25 重庆邮电大学移通学院电机及拖动基础课程设计报告(魏星玥)

1.直流电动机

电机型号：Z2-31,直流电动机的额Pn=1.5KM;Un=220V;In=8.74A;Nn=1500r/min；电机的飞轮转矩0.085。

1. 计算电机转速为1000rpm和500rpm时PWM波占空比； 2.分析PWM调制技术在调压控制中的原理和应用？ 内容解析:

采用电枢电压调速 由上题可知：

Pn=1.5KM;Un=220V;In=8.74A;Nn=1500r/min；

Ra=1.3Ω Φ=0.092 Φ=0.878 =52.72Nm

CECTTN 电枢电压减小后

2Δn=（Ra+Rr）T/CTCEΦ=1.3×25.04/(0.0762×0.728)= 20.04 Nm

n0=n+Δn=(1000+780.9)r/min=1956 r/min 由此求得

UaCEn0=Φ=0.0879×1956 =180.00V

3.直流电动机的PWM调压调速原理

直流电动机转速N的表达式为：N=U-IR/Kφ

由上式可得，直流电动机的转速控制方法可分为两类：调节励磁磁通的励磁控制方法和调节电枢电压的电枢控制方法。其中励磁控制方法在低速时受磁极饱和的限制，在高速时受换向火花和换向器结构强度的限制，并且励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以这种控制方法用得很少。现在，大多数应用场合都使用电枢控制方法。

对电动机的驱动离不开半导体功率器件。在对直流电动机电枢电压的控制和驱动中，对半导体器件的使用上又可分为两种方式：线性放大驱动方式和开关驱动方式。

线性放大驱动方式是使半导体功率器件工作在线性区。这种方式的优点是：控制原理简单，输出波动小，线性好，对邻近电路干扰小；但是功率器件在线性区工作时由于产生热量会消耗大部分电功率，效率和散热问题严重，因此这种方式只用于微小功率直流电动机的驱动。绝大多数直流电动机采用开关驱动方式。开关驱动方式是使半导体器件工作在开关状态，通过脉宽调制PWM来控制电动机

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电枢电压，实现调速。

在PWM调速时，占空比α是一个重要参数。以下3种方法都可以改变占空比的值。

（1）定宽调频法

这种方法是保持t1不变，只改变t2，这样使周期T（或频率）也随之改变。 （2）调频调宽法

这种方法是保持t2不变，只改变t1，这样使周期T（或频率）也随之改变。 （3）定频调宽法

这种方法是使周期T（或频率）保持不变，而同时改变t1和t2。 前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期（或频率），当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，因此这两种方法用得很少。目前，在直流电动机的控制中，主要使用定频调宽法。

八、心得体会

熟练了直流电机的机械特性和电气特性；掌握直流电动机拖动负载顺利启动的方法；学习了直流电动机调速和正反转控制方法； 根据直流电动机铭牌数据完成启动和调速控制系统设计。

电机与拖动课程设计终于圆满结束，在老师的细心指导下和同学们的共同努力中， 我们顺利地完成了课程设计.在这次设计过程中， 我深刻地体会到了科学的严谨，必须要有一个正确的态度去面对设计，努力地为了完成各种 参数的设定而实验，积极地与同学们交流，在配合下完成设计的意识. 通过 整个课程设计，使我对直流电动机的串电阻起动可以说是“刻骨铭心”，不仅 让我深刻地了解到前人在科学研究上态度和方法，而且也让我懂得任何的创新和发现都不是一时一刻可以得到的，必须具有深厚的知识功底，敏锐的洞察力才能告

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破事情的真相，从根本上理解它，应用它。 通过这次课程设计，我感觉这种设计很好地锻炼了我们的团队合作精神和对知识的应用能力，从本质上为我们揭示了基础理论科学。使我的各方面 的能力得到了充分的锻炼。

参考文献

[1]《电机与拖动》 唐介 主编 高等教育出版社 2003年出版 [2]《电机与拖动基础》 刘起新 主编 中国电力出版社 2005年出版 [3]《电机学》 李海发 主编 科学出版社 2001年出版

[4]《电机与拖动》 周绍英 主编 中央广播电视大学出版社 1995年出版 [5]《电机理论与运行》 汤蕴谬 主编 水利电力出版社 2005年出版

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