电机和拖动基础7

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1、教学题目：（章、节）第二章直流电机的电力拖动1.电力系统运动方程式2.他励直流电动机的机械特性学时数2第4周第1次课教学目标：了解电力拖动系统的运动方程式，掌握负载转矩特性教学重点与难点：他励直流电动机的机械特性。他励直流电动机的机械特性的求取。教学方式、方法：讲授法、讨论法教学过程：1、课前复习：检测学生对上节课的掌握情况情况，并对较难直流发电机的基本方程式、他励直流电动机的运行特性相应的复习，检测学牛对木节课的预习情况，并对直流发电机的基木方程式、他励直流电动机的运行特性做出相应的提问，让学生带着问题听课，达到有的放

2、矢，提高妙「课的效率。2、讲授新课：电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即斤=f(TeJ,机械特性是电动机机械性能的主要表现，它与运动方程式相联系，是分析电动机起动、调速、制动等问题的重要工具。1、机械特性的一般表达式他励直流电动机的机械特性方程式可从电动机的基本方程式导出。他励直流电动机的电路原理如图。他励直流电动机的电路原理根据图6—7口J以列出电动机的基本方程式为感应电动势方程：Ea=电磁转矩：TeffJ=Cg电压平衡方程式：Ud=IaR^Ea电枢总电阻：K+C磁通：①=他)励磁电流：zz=5fR

3、f将Ea和Tem的表达式代入电压平衡方程式中，可得机械特性方程式的一般表达式为egg①2创在机械特性方程式(6-6)中，当电源电压匕、电枢总电阻他、磁通①为常数时，即由图6—8中的机械特性曲线可见,转速〃随电磁转矩7；〃的增大而降低，是一条向下倾斜的直线。这说明：电动机加上负载，转速会随负载的增加而降低。下面讨论机械特性上的两个特殊点和机械特性直线的斜率。理想空载点A(0,,7())在方程式(6—6)中，当心=0时，n=Ud/Ce^=n()称为理想空载转速，即由式(6-7)可见，调节电源电压/或磁通①，可以改变理想空载转

4、速勺的大小。必须指出，电动机的实际空载转速％)比弘略低，如图6—8所示。这是因为，屯动机在实际的空载状态下运行时，其输出转矩7；=0,但电磁转矩7爲不可能为零，必须克服空载阻力转矩％,即Tem=TOf所以实际空载转速®为堵转点或起动点B(Tst,0)在图6—8中，机械特性直线与横轴的交点3为堵转点或起动点。在堵转点，n=0,因而&=0,此时电枢电流ia=U(l/R》=isl称为堵转电流或起动电流。与堵转电流相对应的电磁转矩7；称为堵转转矩或起动转矩。机械特性直线的斜率方程式(6-6)中，右边第二项表示电动机带负载后的转速

5、降，用A/表示，则2希"阻⑷式中，0=饨，为机械特性育•线的斜率，在同样的理想空载转速下，0越小，□越g①2小，即转速随电磁转矩的变化较小，称此机械特性为硬特性。0越大，△斤也越大，即转速随电磁转矩的变化较大，称此机械特性为软特性。将公式(6-7)及式(6—9)代人式(6—6),得机械特性方程式的简化式为%=%_叽⑸有机械特性当他励电动机的电源电压U产5、磁通①二①n、电枢回路中没有附加电阻，即(=0时，电动机的机械特性称为固有机械特性。固有机械特性的方程式为根据公式(6-11)可绘出他励直流电动机的固有机械特性如图6-

6、9所示。其中D点为额定运行点。由于心较小，①二①“数值最大，所以特性的斜率0最小，他励直流电动机的固有机械特性较硬。图2他励直流电动机的固有机械特三、人为机械特性改变固有机械特性方程式中的电源电压S，气隙磁通①和电枢回路串附加电阻&这三个参数中的任意一个、两个或三个参数，所得到的机械特性为人为机械特性。1、电枢回路串接电阻心时的人为机械特性此时5=Un，①二①n，R^=R（I+R,电枢串接电阻K，时的人为机械特性方程为R"Re与固有机械特性相比，电枢回路串接电阻时的人为机械特性的特点是:1.理想空载点勺二卫—保持不变；2

7、.斜率0随心的增大而增大，使转速降心增大，特性变软。图6—10所示是不同心时的一组人为机械特性，它是从理想空载点直发出的一组射线。3.对于相同的电磁转矩，转速z?随忆的增人而减小。（在图中标出对应的转速点）图3不同心时的人为机械特性2、改变电源电压匕时的人为机械特性当①二①何，电枢不串接电阻（人=0）,改变电源电压/时的人为机械特性方程式根据式6-13可以画出改变电源电压S吋的人为机械特性如图6—11所示。5q5图4改变电源电压匕时的人为机械特性与固有机械特性相比，改变电源电压S’吋的人为机械恃性的特点是：1、理想空载转

8、速勺随电源电压匕的降低而成比例降低；2、斜率“保持不变，特性的硬度不变。图6-11所示的是不同电压/时的一组人为机械特性，该特性为一组平行直线。3、对于相同的电磁转矩，转速斤随/的减小而减小。应注意：由于受到绝缘强度的限制，电压只能从额定值向下调节。3、改变磁通①时的人为机械特性一般他励直流电动机在额定磁通①二①“下