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文档简介

1第3

讲项目1直流电动机及其驱动

任务1直流电动机情景3

直流电机的电磁转矩与机械特性教学目标1.熟悉直流电动机的电磁转矩；

2.掌握直流电机的机械特性。教学重点直流电动机的电磁转矩教学难点机械特性教学方法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法教学手段多媒体教学、动画演示教学作业布置

作业题1-32教学过程：情景3

直流电动机的电磁转矩与机械特性

1、直流电动机的电枢电动势和电磁转矩

（1）电枢电动势电枢绕组中的感应电动势称为电枢电动势。电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每个支路里的感应电动势。电枢感应电动势计算公式为N为电枢绕组，p为磁极对数，a为电枢绕组并联支路数；电动势常数CE仅取决于电机结构。磁通

的单位为Wb，转速n为r/min，感应电动势Ea为V。可见直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通和电机转速有关。3

（2）直流电动机的电磁转矩

直流电机运行时，其电枢中产生感应电动势和电磁转矩。电动运行时，电磁转矩为拖动转矩，通过电机轴带动负载，电枢感应电动势为反向电动势与电枢所加外电压相平衡；发电运行时，电磁转矩为阻转矩，电枢感应电动势为正向电动势向外输出电压，供给直流负载。电枢绕组流过电枢电流产生的电磁力与电机电枢铁心半径之积称为电磁转矩。电磁转矩计算公式为电枢电流Ia的单位为A，电磁转矩T的单位为N.m。

直流电机电磁转矩与电枢电流和气隙磁通成正比。4

2、直流电动机的机械特性

（1）固有机械特性他励直流电动机的机械特性指在一定电压和励磁电流条件下，电磁转矩与转速的关系。直流电机的转速表达式为转矩的表达式为T=CMIa

，可得直流电机的机械特性表达式5固有机械特性曲线如图1-10所示。其中n0叫做理想空载转速，

叫做机械特性的斜率。Ra很小故β小，可见直流电动机固有机械特性硬。

图1-10固有机械特性图1-11串接电阻机械特性

6

（2）人为机械特性1）电枢回路串入电阻R机械特性变为如下的形式机械特性曲线如图1-11所示。可见电枢回路中串入一个电阻后，理想空载转速n0保持不变；机械特性斜率β增加，特性变软；随R增大，转速降△n增大，特性变得更软。7

2）改变电压U改变电压时的机械特性方程为改变电压U时的机械特性曲线如图1-12所示。

图1-12改变电压机械特性图1-13弱磁机械特性比较发现，改变电枢电压时，空载转速n0随电压降低而降低，斜率保持不变。可见改变电压时的人为机械特性是与固有机械特性平行的一簇斜线。8

3）弱磁

在额定磁通下运行时直流电机已经接近饱和，改变磁通实际上是减弱磁通。对他励直流电动机，具体方法是在励磁回路中串接电阻来达到减弱磁通的目的。弱磁时的机械特性方程为

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