電機及機床電氣控制.ppt

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1、項目四直流電機的運行控制電機及機床電器控制天津輕工職業(yè)技術(shù)學院天津輕工職業(yè)技術(shù)學院教學目標:1、直流電動機工作特性2、直流電動機的啟動、制動方法3、直流電動機的調(diào)速方法4、電動機的啟動、制動控制電路教學重點和難點:1、直流電動機的啟動、制動方法2、直流電動機的調(diào)速方法3、電動機的啟動、制動控制電路電機及機床電氣控制教學方法:項目教學法:1、引出問題;2項目分析;3、行為引導法;4、學練結(jié)合學時、教具、課前準備:學時:6學時教具:三相異步電機、三相異步電機控制裝備、萬用表課前準備:學生預習相關(guān)課程知識;設備調(diào)試;規(guī)范標準準備;電機及機床

2、電氣控制教學過程:一、項目提出直流電機是通以直流電流的旋轉(zhuǎn)電機,是將電能互轉(zhuǎn)換成機械能的設備。與交流電機相比優(yōu)點是調(diào)速性能好,啟動轉(zhuǎn)矩大,過載能力強,在啟動和調(diào)速要求較高的場合應用廣泛;不足之處是直流電機結(jié)構(gòu)復雜,成本高,運行維護困難。電機及機床電氣控制二、項目分析直流電機是通以直流電流的旋轉(zhuǎn)電機,是電能和機械能相互轉(zhuǎn)換的設備。將機械能轉(zhuǎn)換為電能的是直流發(fā)電機,將電能轉(zhuǎn)換為機械能是直流電動機。直流電動機具有良好的調(diào)速特性和寬廣的調(diào)速范圍,在調(diào)速性能和指標要求較高的場合,直流電機得到了廣泛的應用。直流電機是如何工作和機械特性是使用直流電

3、機的必要知識;掌握直流電機的調(diào)速方法是關(guān)鍵技能點。電機及機床電氣控制三、項目計劃及決策1、控制設備的準備:DZSZ-1D型電機及電器自動控制實驗裝置。萬用表的準備。2、工作準備直流電機控制的啟動、停止、運行線路方案準備。3、電源配備四、項目實施知識點一直流電機的基本原理與結(jié)構(gòu)電機及機床電氣控制一)直流電機的工作原理1、直流發(fā)電機工作原理2、直流電動機的工作原理電機及機床電氣控制二、直流電機的基本結(jié)構(gòu)直流電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它由定子和轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成。a)為結(jié)構(gòu)圖b)為軸向截面圖。a)b)a)1—端蓋2—風扇3—機座4—電樞5

4、—主磁極6—刷架7—換向器8—接線板9—出線盒10—換向器b)1—機座2—主磁極3—轉(zhuǎn)軸4—電樞鐵心5—換向磁極6—電樞繞組7—換向器8—電刷電機及機床電氣控制三)、直流電機的勵磁方式分為他勵直流電機、并勵直流電機、串勵直流電機與復勵直流電機等四種,如圖所示。a)他勵直流電機b)并勵直流電機c)串勵直流電機d)復勵直流電機電機及機床電氣控制四)直流電機的銘牌數(shù)據(jù)和主要系列1、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)1)電機型號2)額定功率PN3)額定電壓UN4)額定電流IN5)額定轉(zhuǎn)速nN6)電動機額定效率ηN2、直流電機主要系列Z4系列:一般用途的小型直

5、流電動機;ZT系列:廣調(diào)速直流電動機;ZJ系列:精密機床用直流電動機;電機及機床電氣控制知識點二直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢一)、電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T的大小可表示為T=CTΦIa式中CT——與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù);Φ——每極磁通(Wb)Ia——電樞電流(A)T——電磁轉(zhuǎn)矩(N.m)二)、電樞電動勢圖2-1-9電樞電動勢和電流直流電動機兩電刷間總的電樞電動勢的大小為Ea=CeΦn電機及機床電氣控制a)b)他勵直流電動機結(jié)構(gòu)示意圖和電路圖知識點三他勵直流電動機的運行原理與機械特性a)結(jié)構(gòu)示意圖b)電路圖電機及機床電氣控制一)

6、、直流電動機的基本方程式1、電動勢平衡方程式U=Ea+IaRa式中U—電樞電壓(V)Ia—電樞電流(A)Ra—電樞回路中總電阻(Ω)2、功率平衡方程式1)機械損耗Pm2)鐵心損耗PFe3)銅耗PCu4)附加損耗Ps直流電動機總損耗∑P為∑P=Pm+PFe+PCu+Ps則輸出機械功率P2為P2=Pem-PFe-Pm=Pem-P0=P1-PCua-P0=P1-∑P則直流電動機的功率為η=×100%=×100%他勵直流電動機功率流程圖電機及機床電氣控制二)、他勵直流電動機的機械特性1、他勵直流電動機的機械特性方程式由他勵直流電動機電動勢平衡

7、方程式U=Ea+Ia(Ra+Rpa)=Ea+IaR最終可得機械特性方程式:T他勵直流電動機機械特性式中Ce、CT、Φ—由電動機結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)。當U、R數(shù)值不變時,轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T為線性關(guān)系,其機械特性曲線如圖所示。電機及機床電氣控制2、他勵直流電動機的固有機械特性其特性方程式為由于電樞繞組的電阻Ra阻值很小,而Φn值大,因此Δn很小,固有機械特性為硬特性。3、他勵直流電動機的人為機械特性1)電樞回路串聯(lián)電阻Rpa是的人為特性電樞回路串聯(lián)電阻Rpa時的人為機械特性方程為電機及機床電氣控制他勵直流電動機電樞回路串電阻的人為機械特性(1)

8、理想空載轉(zhuǎn)速n0保持不變;(2)機械特性的斜率β隨Rpa的增大而增大,特性曲線變軟。圖為不同Rpa時的一組人為機械特性曲線,從圖中可以看出改變電阻Rpa大小,可以使電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,因此電樞回路串電阻可用于調(diào)速。電機

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