通過人工操作開關、按鈕等控制器件，實現(xiàn)對直流電動機的啟動、停止、調(diào)速等控制。缺點操作繁瑣，無法實現(xiàn)精確控制，對操作人員的技能要求較高，且容易受到人為因素的影響。手動控制方式簡介及優(yōu)缺點分析自動控制方式通過自動控制系統(tǒng)對直流電動機進行自動控制，實現(xiàn)對其啟動、停止、調(diào)速等操作的自動化。原理基于反饋控制原理，通過傳感器等檢測器件實時監(jiān)測被控對象的狀態(tài)，并將檢測信號與給定信號進行比較，得到偏差信號。控制器根據(jù)偏差信號進行運算處理，輸出控制信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，從而實現(xiàn)對被控對象的自動控制。實現(xiàn)途徑可采用模擬電路、數(shù)字電路或微處理器等技術手段實現(xiàn)自動控制。其中，微處理器技術具有靈活性高、功能強大、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，在現(xiàn)代電力拖動系統(tǒng)中得到廣泛應用。自動控制方式原理及實現(xiàn)途徑智能控制技術應用前景展望將人工智能、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等先進控制技術應用于直流電動機的電力拖動系統(tǒng)中，實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能化控制。智能控制技術隨著科技的不斷進步和工業(yè)自動化程度的不斷提高，智能控制技術在直流電動機的電力拖動系統(tǒng)中的應用前景越來越廣闊。它可以提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，降低能耗和噪音污染，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時，智能控制技術還可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自適應、自學習和自優(yōu)化等功能，進一步提高系統(tǒng)的智能化水平。應用前景05故障診斷與排除技巧分享電源故障電動機本身故障控制器故障傳感器故障常見故障類型及原因分析如電源電壓不穩(wěn)定、缺相、接線錯誤等，可能導致電動機無法啟動或運行不正常。如控制器損壞、觸點接觸不良等，可能導致電動機無法接收正確的控制信號。如繞組短路、斷路、接地等，多由于電動機長期過載、絕緣老化等原因引起。如位置傳感器、速度傳感器等故障，可能導致電動機控制系統(tǒng)無法準確感知電動機狀態(tài)。通過觀察電動機運行時的聲音、振動、溫度等異?，F(xiàn)象，初步判斷故障部位。觀察法測量法替換法逐步排查法使用萬用表、示波器等工具測量電動機的電壓、電流、電阻等參數(shù)，進一步確定故障原因。將懷疑有故障的部件替換為正常部件，觀察故障現(xiàn)象是否消失，以驗證故障部位。按照電動機控制系統(tǒng)的工作原理和電路結(jié)構(gòu)，逐步排查可能的故障點，最終確定故障部位。故障診斷方法和步驟總結(jié)針對電源故障，應檢查電源電壓是否穩(wěn)定、接線是否正確，及時更換損壞的電源部件。對于電動機本身故障，應根據(jù)具體情況進行繞組修理、絕緣處理或更換電動機?？刂破鞴收蠒r，應檢查控制器觸點是否接觸良好，及時更換損壞的控制器。傳感器故障時，應檢查傳感器是否損壞或接觸不良，及時更換或調(diào)整傳感器。在排除故障過程中，應注意安全操作，切斷電源并懸掛警示牌，防止觸電事故。同時，應按照制造商提供的維修手冊進行操作，避免不當操作導致更嚴重的損壞。0102030405排除故障措施和注意事項06維護保養(yǎng)策略制定與實施建議定期檢查項目清單和周期安排每月進行一次，檢查電動機外殼、端蓋、接線盒等有無損傷或變形。每周進行一次，檢查電動機運行時的聲音、振動、溫度等是否正常。每年進行一次，使用絕緣電阻表測量電動機繞組的絕緣電阻，確保絕緣性能良好。每半年進行一次，檢查軸承磨損情況，及時更換磨損嚴重的軸承。電動機外觀檢查電動機運行檢查電動機絕緣檢查電動機軸承檢查定期清理電動機外殼和散熱片上的灰塵和污垢，確保散熱效果良好。保持電動機清潔檢查電動機接線盒內(nèi)的接線是否松動或老化，及時緊固或更換。定期檢查電動機接線根據(jù)軸承類型和轉(zhuǎn)速要求，定期為軸承添加或更換潤滑脂，確保軸承運轉(zhuǎn)順暢。定期潤滑軸承為電動機安裝過載保護、短路保護等電氣保護裝置，避免電動機因故障而損壞。加強電動機保護預防性維護措施推薦根據(jù)負載特性和工作要求，選擇適合的電動機類型，避免“大馬拉小車”或“小馬拉大車”現(xiàn)象。合理選擇電動機類型確保電動