交、直流电机动态原理课件的设计与实现精品

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1、交、直流电机动态原理课件的设计与实现璺Q墨:竺垒垒CN13—1265/TE承德石油高等专科学校JournalofChengdePetroleumCollege第4卷第3期2002年9月Vo1.4No.3Sep.2002交,直流电机动态原理课件的设计与实现王蓉王贺艳(承德石油高等专科学校电气与电子工程系,河北承德067000)摘要:介绍一种在Windows环境下利用VisualBasic编程制作的交,直流电机动态原理演示课件,此课件可以直观,形象地展示交,直流电机中线圈的运动及旋转磁场的形成过程,解决了教学中的重点与难点,从而提高了教学质量.关键词:电机;

2、动态原理;数学模型:旋转磁场中图分类号:TMJ01文献标识码:A文章编号:1008—9446(2002)03—0033—020引言交,直流电机动态原理是《电机与拖动》课中的重点与难点,它不仅涉及到空间原理的构思,而且涉及到图形的设计与表达,课堂讲授过程中教师很难用静态图形将动态的过程表达清楚.在交流电机中磁场具有较强的理论性以及随时间和空间变化的特点,某些规律和动态情形难以捕捉.实际的电机运行速度较快,借助多媒体技术模拟电机中线圈的运动及旋转磁场的形成过程,可以使学生能在脱离交,直流电机实体的情况下,将这些内容形象,生动地展示出来,收到了较好的教学效果.

3、l设计原理与实现1.1电机的动态工作原理电机在工作时,线圈在磁场中运动实现机,电能量转换.图1为直流发电机原理中线圈在磁场中的旋转过程.1.2旋转线圈1.2.1旋转线圈在磁场中变化的数学模型旋转线圈在磁场中的变化,可以用数学的方法抽象成一个点,这个点按照一个半径做圆周运动(如图2所示),旋转点方程如下:fzl—rCOXf2=,.COS(})【Yl=rsinlY2=rsin()其中(,Y)为初始坐标点,(z.,Y.)为旋转0角后的坐标点,旋转方程为:fz2一zlcos一lsinOlY2=zlsin+1cosO通过改变旋转点的旋转角度0可以控制旋转点的位置,

4、确定了旋转点的坐标后,可以将点连成线,就可以得图1直流发电机线圈在磁场中的旋转过程到含角度参数的线圈图,改变角度参数后就可以使磁场中的线圈处于不同的位置,让角度参数0连续收稿日期:2001—12—19作者简介:王蓉(1963一),女,承德石油高等专科学校电气与电子工程系副教授,主要从事电机与控制方面的教学与科研工作.?34?承德石油高等专科学校2002年第4卷第3期变化,就可以得到旋转的线圈.1.2.2线圈动态旋转的实现方法在绘制线圈时,利用了VB中的画线语句,如下所示:line(xl+rl×COS(1/6×w×pi),yl--rl×sin(i/6×w×

5、pi))一(x2×rl×COS(1/6×w×pi),y2一r2×sin((1/6×w×pi))其中pi="一3.14.用画线连接起来的图形是静止不动的,在上述line语句中有个参数w,用此变量可以确定线圈的角度,如:w一1时1/6×w×pi=Ⅱ/6w一2时1/6×w×pi=Ⅱ/3w一3时1/6×w×pi一Ⅱ/2D图2旋转方程坐标图Y.)在VB中利用计时器每间隔一定的时间改变参数w,重画线圈,这时,不同的w对应着不同位置的线圈,看上去线圈就旋转起来了.线圈旋转的快慢可以通过计时器的触发时间来控制.1.3旋转磁场1.3.1旋转磁场的数学模型三相绕相通入三相交

6、流电后,产生旋转磁场.三相电机中通入的是三相对称电流,其幅值相等,相位互差120.角.三相对称电流的数学表达式如下所示:id一,.sin()iB=Imsin(￡一120.)ic=,sin(+120.)根据三相电流的数学表达式,抽象出的三相磁势的数学模型如下所示:一sin(cot)c.s(詈)一Fsin(￡一120.)c.s(~-Z--120.)fc~Fcw,sin(cot+120.)c.s(~-Z+120.)由上式得到三相合成磁势的数学模型为:'厂:si￡一詈).图3合成磁势的波形图其中,Fm是正弦波的幅值,t是时间,r是极距,z是距离.合成磁势的波形图

7、如图3所示.1.3.2旋转磁场的实现方法在课件中我们用不同的图形来表示不同时刻的旋转磁场,图形用控件数组的形式表示,利用计时器控件每隔一定的时间来显示相应的图形,这样就可看到旋转的磁场.用户可根据自己的需要输入一数值来改变旋转速度,也就是改变计时器控件的Interval属性的值,以达到最佳的观察效果.某一时刻旋转磁场如图4所示.2结束语X图4某一时刻旋转磁场交,直流电机动态原理课件的开发,使学生可以随时在计算机上观看电机中线圈的运动及旋转磁场的形成过程,充分调动了学生学习《电机与拖动》课的积(下转第38页)?38?承德石油高等专科学校2002年第4卷第3

8、期参考文献:E13[2]E33[43[5][63E.H.巴甫洛夫斯基B.N.查金