安装直流电动机模型课件

物理八年级人教新课标实验安装直流电动机模型

物理八年级人教新课标实 验安装直流电动机模型 Prepared on 22 November 2020

实验报告 实验：安装直流电动机模型 初三( )班姓名：_____________ 座号：_______ _____年___月___日 实验目的：1.安装直流电动机模型。 2.研究直流电动机的转动方向和转速。 实验器材：直流电动机模型(散件)，干电池组、滑动变阻器、开关、导线若干。 实验步骤：1.安装直流电动机模型。 2.画出直流电动机模型与变阻器、电源、开关、组成的串联电路 图。 3.按电路图连接电路。 4.经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，观察电动机线圈转动情况。 5.按下表进行实验，结论填入表中。 源电压，否则容易把电 动机模型烧坏。

2.为了使线圈在转动到平衡位置时，适时地改变线圈中电流方向，必须十分注意通电线圈 和换向器安装是否符合要求，应该使换向器两个铜质半环的绝缘处（断开处）的边线与线圈平面垂直。 3.电刷和换向器安装的松紧要适当，太松会接触不良形成开路，太紧会使电刷与铜质半环 间摩擦过大妨碍线圈的转动。 4.若接通电源后，电动机模型不转动，则可能有以下故障： ①滑动变阻器的连入阻值过大。②电刷与换向器间接触不良。③线圈正好处于平衡位置。 ④电磁铁没有磁性（或磁体没有放置好，磁场较弱）⑤电路的其它部分开路。☆） 实验报告 实验：安装直流电动机模型 初三( )班姓名：_____________ 座号：_______ _____年___月___日 实验目的：1.安装直流电动机模型。 2.研究直流电动机的转动方向和转速。 实验器材：直流电动机模型(散件)，干电池组、滑动变阻器、开关、导线若干。 实验步骤：1.安装直流电动机模型。 2.画出直流电动机模型与变阻器、电源、开关、组成的串联电路 图。 3.按电路图连接电路。 4.经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，观察电动机线圈转动情况。 5.按下表进行实验，结论填入表中。

最新直流电动机数学模型的建立

直流电动机数学模型的建立 4.1 数学模型的建立 建立电动机动态数学模型的方法的要点是：首先列写出电动机主电路电压平衡方程式，轴上力矩平衡方程式和励磁电路电压平衡方程式等基本关系式，加以整理，然后进行拉普拉斯变换，根据此变换，即可求出电动机的动态结构图和传递函数的表达式[1，10]。 图4—1 上图为一他励直流电动机的等效电路，其中： a U E----分别为电动机电枢端电压和反电势； d I f I ---电动机电枢电流和励磁电流； a R a L ---电枢电路电阻和电感； f R f L ---励磁电路电阻和电感； f U -------电动机的励磁电压； ω-------电动机的角速度； J--------电动机轴上的转动惯量； e T l T ----电动机转矩和负载阻转矩。 4.1.1 写出平衡方程式、拉普拉斯变换 由上图可写出下列基本关系式： a U -E= a R (1+a T S ?) d I e T -l T =J ?S ? ω

f U = f R ()f f I T S ??+1 E= ω ωφ???=??f e I M p K Te= d f d m I I M p I K ???=??φ 其中:a a a R L T = 为电枢电路时间常数；f f f R L T = 为励磁电路时间常数；p 为电动机磁极对数；M 为励磁绕组和电枢绕组的互感； 4.1.2 动态结构图 将S=d/dt 看作算子，则上述诸式也就是它们的拉氏变换。所以由上式可画出直流电动机的结构。如图4—2所示。 图4—2 如果将讨论的问题限制在稳态工作点附近的小偏差情况，经过化简，可得此时系统的增量方程为：d a a a I T S R E U ??+?=-)1( ω ??=-S J T T l e f f f f I T S R U ??+?=)1( 0Ω???+???=f f I M p I M p E ω 0 0d f d f e I I M p I I M p T ???+???= 为简化起见，式中表示增量的下标1已删去。由诸式可画出直流电动机在独立电枢电压和磁场控制下的动态结构图如下所示：

直流电动机数学模型的建立

直流电动机数学模型的建立

直流电动机数学模型的建立 4.1 数学模型的建立 建立电动机动态数学模型的方法的要点是：首先列写出电动机主电路电压平衡方程式，轴上力矩平衡方程式和励磁电路电压平衡方程式等基本关系式，加以整理，然后进行拉普拉斯变换，根据此变换，即可求出电动机的动态结构图和传递函数的表达式[1，10]。 图4—1 上图为一他励直流电动机的等效电路，其中： a U E----分别为电动机电枢端电压和反电势； d I f I ---电动机电枢电流和励磁电流； a R a L ---电枢电路电阻和电感； f R f L ---励磁电路电阻和电感； f U -------电动机的励磁电压； ω-------电动机的角速度； J--------电动机轴上的转动惯量； e T l T ----电动机转矩和负载阻转矩。 4.1.1 写出平衡方程式、拉普拉斯变换 由上图可写出下列基本关系式： a U -E= a R (1+a T S ?) d I e T -l T =J ?S ? ω

f U = f R ()f f I T S ??+1 E= ω ωφ???=??f e I M p K Te= d f d m I I M p I K ???=??φ 其中:a a a R L T = 为电枢电路时间常数；f f f R L T = 为励磁电路时间常数；p 为电动机磁极对数；M 为励磁绕组和电枢绕组的互感； 4.1.2 动态结构图 将S=d/dt 看作算子，则上述诸式也就是它们的拉氏变换。所以由上式可画出直流电动机的结构。如图4—2所示。 图4—2 如果将讨论的问题限制在稳态工作点附近的小偏差情况，经过化简，可得此时系统的增量方程为：d a a a I T S R E U ??+?=-)1( ω ??=-S J T T l e f f f f I T S R U ??+?=)1( 0Ω???+???=f f I M p I M p E ω 0 0d f d f e I I M p I I M p T ???+???= 为简化起见，式中表示增量的下标1已删去。由诸式可画出直流电动机在独立电枢电压和磁场控制下的动态结构图如下所示：

初中物理直流电动机实验

初中物理直流电动机实验 初中物理直流电动机实验 观察与思考 1．试总结使直流电动机转向和转速改变的因素. 2．试推想交流电动机的工作原理。 3．玩具小汽车，坦克等车辆能向前后两个方向运动，而车轮的转动由车内的电动机带动，问汽车、坦克等车辆怎样改变运动方向的？ 实验结论 1.通过增大电流、增强磁场，可以使电动机的转速变快。即改变电流大小、改变磁场的强弱可以改变电动机的转动速度； 2. 只要改变电流的方向或磁场的方向中的一个，就可以改变电动机转动的方向。 实验考点 这个实验所涉及的内容，往往考查电动机的转动速度与哪些因素有关，转动的方向与哪些因素有关，以及电动机的原理，往往以探究题、填空题等形式出现。 经典考题 1. 科学家通过长期研究，发现了电和磁的联系，其中最重要的两种研究如上图所示。 （1）甲图是研究_________现象的装置，根据这一现象制了

________机。 （2）乙图是研究_____________的装置，根据这一现象制成了_________机。 3. 在安装直流电动机模型的实验中，安装完毕后闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，要想使线圈沿逆时针方向转动，正确的做法是（） A. 减少一节电池 B. 调换磁性更强的磁铁 C. 把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调 D. 把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调 观察与思考答案 1. 电流的方向,磁铁磁极的方向能改变电动机的转向,电流的强弱、磁场的强弱、线圈的特性能改变转速。 2. 交流电动机采用交流电源，利用电流方向的改变使线圈在磁场中受力方向改变，从而维持线圈的不断转动。 3. 当电流方向发生改变时，电动机的转向随之发生改变，进而使车轮也反向转动，达到向前后两个方向运动的目的。 经典考题答案 1.要明确电动机的原理和发电机的原理，这两个实验比较相似，是同学们容易混淆的两个知识点。发电机的原理图中没有电源而有电流表，电动机的图中有电源，没有电流表。

九年级物理下册164安装直流电动机模型教学反思苏科版!

安装直流电动机模型 我今天上午第三节我讲了《电动机》，对我来说这是一节很特殊的课。因为我也亲自体验了一把从准备材料，到制作课件的全过程。虽然时间准备有些伧足，课件中还有不完善的地方，但让我还是收获了许多。反思起来我觉得有以下几方面还是值得自我欣赏的： 1.应用多媒体课件演示电动机换向器的作用比实物演示可见度大，而且转速容易控制，学生看得更清楚，虽然教材中没有涉及到电动机的转速控制，但在课件中经历了调速这个过程，学生也就会有所了解。 2.教学中还是尽可能让学生参与到课堂之中，一般学生能分析得出的结论由学生得出来，教师不包办代替。 3.课前让学生去经历了制作小电动机的过程，学生的制作热情高涨，锻炼了学生的动手能力，合作精神，同时也让学生去探究了电动机连续转动的原理。 我自认为本节课还有很多不足之处： 1.是用课件代替演示实验还有值得商讨的地方，课件虽然可以模拟实验条件，但毕竟不是实验，我们只有在不得以的条件下才可用课件代替实验，只有在权衡利弊后使用。 2.应用多媒体的应用水平有限，还只能做ppt，对flash的制作要加强学习，争取能自己制作flash课件。 3.由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时间给得不够充分，没有让学生亲自动手操作，对少中下水平学生来说显得节奏过快。 4.课堂氛不够活跃，和平时相比今天学生的表现有差距，可能受到听课教师的影响，有的学生的问题在课堂上想说而没敢说，课后才和我交流。 5.本节课由于学生受力学知识水平的限制，在电动机的受力分析教师完全替代了学生，总显得不够严谨，课堂环节就显得不够流畅。 总之，我完成了在达标课中的任务，我做得有很多不足的地方，我愿聆听各位专家的意见，同时把的有待改进的地方晒一晒，听课教师可以从中吸取教训，这也算是我的的一点贡献吧！ 1

直流电动机的原理-初中物理知识点习题集

直流电动机的原理（北京习题集）（教师版） 一．选择题（共6小题） 1．（2017秋?朝阳区期末）关于电磁现象，下列说法中正确的是 A ．磁场是由磁感线组成的 B ．磁体间的相互作用不都是通过磁场发生的 C ．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动现象制成的 D ．发电机是利用电磁感应现象制成的，它可将电能转化为机械能 2．（2017秋?海淀区校级月考）如图所示家用电器中，应用直流电动机工作的是 A ． B ． C ． D ． 3．（2017?石景山区一模）小明看了电动玩具车的介绍得知：玩具车内部电路是由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成。他将玩具车的电池取下，保持开关闭合，转动车轮时发现车上的指示灯还能发光，则下列推断中正确的是 A ．指示灯发光时，将电能全部转化成光能 B ．电动机与发电机的工作原理可能是相同的 C ．该玩具车电路中的电动机与指示灯一定是并联 D ．该玩具车电路中的电动机与指示灯可能是并联；也可能是串联 4．（2016?通州区二模）关于电风扇，下列说法正确的是 A ．电风扇是根据电磁感应现象工作的 B ．电风扇正常工作时，将机械能转换为电能 C ．夏天在室内扇电风扇，一定会使室内温度降低 D ．旋转的扇叶和空气摩擦使扇叶带电，从而吸引一些细小灰尘，导致扇叶变脏 5．（2016?海淀区一模）中国科技馆的“探索与发现厅”中有一个写着“电从哪里来”字样的展台，在展台的一侧有一台手摇发电机，在展台中心区域有一个水车模型（如图所示），水车模型内部的电动机与发电机相连接。小伟同 ()()()()A

学用力摇动手摇发电机，发现水车模型转动了起来。关于此现象，下列说法中正确的是 A ．手摇发电机的工作原理是电磁感应现象 B ．水车模型内电动机的工作原理是电磁感应现象 C ．发电机在工作过程中，将电能转化为机械能 D ．水车模型在转动过程中，将机械能转化为电能 6．（2015秋?朝阳区期末）如图所示家用电器中，应用直流电动机工作的是 A ．家用电风扇 B ．电动剃须刀 C ． 抽油烟机 D ．电吹风机 二．多选题（共4小题） 7．（2019秋?大兴区期末）动圈式扬声器，俗称喇叭，它主要由固定的永磁体、音圈和锥形纸盆等构成，如图所示。当音圈中通过大小和方向反复变化的电流时，音圈会发生振动，音圈的振动会带动纸盆振动，于是扬声器就发出声音。下列跟动圈式扬声器有关的说法中正确的是 A ．动圈式扬声器工作时将机械能转化为电能 B ．电动机的工作原理与动圈式扬声器的工作原理相同 C ．发电机的工作原理与动圈式扬声器的工作原理相同 ()()()

(完整版)直流电动机建模及仿真实验

动态系统建模仿真 实验报告 姓名： 学号： 联系方式：（Tel） （Email）

2010年11月11日

目录 1直流电动机建模及仿真实验 (1) 1.1实验目的 .............................................................................................................. 1 1.2实验设备 .............................................................................................................. 1 1.3实验原理及实验要求 .......................................................................................... 1 1.3.1实验原理 ....................................................................................................... 1 1.3.2实验要求 ....................................................................................................... 2 1.4实验内容及步骤 .................................................................................................. 3 1.4.1求电动机的传递函数模型和频率特性 ....................................................... 3 1.4.2设计Simulink 框图求电机的调速特性 ....................................................... 5 1.4.3设计Simulink 框图求电机的机械特性 ....................................................... 7 1.4.4求电机转速的阶跃响应和机电时间常数 ................................................... 8 1.5实验结果分析 . (10) 2考虑结构刚度时的直流电动机-负载建模及仿真实验 (11) 2.1实验目的 ............................................................................................................ 11 2.2实验设备 ............................................................................................................ 11 2.3实验原理及实验要求 ........................................................................................ 11 2.3.1实验原理 ..................................................................................................... 11 2.3.2实验要求 ..................................................................................................... 13 2.4实验内容及步骤 ................................................................................................ 13 2.4.1求从a u 到m θ的传递函数模型和频率特性 ................................................ 13 2.4.2求从m θ到L θ的传递函数模型、频率特性和根轨迹 ............................... 15 2.4.3求不同刚度系数对应的从a u 到L θ的电机-负载模型的频率特性 ........... 17 2.5实验结果分析 . (18)

直流电动机工作原理

7.2.2 直流电动机工作原理与结构 图7-4 直流电动机模型 图7-4是一个最简单的直流电动机模型。在一对静止的磁极N和S之间，装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面装有矩形的线圈abcd。这个转动的部分通常叫做电枢。线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。换向片1和2之间是彼此绝缘的，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起转动。A和B是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间是滑动接触的。来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。

图7-5 换向器在直流电机中的作用 当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷A流入，而从电刷B流出。这时线圈中的电流方向是从a流向b，再从c流向d。我们知道，载流导体在磁场中要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。当电枢在图7-5（a）所示的位置时，线圈ab边的电流从a流向b，用表示，cd边的电流从c流向d，用⊙表示。根据左手定则可以判断出，ab边受力的方向是从右向左，而cd边受力的方向是从左向右。这样，在电枢上就产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。 当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极，而cd边从S极下面进入N极时，与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触，而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触，如图7-5（b）所示。这样，线圈内的电流方向变为从d流向c，再从b流向a，从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。因此转矩的方向也不改变，电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。由此可以看出，换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。

直流电动机的模型

直流电动机的模型 电枢控制的他励直流电动机部件。直流电动机是将电能转化为机械能的一种典型的机电转换装置。在电枢控制的直流电动机中，由输入的电枢电压u d 在电枢回路产生电枢电流i d ，再由电枢电流i d 与激磁磁通相互作用产生电磁转矩M ，从而使电枢旋转，拖动负载运动。 1）取电枢电压u d 为控制输入，负载转矩M L （单位：Nm ）为扰动输入，电动机转速n （单位：转/分）为输出量。 2）忽略电枢反应、磁滞、涡流效应等影响，当激磁电流不变i f 时，激磁磁通视为不变，则将变量关系看作线性关系。 3）电枢电压u d 在电枢回路产生电枢电流i d ，列电枢回路电压平衡方程： 反电势常数 相反 方向与电枢电压磁磁通及转速成正比，电枢反电势，大小与激--==++e e d d d d d d d C n C E u dt di L R i E Ud Ed

4）电枢电流i d 与激磁磁通相互作用产生电磁转矩M ，在激磁磁通不变时M 与电枢电流成正比，d m i C M = 5）电磁转矩拖动负载运动，列电机轴上的转矩平衡方程： n s M M f dt d J L 60 2,/rad ,πωωωω=-=+是电动机角速度，单位 其中，f 是电动机和负载折合到电动机轴上的粘性摩擦系数，J 是电动机和负载折合到电动机轴上的转动惯量。 （工程计算中，往往不用转动惯量J ，而用飞轮矩GD 2，类似转动惯量J ，只是单位不同，相差一个倍数。g GD D m m J 4/422 2===ρ 其中ρ---惯性半径（单位：米），D---惯性直径（单位：米），g---重力加速度，9.81m/s 2， m---旋转部分的质量（单位：kg ），G---旋转部分的重量（单位：N ） n---转速（转/分） 则，转矩平衡方程变为：dt dn GD dt dn g GD dt d J 375602422==πω ） （教材中，采用的是电动机的飞轮矩GD 2，且电动机空载，并忽略粘性摩擦，所以f 和M L 均为零，即为方程dt dn GD M 3752=） 6）消去中间变量，整理可得电动机的微分方程 e d e m d e m d d d C u n dt dn C C R GD dt n d C C R GD R L =++3753752222 e d m d m C u n dt dn T dt n d T T =++22 7）在工程应用中，由于电枢电路电感Ld 较小，通常忽略不计，则上式可简化为一阶方程： e d m C u n dt dn T =+ 画出电动机的动态结构图： ))()((1)(s E s U R s L s I u dt di L R i E d d d d d d d d d d d -+=?=++ )()(s I C s M i C M d m d m =?= )(375)(37522s M s GD s N dt dn GD M =?= )()(E d s N C s n C E e e d =?=

他励直流电动机的能耗制动

课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：他励直流电动机的能耗制动 学期： 2013-2014学年第2学期 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：

课程设计任务书 一、设计题目 他励直流电动机的能耗制动 二、设计任务 对一台已知额定参数的他励直流电动机进行能耗制动，设计求出合适的制动电阻R b ， 并设计求出在已知制动电阻R b 采用稳定下放重物时的转速n。 已知一台他励直流电动机P N=22kW,U aN =220V，I aN =115A,n N =1500r/min.I amax =230A,T0 忽略不计。 （1）拖动T L=120N?m的反抗性恒转矩负载运行，采用能耗制动迅速停机，电枢电路 中至少要串联多大的制动电阻R b ？ （2）拖动T L=120N?m的位能性恒转矩负载运行，采用能耗制动以1000r/min的速度 稳定下放重物，电枢电路中至少要串联多大的制动电阻R b ？ 三、设计计划 第一天，熟悉题目，查阅有关资料，并进行初步的规划。 第二天，进行设计，并记录有关的数据和过程。 第三天，继续完善设计。 第四天，完成课程设计任务书。 第五天，进行答辩。

课程设计成绩评定表

目录 1.直流电动机的基本结构和工作原理 (1) 1．1直流电动机的基本结构 (1) 1．2直流电动机的工作原理 (3) 2.他励直流电动机的制动方法和制动过程 (4) 2.1直流电动机之他励直流电动机 (4) 2.1.1 电流 (5) 2.1.2 转速 (5) 2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程 (6) 2.2.1他励直流电动机能耗制动过程之迅速停机 (6) 2.2.2他励直流电动机能耗制动过程之下放重物 (8) 3、参数的设定与计算 (10) 3.1中间参数的计算 (11) 3.2迅速停机时的制动电阻b R (11) 3.3下放重物时的制动电阻b R (11) 3.4迅速停机过程参数与稳定下放重物过程参数的对比 (12)

直流电动机教案范文

直流电动机教案范文 （一）教学目的 1．知道直流电动机的原理和主要构造。 2．知道换向器在直流电动机中的作用。 3.了解直流电动机的优点及其应用。 4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。 （二）教具 如课本图12—10的挂图和模型，两个箭头标志（可用饮料盒铝片制作），自制直流电动机模型（参见图12—2），直流电动机原理挂图一幅，小型直流电动机一台，学生电源一台。 （三）教学过程 1．复习 提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什么？（学生回答：通电导体在磁场中受力）。 提问：这个力的方向与哪两个因素有关？（学生回答之后，教师强调：改变电流方向，或改变磁感线方向，导体受力方向就随着改变） 提问：出示如课本12—10甲的挂图和模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？（学生回答：ab边受力向上，cd 边受力向下） 提问：在这两个力的作用下，线圈怎样运动？（学生回答：线圈会转动）

提问：这个现象中能量是怎样转化的？（学生回答：电能转化为机械能） 2．引入新课 教师陈述：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，当然，我们先讨论最简单的一种电动机—直流电动机。给出直流电动机定义，并板书： 〈第五节直流电动机〉 3．进行新课 (1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法 很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动（转到平衡位置要停下来），而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？（此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，还可简介各国对理论应用于实际的重视，以培养学生对应用科学的兴趣）要解决这个问题，我们还得进行深入研究。 提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？（学生答：由于惯性线圈会稍转过平衡位置） 提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？（利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍朝上，cd边受力仍朝下，正是这一对力使线圈转回来的）

直流电机制动方式

直流电机制动方式 直流电机的制动，有机械制动，再生制动，能耗制动，反接制动机械制动就是抱闸，是电动的抱闸。反接制动：当切断正向电源后，立即加上反向电源，使电动机快速停止，当电动机速度降到零时，装在电动机轴上的“反接继电器”立即发出信号，切断反向电源，防止电动机真的反转。 1、能耗制动。指运行中的直流电机突然断开电枢电源，然后在电枢回路串入制动电阻，使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上，使电机快速制动。由于电压和输入功率都为0，所以制动平衡，线路简单； 2、反接制动。为了实现快速停车，突然把正在运行的电动机的电枢电压反接，并在电枢回路中串入电阻，称为电源反接制动。制动期间电源仍输入功率，负载释放的动能和电磁功率均消耗在电阻上，适用于快速停转并反转的场合，对设备冲击力大。 3、倒拉反转反接制动适用于低速下放重物。制动时在电路串入一个大电阻，此时电枢电流变小，电磁转矩变小。由于串入电阻很大，可以通过改变串入电阻值的大小来得到不同的下放速度。 反接制动时，切换极性相反的电源电压，使电枢回路内产生反向电流：反接制动时，从电源输入的电功率和从轴上输入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路制动电阻上。

4、回馈制动。电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现由负载拖动电机运行的情况，此时出现 n >n0、Ea >U、 Ia 反向，电机由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。 正向回馈：当电机减速时，电机转速从高到低所释放的动能转变为电能，一部分消耗在电枢回路的电阻上，一部分返回电源； 反向回馈：电机拖位能负载（如下放重物）时，可能会出现这种状态。重物拖动电机超过给定速度运行，电机处于发电状态。电磁功率反向，功率回馈电源。

直流电动机仿真研究

一、绪论 1、本课题研究意义 直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在较大范围内平滑调速。长期以来，在电动机调速领域中，直流调速方法一直占主要地位。与交流电动机相比，直流电动机有良好的调速性能，它的调速范围较广；调速连续平滑；经济性好，设备投资较少，调速损耗较小，经济指标高;调速方法简便，工作可靠。 在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。 Matlab语言是一种面向科学工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等功能于一体，是一种高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模和仿真。 目前，电机控制系统越来越复杂，不断有新的控制算法被采用。仿真是对其进行研究的一个重要的不可缺少的手段。Matlab的仿真研究功能被成功方便地应用到各种科研过程中。 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机，通过这次课程设计使我学会用MATLAB进行基本仿真，通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用MATLAB进行仿真，提高对直流电机知识的理解能力，解决实际问题的能力。学习使用MATLAB的一般方法、步骤，掌握Simulink的使用方法，以及其强大的仿真功能。学会用MATLAB仿真软件仿真直流电动机的机械特性，直流电动机的起动和制动，直流电动机调速仿真，其中包括直流电动机的直接起动仿真，直流电动机电枢串联电阻起动仿真，直流电动机的能耗制动仿真，直流电动机反接制动仿真，直流电动机改变电枢电压调速仿真和直流电动机改变励磁电流调速仿真。 通过此次设计，增强了我的自我动手能力，了解直流电动机的各种人为改变参数的操作特性，理论联系实际，在实际的工作过程中积极地去发现问题、解决问题。

2019-2020年九年级物理 安装直流电动机模型教案 苏科版

2019-2020年九年级物理安装直流电动机模型教案苏科版 一、教学目标： 1 知识与技能: (1) 利用收集到的信息，提高收集、处理信息的能力； (2) 了解与电动机有关的知识； (3) 认清电动机构造，学会安装电动机模型。 2过程与方法: (1) 能表达自己的观点和疑问，初步具备评估自己学习成果的能力； (2) 通过安装电动机模型，增强学生的动手实验能力； (3) 交流信息，合作完成实践活动。 3情感与价值观:(1) 激发学生探究电磁联系的兴趣； (2) 提倡集体合作，敢于提出与他人不同的观点，勇于放弃或修正自己的错 误观点。 (3) 鼓励提问，鼓励质疑，在疑问中保持好奇心，增强学习动力 (4) 激发学生热爱家乡的情感 二、教学重点、难点： 重点：对收集到的相关信息进行整理分析，能发现问题并作出一定的解释 弄清电动机的构造，按照合理的顺序进行安装，会对实验中出现的问题进行分析， 并尝试排除故障 难点：安装直流电动机模型，总结故障出现的原因；利用滑动变阻器和电源改变电动机的转向和转速 三、设计思路 学生在学习了磁现象的知识后对磁性和磁场有了一定的认识；通过电路的学习知道电流大小和方向对电动机有影响；学生通过了解电动机的相关知识和安装电动机模型，会进一步联想电与磁之间有什么作用规律会导致电动机的运转，为后续电磁转换的学习做好思想准备。 在这里可以将第四节四、安装直流电动机模型作为第二课时，这样可以体现先现象后本质，先实践后理论的新课程理念。在通过调查与电动机有关的资料，了解电动机的广泛应用的基础上，再进一步安装电动机模型和探究电动机的转速、转向以及不转的故障等问题，激起学生的疑问和好奇心，提高学生的学习兴趣。 四、教学资源 一套电动机模型、一套电工工具、滑动变阻器一只、开关一只、电池盒一只（配四只干电池）、导线若干，共25组；事先教师准备一些电动机的应用图片资料，学生收集一些相关资料；电脑一台，实物投影仪一台，视频探头一个。 五、教学设计

苏科初中物理九下《16.4安装直流电动机模型》word教案 (3)

四、安装直流电动机模型 学习目标： 1、学会安装直流电动机模型，进一步了解直流电动机的构造和工作原理； 2、知道如何改变直流电动机转动的方向和转动的速度； 3、会对一些常见的故障进行分析，并能排除基本故障。 学习重点：弄清电动机的构造,按照合理的顺序进行安装。 学习难点：安装直流电动机模型，知道如何改变电动机的转向和转速。 学习过程： 【复习旧知】 1、直流电动机的工作原理： 2、直流电动机的能量转化： 【新课教学】 （一）观察直流电动机的模型，认识直流电动机的构造。 （二）组装直流电动机的模型。 （三）运行与观察： 1、直流电动机线圈的转动方向与、有关。 2、直流电动机线圈的转动速度与、有关。 3、直流电动机的线圈不转的原因： ①，排除故障的措施 是； ②，排除故障的措施 是； ③，排除故障的措施 是； ④，排除故障的措施 是。 【巩固练习】

1、直流电动机是利用在里受力转动的原理制成的。 2、电动机工作时是把能转化为能，它与热机相比，一个最显著的优点是。家用电器中应用了电动机的有 ____ 。(填一种家用电器) 3、在“安装直流电动机模型”的实验中： （1）连入滑动变阻器的目的是通过调节滑动变阻器来改变电路中，从面改变电动机线圈的转动； （2）在实验中，若把磁铁的两极对调一下，将观察到的现象是：电动机线圈的发生改变。 4、电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是（） A、洗衣机 B、电饭锅 C、电热水壶 D、电热毯 5、要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是（） A、增大线圈中的电流 B、换用输出电压较多的电源 C、将磁体的磁极对调 D、换用磁性更强的磁体 6、在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照教材的要求安装了一台直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是（） A、减小一节电池 B、把电源和磁铁的两极同时对调 C、增加一节电池 D、把电源两极对调 7、电动机在日常生活和生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误 ．．的是（） A、电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B、直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动 C、电动机是把电能转化成机械能的装置 D、电动机是把机械能转化成电能的装置 8、在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（）

他励直流电动机的制动

他励直流电动机的制动 电力拖动系统的制动就是产生一个与转速方向相反的制动力矩，使电动机停车或限速运行。这个制动力矩可由摩擦力产生、可由机械抱闸产生、甚至可用人力产生，但我们现讨论的是电气制动：即制动转矩由电动机本身产生。因此： 电动：电磁转矩T 与n 同向，T 是驱动转矩 制动：电磁转矩T 与n 反向，T 是制动转矩 1．由直流电动机的机械特性可知，T 与n 同向时，机械特性在Ⅰ、Ⅲ象限。 在第Ⅰ象限：n>0、T>0，称为正向电动。 在第Ⅲ象限：n<0、T<0，称为反向电动。 故电动机制动时，机械特性一定在Ⅱ、Ⅳ象限。 2．由于电力拖动系统的稳定工作点是负载特性与机械特性的交点，而任何负载特性都不会出现在第Ⅱ象限，系统不会在第Ⅱ象限有稳态运行点，因此凡第Ⅱ象限即n>0、T<0时的制动仅是一个过渡过程，称为制动过程。第Ⅱ象限的制动仅可用于令拖动系统减速停车。 只有位能性负载如起重机拖动的重物，才会出现在第Ⅳ象限，故电动机只有拖动位能性负载才可能以制动状态稳定运行，称为制动运行。此时n<0、T>0，电机以稳定的速度下降重物。故第Ⅳ象限的制动用于限速下放重物，阻止重物以自由落体速度下降。 根据电动机制动转矩产生的方法不同，就称为不同的制动方法。讨论各种不同的制动方法所用的都是同一个公式，只是根据不同的制动情况代入不同的数据就行了，应依靠机械特性曲线帮助判断应代入的数据及其正负。 机械特性公式：a a c e N U I R R n C φ-（＋）＝ 或：n ＝e N U C φ－29.55()a c e N R R T C φ＋ 若要计算电流或所串电阻的大小，由上式移项即可： a e N a a c a c U E U C n I R R R R φ--= =+＋ 其中：由于是他励机，故e N C φ是常数不变。 a e N c a a a a U E U C n R R R I I φ--= =-－

直流电动机数学模型的建立

数学模型的建立 建立电动机动态数学模型的方法的要点是：首先列写出电动机主电路电压平衡方程式，轴上力矩平衡方程式和励磁电路电压平衡方程式等基本关系式，加以整理，然后进行拉普拉斯变换，根据此变换，即可求出电动机的动态结构图和传递函数的表达式[1，10]。 图4—1 上图为一他励直流电动机的等效电路，其中： E----分别为电动机电枢端电压和反电势； ---电动机电枢电流和励磁电流； ---电枢电路电阻和电感； ---励磁电路电阻和电感； -------电动机的励磁电压； ω-------电动机的角速度； J--------电动机轴上的转动惯量； ----电动机转矩和负载阻转矩。 4.1.1 写出平衡方程式、拉普拉斯变换 由上图可写出下列基本关系式： -E= (1+) -=JSω = E= Te= 其中: 为电枢电路时间常数；为励磁电路时间常数；p为电动机磁极对数；M 为励磁绕组和电枢绕组的互感；

4.1.2 动态结构图 将S=d/dt看作算子，则上述诸式也就是它们的拉氏变换。所以由上式可画出直流电动机的结构。如图4—2所示。 图4—2 如果将讨论的问题限制在稳态工作点附近的小偏差情况，经过化简，可得此时系统的增量方程为： 为简化起见，式中表示增量的下标1已删去。由诸式可画出直流电动机在独立电枢电压和磁场控制下的动态结构图如下所示： 图4--3 1)当电动机磁场恒定时，动态结构图可化为下图形式： 其传递函数为： 或写成： 式中: ----固有振荡频率 ζ=----衰减系数或阻尼比 = = == C----电势系数或转矩系数 ---------电动机的电气机械时间常数 当ζ〈1时，输出响应是振荡的； 当ζ≥1时，输出响应是非振荡的； 当ζ>>2,即Tm>>4Ta时，传递函数可写成如下形式： 次式表明，在外施阶跃电压作用下，首先产生由于时间常数而滞后的电枢电流，然后下一步输出因滞后的响应速度。 2)略去电枢电感，动态结构图可化为：

直流电动机的反接制动课程设计

1 综述 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。 本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。

2 直流电动机的制动 2.1 制动的定义 制动，就是让电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩，以使电力拖动系统迅速停机或稳定放下重物。这时电机所处的状态称为制动状态，这时的电磁转矩为制动转矩。 2.2 制动的目的 在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。 2.3 制动的分类 实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。 电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。 现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。 2.4 各种制动的特点 1）反接制动：设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。 2）能耗制动：制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。 3）回馈制动：经济性好，将负载的机械能转换为电能反送电网，但应用范围不广。电容制动对高速、低速运转的电动机均能迅速制动，能量损耗小设备简单，一般用语10KW以下的小容量电动机，可适用于制动频繁的场合。

3 直流电动机反接制动的工作原理 以他励直流电动机为例。 他励电动机反接制动的特点是使U a 与E的作用方向变为一致，共同产生电枢电 流I a ，于是由动能转换而来的电功率EI a 和由电源输入的电功率U a I a 一起消耗在 电枢电路中。 具体实现的方法有两种，分别用于不同的场合。 3.1 电压反向反接制动——迅速停机 3.1.1 制动原理 制动前后的电路如图3-1所示。与电动状态相比，电压反向反接制动时，将电枢电压反向，并在电枢电路内串联一制动电阻R b 。当系统因惯性继续沿原来方向旋转 时，因磁场方向不变，E的方向不变，但因U a 反向，U a 与E的作用方向变成一致， 一起使U a 反向，使得T也反向成为制动转矩，转速迅速下降至零。当转速降至零时，E=0，应立即将电枢与电源断开，否则电机将反向起动。 (a)电动状态

2019届中考物理知识点全突破系列专题117直流电动机的构造原理及其工作过程(含解析)

直流电动机的构造原理及其工作过程 1. 如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（） A. 甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B. 乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C. 甲、乙中的线圈都会转 动 D. 甲、乙中的线圈都不会转动 2. 线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（） A. 相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变 B. 相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 C. 相反，是由于流过ab的电流方向相反了 D. 相反，是由于磁场方向相反了 3. 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm．然后，用小刀刮两端引线的漆皮．用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上．两个支架分别与电池的两极相连．把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示．给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去． （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是（填选项“A”或“B”）．A. 两端全刮掉 B. 一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）线圈在转动过程中________能转化为________能． （3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因________．4. 学习了电动机后，小刚同学采取了下列办法自制了一个小型电动机，把漆包线绕成约1cm×2cm的矩形线圈，线的两端各留约5cm作为引线，从矩形短边引出（如图甲），然后用小刀刮去两条引线的漆皮，其中一端全部刮去，另一端刮去上半周或下半周（如图乙），这就是电动机的线圈。用钳子把粗铜丝或曲别针弄弯，做两个支架，固定在硬纸板上，永磁体放在线圈下，小型电动机就做成了（如图丙）。用手转一