專題4.1電力拖動系統的動力學基礎教學目標:1）掌握電力拖動系統的運動方程式；2）熟悉工作機構轉矩、力、飛輪矩、質量的折算；3）掌握生產機械的恒轉矩、恒功率和通風機類負載的特性。4.1.1電力拖動系統的運動方程式仿照直線運動可知，拖動系統旋轉時的運動方程式為轉速，r/min；旋轉體的質量，kg；旋轉體的重量，N；轉動部分的慣性半徑，m；轉動部分的慣性直徑，m；重力加速度，m/s2。

4.1.1電力拖動系統的運動方程式運動方程式的實用形式電力拖動系統運行可分為三種狀態：（1）當>,>0時，系統處于加速運行狀態，電動機把從電網吸收的電能轉變為旋轉系統的動能，使系統的動能增加。（2）當<,<0時，系統處于減速運行狀態，系統將放出的動能轉變為電能反饋回電網，使系統的動能減少。（3）當=，=0時，系統處于靜止或恒轉速狀態。既不放出動能，也不吸收動能。4.1.2生產機械的負載轉矩特性

生產機械的負載轉矩特性，簡稱負載特性，是指生產機械的負載轉矩與轉速的關系。生產機械的負載特性可歸納為下列三種類型。

1.恒轉矩負載特性（1）反抗性恒轉矩負載（2）位能性負載TLnOnOTL4.1.2生產機械的負載轉矩特性2.恒功率負載特性3.泵類負載特性專題4.2他勵直流電動機的機械特性教學目標:1)熟悉他勵直流電動機的機械特性方程；2)熟悉他勵直流電動機的固有機械特性、人為機械特性；3)了解電力拖動系統穩定運行的條件。4.2.1直流電動機機械特性的表達式直流電動機的機械特性是指在電動機的電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動機處于穩態運行的時，電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系：。

他勵直流電動機的機械特性方程式式中，為電動勢常數和轉矩常數（）；4.2.2固有機械特性和人為機械特性1.固有機械特性當電樞兩端加的電壓為額定值、氣隙每級磁通量也為額定值、且電樞回路不串任何電阻，即，，（）時，這種情況下對應的機械特性就叫固有機械特性。用公式表示為

4.2.2固有機械特性和人為機械特性

2、人為機械特性（1）電樞回路串入電阻的人為機械特性

保持，不變，在電樞回路中串入電阻時的人為特性方程為

4.2.2固有機械特性和人為機械特性2、人為機械特性（2）改變電樞電壓的人為機械特性

當他勵直流電動機由電壓可調的電源供電時,保持、不變，只改變電樞電壓可得到另一類人為機械特性。改變電樞電壓時的人為特性方程為4.2.2固有機械特性和人為機械特性2、人為機械特性（3）減弱勵磁磁通時的人為機械特性

由于電機設計時，接近飽和值了。因此，磁通一般從額定值減弱。保持（）、不變，只減弱磁通時的人為機械特性為

項目4.3他勵直流電動機的啟動和反轉教學目標:1）掌握他勵直流電動機單向運轉啟動線路的工作原理；2）掌握他勵直流電動機可逆運轉啟動線路的工作原理。4.3.1項目簡介利用控制板一塊、斷路器、啟動變阻器、熔斷器、直流電機等器材組成直流電動機控制線路的安裝實訓來了解啟動和反轉過程存在的問題和基本要求，掌握啟動和反轉的方法。

4.3.2項目相關知識1．他勵直流電動機單向啟動控制電路直流電動機啟動的一般要求是：a.要有足夠大的啟動轉矩；b.啟動電流要限制在一定的范圍內；c.啟動設備要簡單、可靠。直流電動機有三種啟動方式，分別是直接啟動、電樞串電阻啟動和降壓啟動。4.3.2項目相關知識（1）直接啟動電動機在剛啟動瞬間，由于，

所以很大，即直流電動機啟動特點之一就是啟動電流很大，通常是額定電流10-20倍，這么大的啟動電流將可能導致電動機換向器和電樞繞組的損壞，同時對電源也是很重的負擔。

。由于電樞電阻很小，（2）電樞回路串電阻啟動電樞回路串電阻啟動就是啟動時在電樞電路串入啟動電阻（可變電阻）以限制啟動電流，隨著轉速上升，逐步逐級切除變阻器。4.3.2項目相關知識

（3）降壓啟動

降低電壓可有效地減小啟動電流，因為。當直流電源能調節時，可以對電動機進行降壓啟動。剛啟動時，啟動電流較小。隨著電動機轉速升高，反電動勢逐漸加大，這就需要逐漸升高電源電壓，保持啟動電流和啟動轉矩的數值基本不變，使電動機轉速按需要的加速度上升，滿足啟動時間的需要。

降壓啟動的優點是啟動電流小，能耗小，啟動平穩；缺點是需要專用電源，設備投資較大。因而，降壓啟動多用于容量較大的直流電動機。2.他勵直流電動機反轉啟動控制電路直流電動機的旋轉方向是由氣隙磁場和電樞電流的方向共同決定的。所以，改變電動機轉動方向的方法有兩種：

（1）電樞繞組反接法，即改變電樞電流的方向，保持勵磁電流方向不變。實際操作就是改變電樞兩端的電壓極性或把電樞繞組兩端反接。（2）勵磁繞組反接，即改變氣隙磁場的方向，保持電樞電流方向不變。實際操作就是改變繞組兩端的勵磁電壓的極性或把繞組兩端反接。4.3.3項目的實現（實驗實訓步驟）項目4.4他勵直流電動機的調速

教學目標：1）了解評價他勵直流電動機調速的指標；2）掌握他勵直流電動機調速的三種方法和工作原理。4.4.1項目簡介利用控制板一塊、斷路器、啟動變阻器、熔斷器、直流電機等器材組成直流電動機控制線路的安裝實訓來了解調速存在的問題和基本要求，掌握調速的方法。

4.4.2項目相關知識他勵直流電動機有三種調速方法：電樞回路串電阻調速、調壓調速和調磁調速。

1.評價調速的指標（1）調速范圍（2）靜差率（3）調速的平滑性4.4.2項目相關知識2．調速方法（1）電樞回路串電阻調速4.4.2項目相關知識2．調速方法（2）調壓調速4.4.2項目相關知識2．調速方法（3）調磁調速4.4.3項目的實現（實驗實訓步驟）專題4.5他勵直流電動機的制動教學目標:1）了解他勵直流電動的制動原理及三種方法；2）掌握能耗制動、反接制動及回