Chapter02第二章直流电动机的电力拖动

chapter02第二章直流电动机的电力拖动目录直流电动机基本原理与结构电力拖动系统组成与分类直流电动机特性分析与计算目录控制方式选择与实现方法探讨故障诊断与排除技巧分享维护保养策略制定与实施建议01直流电动机基本原理与结构直流电动机通过直流电源供电，产生电流和电压。直流电源供电电枢旋转换向器作用在磁场作用下，通电的电枢受到电磁力作用而旋转。换向器改变电流方向，使电枢持续旋转。030201直流电动机工作原理包括主磁极、换向极、机座和端盖等部分，构成电动机的静止部分。定子又称电枢，是电动机的旋转部分，由电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成。转子支撑转子，减小摩擦，保证转子平稳旋转。轴承直流电动机结构组成定子中的主磁极通电后产生磁场。磁场产生通电的电枢在磁场中受到电磁力作用而旋转。电磁力作用换向器改变电流方向，从而改变磁场方向，使电枢持续旋转。磁场方向磁场及电磁力作用02电力拖动系统组成与分类电力拖动系统是指由电动机、传动机构、控制设备和生产机械等组成的系统。定义实现生产机械的各种运动要求，如起动、制动、调速、反转等，同时保证电动机和生产机械的安全运行。功能电力拖动系统定义及功能按电动机类型分类按电源性质分类按控制方式分类按运动方式分类电力拖动系统分类方法01020304直流电力拖动系统、交流电力拖动系统。直流电源拖动系统、交流电源拖动系统。手动控制拖动系统、自动控制拖动系统。连续运动拖动系统、断续运动拖动系统。交流电力拖动系统结构简单，维护方便，价格低廉，适用于固定转速或转速变化不大的生产机械。自动控制拖动系统精度高，稳定性好，可实现复杂的控制要求，但成本较高，适用于大型、高精度或长期连续运行的生产机械。断续运动拖动系统生产机械周期性地进行运动，适用于机床、起重机等场合。直流电力拖动系统调速性能好，启动转矩大，适用于需要广泛调速和较大启动转矩的生产机械。手动控制拖动系统操作灵活，易于实现，但精度和稳定性较差，适用于简单、小型或临时性的生产机械。连续运动拖动系统生产机械连续不断地运动，适用于流水线、自动生产线等场合。010203040506各类拖动系统特点比较03直流电动机特性分析与计算

直流电动机机械特性曲线转速与转矩关系直流电动机的机械特性曲线表示了转速n与电磁转矩T之间的关系。在额定电压和额定磁通下，转速随着电磁转矩的增加而降低。曲线形状直流电动机的机械特性曲线通常为一条略微下凹的曲线，其形状取决于电动机的设计参数，如电枢电阻、电枢电流和磁通等。额定工作点在机械特性曲线上，存在一个额定工作点，该点对应的转速和转矩分别为额定转速和额定转矩，是电动机正常工作的状态。当负载增加时，电动机的电磁转矩需要相应增加以维持转速稳定。这会导致电枢电流增大，电枢电阻上的压降增加，从而使得端电压下降，转速降低。负载增加相反，当负载减小时，电磁转矩减小，电枢电流和电枢电阻上的压降也相应减小，端电压上升，转速升高。负载减小通过分析负载变化对电动机特性的影响，可以评估电动机的稳定性。稳定性好的电动机在负载变化时能够保持相对稳定的转速和转矩输出。稳定性分析负载变化对特性影响分析调速方法直流电动机的调速方法主要有改变电枢电压、改变磁通和改变电枢电阻三种。其中，改变电枢电压是最常用的调速方法，可以实现平滑、宽范围的调速。性能评价指标评价直流电动机调速性能的主要指标包括调速范围、静差率、调速平滑性和稳定性等。调速范围宽、静差率小、调速平滑且稳定性好的电动机具有较高的性能评价。调速方法和性能评价指标04控制方式选择与实现方法探讨优点简单直观，易于实现，成本低廉，适用于一些简单的电力拖动系统。手动控制方式通过人工操作开关、按钮等控制器件，实现对直流电动机的启动、停止、调速等控制。缺点操作繁琐，无法实现精确控制，对操作人员的技能要求较高，且容易受到人为因素的影响。手动控制方式简介及优缺点分析自动控制方式通过自动控制系统对直流电动机进行自动控制，实现对其启动、停止、调速等操作的自动化。原理基于反馈控制原理，通过传感器等检测器件实时监测被控对象的状态，并将检测信号与给定信号进行比较，得到偏差信号。控制器根据偏差信号进行运算处理，输出控制信号驱动执行机构动作，从而实现对被控对象的自动控制。实现途径可采用模拟电路、数字电路或微处理器等技术手段实现自动控制。其中，微处理器技术具有灵活性高、功能强大、易于实现等优点，在现代电力拖动系统中得到广泛应用。自动控制方式原理及实现途径智能控制技术应用前景展望将人工智能、模糊控制、神经网络等先进控制技术应用于直流电动机的电力拖动系统中，实现对系统的智能化控制。智能控制技术随着科技的不断进步和工业自动化程度的不断提高，智能控制技术在直流电动机的电力拖动系统中的应用前景越来越广阔。它可以提高系统的控制精度和稳定性，降低能耗和噪音污染，提高生产效率和产品质量。同时，智能控制技术还可以实现系统的自适应、自学习和自优化等功能，进一步提高系统的智能化水平。应用前景05故障诊断与排除技巧分享电源故障电动机本身故障控制器故障传感器故障常见故障类型及原因分析如电源电压不稳定、缺相、接线错误等，可能导致电动机无法启动或运行不正常。如控制器损坏、触点接触不良等，可能导致电动机无法接收正确的控制信号。如绕组短路、断路、接地等，多由于电动机长期过载、绝缘老化等原因引起。如位置传感器、速度传感器等故障，可能导致电动机控制系统无法准确感知电动机状态。通过观察电动机运行时的声音、振动、温度等异常现象，初步判断故障部位。观察法测量法替换法逐步排查法使用万用表、示波器等工具测量电动机的电压、电流、电阻等参数，进一步确定故障原因。将怀疑有故障的部件替换为正常部件，观察故障现象是否消失，以验证故障部位。按照电动机控制系统的工作原理和电路结构，逐步排查可能的故障点，最终确定故障部位。故障诊断方法和步骤总结针对电源故障，应检查电源电压是否稳定、接线是否正确，及时更换损坏的电源部件。对于电动机本身故障，应根据具体情况进行绕组修理、绝缘处理或更换电动机。控制器故障时，应检查控制器触点是否接触良好，及时更换损坏的控制器。传感器故障时，应检查传感器是否损坏或接触不良，及时更换或调整传感器。在排除故障过程中，应注意安全操作，切断电源并悬挂警示牌，防止触电事故。同时，应按照制造商提供的维修手册进行操作，避免不当操作导致更严重的损坏。0102030405排除故障措施和注意事项06维护保养策略制定与实施建议定期检查项目清单和周期安排每月进行一次，检查电动机外壳、端盖、接线盒等有无损伤或变形。每周进行一次，检查电动机运行时的声音、振动、温度等是否正常。每年进行一次，使用绝缘电阻表测量电动机绕组的绝缘电阻，确保绝缘性能良好。每半年进行一次，检查轴承磨损情况，及时更换磨损严重的轴承。电动机外观检查电动机运行检查电动机绝缘检查电动机轴承检查定期清理电动机外壳和散热片上的灰尘和污垢，确保散热效果良好。保持电动机清洁检查电动机接线盒内的接线是否松动或老化，及时紧固或更换。定期检查电动机接线根据轴承类型和转速要求，定期为轴承添加或更换润滑脂，确保轴承运转顺畅。定期润滑轴承为电动机安装过载保护、短路保护等电气保护装置，避免电动机因故障而损坏。加强电动机保护预防性维护措施推荐根据负载特性和工作要求，选择适合的电动机类型，避免“大马拉小车”或“小马拉大车”现象。合理选择电动机类型确保电动