直流电机
※<直流电机>
1-1 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样装置，才能使其作为直流电机运行？
1-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？
1-3 一台Z2 直流电动机，其额定功率PN＝160千瓦；额定电压UN＝220伏，额定效率ηN = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？
1-4 一台Z2 直流发电机，其额定功率PN＝145千瓦；额定电压UN ＝230伏，额定转速nN =1450转/分，求该发电机的额定电流？
1-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式Ta＝CN φN Ia 中的φN应是什么磁通。
1-6 一台并励直流电动机在额定电压UN＝220伏和额定电流IN＝80安的情况下运行，电枢绕组电阻ra＝0.08欧，2ΔUs=2伏，励磁绕阻的电阻rf = 88.8欧，额定负载时的效率ηN＝85％，试求：
（1）额定输入功率；（2）额定输出功率；（3）总损耗；（4）励磁回路铜耗；（5）电枢回路铜耗；
（6）电刷接触损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗与铁耗之和。
1-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？
1-8 试验时如果分别要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？
1-9 并励直流电动机在运行时若励磁绕阻断线，会出现什么后果？1-10 一台并励直流电动机，PN= 96千瓦，UN＝440伏，IN＝255安，IfN＝5安，nN＝500 转/分，Ra＝0.078 欧，试求：
（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定电流时的电磁转矩；（3）当Ia＝0 时电机的转速；
（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转速。
1-11 一台Z2－61并励直流电动机的额定数据如下：PN＝17千瓦，UN＝220伏，nN＝3000转/分，IN＝88.9安，电枢回路总电阻Ra＝0.114欧，励磁回路电阻Rf＝181.5 欧，忽略电枢反应影响，求：
（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；
（4）在理想空载（Ia＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入一电阻RΩ＝0.15欧时，在额定负载转矩时的转速。
1-12 一台220伏的并励直流电动机，电枢回路总电阻ra＝0.316欧，空载时电枢电流Ia0=2.8安，空载转速n0=1600转/分。
（1）今欲在电枢负载为IaX=52安时，将转速下降到nX=800转/分，问在电枢回路中须串入的电阻值为多大（忽略电枢反应）？（2）这时电源输入电枢回路的功率只有百分之几输入到电枢中？这说明什么问题？
1-13 一台并励直流电动机在某负载转矩时转速为1000转/分，电枢电流为40安，电枢回路总电阻Ra=0.045欧，电网电压为110伏。当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各为多少？（忽略电枢反应）1-14 一台Z2－25并励直流电动机，PN＝7.5千瓦，UN＝110伏，IN＝82.2安，nN＝1500转/分。电枢回路总电Ra＝0.1014欧，励磁绕阻电阻rf＝46.7欧，忽略电枢反应作用：
（1）求电动机电枢电流Ia'=60安时的转速；
（2）假若负载转矩不随转速而改变，当电机的主磁通减少15％，求达到稳定状态时的电枢电流及转速。
5※<变压器>
2-1 有一台三相变压器，额定容量SN＝50千伏安，高压侧额定电压U1N＝10千伏，低压侧额定电压U2N＝400伏，高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流。
2-2 变压器中主磁通与漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时是怎样反映它们作用的？
2-3 某单相变压器额定电压为380伏/220伏，额定频率为50赫。
（1）如误将低压边接到380伏电源，变压器将会发生一些什么异常现象？空载电流Io、励磁阻抗Zm、铁耗pFe与正常相比发生怎样的变化？
（2）如电源电压为额定电压，但频率比额定值高20％，问Io、Zm、pFe三者又会发生怎样的变化？
（3）如果将变压器误接到电压等于变压器额定电压的直流电源上，又会发生什么现象？（4）当电源电压、频率都符合额定值时，r1虽然很小，但Io不会很大，为什么？
2-4 为什么变压器的空载损耗可以近似看成是铁耗，短路试验损耗可以近似看成是铜耗？负
载时的实际铁耗和铜耗，与空载试验和短路试验时测定的空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？
2-5 两台单相变压器，电压均为220/110伏，原边匝数相等，但空载电流不等，且IoI＝2IoII 。今将两个原绕组串联后加440伏交流电压，这两台变压器的副边电压是否相等？
2-6 单相变压器的额定数据如下：SN＝4.6千伏安，U1N / U2N＝380 / 115伏。I1N / I2N＝12.1 / 40安，空载和短路试验数据为：
空载试验（低压侧）Uo2＝115伏，Io2＝3安，Po＝60瓦；
短路试验（高压侧）Us1＝15.6伏，Is1＝12.1安，Ps＝172瓦。
求：（1）画出折算到高压侧和低压侧的等值电路（设折算过的原副侧漏阻抗相等）；
（2）阻抗电压的百分值及其有功分量和无功分量的百分值。
2-7 变压器铭牌数据如下：SN＝750千伏安，U1N / U2N＝10000伏/ 400伏，Y,y12接法。
低压侧空载试验数据为：U2o＝400伏，I2o＝60安，Po＝3800瓦
高压侧短路试验数据为：U1s＝440伏，I1s＝43.3安，Ps＝10900瓦，室温为20oC，试求：
（1）变压器的参数，并画出等值电路：
（2）分别计算当：（a）额定负载cosj＝0.8，（b）cos（-j）＝0.8时，电压变化率DU％，副边电压U2及效率h。
2-8 三相变压器额定值为SN＝5600千伏安，U1N / U2N＝35000伏/6300伏，Y,d11接法。从短路试验得：U1k＝2610伏，I1k＝92.3安，Pk＝53千瓦。当U1＝U1N时，I2＝I2N，测得电压恰为额定值U2＝U2N。求此时负载的性质及功率因数角φ的大小（不考虑温度的换算）。
2-9 三相变压器的额定值为SN＝1800千伏安，U1N / U2N＝6300伏/3150伏，Y,d11接法，空载损耗Po＝6.6千瓦，短路损耗Ps＝21.2千瓦。求：
（1）当输出电流I2＝I2N，cosφ＝0.8时之效率；
（2）效率最大时之负载系数βm。
2-10试把一三相变压器接成Y,d3和Y,y8的联接组号。
2-11 两个三相变压器并联运行。由于原边输电线电压升高一倍（由3300伏升为6600伏），为了临时供电，利用原有两个三相变压器组，将原边绕组串联接到输电线上，副边仍并联供电，如两变压器的励磁电流相差一倍，则副边并联时是否会出现很大的环流，为什么？
2-12 两台变压器并联运行，均为Y,d11联接标号，U1N / U2N＝35千伏/10.5千伏。第I 台SIN=1250千伏安，UkI＝6.5 % ；第II台SIIN=2000千伏安，UkⅡ＝6％。试求：
（1）总输出为S=3250千伏安时，每台变压器的负载为多少？
（2）在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？
2-13 试用相量图判别附图的联接标号。
5※<交流电动机（1）>
3-1 一台三相异步电动机PN＝60 千瓦，nN＝577转/分，cosΦN＝0.77，ηN＝88.5 %,试求在额定线电压为380伏时的额定电流。
3-2 八极异步电动机电源频率f＝50 赫，额定转差率sN＝0.04，试求：(1) 额定转速；
(2) 在额定工作时，将电源相序改变，求反接瞬时的转差率。
3-3 一台三相异步电动机铭牌上标明了f＝50 赫，额定转速nN＝960 转/ 分，该电动机的极数是多少？
3-4 异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会出现什么后果？
3-5 如果将绕线转子三相异步电动机的定子绕组短接，而把转子绕组联接于电压为转子额定电压，频率为50 赫的对称三相交流电源会发生什么现象？
3-6 异步电动机中的空气隙为什么必须做得很小？
3-7 电势的频率与旋转磁场的极数及转速有什么关系？在异步电机中，为什么旋转磁场切割定子绕组的感应电势的频率总是等于电网频率？
3-8 有一个三相同心式绕组，极数2p＝4，定子槽数Z1＝36 ，支路数a＝1，画出绕组展开图。并计算绕组系数。
3-9 有一个三相双层迭绕组，极数2p＝6，定子槽数Z1＝36，节距y1＝5/6τ，支路数a＝2，试画出绕组展开图
3-10 试比较单相交流绕组、三相交流绕组所产生的磁势有何区别，与直流绕组磁势又有何区别？
3-11 一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？
3-12 拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，当定子绕组加额定电压时气隙中每极磁通及磁密数值将怎样变化？
3-13 一台三相异步电动机接于电网工作时，其每相感应电势为350伏，定子绕组的每相串联匝数N1＝312匝，绕组系数kw1＝0.96，试问每相磁通为多大？
5※<交流电动机（2）>
4-1 异步电动机为什么又称为感应电动机？
4-2 异步电动机处于不同的运行状态时，转子电流产生的磁势对定子的转速是否变化？为什么？
4-3 说明异步电动机的机械负载增加时电动机定、转子各物理量的变化过程怎样？
4-4 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？为什么？
4-5 在分析异步电动机时，转子边要进行哪些折算？为什么要进行这些折算？折算的条件是什么？
4-6 异步电动机的等值电路与变压器的等值电路有无差别？异步电动机的等值电路中的
(1-s)r2/s 代表什么？能不能不用电阻而用电感和电容代替，为什么？
4-7 异步电动机的等值电路中的Zm反映什么物理量？Zm是否是一个变量？在额定电压下
电动机由空载到满载，Zm的大小是否变化？如果是变化的，是怎样变化？
4-8 电磁功率与转差率的乘积叫转差功率，这部分功率消耗到哪里去了？增大这部分消耗，异步电动机会出现什现象？
4-9 异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么后果？
4-10 一台异步电动机铭牌上写明，额定电压UN=380/220伏，定子绕组接法Y/Δ。试问：
（1）如果使用时，将定子绕组接成Δ，接于380伏的三相电源上，能否带负载或空载运行？会产生什么后果，为什么？
（2）如果将定子绕组接成Y形，使用时，接于220伏三相电源上，能否带负载或空载运行？为什么？
4-11 如果电源电压下降10%，对异步电动机的转速、定子电流、定子功率因数有什么影响？
4-12 一台三相异步机，六极，50周。当定子加额定电压转子绕组开路时，转子绕组每相感应电势E2=110伏。问当电机工作于额定转速nN=980转/分时：
（1）电机运行于电动机、发电机还是电磁制动状态？
（2）额定运行时转子电势E2s=?(忽略定子漏阻抗压降影响)。
（3）如果转子被卡住时，参数为r2=0.1欧，x2=0.5欧，试求额定运行时的I2=?
4-13 一台三相异步电动机的输入功率为8.6千瓦，定子铜耗为425瓦，铁耗为210瓦，转差率s=0.034，试计算电动机的电磁功率，转子铜耗及机械功率。
4-14 一台JO2-52-6异步电动机，额定电压380伏，频率50赫，额定容量7.5千瓦，额定转速962转/分，定子绕组为Δ接法。额定负载时cosφN=0.827，定子铜耗470瓦、铁耗234瓦，机械损耗45瓦，附加损耗80瓦。计算在额定负载时
（1）转差率；（2）转子电流的频率；（3）转子铜耗；
（4）效率；（5）定子电流。
4-15 有一台JQ2-L三相四极笼型异步电动机，已知其额定数据和每相参数为：PN=17千瓦,UN=380伏（Δ接法）r1=0.715欧，x1=1.74欧,r’2=0.416欧,x’2=3.03欧，rm=6.2欧,xm=75欧；电动机的机械损耗为139瓦；额定负载时的附加损耗为320瓦；试求额定负载时电动机的转差率、定子电流、定子功率因数、电动机的电磁功率、输出转矩和额定效率。
4-16 有一台50赫的三相异步电动机，铭牌上列出PN=10千瓦，2p=4,UN=380伏，IN=19.8安，Y接法，r1=0.5欧。
空载试验：U1=380伏时,I10=5.4安,p10=425瓦,pΩ=170瓦。
短路试验：
试求：
（1）xm、x1、x’2、r’2(设x1=x’2);
（2）电动机的cosφN、ηN。
5※<电力拖动(1)>
5-1 他励直流电动机的铭牌数据：
PN=1.75千瓦,UN=110伏,IN=20.1安,nN=1450转/分，试计算：
（1）固有特性曲线，并用坐标纸画出；（2）50%额定负载时的转速；
（3）转速为1500转/分时的电枢电流值。
5-2 他励直流电动机的铭牌数据同上，试计算磁通为80%额定值、电枢电压为50%UN时的人为特性，并用坐标纸画出。
5-3 他励直流电动机的数据：PN=10千瓦;UN=220伏;IN=53.7安,nN=3000转/分；试计算：
（1）固有特性；（2）当电枢电路总电阻为50% RN ( RN=UN/IN ) 时的人为特性；
（3）当电枢电路总电阻为150% RN时的人为特性；（4）当电枢电路端电压U=50% UN 时的人为特性；
（5）当磁通为80%额定值时的人为特性。并作出其机械特性图。
5-4 一台他励电动机数据如下：
PN=21千瓦,UN=220伏,IN=112安,nN=950转/分（1）若负载转矩为0.8TN时，求电动机转速；
（2）若负载转矩为0.8TN时，在电枢电路中串联30%RN附加电阻，求电阻接入瞬间和转入新的稳态时的转速、电枢电流和电磁转矩；（3）若将电枢电压降低至额定电压的20%，
磁通为额定磁通的70%，求额定负载时电机的转速。
5-5 一直流电动机有下列数据：UN=220伏,IN=40安,nN=1000转/分，电枢电路总电阻Ra=0.5欧，当电压降到180伏，负载为额定负载时，求：（1）电机接成他励时（励磁电流不变）的转速和电枢电流；
（2）电机接成并励时（励磁电流随电压正比变化）的转速和电枢电流（设铁心不饱和）。
5-6 他励电动机铭牌数据：PN=2.5千瓦，UN=220伏，IN=12.5安，nN=1500转/分，Ra=0.8欧。（1）运行中在n=1200转/分时使系统转入能耗制动停车，问保证起始制动电流为2IN 时，电枢应串入多大电？如电枢不接入制动电阻，则制动电流为多大？
（2）若负载转矩为位能转矩，要求在T2=0.9TN时保证电机以120转/分的转速能耗制动稳速下放重物，问所需制动电阻为多大？（3）绘出上述两种情况的机械特性。
5※<电力拖动(2)>
6-1三相异步电动机，PN=100千瓦,nN=725转/分，KT=2.8，E2N=304伏，I2N=206安。
（1）试绘制固有机械特性。
（2）设负载转矩Tz=0.8TN,求转速n=0.3n0时，转子电路中的附加电阻？
6-2一绕线转子异步电动机其技术数据为PN=75千瓦，nN=720转/分，I1N=148安，
ηN=90.5%，cosφ=0.85，KT=2.4，E2N=213伏，I2N=220安。
（1）用实用表达式绘制电动机的固有特性。
（2）用该电动机带动位能负载，如下放负载时要求转速n=300转/分，负载转矩Tz=TN时转子每相应串接多大电阻？
（3）电动机在额定状态下运转，为了停车采用反接制动，如要求制动转矩在起始时为2TN，求转子每相串接的电阻值。
（4）用工程计算法计算异步电动机的下列参数：TN, Tm, k, r’2, r1, sm, x1,x’2,x2,Io及xo
等
6-3一桥式起重机主钩电动机为绕线式异步电动机，有关数据为：PN=22千瓦，nN=723转/分，E2=197伏，I2N=70.5安，KT=3，作用到电动机轴上的位能负载转矩，Tz=100牛·米，求：
（1）在固有特性上提升负载时，电动机的转速是多少？
（2）在固有特性上利用回馈制动稳定下降负载时，电机的转速是多少？
（3）如果要使电动机以800转/分的转速回馈制动下降负载，则转子内应接入多大的附加电阻？
6-4 习题6-3之电机，重物作用到电动机轴上的位能负载转矩Tz=100牛·米。求：
（1）电动机以758转/分的转速下降重物，转子每相应串入多大的附加电阻？（接线不改变）
（2）当转子每相中接入附加电阻Rf=119r2,重物下降时电机的转速是多少？
（3）当转子每相接入附加电阻Rf=49r2,电动机转速为多少？重物上升还是下降？
6-5 习题6-3之电机，原在向上提升重物Tz=100牛·米，现采用电源相序反接的反接制动，反接制动转矩不超过2TN，试求：
（1）反接制动时，转子应串多大的附加电阻？
（2）在Tz=100牛·米的位能负载时，电动机一直串入这么大的附加电阻最终电机将运转在什么状态？电动机的转速为多少？
6-6 一台三相四级线绕式异步电动机，PN=40千瓦，nN=1470转/分，r2=0.08欧，KT=2.6，带动位能性负载。（考虑机械特性为直线）
（1）将该电机用来提升重物，要求起动初瞬具有2TN的起动转矩，转子每相应串入多大电阻？
（2）若起动电阻不切除，当负载转矩为0.8TN时，电机转速为多少？若负载转矩不变（仍为0.8TN），要求电机进入倒拉反接制动状态，此时转子总电阻至少应大于什么数值？
（3）负载转矩仍为0.8TN，电机在固有特性上利用回馈制动下放重物时，电机的转速为多少？
5
5
5
※<直流电机>
1-1提示：
直流电机运行时，电枢绕组与换向器保持相对静止，故装于定子；磁极与电刷也保持相对静止装于转子即可。
1-2提示：
直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向相同；
直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向相反；
运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小于电枢端电压为电动运行状态
1-3提示：
直流电动机：PN=UN·IN·ηN
1-4提示：
直流发电机：PN=UN·IN
1-5提示：
直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。φN 应该是每极合成磁通。
1-6提示：
（1）额定输入功率:P1N=UNIN（2）额定输出功率:PN=P1NηN
（3）总损耗:Sp=P1N-PN（4）励磁电流If=UN/rf;励磁回路铜耗pcuf=rfIf2
（5）电枢电流Ia=IN-If;电枢回路铜耗pcua=raIa2（6）电刷接触损耗ps=Ia2ΔUs
（7）附加损耗pΔ=1%PN（8）机械损耗与铁耗之和
pmec+pFe=Sp-pcuf-pcua-ps-pΔ
并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电流决定于实际负载。
1-8提示：
对于直流电动机的电枢电流或励磁电流方向，两者只能改变其一。
1-9提示：
这时电动机的磁通仅为剩磁。空载时电动机的转速急速上升；负载时电动机的转速降至零且电枢电流急速上升。
1-10提示：
（1）电动机的额定输出转矩TN=9.55PN/nN
（2）求得：Ia=IN-IfN；CeFN=(UN-Iara)/nN ,在额定电流时的电磁转矩Tem=CT FNIa=9.55CeFNIa
（3）当Ia＝0 时电机转速为：n0=UN/CeFN
（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻RW=0.1W而达稳定时的转速为：
n=(UN-Iara-IaRW)/CeFN
1-11提示：
参考题1-10的提示。
1-12提示：
（1）这时电势常数：CeF=(UN-Ia0ra)/n0，所串入的电阻RW应该满足：
IaX(ra+RW)=UN-CeFnX ;
（2）这时由电源输入电枢回路的功率P=UNIaX;输入电枢的功率为：
P'=P-IaX2RW。
1-13提示：
若磁通不变，负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流也将增大4倍。对应的电枢电阻压降也要增大，由此电枢感应电动势降低，导致电动机转速降低（E = CeF n）。
首先求电动机额定状态时的电势常数CeFN ,额定运行时的电枢电流
Ia=IN-If=IN-UN/rf;
CeFN=(UN-IaRa)/nN
(1)电动机电枢电流Ia'=60安时的转速为：n=(UN-Ia'Ra)/CeFN
(2)若负载转矩不随转速而改变，则当电机的主磁通减少15％后,达到稳定状态时的电枢电流Ia''将满足以下关系：
CTFNIa=(1-15％)CTFNIa''，或CeFNIa=(1-15％)CeFNIa，
这样达到稳定状态时转速n=(UN-Ia''Ra)/(1-15％)CeFN。
5※<变压器>
2-1提示：
三相变压器额定容量SN与额定电压U1N(U2N)、额定电流I1N(I2N)的关系为：SN=sqrt(3)U1NI1N 或SN=sqrt(3)U2NI2N
2-2提示：
主磁通同时交链原、副绕组，在原副绕组中感应电势并实现能量传输。漏磁通仅交链原绕组，或者仅交链副绕组。在分析变压器时一般以励磁电抗与漏电抗分别反映主磁通和漏磁通的作用。主磁通所经过的路径主要是铁磁材料，表征磁通与励磁电流的关系为非线性，故励磁电抗不是常数。而漏磁通所经过的磁路可以认为是线性的，所以漏电抗被认为是常数。数值上励磁电抗远大于漏电抗。
2-3提示：
（1）如误将低压边接到380伏电源后，由于磁通增加，磁路饱和，励磁电抗减小，铁耗增加。另一方面励磁电流大增而使变压器烧毁。
（2）由于磁通减小，磁路饱和程度降低，励磁电抗增加，励磁电流减小，铁耗主要受磁通降低的影响而减小。
（3）励磁阻抗仅决定于绕组的直流电阻，故励磁电流大增而使变压器烧毁。
（4）绕组中存在感应电势而使励磁电流不会很大。
2-4提示：
空载时电流很小，铜耗可以忽略，但磁通基本为额定值，故铁耗与变压器额定运行情况相仿，所以空载损耗可以近似看成是铁耗。
短路试验时绕组上所加的电压比较小，所以变压器的磁通也比较小，这时铁耗就比其额定运行时的值要小得多。而短路试验时的电流约为额定值，因而此时变压器的铜耗与其额定运行时的值相仿，比这时的铁耗大得多，所以短路试验损耗可以近似看成是铜耗。
2-5提示：
由于空载电流不等且有一倍之差，两台变压器的励磁电抗也相差很大。因为现在将两台变压器的原绕组串联起来，所以它们的感应电势也有很大差别，这两台变压器的副边没有联系时，其电压相差也会很大。
2-6提示：
（1）、折算到低压侧的励磁阻抗Zm' = Uo2/Io2; 励磁电阻rm '= Po/Io22 ; 励磁电抗xm' = sqrt(Zm'2 -rm'2 )
（2）、折算到高压侧的短路阻抗Zs = Us1/Is1; 短路电阻rs = Ps/Is12 ; 短路电抗xs = sqrt(Zs2 -rs2 )
（3）、画出T型等值电路时，要将励磁阻抗和原（副）绕组漏阻抗共同折算到高压侧，或者都折算到低压侧
（4）、阻抗电压的百分值us*=I1N·Zs/U1N% ;其有功分量usr*=I1N·rs/U1N % ;其无功分量usx*=I1N·xs/U1N %
2-7提示：
（1）、现在是对三相变压器进行计算，变压器接为Y/Y 型
（2）、折算到低压侧的励磁阻抗Zm' = U2o/(sqrt(3)·I2o); 励磁电阻rm '=
Po/(3·I2o2 ); 励磁电抗xm' = sqrt(Zm'2 -rm'2 )
（3）、折算到高压侧的短路阻抗Zs = U1s/(sqrt(3)·I1s); 短路电阻rs =
Ps/(3·I1s2) ; 短路电抗xs = sqrt(Zs2 -rs2 )
（4）、定子额定电流I1N = SN /(sqrt(3)U1N); 电压变化率DU％= (I1N·rs·cosj+ I1N·xs·sinj) /U1N
（5）、效率h =（1-（P0+b2·PsN）/(b·SN·cosj2 + P0 + b2·PsN)）; PsN 是与额定电流所对应短路试验时测得的损耗
2-8提示：
由于已知当U1＝U1N时，I2＝I2N，即DU％=0，而DU％=(I1N·rs·cosj+
I1N·xs·sinj) /U1N，
所以：I1N·rs·cosj+ I1N·xs·sinj = 0，即tgj = - rs/xs
故可求得：j = arctg(- rs/xs)
2-9提示：
（1）、效率h =（1-（P0 + b2·PsN）/(b·SN·cosj2 + P0 + b2·PsN)）
（2）、由效率计算公式h =（1-（P0+b2·PsN）/(b·SN·cosj2 + P0 + b2·PsN)）
令dh/db = 0,得b2·PsN = P0, 故得：hm=sqrt(P0/PsN)
2-10提示：
请参考：
3)变压器的各种连接组及原副边接法”一节的三相变压器的连结组问题。
2-11提示：
分析时要注意：当由于两变压器副边电压不等并联后出现环流时，此环流对两台变压器的作用是不一样的：一台去磁，另一台增磁，其最终结果导致两台变压器的副边电压趋于接近。这样，两变压器副边并联后出现的环流就不会太大。
2-12提示：
（1）、设两台变压器的负载分别为S1、S2, 解方程组：S1+S2=S;
S1UkI/SIN=S2UkⅡ/SIIN 即可
（2）、请注意：阻抗电压小的变压器先达到满载
2-13提示：请参考：
3)变压器的各种连接组及原副边接法”一节的三相变压器的连结组问题。
5※<交流电动机（1）>
PN=sqrt(3)UNINhN cosjN
3-2提示：(1)n0=60f/p ;nN=n0(1-sN)
(2)此时n0=-750rpm、n不变
3-3提示：
请考虑：(1)n0=60f/p (2)n0稍大于nN
3-4提示：
如定子、转子铁芯用非磁性材料制成，则主磁路的磁阻将急剧增加，而励磁电抗大为减小，若要产生同样大小的旋转磁场，必须大大增加励磁电流，甚至超过额定电流好多倍，以致电动机在运行时，有可能烧坏绕组。3-5提示：
此时，转子绕组产生旋转磁场，同步转速为n0，（假设为逆时针方向），那么定子绕组便产生感应电势和感应电流（因定子绕组短路），此电流在磁场的作用下又会产生电磁转矩（逆时针方向），但因定子不能转动，故反作用于转子。使得转子向顺时针方向旋转。3-6提示：
因为异步电机的励磁电流是由电网供给的，气隙大时磁阻增加，所需励磁电流将增加，从而降低电机的功率因素。所以一般异步电机的空气隙做得很小。3-7提示：
若旋转磁场的极对数为p，转速为n0,则感应电势频率f为：f=pn0/60而旋转磁场转速n0与电网频率f1的关系为：n0=60f/p
3-8提示：
单相交流绕组产生的磁势为脉振磁势，三相交流绕组产生的磁势为旋转磁势。脉振磁势在空间的位置是固定的，而大小随时间变化，旋转磁势的幅值不变，但在空间随时间而旋转。而直流绕组产生的磁势不仅在空间的位置固定不变，且其大小也不随时间而变，即为恒定磁势。
3-11提示：
如果把转子抽掉，则磁路中的气隙将大大增加，即磁阻增大，因为在定子绕组上加三相额定电压，那么所产生的磁通也为额定，这样就需要增加很多励磁电流，以致烧毁定子绕组。
3-12提示：
因为电压不变，故感应电势基本不变，由：
E=4.44f1Nkw1F
知，每相的匝数N下降，则气隙中每极磁通与磁密增加。
3-13提示：
由E = 4.44f1Nkw1F 知：
F = E/（4.44f1Nkw1）=...
5※<交流电动机(2)>
4-1提示：
异步电动机工作原理是由于定子绕组接上电源后，建立旋转磁场，依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电势，并产生电流，转子电流与磁场互相作用，产生电磁转矩，从而实现能量变换。由于转子电流是感应而生的，因此又称为感应电机。
4-2提示：
当异步电动机以转速n运行，旋转磁场同步速为n0时，转子电流频率为：
f2=p(n0-n)/60=sf1,
此时转子电流产生的旋转磁场相对转子而言，转速为:
Dn=60f2/p=s60f1/p=sn0
而转子本生以转速n旋转，故相对定子而言转子电流产生的旋转磁场之转速为：
Dn+n=sn0+n=n0
4-3提示：
机械负载增加，转子转速n下降，则转差率s上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电势、感应电流E2s、I2相应增加，转子磁势F2也增加，由磁势平衡关系，定子磁势增加，定子电流I1上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩和负载转矩重新平衡为止，由于机械负载增加而所需的机械功率通过电磁感应，由电网供给。
4-4提示：
因为异步电动机定子、转子之间有空气隙存在，故磁阻增大，与同容量的变压器相比较，空载电流较大。
4-5提示：
转子边要进行频率折算，绕组折算。因为只有转子的频率与绕组匝数和定子边相等时，才能把定、转子之间的磁的联系化为电的联系，从而用等值电路分析。折算的条件应保证定、转子之间电磁效应不变，能量关系不变，即折算前后对电网而言是等值的。
4-6提示：
异步电动机的等值电路和变压器在纯电阻负载时的等值电路基本上无差别，但由于异步电动机是旋转的，所以除了进行绕组折算外，还需进行频率折算。另外，由于异步电动机定转子之间存在气隙，故等值电路的参数值和变压器相差很大。(1-s)r2/s为代表机械负载的附加电阻，该电阻消耗的电功率实际上为电动机可以输出的机械功率。因为输出功率是有功功率，所以只能用电阻代替而不能用电感或电容代替。
4-7提示：
Zm为异步电动机的励磁阻抗，是反应铁芯磁化特性和铁耗的物理量。由于异步电动机的主磁路主要由铁磁物质构成，所以Zm是一个变量，与磁路的饱和程度有关。在额定电压下，电动机由空载到满载时，由于定子电路I1增加，漏阻抗压降也增加，由U1=-E1+I1Z1可见E1略有减少，磁路饱和程度略有降
低，故Zm也增加。
4-8提示：
电磁功率Pem= m1E1'I2'cosj2' = m1I2'2r'2/s
转差功率sPem= sm1E1'I2'cosj2 = m1I2'2r'2 = pcu2
所以（1）转差功率作为转子铜耗消耗了
（2）增大这部分消耗，则电动机的输出机械功率减小，转差s增大，电动机转速降低
4-9提示：
额定负载运行时，若电源电压降低过多，则主磁通fm相应下降很多，而现在负载转矩不变，故转子电流I2和定子电流I1增加，甚至超过额定值，会损坏电机。
4-10提示：
(1)如将定子绕组接成Δ，则相电压增加sqrt(3)倍，主磁通fm也增加sqrt(3)倍，因电机磁路原来已接近饱和，故此时励磁电流大大增加，即使在空载运行时就可能大于额定电流，使绕组发热甚至烧坏，所以不能空载运行，更不允许负载运行。
(2)如接成Ｙ形，接于220伏三相电源，则相电压降低sqrt(3)倍，磁通也降低sqrt(3)倍，磁路饱和程度降低，故励磁电流减少，允许空载运行，但如果带负载运行，由于T=CTFI2cosj2导致转子电流，定子电流大大增加，这是不允许的。
4-11提示：
如电源电压下降10%，则主磁通F下降约10%（不考虑饱和），当负载转矩不变时，I2cosj2就要上升约10%（T=CTFI2cosj2）定子电流I1相应上升，功率因数cosj2也上升，而电机转速因负载电流的上升而降低。
4-12提示：
（1）因为n0=60f1/p=1000rpm, 而电机工作于额定转速nN=980rpm 所以电机运行于电动机工作状态（2）转差率sN=(n0-nN)/nN =0.02 额定运行时转子电势E2s= sNE2 =... （3）额定运行时的I2 = E2s/sqrt(r22+sN2x22)=... 4-13提示： 电磁功率Pem= P1N-pcu1-pFe= 8600-425-210 (W)=... 转子铜耗pcu2= sNPem=... 及机械功率Pmec=Pem-pcu2=... 4-14提示： （1）已知额定转速nN=962rpm,故p=3，n0=1000rpm,所以转差率 s=(n0-nN)/nN=... （2）转子电流频率f2=sf1=... （3）因为机械功率Pmec=PN+pmec+pD=...所以转子铜耗pcu2=sPmec/(1-s)=... （4）额定负载时输入功率P1N=PN+pcu1+pFe+pcu2+pmec+pD=...所以效率hN=PN/P1N =... （5）由P1N =sqrt(3)U1I1cosj1N知定子电流I1=... 4-15提示： 此题的解题关键在于首先要求出额定负载时电动机的转差率sN。此问题可以利用异步电动机的近似等值电路加以解决，根据三相异步电动机的机械功率计算公式： Pmec=3I2'2r'2（1-s）/s, I2'2 近似等于U12/((r1+r2'/s)2+(x1+x2')2) 以及题目所给的条件： Pmec=PN+pmec+pD=... 经整理后可得转差率s的一元二次方程，解此方程可求得s的两个解： s1=0.019, s2=0.27 由于额定转差率一般在0.05左右，故舍去s2,此后存在的就是对等值（复）电路的求解问题。 要注意的是定子电流为转子电流与励磁电流的相量和； 电动机的电磁功率Pem=Pmec+3I2'2r'2=... 额定输出转矩T2=9.55PN/nN=... 其中nN=（1-sN)n0; 额定效率hN=PN/P1N =... 其中P1N = 3U1I1cosj1N 这里U1、I1分别为电动机定子的相电压和相电流 4-16提示： (1)pFe=p10-pΩ-3I102r1=... rm=pFe/(3I102)=... Z0=Z1+Zm=U10/I10=... x0=x1+xm=sqrt[Z02-(r1+rm)2]=... 对短路试验数据利用插值法，求得与短路电流IkN等于额定电流时相应的UkN 与pkN 这样Zk=sqrt[(r1+r2')2+(x1+x2')2]=UkN/[sqrt(3)IkN]=... rk=pkN/(3IkN2)=... xk=x1+x2'=sqrt(Zk2-rk2)=... r2'=rk-r1=... x1=x2'=xk/2=... (2)P1N=PN-(p10-pcu1)+pkN=... cosj1N = P1N/[sqrt(3)U1I1]=... 这里U1、I1分别为电动机定子的线电压和线电流 额定效率hN=PN/P1N =... 5※<电力拖动(1)> 直流电机控制系统 摘要：本文利用MCS-51系列单片机产生PWM信号，采用了自己设计的电机驱动电路，实现对直流电机的转速和控制方向的控制，并着重对电机驱动电路的设计进行叙述。主要模块包括单片机控制模块、电机驱动模块、电机接口模块、电源模块、键盘控制模块。 关键词：PWM信号，直流电机，电机驱动，单片机 引言 随着科学技术的迅猛发展,电气设备发展日新月异.尤其以计算机,信息技术为代表的高新技术的发展,使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化,传统的电气设备设计,制造技术不断吸收信息控制,材料,能量及管理等领域的现代成果,综合应用于产品设计,制造,检测,生产管理和售后服务.在生产技术和生产模式等方面,许多新的思想和概念不断涌现,而且,不同科学之间相互渗透,交叉融合,迅速改变着传统电气设备制造业的面貌,从而使得产品频繁的更新换代,这就使得电机成为社会生产和生活中必不可少的工具.随着科学技术的不断发展,人类社会的不断进步,人们对生活产品的需求要不断趋向多样化,这就要求生产设备必须具有良好的动态性能,在不同的时候进行不同的操作,完成不同的任务.为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计.特别是大型的钢铁行业和材料生产行业,为达到很高的控制精度,速度的稳定性,调速范围等国产直流电机简介为了满足各行业按不同运行条件对电动机提出的要求,将直流电机制造成不同型号的系列.所谓系列就是指结构形状基本相似,而容量按一定比例递增的一系列电机.它们的电压,转速,机座型号和铁心长度都是一定的等级.现将我国目前生产的几个主要系列直流电机简要的介绍如下。Z2系列为普通用途的中,小型电机.它的容量从400W到200KW,电动机的额定电压有200V和110V两种,额定转速有3000,1500,1000,750及600r/min五个等级.Z2系列普通用 微机原理及应用B 课程设计任务书 2010－2011学年第 2学期第 19 周－ 19 周 题目直流电机控制 内容及要求 内容：设计一直流电机控制系统，实现对电机的正转，反转和速度控制 要求：1、用proteus画出原理图； 2、用c语言或汇编编写程序； 3、实现对电机的正转，反转和速度控制 进度安排 1、方案论证 0.5天 2、分析、设计、调试、运行 4天 3、检查、整理、写设计报告、小结 0.5天 学生姓名：5组（组长：25盛夏；组员：23彭亚彬，24阮水盛，26陶志鹏）指导时间2011年6月27日至2011年7月1日指导地点：F 楼 613室任务下达2011年6月 27日任务完成2011 年7 月 1日 考核方式 1.评阅 2.答辩 3. 实际操作□ 4.其它□ 指导教师郭亮系（部）主任 注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 目录 摘要 (3) Abstract (4) 一、概述 (5) 二、直流电机硬件电路设计及描述 (6) 2.1直流电机的结构 (6) 2.2直流电机的工作原理 (6) 2.3电磁关系 (7) 2.4直流电机主要技术参数 (7) 2.5直流电机的类型 (8) 2.6直流电机的特点 (8) 三、直流电机硬件电路设计及描述 (8) 3.1 总体方案设计 (8) 3.1.1 设计思路 (8) 3.1.2设计原理图 (10) 3.2设计原理及其实现方法 (10) 3.2.1速度调节的实现 (10) 3.2.2 转向的控制 (11) 四、流程图 (12) 五、.程序代码（C语言） (13) 六、程序代码（汇编语言） (18) 七、收获、体会和建议 (24) 附录 (25) 1. 本设计所需要芯片以及作用 (25) 2.主要参考文献 (26) 直流电机转速控制公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] 直流电机转速控制 课程设计 姓名： 学号： 班级： 目录 1．直流电机转速控制方案设计 (2) 设计要求 (2) 设计框图 (2) 2．直流电机转速控制硬件设计 (3) 主要器件功能 (3) 硬件原理图 (6) 3．直流电机转速控制软件设计 (7) 4．调试 (8) 硬件测试 (8) 软件调试……………………………………………………………(11 1．直流电机转速控制方案设计 设计要求 通过设计了解如何运用电子技术来实现直流电机转速控制，完成直流电机转向和转速的控制，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。 1、用按键1控制旋转方向，实现正转和反转。 2、电机的设定转速与电机的实际转速在数码管上显示。 3、旋转速度可实时改变。 设计框图 本课题中测量控制电路组成框图如下所示： 图1 2．直流电机转速控制硬件设计 主要器件功能 1、L298N 是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，与L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。此外可能通过使能端的高低电平的变换,从而使电机通断,来控制电机的转速。 图2 板上的EN1 与EN2 为高电平时有效，这里的电平指的是TTL 电平。EN1 为IN1 和IN2 的使能端，EN2为IN3 和IN4 的使能端。POWER 接直流电源，注意正负，电源正端为VCC，电源地为GND。 2、ZLG7290的核心是一块ZLG7290B芯片，它采用I2C接口，能直接驱动8位共阴式数码管，同时可扫描管理多达64只按键，实现人机对话的功能资源十分丰富。除具有自动消除抖动功能外，它还具有段闪烁、段点亮、段熄灭、功 三相无刷直流电机系统结构及工作原理 图2.3 直流无刷电动机的原理框图位置传感器在直流无刷电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。位置传感器种类较多，且各具特点。在直流无刷电动机中常见的位置传感器有以下几种：电磁式位置传感器、光电式位置传感器、磁敏式位置接近传感器【3】。 2.4基本工作原理 众所周知，一般的永磁式直流电动机的定子由永久磁钢组成，其主要的作用是在电动机气隙中产生磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。由于电刷的换向作用，使得这两个磁场的方向在直流电动机运行的过程中始终保持相互垂直，从而产生最大转矩而驱动电动机不停地运转。直流无刷电动机为了实现无电刷换相，首先要求把一般直流电动机的电枢绕组放在定子上，把永磁磁钢放在转子上，这与传统直流永磁电动机的结构刚好相反。但仅这样做还是不行的，因为用一般直流电源给定子上各绕组供电，只能产生固定磁场，它不能与运动中转子磁钢所产生的永磁磁场相互作用，以产生单一方向的转矩来驱动转子转动。所以，直流无刷电动机除了由定子和转子组成电动机本体以外，还要由位置传感器、控制电路以及功率逻辑开关共同构成的换相装置，使得直流无刷电动机在运行过程中定子绕组所产生的的磁场和转动中的转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持在（π/2）rad左右的电角度。 2.5无刷直流电机参数 本系统采用的无刷电机参数 ·额定功率：100W ·额定电压：24V（DC） ·额定转速：3000r/min ·额定转矩：0.23N?m ·最大转矩：0.46N?m ·定位转矩：0.01N?m ·额定电流：4.0A 实验一直流并励电动机 一.实验目的 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。 二.预习要点 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？ 答：工作特性：当U = U N ， R f + r f = C时，η, n ,T分别随P 2 变； 机械特性：当U = U N ， R f + r f = C时， n 随 T 变； 2.直流电动机调速原理是什么？ 答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。 三.实验项目 1.工作特性和机械特性 保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程 四．实验设备及仪器 1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。 2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。 3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表） 4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 I S ：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。 （2）测取电动机电枢电流I a 、转速n和转矩T 2 ，共取数据7-8组填入表1-8中 表1-8U=U N=220V I f=I f N=K a=Ω 2．调 速 特 性 （1） 改变 电枢 端电 压的调速 f fN2 （2）改变励磁电流的调速 2= 一7接线 MEL-09） MEL-03中两只900Ω电阻 MEL-05） ．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。 2．负载转矩表和转速表调零.如有零误差，在实验过程中要除去零误差。 3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。 4．转矩表反应速度缓慢，在实验过程中调节负载要慢。 5．实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性。 七．实验数据及分析 第一章：概述 直流电动机是人类发明最早和应用的一种电机。与交流电机相比，直流电机因结构复、维护苦难，价格昂贵等缺点制约了它的发展，应用不及交流电机广泛。但由于直流电动机具有优良的启动、调速和制动性能，因此在工业领域中仍占有一席之地。 转速调节的主要技术指标是：调速范围D和负载变化时对转速的影响即静差率，以及调速时的允许负载性质等（静差率就是表示在负载变化时拖动装置转速降落的程度。静差率越小，表示转速稳定性越好，对生产机械，如机床加工的零件，其加工的精度及表面光洁度就越高）。而直流电动机的突出优点是恰好是能在很大的范围内具有平滑，平稳的调速性能，过载能力较强，热动和制动转矩较大。 因此，从可靠性来看，直流电动机仍有一定的优势。 调节直流电动机转速的方法有三种： （１）电枢回路串电阻； （２）改变励磁电流； （３）改变电枢回路的电源电压； 而本文从另一个角度来阐述直流电机的速度控制，即利用自动控制中的反馈来调节电机的平稳运行以达到各项性能指标。 第二章：系统数学模型 本系统的简化方框图为： 其对应的原理图为： 控制系统的被控对象为电动机（带负载），系统的输出量是转速w ，参数亮是Ui 。控制系统由给定电位器、运算放大器1（含比较作用）、运算放大器2（含RC 校正网络）、功率放大器、测速发电机、减速器等部分组成。 工作原理为：当负载角速度ω和电动机角速度m ω一致的时候，反馈电压为0，电机处于平衡状态即电动机运行稳定。当负载的角速度收到干扰的作用时，ω和m ω失谐，控制系 统通过反馈电压的作用来改变m ω直到达到新的一致使系统恢复稳定，电机稳定运行。 2.1直流电动机的数学模型： 直流电动机的数学模型。直流电动机可以在较宽的速度范围和负载范围内得到连续和准确地控制，因此在控制工程中应用非常广泛。直流电动机产生的力矩与磁通和电枢电流成正比，通过改变电枢电流或改变激磁电流都可以对电流电机的力矩和转速进行控制。图2.2是一个电枢控制式直流电动机的原理图。在这种控制方式中，激磁电流恒定，控制电压加在电枢上，这是一种普遍采用的控制方式。 设为输入的控制电压 电枢电流 为电机产生的主动力矩 为电机轴的角速度 为电机的电感 为电枢导数的电阻 为电枢转动中产生的反电势 为电机和负载的转动惯量 根据电路的克希霍夫定理 (2-1) 电机的主动转矩 (2-2) 其中为电机的力矩常数。 反电势 (2-3) 式中为电机反电势比例系数 力矩平衡方程 煤炭工程学院课程设计 题目：直流电动机转速控制系统 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 日期： 摘要 当今社会，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。 电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。 随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，由于数字系统有着模拟系统所没有的优势，如抗干扰性强、便于和PC机相联、系统易于升级维护。 本设计是以单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及PWM的占空比在LCD上的实时显示。 关键词：直流电机；AT89S52；PWM调速；L298 对直流电动机调试的几点总结 摘要 长兴电厂#3、#4主油箱直流辅助油泵调试过程中出现重多问题。如：电机接线错误、直流接触器烧坏、电机不能达到额定转速等。文中详细介绍主油箱直流辅助油泵的调试过程以及内容。 关键词 低压厂用直流电动机调试 1概况 长兴电厂二期工程安装两台300MW燃煤机组，每台机组有五台直流电动机，分别为两台小汽机直流油泵、发电机空侧直流密封油泵、发电机氢侧直流密封油泵、主油箱直流辅助油泵，就地控制箱是由浙江湘湖电器设备厂制造的。主油箱直流辅助油泵电机为西安西玛电机厂制造，型号Z2-71，额定功率30kW，额定电压220V，额定电流158.5A，额定转速3000r/min，积复励励磁方式。 直流电动机的控制接线图见图1。控制方式分为DCS控制、就地控制二种，通过就地控制箱的“远方/就地”按钮SO1的位置来实现二种控制方式的选择。当就地控制箱的“远方/就地”按钮SO1在远方位置、开关状态在分闸位置时，DCS满足起动的条件，DCS发出合闸命令，同时DCS巡检保护信号、开关状态、以及运行电流是否正常。在起动过程中，电枢回路内串入限流电阻R1来限制起动电流，起动完成通过K53直流接触器来切除限流电阻R1。 图1 直流电动机控制回路接线图 2调试过程 直流电动机调试包括二次回路调试和电动机本体调试两部分。 2.1二次回路的调试 2.1.1检查接线 对照接线图检查就地控制箱的实际接线是否正确。 2.1.2 测量绝缘电阻 使用500V兆欧表分别测量控制回路、信号回路对地的绝缘电阻，绝缘电阻均不应小于1M 。 2.1.3二次回路通电试验 合上直流配电屏上的电源开关，对就地控制箱送电。在就地控制箱上就地进行分、合闸操作，接触器应能正确动作，确认状态显示正确、保护无异常动作。然后在DCS上进行远方分、合闸操作，接触器应能正确动作，确认开关反馈状态显示正确、联锁逻辑回路正确，确认信号反馈、测量反馈显示正确。 2.2电动机本体试验 2.2.1 检查绕组绝缘电阻 采用500V兆欧表测量绕组的冷态绝缘电阻，并励绕组、串励绕组、电枢绕组（实际上已包含换向绕组）对机壳及其相互间的绝缘电阻应分别进行测量。当电枢绕组与串励绕组或换向绕组在电机内部串联连接且不易解开时，可对串联回路一起进行测量。实测结果不应小于0.5MΩ。 2.2.2检查电机励磁绕组的极性 用感应法检查串励绕组和并励绕组的极性。见图2，将1.5V～6V的干电池经开关接在并励绕组F1、F2上，在串励绕组C1、C2上接一个指针式直流微安表或毫伏表。电池和表计的同极性端接绕组的同极性端。若合上开关瞬间指针顺偏，断开开关瞬间指针反偏，则电动机为积复励（F1、C1同接电源正极或负极）；反之，为差复励。 . 直流电机转速控制 课程设计 姓名： 学号： 班级： 目录 1．直流电机转速控制方案设计 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2设计框图 (2) 2．直流电机转速控制硬件设计 (3) 2.1主要器件功能 (3) 2.2硬件原理图 (6) 3．直流电机转速控制软件设计 (7) 4．调试 (8) 4.1硬件测试 (8) 4.2软件调试……………………………………………………………(11 1．直流电机转速控制方案设计 1.1设计要求 通过设计了解如何运用电子技术来实现直流电机转速控制，完成直流电机转向和转速的控制，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。 1、用按键1控制旋转方向，实现正转和反转。 2、电机的设定转速与电机的实际转速在数码管上显示。 3、旋转速度可实时改变。 1.2设计框图 本课题中测量控制电路组成框图如下所示： 图1 2．直流电机转速控制硬件设计 2.1主要器件功能 1、L298N 是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，与L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。此外可能通过使能端的高低电平的变换,从而使电机通断,来控制电机的转速。 图2 板上的EN1 与EN2 为高电平时有效，这里的电平指的是TTL 电平。EN1 为IN1 和IN2 的使能端，EN2为IN3 和IN4 的使能端。POWER 接直流电源，注意正负，电 编号： 单片机 实训 (论文)说明书 题目：直流电机控制 院（系）： 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012 年12月27 日 目录 0.前言 (3) 1.用单片机控制直流电机转速的基本理论 (3) 1.1 直流电机调速原理 (3) 1.2 PWM基本原理及设计方案 (4) 2.硬件电路的设计 (5) 2.1 系统分析与硬件设计模块 (5) 2.2 设计该系统所需部分器件 (7) 2.3 直流电机的功能简介 (7) 2.4 直流电机调速控制系统模块 (7) 2.5 显示设计模块 (8) 2.6电机驱动设计模块 3.系统软件的设计 (11) 4.系统调试和结果分析 (13) 4.1仿真图形 (13) 5.结论和总结 (15) 参考文献 (15) 附录........................................... 错误！未定义书签。 摘要：本文介绍了基于单片机的直流电机PWM 调速的基本方法，直流电机调速的相关知识以及PWM 调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS-51单片机的用软件生产PWM 信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一个有效的途径。 本次实训设计主要任务是以四位共阳数码管显示电机速度，它能间接直观的观察到电机速度的变化，用独立键盘来手动控制电机的转速，其中控制核心部分是单片机，单片机输出微弱的电流信号经过L298N 驱动芯片放大从而使电机满足转速的要求。 关键字：四位共阳数码管；STC89C52单片机；PWM ；直流电机调速 0.前言 随着社会的发展，各种智能化的产品日益走入寻常百姓家。为了实现产品的便携性、低成品以及对电源的限制，小型直流电机应用相当广泛。对直流电机的速度调节，我们可以采用多种办法，本文在给出直流电机调整和PWM 实现方法的基础上，提供一种用单片机软件实现PWM 调速的方法。对基于MCS-51系列单片机实现直流电机调速系统进行研究和设计，能够在不同的按钮作用下分别实现直流电机的停止、加速、减速、正转、反转控制；能够实现基于MCS-51系列单片机的直流电机PWM 的调速设计。 本文研究的是基于MCS-51系列单片机的直流电机PWM 调速系统属于微机控制领域，通过对单片机的学习和研究对自己以后从事硬件产品的开发有一定的实际指导意义。 1.用单片机控制直流电机转速的基本理论 1.1 直流电机调速原理 根据励磁方式不同，直流电机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。对于直流电机来说，人为机械特性方程式为： 2 N ad a e N e t N U R R n T n n K K K φφ+= -=-? （ 1-1） 式中N U ,N φ—— 额定电枢电压、额定磁通量； e K ,t K －－与电机有关的常数； 直流电机控制系统 设计 XX大学 课程设计 （论文）题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师 沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。 一、设计题目 硬件35——直流电动机控制设计 要求：1）可控制启动、停止；2）根据给定转速和检测的转速，采用PWM 脉宽调制控制转速，产生不同的占空比的脉冲控制电机转速；3）实现由慢到快，再由快到慢的变速控制；4）数码管显示运行状态。扩展功能：实现定时启动，定时停止 二、开发目的 通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲述的基本原理和概念。 通过使用proteus的汇编程序，来实现占空比可调的方波发生器。学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了8255、8253、ADC0808、74LS154译码器、74LS273锁存器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。 三、小组成员分工及成果 蒲艺文：编写程序，流程图绘制。 陈兴睿：构思草图，后期调试。 肖钦翔：绘制PROTEUS电路图，资料收集。 成果：绘制完成电路图，灌入程序，调试，完成直流电动机控制设计。 四、设计方案以及论证 原理：8086与两个74273和一个74154组成地址锁存及译码电路。 8255和8253作为译码选择端IO1和IO2，地址分别为0200h和0400h（由译码电路可得到） A1,A2是作为8253的三个计数器和控制器的地址（01对应计数器1，11对应控制器）。 A1,A2也作为8255的A,B,C三组端口和其控制器的地址（00对应A，11对应控制器） 一，选择8255（使能端IO1）控制器，写入控制字10011000b 二，通过C口依次输出00000000b，00001000b，00000000b来启动ADC0808。三，等待ADC0808转换，并通过C口测试EOC端口是否为高电平。 四，eoc为高电平，则通过A口接受转换后的电压数据AL（范围从0-ffh）。五，选择8253（使能端IO2）控制器，写入控制字01010010b 六，选择8253计数器1，写入初始值为电压数据AL。 七，选择8253控制器，写入控制字00010100b。 八，选择8253计数器0，写入初值255，计数器0即开始工作，到0时输出负脉冲，经过反相器变为正脉冲，作为计数器1的GATE门控信号输入，来控制 直流电机转速控制 课程设计 姓名： 学号： 班级： 目录 1．直流电机转速控制方案设计 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2设计框图 (2) 2．直流电机转速控制硬件设计 (3) 2.1主要器件功能 (3) 2.2硬件原理图 (6) 3．直流电机转速控制软件设计 (7) 4．调试 (8) 4.1硬件测试 (8) 4.2软件调试……………………………………………………………(11 1．直流电机转速控制方案设计 1.1设计要求 通过设计了解如何运用电子技术来实现直流电机转速控制，完成直流电机转向和转速的控制，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。 1、用按键1控制旋转方向，实现正转和反转。 2、电机的设定转速与电机的实际转速在数码管上显示。 3、旋转速度可实时改变。 1.2设计框图 本课题中测量控制电路组成框图如下所示： 图1 2．直流电机转速控制硬件设计 2.1主要器件功能 1、L298N 是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，与L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。此外可能通过使能端的高低电平的变换,从而使电机通断,来控制电机的转速。 图2 板上的EN1 与EN2 为高电平时有效，这里的电平指的是TTL 电平。EN1 为IN1 和IN2 的使能端，EN2为IN3 和IN4 的使能端。POWER 接直流电源，注意正负，电源正端为VCC，电源地为GND。 2、ZLG7290的核心是一块ZLG7290B芯片，它采用I2C接口，能直接驱动8位共阴式数码管，同时可扫描管理多达64只按键，实现人机对话的功能资源十分丰富。除具有自动消除抖动功能外，它还具有段闪烁、段点亮、段熄灭、 直流电机效率测试和计算方法 效率测试是所有电传动部件及系统重要检验项目，GB 755 旋转电机定额及性能标准中对各类电机设备效率检测方法进行了详细的介绍。旋转电机效率测试主要有直接测试法及损耗分析法，效率的直接测试方法是通过对直流电机输入输出功率的直接测试而求得效率的方式，下面本文对直流电机效率的直接测试相关试验方法及计算进行详细介绍。 一、直流电机输入功率和输出功率的测量 直接测定效率时，电动机的输入功率用电工仪表测量，输出功率的机械功率用测功机、转矩测量仪测量；发电机的输出功率用电工仪表测量，输入功率用测功机、转矩测量仪测量。 输入功率用电压乘电流来计算，试验电源为整流电源时要求采用真实读书瓦特表或指示电压、电流瞬时值乘积平均值的其他测量装置直接测取电枢回路输入功率，也可分别测量直流功率分量和交流功率分量然后求和。 测功机的功率，在与被试电机同样的转速下应不超过被试电机额定功率的三倍；转矩测量仪的标称转矩，应不超过被试电机额定转矩的三倍。测功机与被试电机之间应用弹性联轴器连接，连接应保证良好、同心。 二、直流电机效率直接测试方法 直流电机效率直接测试试验时，被试电机应在额定功率或额定转矩、额定电压及额定转速下运行至热稳定，读取输入或输出的电压、电流、功率、转速及转矩，并保存周围冷却空气温度，然后立即测定串励、并(他)励及电枢绕组的电阻，并将冷却空气温度换算至25℃。 三、直流电机效率直接测试相关计算 被试电动机的输出机械功率P2按照下式1计算： (1) 式中： TM——被试电动机输出转矩，N.m； nM——被试电动机转速，r/min。 被试电动机的效率ηM按照下式2计算： (2) 式中： P1——被试电动机输入功率，W。 被试发电机的输入机械功率P1(W)按下式3计算： (3) 式中： TG——被试发电机输入转矩，N.m； 直流电机控制电路 永磁式换向器直流电机，是应用很广泛的一种。只要在它上面加适当电压。电机就转动。图9是这种电机的符号和简化等效电路。 工作原理 这种电机由定子、转子、换向器(又称整流子)、电刷等组成，定子用作产生磁场。转于是在定子磁场作用下，得到转矩而旋转起来。换向器及时改变了电流方向，使转子能连续旋转下去。也就是说，直流电压加在电刷上，经换向器加到转子线圈，流过电流而产生磁场，这磁场与定子的固定磁场作用，转子被强迫转动起来。当它转动时，由于磁场的相互作用，也将产生反电动势，它的大小正比于转子的速度，方向和所加的直流电压相反。图9(b)给出了等效电路。Rw代表转子绕组的总电阻，E代表与速度相关的反电动势。 永磁式换流器电机的特点 ·当电机负载固定时，电机转速正比于所加的电源电压。 ·当电机直流电源固定时，电机的工作电流正比于转予负载的大小。 ·加于电机的有效电压，等于外加直流电压减去反电动势。因此当用固定电压驱动电机时，电机的速度趋向于自稳定。因为负载增加时，转子有慢下来的倾向，于是反电动势减少，而使有效电压增加，反过来又将使转子有快起来的倾向，所以总的效果使速度稳定。 ·当转子静止时，反电动势为零，电机电流最大。其最大值等于V／Rw(这儿V是电源电压)。最大·电流出现在刚起动的条件。 ·转子转动的方向，可由电机上所加电压的极性来控制。 ·体积小，重量轻。起动转矩大。 由于具备上述的那些特点，所以在医疗器械、小型机床、电子仪器、计算机、气象探空仪、探矿测井、电动工具、家用电器及电子玩具等各个方面，都得到广泛的应用。 对这种永磁式电机的控制，主要有电机的起停控制、方向控制、可变速度控制和速度的稳定控制。 1、电机的起／停控制 电机的起／停控制，最简单最原始的方法是在电机与电源之间，加一机械开关。或者用继电器的触点控制。大家都比较熟悉，故不举例。 现在比较流行的方法，是用开关晶体管来代替机械开关，无触点、无火花干扰，速度快。电路如图10(a)所示。当输入端为低电平时，开关晶体管Q1截止，电机无电流而处于停止状态。如果输入端为高电平时，Q1饱和导通，电机中有电流，因此电机起动运转。图中二极管D1和D2是保护二极管，防止反电动势损 湖南工程学院课程设计《DSP原理及应用》 题目：直流电机控制系统设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2015年5 月19 日 摘要 直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。 本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。 关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速，TMS320LF2407; 前言 电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以 直流电机相关的问题汇总 问：直流电机原理是什么 答：直流电机有定子和转子两大部分组成，定子上有磁极（绕组式或永磁式），转子有绕组，通电后，转子上也形成磁场（磁极），定子和转子的磁极之间有一个夹角，在定转子磁场（N 极和S极之间）的相互吸引下，是电机旋转。改变电刷的位子，就可以改变定转子磁极夹角（假设以定子的磁极为夹角起始边，转子的磁极为另一边，由转子的磁极指向定子的磁极的方向就是电机的旋转方向）的方向，从而改变电机的旋转方向. 直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。虽然直流发电机和直流电动机的用途各不同，但是它们的结构基本上一样，都是利用电和磁的相互作用来实现机械能与电能的相互转换。直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成 本高，运行中的维护检修也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何相互作用，相互制约，以及体现两者之间相互关系的物理量和现象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。《一》直流发电机的基本工作原理直流发电机和直流电动机具有相同的结构，只是直流发电机是由原动机（一般是交流电动机）拖动旋转而发电。可见，它是把机械能变为电能的设备。直流电动机则接在直流电源上，拖动各种工作机械（机床、泵、电车、电缆设备等）工作，它是把电能变为机械能的设备。但是，当前已经有可控硅整流装置替代了直流发电机，为了能使大家更好的理解直流电动机，有必要同时讲述一下直流发电机的原理。我们首先来观察直流发电机是怎样工作的。如图1所示，电刷A、B分别与两个半园环接触，这时A、B两电刷之间输出的是直流电。我们再来看看这时线圈在磁极之间运动的情况。从图1（a）可以看出，当线圈的ab边在N极范围内按逆时针方向运动时，应用发电机右手定则，这时所产生的电动势是从b指向a。这时线圈的cd边则是在S极范围内按逆时针方向运动，依据发电机右手定则可以判断，cd边中的感应电动势方向是从d 指向c。从整个线圈来看，感应电动势的方向是d-c-b-a。因此，和线圈a端连接的铜片1和电刷A是处于正电位；而和线圈的d端连接的铜片2和电刷B是处于负电位。如果接通外电路，那么电流就从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。当线圈的ab边转到S极范围内时，cd边就转到N极范围内（图1，b），用右手定则判断可以知道，这时线圈cd边中产生的电动势方向是从c到d，而ab边转到了S极范围内，其中电动势的方向则是有a到b。由于电刷在空间是不动的，因此和线圈d端连接的铜片2和电刷A接触，它的电位仍然是正。而与线圈a端连接的铜片1则和电刷B接触，它的电位仍然是负。接通外电路时，电流仍然是从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。不过，要注意到这时线圈内的电流已经反向了。由此可知，当线圈不停地旋转时，虽然与两个电刷接触的线圈边不停的变化，但是，电刷A始终是正电位，电刷B始终是负电位。因此，有两电刷引出的是具有恒定方向的电动势，负载上得到的是恒定方向的电压和电流。也就是说， 用单片机控制直流电机的速度 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。 直流电机的调速方案一般有下列3种方式： ?1、改变电枢电压； ?2、改变激磁绕组电压； ?3、改变电枢回路电阻。 使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。根据公式 U=aVCC 其中：U为电枢电压；a为脉冲的占空比（0 电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制，实现了利用脉冲宽度调制技术（PWM）进行直流电机的变速。 因为在H桥电路中，只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动，也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时，都不能工作，所以上图中的实际脉冲宽度为B， 我们把PWM波的周期定为1ms，占空比分100级可调（每级级差为10%），这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断，每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中，占空比是60%，即输出脉冲的为0.6ms，断开脉冲为0.4ms，这样电枢电压为5*60%=3V。 我们讨论的是可以正转反转的，如果只按一个方向转，我们就只要把PWM1置为高电平或低电平，只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可，，如下图（Q4导通，Q3闭合，电机只能顺时针调整转动速度）直流电机控制系统
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