電機拖動與電氣控制 第2版 教案 2.2直流電動機的勵磁方式和基本平衡方程式

電機拖動與電氣控制課程教案章節(jié)名稱第2章直流電機2.2直流電動機的勵磁方式和基本平衡方程式授課時數(shù)2授課形式教學目標1.知識目標:

*掌握直流電機的四種勵磁方式及其特點。*理解直流電機氣隙磁場的分布特點及影響因素。*掌握直流電機的基本平衡方程式，理解其物理意義。2.能力目標:*能夠根據(jù)實際需求選擇合適的直流電機勵磁方式。*能夠分析不同勵磁方式對直流電機性能的影響。*能夠運用基本平衡方程式分析直流電機的工作狀態(tài)。3.素質(zhì)目標:*培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和探索精神。*增強學生的工程意識和實踐能力。*培養(yǎng)學生的團隊合作精神和溝通表達能力。教學重點難點1.教學重點:*直流電機的四種勵磁方式及其特點。*直流電機的基本平衡方程式。2.教學難點:*直流電機氣隙磁場的分布特點及影響因素。*基本平衡方程式的物理意義及應(yīng)用。教學內(nèi)容1.生活實例引入直流電機作為電能與機械能轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備，在工業(yè)、交通和家用電器中廣泛應(yīng)用。其性能和工作特性直接受到勵磁方式、磁場分布以及內(nèi)部電氣和機械平衡關(guān)系的影響。理解這些內(nèi)容，是掌握直流電機工作原理、優(yōu)化設(shè)計以及解決實際工程問題的基礎(chǔ)。2.直流電機的勵磁方式勵磁方式他勵：勵磁繞組由獨立電源供電，勵磁電流與電樞電流無關(guān)，控制靈活，適用于需要精確調(diào)速的場合。并勵：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵磁電流與電樞電壓相關(guān)，特性較硬，適用于恒速運行。串勵：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流相同，啟動轉(zhuǎn)矩大，適用于牽引設(shè)備。復(fù)勵：結(jié)合并勵和串勵，既有并聯(lián)又有串聯(lián)的勵磁繞組，綜合了并勵和串勵的優(yōu)點，適用于需要兼顧啟動性能和運行穩(wěn)定性的場合。磁場分布：主磁場：由勵磁繞組產(chǎn)生，是電機工作的基礎(chǔ)磁場。電樞反應(yīng)：電樞電流產(chǎn)生的磁場對主磁場的影響，可能導致磁場畸變、氣隙磁場分布不均，進而影響電機性能。基本平衡方程式：U=EU=轉(zhuǎn)矩平衡方程式：描述電機輸出轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩及慣性轉(zhuǎn)矩之間的平衡關(guān)系。TTP2P3.直流電機的磁場*直流電機氣隙磁場的分布特點：主磁場、電樞反應(yīng)磁場。*電樞反應(yīng)對氣隙磁場的影響：去磁效應(yīng)、交磁效應(yīng)。*改善氣隙磁場分布的措施：補償繞組、換向極。4.直流電機的基本平衡方程式*電壓平衡方程式：U=E+IaRa*轉(zhuǎn)矩平衡方程式：Tem=T0+T2*功率平衡方程式：Pem=P0+P2*各方程式的物理意義及應(yīng)用。課外拓展1.查閱資料，了解不同勵磁方式直流電機在實際應(yīng)用中的案例，并分析其優(yōu)缺點。2.利用仿真軟件搭建不同勵磁方式直流電機模型，模擬其工作狀態(tài)，并分析不同參數(shù)對電機性能的影響。3.