电机与拖动(二).ppt

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1、电机与拖动电气维修技师(二)（电机与拖动）电子教案授课内容摘要第一章直流电动机(二)第二章直流电动机的电力拖动(一)课时安排6授课日期08年7月12日班级08电工任课教师席艳瑶编写日期08年6月20日检查签字教学目的要求掌握直流电动机的三个基本方程式、工作特性掌握直流电动机的机械特性、起动重点与难点直流电动机的三个方程式的机械特性教学回顾掌握的较好教学过程详见教案第三节直流电机的感应电动势和电磁转矩一感应电动势电枢绕组的感应电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组一条并联支路的电动势。如图1.23所示，所以导体中感应电动势的大小是变化的。为分析推导方便起见，可把磁

2、密看成是均匀分布的，取每个极下气隙磁密的平均值Bav，从而可得一根导体在一个极距范围内切割气隙磁密产生的电动势的平均值eav，其表达式为图1.23气隙合成磁场磁密的分布因而，一根导体感应电动势的平均值设电枢绕组总的导体数为N，支路数为a，则每一条并联支路总的串联导体数为N/2α，因而电枢绕组的感应电动势为：式中——对已经制造好的电机，是一个常数，故称直流电机的电动势常数.例：1-3书19页二、电磁转矩电枢绕组中流过电枢电流Ia时，元件的导体中流过支路电流ia，成为载流导体，在磁场中受到电磁力的作用。电磁力f的方向按左手定则确定，如图1.23所示。一根导体所受电磁力的大小为：如果仍把

3、气隙合成磁场看成是均匀分布的，气隙磁密用平均值Bav表示，则每根导体所受电磁力的平均值为：一根导体所受电磁力形成的电磁转矩，其大小为：总电磁转矩为：式中——对已制成的电机是一个常数，称为直流电机的转矩常数。电枢电动势和电磁转矩是直流电机两个重要的公式。对于同一台直流电机，电动势常数Ca和转矩常数Ct之间具有确定的关系：或者第四节直流电机的工作特性一基本方程电动机的基本方程式包括电压平衡方程式、转矩平衡方程式和功率平衡方程式,反映了电动机内部的电磁过程和电能转换关系.以他励机为例进行分析．如图2-24所示。１　电压方程忽略电刷压降，则图1—24直流电动机物理量的正方向与等效电路(a)

4、物理量的参考正方向；(b)等效电路２　转矩方程1.）发电机2）电动机３　　功率方程发电机：机械能→电能电动机：电能→机械能电机效率：1）机械损耗：磨擦产生的损耗。2）铁心损耗：涡流损耗和磁滞损耗。3）铜损耗：绕组的损耗。4）附加损耗：图2-25直流电动机的功率流程图例1-51-6书23页二　工作特性１转速特性：在额定电压、额定励磁电流时，转速与电流之间的关系。定义：当时由方程式可得忽略电枢反应的去磁作用，转速与负载电流按线性关系变化。如图2-26所示的曲线1所示。2、转矩特性：在额定电压、额定励磁电流时，电磁转矩与电枢电流的关系。考虑电枢反应的作用，转矩上升的速度比电流上升的慢。如

5、图所示。3、效率特性:在额定电压、额定励磁电流时，效率与电流之间的关系。第二章直流电动机的电力拖动第一节电力拖动系统的运动方程拖动系统的运动方程式是指电动机稳定运行时，应用动学平衡条件建立系统的运动方程式。一拖动系统运动方程直线运动中力的平衡方程式为:F-FL=mdv/dt转矩平衡方程式为:T-TL=JdΩ/dtJ为转动惯量:J=mρ2=GD2/4gT-TL=GD2/375*dn/dtΩ=2∏n/60系统运行状态:T>TL时系统加速T

6、向与转速相反时负载转矩取正，反之取负。3、惯性转矩的方向取决于电磁转矩和负载转矩的代数和。(a)反抗性(b)位能性图2.1恒转矩负载特性2).位能性恒转矩负载这种负载的特点是不论生产机械运动的方向变化与否，负载转矩的大小和方向始终不变。例如起重设备提升或下放重物时，由于重力所产生的负载转矩的大小和方向均不改变。其负载转矩特性在第一和第四象限，如图2.2所示。第二节生产机械的负载转矩特性生产机械运行时常用负载转矩标志其负载的大小。不同的生产机械的转矩随转速变化规律不同，用负载转矩特性来表征，即生产机械的转速n与负载转矩TL之间的关系各种生产机械特性大致可归纳为以下3种类型。1恒转矩负

7、载所谓恒转矩负载是指生产机械的负载转矩TL的大小不随转速n而改变的负载。按负载转矩TL与转速n之间的关系又分为反抗性负载位能性负载1）.反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载的特点是负载转矩TL的大小不变，但方向始终与生产机械运动的方向相反，总是阻碍电动机的运转。当电动机的旋转方向改变时，负载转矩的方向也随之改变，其特性在第一和第三象限，如图2.1所示。属于这类特性转矩如摩擦转矩等。2、恒功率负载恒功率负载的特点是当转速变化时，负载从电动机吸收的功率为恒定值，即即负载转矩T