提升机主电路设计课程教学设计

1、课程设计任务书学院 保密 班级 保密 姓名 保密设计起 止日期2015.6.29 2015.7.03设计题目：提升机主电路设计设计任务（主要技术参数）：提升机速度图1、加速阶段ti: 速度由0增加到vi,当v=vi时，电机工作在固有特性上2、等速阶段t2：以vi速度匀速运行。3、调速阶段t3：以v2速度匀速运行，v2 =0.7v 1o4、减速阶段t4： 速度由v2减小为0。铭牌数据：错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。指导教师评语:成绩： 签字：年 月 日No. 1课程设计说明书一、课程设计的目的1、电机与电力拖动基础是自动化专业及相近专业的一门专业平台课。它主要研 究电机与电力拖动系统的

2、基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。2、在自动化专业中，电机与电力拖动基础是一门十分重要的专业基础课或技术 基础课，它在整个专业教学计划中起着承前启后的作用。该课程对直流电机、变压器、 异步电机、同步电机和其他特殊电机侧重于从应用的角度讲述了其基本工作原理、基 本结构、运行分析及各种工作特性。二、方案论证1、启动1.1、 定义：将一台直流电动机接上直流电源，使之从静止状态开始旋转直至稳 定运行，这个过程称为启动过程。1.2、 方法：1.2.1、 直接启动：不采取任何限流措施，直接加额定电压的起动。优 点：启动转矩很大，不需另加起动设备，操作简便。缺 点：直接启动电流很大，可达额定电

3、流的 10-20倍。过大的启动电流将导致换向困难，换向器表面产生强烈的火花或 环火，电枢绕组产生过大的电磁力，引起绕组的损坏。产生过大的电磁转矩，形成过大的加速度，可能损坏机械。1.2.2、 电枢回路用电阻启动：在电枢回路中 串入多级电阻来限制启动电流, 启动时逐级切除电阻的启动方式称为电枢回路用电阻启动。优 点：设备简单、操作方便、价格便宜缺 点：能耗较大，不宜用于启动的大、中型，可用于小型电机启动1.2.3、 降低电源电压启动：启动前降低电源电压，启动时逐级升高电源电压 至额定电压的启动方式称为降低电源电压启动。优 点：能量损耗小，启动平稳，便于实现自动化。缺 点：需要一套可调的直流电源启

4、动设备，增加了初投资。沈阳大学No. 2课程设计说明书1.3、 综合分析以上三种方法，采用电枢回路用电阻的方法比较适宜。1.4、 用电阻的启动过程：如图1是一个5级用电阻启动电路图，启动电阻分为5段，即错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误! 未找到引用源。和错误!未找到引用源。，它们分别与接触器的触头 KM5、KM4、KM3、 KM2、KM1并联。启动开始瞬间，5个开关均断开，电枢回路的总电阻为 错误!未找 到引用源。，运行点在图2中的a点，启动电流为错误!未找到引用源。启动转矩为错 误!未找到引用源。，电动机开始升速，转速沿着 错误!未找到引用源。特性曲线变

5、化， 启动电流下降，到图2中的b点时启动电流降到切换电流 错误!未找到引用源。，再次 瞬间KM5闭合切除一段电阻 错误!未找到引用源。，电枢总电阻变为 错误!未找到引用 源。，相应的机械特性曲线为错误!未找到引用源。直线，切除电阻瞬间转速不变，电 流则突增至错误!未找到引用源。，此后则重复上述过程，直到开关 KM1闭合，电动机。，电动机稳定运行，启动过程在固有机械特性上升速，到达l点，错误!未找到引用源 结束。1.5、 计算参数 启动时电枢总电阻为:4440= =n =89nE %2X185启动电流比:启动级数为:ln(1.189/C.0555yIn AIn 1.67=int ：由取整后的启动

6、级数 m计算启动电流比 错误!未找到引用源。得:rtn%> 1,189= LB460.055计算各级电阻:沈阳大学No. 3课程设计说明书飞=(T - 1)& = (1.846 - 1) X= 0.0469ftrsl =入工x = 1.846 X 0.0469D = 0.0867(1%缶=产% - 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口验证：+与3 +弓3+J +勺匕玉田皿1.6、电机启动电路图如图1及其机械特性图如图

7、2:图1.电机启动电路图图2.电机启动机械特性图沈阳大学N O. 4课程设计说明书2、调速2.1、 定义：使电动机转速增加或降低的过程叫做调速。2.2、 方法：2.2.1、 电枢回路用电阻调速，优 点：所需设备简单，操作方便。缺 点：功率损耗大，运行时转速稳定性差，不能无极调速。2.2.2、 降彳氐电源电压调速，优 点：机械特性较硬，转速稳定性较好，能够无极调速。缺 点：需要独立可调的直流电源。2.2.3、 减弱磁通调速，优点：设备简单、操作简单。缺 点：只能降速、低转速时变化率较大、电流较大、不易连续调速、有损耗。2.3、 综合以上分析，这里应选择用电阻调速比较合适。2.4、 调速过程：如图

8、4所示设电动机拖动包转矩负载原在固有机械特性上的 A点 稳定运行，转速为错误!未找到引用源。当电枢电阻突然由错误!未找到引用源。增加 到错误!未找到引用源。时，转速错误!未找到引用源。及电枢电动势错误!未找到引用 源。一开始不能突变，运行点在相同的转速下由 A点过渡到错误!未找到引用源。点转 矩由错误!未找到引用源。下降到错误!未找到引用源。，此时错误!未找到引用源。，错 误!未找到引用源。为负，系统减速。随着 错误!未找到引用源。及错误!未找到引用源。 的下降，错误!未找到引用源。及T不断增加，系统减速度不断减小，直到n降到错误!未找到引用源。时，T增至错误!未找到引用源,转矩新的平衡又建立

9、，系统以较低的转速错误!未找到引用源。稳定运行于B点，调速过程结束。2.5、 计算参数计算错误!未找到引用源。：440-1SSX 0.0555 =0.1432300C速度降低到错误!未找到引用源。后，转速也降低到 错误!未找到引用源。：沈阳大学No. 5课程设计说明书整理并代入数据计算可得:=二J A -Rn = 0-7530u % fl2.6、 电机调速电路图如图3及机械特性曲线图如图4:图3.电动机串电阻调速电路图图4.电枢串电阻调速特性曲线图沈阳大学N O. 6课程设计说明书3、制动3.1、 定义：制动就是在电动机上加上与原转向相反的转矩，使电动机迅速停转 或限制电动机的转速。3.2、

10、方法：3.2.1、 能耗制动：当电动机正常工作时，电动机的n、T、错误!未找到引用源。均为正，当把电动机的电枢电源断开，再将其接到一个电阻上，此时电动机与 电阻构成回路，在电路切换瞬间，电动机转速 n不能突变，因而电枢电动势 错误!未找 到引用源。也不变。忽略电枢电感时，错误!未找到引用源。产生电流错误!未找到引用 源。电枢电流为负值，即其方向与电动状态时的方向相反。当错误!未找到引用源。方向未变而电流反向，转矩T也与电动状态时反向，因此 T与n的方向相反，此时为 制动状态。T为制动转矩，使系统较快地减速。当 错误!未找到引用源。时，错误!未找 到引用源。，制动过程结束。优点：能够准确停车缺

11、点：不适合频繁正反转的电力拖动系统3.2.2、 电压反接制动：在电机正常平稳运行时，将电源反接， 同时在电枢回 路用接一个电阻 错误!未找到引用源。这时，错误!未找到引用源。，电枢回路总电阻 为错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。，电动机的机械特性方程为火 凡+凡1” f q依J网此时T与n的方向相反，电磁转矩成为制动转矩，电动机减速，错误!未找到引用源。时，移除电源优 点：动力强、制动迅速、控制电路简单、设备投资少缺 点：但制动准确性差、制动过程中冲击力强烈、易损坏传动部件3.3、 综合分析以上两种制动方式，这里选择能耗制动更合适。3.4、 计算参数：在能耗制动中，不允许断开电源后直接

12、将电枢两端连接，必须用连一个电阻错误!未找到引用源。，沈阳大学No. 7课程设计说明书以避免由于电动机的电枢电流 错误!未找到引用源。过大而使电动机的换向受到影响， 在本题中，这个 错误!未找到引用源。的最小值错误!未找到引用源。与制动电流错误! 未找到引用源。之间的关系为：曲=尸% RC而电枢电动势：七 二。九用% 二 07 X 01432 X 300CV = 300.72V取错误!未找到引用源。，于是有:3QQ 72况菱5加=0.055&-0-753 = 0.00426Q3.5、 电机制动接线图如图5及其机械特性曲线图如图6:图5.电机制动接线电路图图6.电机制动过程机械特性曲线沈阳大学No. 8课程设计说明书三、设计结论与分析1、启动由于本设计中的电动机直接启动电流过大，故采用分级用电阻启动方式启动， 这种启动方式大大降低了启动电流，在本设计中，一共分了五级。经过上面的计算， 这五级电阻的阻值分别为：%=0Q469C* 写2 = 0.08870> ”之=0.1598il%巨=029so口*= 0544602、调速在本设计中，采用电枢用电阻的方式对电动机进行调速，通过上面的计算，电 枢电