(3)从电源反接制动、反向电动及回馈制动位于同一条直线可知,其所对应的方程形式是一致的,并且不难理解,电源反接制动在转速为0时如不及时断开反向电源,电动机将工作在反向电动状态。
(4)通过正向电动与倒拉反接制动位于同一条直线可知:一是其所对应的方程形式一致;二是电动状态时>0,而倒拉反接制动时<0。
4 应用举例
综上所述,通过比较的方法可以使学生准确地把握模糊、难懂的各类制动原理;通过解析几何及归纳法可以方便地掌握各类制动所对应的机械特性及其方程,包括各状态下、的符号。进而不难解决各种复杂多变的实际计算问题了。
例如,一台他励直流电动机拖动某起重机提升机构,电动机的数据为,,,,。忽略空载损耗。
(1)电动机以转速提升重物时,负载转矩,此时电动机运行在什么状态,并求电枢回路应串入的电阻值;
(2)电动机以转速下放重物时,负载转矩,此时电动机可能运行在哪几种制动状态?并求出各种制动状态下电枢回路应串入的电阻值;
(3)电动机以下放重物时,负载转矩,此时电动机运行在什么状态,并求电枢回路应串入的电阻值。
结合位能性恒转矩负载的机械特性,对照图4,可以直观地判断出(1)中的电动机运行在电动状态;(2)中可能运行的制动状态为能耗制动和倒拉反接制动(转速反向的反接制动);(3)中的电动机运行在回馈制动状态(>)。
综合直流电动机机械特性方程的一般式和前述解析几何方法,可以轻松地写出各状态下所对应的方程,如(3)中的回馈制动状态,其方程为:
根据图3(或图4)中所对应的曲线,显然,求出,再将其它已知条件代入,该问题就只剩计算了。
5 总结
综上所述,单纯的对比、解析几何和归纳等方法相对都比较简单,但如果将其综合运用于直流电动机电气制动的教学中,则可达到事半功倍的效果。并且电气制动是所有拖动性能中的一个典型难点,学生通过对该内容的把握,可以在一定程度上恢复对该课程的学习信心、激发学习兴趣。
事实上,对比法在《电机及拖动基础》的教学中,还可以广泛地用于直流电机与交流电机、变压器与交流电机的运行分析、电动机与发电机等居多方面,甚至贯穿该课程教学的始终;解析几何等数学方法亦可在起动、调速等其它拖动性能的分析、交流电动机的拖动性能分析等环节中推广。笔者多年的实践表明:该类方法能帮助学生把握抽象、模糊的概念和相关理论,做到有的放矢地分析问题【2】。
或许,通过各种手段将抽象的理论问题具体化是所有电类课程教学的一个永恒课题。
参考文献:
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[2] 张乐平.对比、图解法在《电机及电力拖动基础》教学中的应用探讨[J].通化师范学院学报,2009(4):98~100
[3] 段积考.对比法在《工程力学》教学中的运用 [J].职业技术教育,1994(1):20~21
[4] 吴浩烈.电机及拖动基础(第3版)[M].重庆:重庆大学出版社,2008