電氣自動化技術(shù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　電氣自動化技術(shù)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　傳統(tǒng)降壓啟動方式，依據(jù)降壓限流的原理，通過降壓電源電壓達到限制啟動電流的目的，多年實踐證明，降壓啟動是行之有效的方法。這種方法由于降低了電機電磁轉(zhuǎn)矩，只適宜空載或輕載的場合。除小容量的電機外，直流電動機一般采用降壓啟動的方式。采用晶

2、閘管構(gòu)成的可控整流電路作為直流電動機的可調(diào)電壓電源，從而實現(xiàn)電動機的降壓啟動。這樣既使電動機平穩(wěn)啟動，又保證了電動機的安全。</p><p>　　關鍵詞：降壓啟動 直流電動機</p><p>　　第1章 緒論</p><p><b>　　1.1課題的背景</b></p><p>　　在奧斯特發(fā)現(xiàn)電的磁效應之

3、后，人們對電最感興趣的研究方向，自然是如何把電能轉(zhuǎn)化為動能。繼法拉第在1821年發(fā)明最初的直流電動機的實驗裝置后，有不少人對電動機進行了類似的實驗研究。其中成就最為卓著的是在革新電磁鐵方面作出過重要貢獻的美國電學家亨利。 </p><p>　　亨利在1829年革新成功新的電磁鐵之后，開始致力于電動機的研究。1831年，他在一次實驗中也發(fā)現(xiàn)了感應電流。同年，亨利試制出了一臺電動機的實驗模型。亨利的電動機雖然只是一種

4、實驗裝置，但由于他的裝置中應用了電磁鐵，因而它所產(chǎn)生的磁能較大，因此產(chǎn)生的動能也就比法拉第的裝置所產(chǎn)生的動能要大得多。所以說，亨利的電動機實驗模型是繼法拉第在1821年所制的那種模型后的一大進步，是向?qū)嵱秒妱訖C發(fā)展進程中跨出的重要的一步。 </p><p>　　亨利試制成功第一臺電動機的實驗模型之后，人們試圖把這種電動機的實驗模型轉(zhuǎn)變成可供實用的電動機。首先在這方面作出重要貢獻的是德國電學家雅可比。1834年，雅

5、可比以亨利的電動機實驗模型為基礎，對這種實驗模型作了一些重要革新。把亨利模型中的水平電磁鐵改為轉(zhuǎn)動的電樞，加裝了脈動轉(zhuǎn)矩和換向器。由于進行了這些較大的革新，雅可比便在同年五月裝出了第一臺樣機。這樣，雅可比就最先把亨利的那種電動機的實驗模型變成了一種最初始的可供實用的電動機，從而使電動機完成了從實驗模型到實用電動機的轉(zhuǎn)化。</p><p>　　當今世界，各種先進的科學技術(shù)飛速發(fā)展，給人們的生活帶來了深遠的影響，它極

6、大的改善我們的生活方式。同時隨著電動機的種類的不斷變化，作用也涵蓋了我們生活的方方面面，從日常生活到國防軍事，不管是天上飛的，土里鉆的，還是水里游的，異或是太空里飄的，只要有人參與的就離不開電動機，他對人們生活的影響可見一斑。所以人們對電動機的改進和探索依然在繼續(xù)……</p><p><b>　　1.2課題的意義 </b></p><p>　　電動機是我們生活中常見的

7、一種電氣化設備，電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，從而帶動各種生產(chǎn)機械和生活用電器的運轉(zhuǎn)。電動機的應用很廣，種類也很多，但它們工作的原理都是一樣的。</p><p>　　直流電動機的啟動的要求是：應該有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，以縮短啟動的時間按，以提高生產(chǎn)效率，同時啟動的電流又不能太大，如果采用直接啟動的方式則在啟動的瞬間啟動電流會很大，通常是額定電流的10-20倍，而過大的啟動電流將導致?lián)Q向困難及換向器表面產(chǎn)生強烈的電火花，

8、還會引起所在電網(wǎng)的電壓下降，從而影響到其他設備的正常工作。因此，除小容量的電機外，直流電動機一般采用降壓啟動的方式。采用晶閘管構(gòu)成的可控整流電路作為直流電動機的可調(diào)電壓電源，從而實現(xiàn)電動機的降壓啟動。這樣既使電動機平穩(wěn)啟動，又保證了電動機和電網(wǎng)的安全。直流電動機還廣泛的應用于電動玩具，錄音機的小型玩具。</p><p>　　1.3 本課題的主要工作</p><p>　　直流電動機的降壓啟動

9、應用，需要做的工作如下：</p><p>　　1.熟知直流電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理。</p><p>　　2.了解直流電動機的啟動方法。</p><p>　　3.詳細了解直流電動機的降壓啟動過程。</p><p>　　4.能夠設計出直流電動機的降壓啟的控制線路圖。</p><p>　　5.安裝和調(diào)試并進行故障處理。<

10、;/p><p>　　第2章 直流電動機</p><p>　　直流電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型。</p><p><b>　　圖2.0.1</b></p><p><b>　　1．他勵直流電機</b><

11、/p><p>　　勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電的直流電機稱為他勵直流電機，接線如圖（a）所示。圖中M表示電動機，若為發(fā)電機，則用G表示。永磁直流電機也可看作他勵直流電機。</p><p><b>　　2．并勵直流電機</b></p><p>　　并勵直流電動機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，接線如圖（b）所示。作為并勵發(fā)

12、電機來說，是電機本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電；作為并勵電動機來說，勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直流電動機相同。</p><p><b>　　3．串勵直流電機</b></p><p>　　串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，接線如圖（c）所示。這種直流電機的勵磁電流就是電樞電流。</p><p><b

13、>　　4．復勵直流電機</b></p><p>　　復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組，接線如圖（d）所示。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。 </p><p>　　不同勵磁方式的直流電機有著不同的特性。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式、串勵式和復勵式，直流發(fā)電機的主要勵磁方式是他勵式、并勵式和和

14、復勵式。</p><p>　　下面我們主要看的電機是直流電動機。</p><p>　　2.1直流電動機的結(jié)構(gòu)</p><p>　　分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。記住定子與轉(zhuǎn)子都是由那幾部分構(gòu)成的，注意：不要把換向極與換向器弄混淆了，記住他們兩個的作用。 </p><p>　　定子包括：主磁極，機座，換向極，電刷裝置等。 </p>&l

15、t;p>　　轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風扇等。 </p><p><b>　?。?）定子</b></p><p>　　定子就是發(fā)動機中固定不動的部分，它主要由主磁極、機座和電刷裝置組成。主磁極是由主磁極鐵芯（極心和極掌）和勵磁繞組組成，其作用時用來產(chǎn)生磁場。極心上放置勵磁繞組，極掌的作用是使電動機空氣隙中磁感應強度分配最為合理，并用來阻擋勵磁繞組

16、。主磁極用硅鋼片疊成，固定在機座上。機座也是磁路的一部分，常用鑄鋼制成。電刷是引入電流的裝置，其位置固定不變。它與轉(zhuǎn)動的交換器作滑動連接，將外加的直流電流引入電樞繞組中，使其轉(zhuǎn)化為交流電流。</p><p>　　直流電動機的磁場是一個恒定不變的磁場，是由勵志繞組中的直流電流形成的磁場方向和勵磁電流的關系由由有螺旋法則確定。</p><p>　　在微型直流電動機中，也有用永久磁鐵作磁極的。&

17、lt;/p><p>　　結(jié)構(gòu)如下圖2.1.1所示：</p><p><b>　　圖2.1.1</b></p><p><b>　?。?）轉(zhuǎn)子</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子是電動機的轉(zhuǎn)動部分，主要由電樞和換向器組成。電樞是電動機中產(chǎn)生感應電動勢的部分，主要包括電樞鐵芯和點數(shù)饒組。電樞鐵芯成圓柱形，由硅

18、鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放電樞繞組。通有電流的電樞繞組在磁場中受到電磁力矩的作用，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，起了能量轉(zhuǎn)換的樞紐作用，故稱“電樞”。</p><p>　　換向器又稱整流子，是直流電動機的一種特殊裝置。它是由楔形銅片疊成，片間用云母墊片絕緣。換向片嵌放在套筒上，用壓圈固定后成為換向器再壓裝，在轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的導線按一定的規(guī)則焊接在換向片突出的叉口中。</p><p>　　在換向器表面用彈

19、簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動的電樞繞組得以同外電路連接起來，并實現(xiàn)將外部直流電流轉(zhuǎn)化為電樞繞組內(nèi)的交流電流。</p><p>　　2.2 直流電動機的工作原理</p><p>　　如上圖（a）所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導體受到的力形成了一個轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。如果

20、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。　　此時載流導體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機的工作原理。</p><p><b>　　圖2.2.1</b></p><p>　　第三

21、章 直流電動機的啟動</p><p>　　直流電動機從靜止狀態(tài)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程稱為直流電動機的啟動。啟動中最重要的是啟動電流Ist和啟動轉(zhuǎn)柜Tst。</p><p>　　3.1 直流電動機的啟動方法</p><p>　　直流電動機的啟動方法有三種：直接啟動，電樞串電阻啟動，和降壓啟動。</p><p>　　直流電動機的啟動的要求是：應該

22、有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，以縮短啟動的時間按，以提高生產(chǎn)效率，同時啟動的電流又不能太大，如果采用直接啟動的方式則在啟動的瞬間啟動電流會很大，通常是額定電流的10-20倍，而過大的啟動電流將導致?lián)Q向困難及換向器表面產(chǎn)生強烈的電火花，還會引起所在電網(wǎng)的電壓下降，從而影響到其他設備的正常工作。因此，除小容量的電機外，直流電動機一般采用降壓啟動的方式。</p><p>　　3.2 直流電動機的降壓啟動控制線路</p>

23、;<p>　　直流電動機常用的降壓啟動方法有兩種：降低電源電壓啟動和電樞回路串聯(lián)電阻啟動。</p><p>　　如圖3.2.1利用電樞回路串聯(lián)電阻啟動。閉合QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM3得電動作，其常開觸點閉合，使電動機電樞回路串入電阻啟動。而時間繼電器KT1也同時得電動作，其常開觸點經(jīng)延時閉合，使KM1得電動作，從而將R1短接 ，電動機加速。這時，時間繼電器KT2也得電動作，又將R2短接。

24、這樣，啟動過程完成。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　張華龍．電機與電氣控制技術(shù)．北京：人民郵電出版社，2008</p><p>　　黃海平．常用電氣線路290例．北京：科學出版社，2007</p><p>　　張忠夫．電機傳動與控制．北京：機械工業(yè)出版社，2001</p>

25、<p>　　許曉峰．電機及拖動．北京：高等教育出版社，2000</p><p>　　王艷秋．電機及電力拖動．北京：化學工業(yè)出版社，2001</p><p>　　馬宏忠．電機學．北京：高等教育出版社，2009</p><p>　　徐虎，吳加國．電機應用技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　王蘭君．電工使用線路30