電機(jī)拖動(dòng)與電氣控制 第2版 教案 2.2直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式和基本平衡方程式

電機(jī)拖動(dòng)與電氣控制課程教案章節(jié)名稱第2章直流電機(jī)2.2直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式和基本平衡方程式授課時(shí)數(shù)2授課形式教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo):

*掌握直流電機(jī)的四種勵(lì)磁方式及其特點(diǎn)。*理解直流電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)及影響因素。*掌握直流電機(jī)的基本平衡方程式，理解其物理意義。2.能力目標(biāo):*能夠根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的直流電機(jī)勵(lì)磁方式。*能夠分析不同勵(lì)磁方式對(duì)直流電機(jī)性能的影響。*能夠運(yùn)用基本平衡方程式分析直流電機(jī)的工作狀態(tài)。3.素質(zhì)目標(biāo):*培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和探索精神。*增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐能力。*培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通表達(dá)能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn):*直流電機(jī)的四種勵(lì)磁方式及其特點(diǎn)。*直流電機(jī)的基本平衡方程式。2.教學(xué)難點(diǎn):*直流電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)及影響因素。*基本平衡方程式的物理意義及應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容1.生活實(shí)例引入直流電機(jī)作為電能與機(jī)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(lì)磁方式、磁場(chǎng)分布以及內(nèi)部電氣和機(jī)械平衡關(guān)系的影響。理解這些內(nèi)容，是掌握直流電機(jī)工作原理、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及解決實(shí)際工程問題的基礎(chǔ)。2.直流電機(jī)的勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式他勵(lì)：勵(lì)磁繞組由獨(dú)立電源供電，勵(lì)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(chǎng)合。并勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵(lì)磁電流與電樞電壓相關(guān)，特性較硬，適用于恒速運(yùn)行。串勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵(lì)磁電流與電樞電流相同，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，適用于牽引設(shè)備。復(fù)勵(lì)：結(jié)合并勵(lì)和串勵(lì)，既有并聯(lián)又有串聯(lián)的勵(lì)磁繞組，綜合了并勵(lì)和串勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要兼顧啟動(dòng)性能和運(yùn)行穩(wěn)定性的場(chǎng)合。磁場(chǎng)分布：主磁場(chǎng)：由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生，是電機(jī)工作的基礎(chǔ)磁場(chǎng)。電樞反應(yīng)：電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響，可能導(dǎo)致磁場(chǎng)畸變、氣隙磁場(chǎng)分布不均，進(jìn)而影響電機(jī)性能?；酒胶夥匠淌剑篣=EU=轉(zhuǎn)矩平衡方程式：描述電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩及慣性轉(zhuǎn)矩之間的平衡關(guān)系。TTP2P3.直流電機(jī)的磁場(chǎng)*直流電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)：主磁場(chǎng)、電樞反應(yīng)磁場(chǎng)。*電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響：去磁效應(yīng)、交磁效應(yīng)。*改善氣隙磁場(chǎng)分布的措施：補(bǔ)償繞組、換向極。4.直流電機(jī)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(lì)磁方式直流電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的案例，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。2.利用仿真軟件搭建不同勵(lì)磁方式直流電機(jī)模型，模擬其工作狀態(tài)，并分析不同參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。3.