3.3 他励直流电动机的机械特性（课件）-《电机与电气控制技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《电机与电气控制技术》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第三章 直流电动机 第三节 他励直流电动机的机械特性 （第12课时） 知识目标 了解直流电动机的机械特性；理解他励直流电动机的机械特性。 能力目标 通过学习直流电动机的机械特性，初步了解他励直流电动机的设计理念和方法；掌握他励直流电动机机械特性方程式，掌握他励直流电动机的固有特性和人为机械特性，并进一步分析其原理。 情感目标 通过学习直流电动机的机械特性知识，建立他励直流电动机机械特性知识的链接，激发同学们对直流电动机的学习热情。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 导入情景 01 他励直流电动机的机械特性 直流电动机的机械特性是在稳定运行情况下，电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。机械特性是电动机的主要特性，是分析电动机起动、调速、制动的重要工具。 新知学习 02 一、他励直流电动机机械特性方程式 由他励直流电动机电动势平衡方程式 式中 U ——电枢电压(V); Ia ——电枢电流(A); Ra ——电枢回路内电阻(Ω); Ea ——电枢电动势 (V); Rpa电枢回路外串电阻 (Ω); R=Ra+Rpa ——电枢回路内外总电阻(Ω)。 新知学习 02 机械特性方程式： 当U、R、Φ数值不变，而 Ce、CT是由电动机结构决定的常数时，转速n 与电磁转矩T为线性关系，转速n随电磁转矩T的增大而降低。 新知学习 02 利用机械特性和负载转矩特性，可以确定电动机在拖动系统的稳定转速。 特殊防护式电动机 在一定条件下还可以利用机械特性和运动方程来分析拖动系统的动态运动情况如转速、转矩及电流随时间的变化规律。 新知学习 02 固有机械特性——当电源电压UN和磁通ΦN均为额定值，电枢没有串联电阻时的机械特性。 固有机械特性方程式： 二、他励直流电动机的固有机械特性 由于Ra较小，他励直流电动机的固有机械特性较硬。 堵转点：n=0、Ea=0，电枢电流Ia=UN /Ra=Ik为短路电流，电磁转矩T=CT ΦN Ik=Tk为电机堵转转矩。 小试牛刀 02 练习题： 1.直流电动机的机械特性是分析电动机起动、调速、制动的重要工具。 2.利用机械特性和负载转矩特性，可以确定电动机在拖动系统的稳定转速。（ √ ） 新知学习 02 三、他励直流电动机的人为机械特性 人为机械特性——改变电动机气隙磁通 Φ、电源电压U和电枢回路联电阻 Rpa等参数获得的机械特性。 新知学习 02 (一)电枢回路串接电阻Rpa时的人为机械特性方程 电枢回路中串入电阻的机械特性：电源电压和磁通均为额定值，在电枢回路中串入一定的附加电阻Rpa 。 新知学习 02 电枢回路串接电阻Rpa时的人为机械特性的特点： 1)理想空载转速n0保持不变。 2)机械特性的斜率β随Rpa的增大而增大，特性曲线变软。图3-12为不同Rpa时的一组人为特性曲线。所以，改变电阻Rpa大小，可以使电动机的转速发生变化。因此电枢回路串电阻可用于调速。 新知学习 02 (二) 改变电源电压时的人为机械特性 改变电源电压的人为机械特性：电枢电路中没有串入附加电阻，磁通为额定值，仅改变电源电压（一般为降低电压）。改变电源电压的人为机械特性方程为： 新知学习 02 改变电源电压的人为机械特性的特点： 1、理想空载转速n0正比于电压U，U下降时，n0成正比例减小。 2、特性曲线斜率β不变，图3-13 为调节电压的一组人为机械特性曲线，它是一组平行直线。因此，降低电源电压也可用于调速，U越低，转速越低。 新知学习 02 (三) 改变磁通时的人为机械特性 改变磁通的人为机械特性：电源电压为额定值，电枢回路中没有串入附加电阻，仅在励磁回路中串入附加电阻Rpa ，使磁通减弱。改变磁通的人为机械特性方程式为 新知学习 02 弱磁人为机械特性的特点： 1、理想空载转速与磁通成反比， Φ减弱磁通，n0升高。 2、斜率β与磁通二次方成反比，弱磁使斜率增大。 图3-14 是弱磁人为机械特性曲线，它是一组随Φ减弱， n0升高，曲线斜率变大的直线。若用于调速，则Φ越小，转速越高。 小试牛刀 02 1.直流电动机人为机械特性是改变电动机气隙磁通 Φ、电源电压U和电枢回路联电阻 Rpa等参数获得的机械特性。 2.改变电源电压的人为机械特性为电枢电路中串入附加电阻，磁通为额定值，改变电源电压（一般为升高电压）。（ × ） 课堂小结 03 第三节 他励直流电动机的机械特性 一、他励直流电动机机械特性方程式 二、他励直流电动机的固有机械特性 三、他励直流电动机的人为机械特性 1、电枢回路串接电阻Rpa时的人为机械特性 2.改变电源电压时