电机学PPT课件绪论

电机学,概况,电机：实现电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制的电磁机械装置,主要工作原理基于电磁感应定律、电磁力定律。构造的一般原则应用有效的导磁和导电材料，构成能互相发生电磁感应的磁路和电路，产生电磁功率和电磁转矩，实现能量转换。,电机的分类,按功能分：,执行元件、检测元件,可逆：是电机的两种运行方式,电机的分类,按运动方式分：静止电机：变压器、互感器。旋转电机直线电机按电源分：直流电机,DCmotor交流电机,ACmotor电子整流电机，ECmotor。,应用,1.电能的生产、传输和分配,应用,2.驱动生产机械和装备,拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、电动工具、家用电器等,应用,3.控制系统和智能化装置的重要元件,基本外形,基本外形,三相干式变压器,接触式调压器,左江24MW发电机转子在吊装,课程性质和内容,定位：十分重要的专业基础课,目标：（1）分析电机运行的基本原理（2）分析直流电机、交流电机、变压器和一些控制电机的运行性能,四大机种：直流电机、变压器、异步电机、同步电机,基本知识,电学、磁学和动力学原理的综合运用,材料的特性磁路定律电磁关系电、磁和力的关系力学定律能量转换和守恒定律直流和交流电路,基本知识,分析方法,机械功率、转矩、转速电磁功率、电磁转矩、转速磁场磁路电路方程式等值电路图相量图,基本知识,考核方法,期末一页开卷70%实验20%平时作业10%公式代入数据结果单位,磁路和电路,磁路和电路,电路磁路电动势EV磁动势F安A电压降UV磁压降安（A）电场强度磁场强度HA/m电流IA磁通韦伯电流密度磁通密度B特斯拉T（韦伯/m2）高斯GS（韦伯/cm2）电阻R磁阻Rm1/H,磁路分析,空气或非铁磁材料(铜、铝等）中B与H成线性关系，,磁路分析,铁磁材料，B与H成非线性关系磁化曲线,H,B,1T,1.56T,1.7T,饱和,F,NI,I,电磁感应的有关概念,全电流定律：,所产生磁通的正方向与绕组电流（激磁电流，励磁电流）成右手螺旋关系,电磁感应的有关概念,(1)已知，要求出N或激磁电流I,H,B,例0-1,查曲线,电磁感应的有关概念,(1)已知，要求出N或激磁电流I,若例0-1增加0.5mm的气隙,查曲线,电磁感应的有关概念,电磁感应的有关概念,磁链线圈所有导体所匝链的总磁通量和,电磁感应的有关概念,饱和度增加,气隙增加,磁阻,增加,增加,电感,减小,减小,相同磁通时的激磁电流,增加,增加,匝数增加,不变,减小,增加,电磁感应的有关概念,()已知NI，要求出,H,B,m,迭代法：假定，按（1）求出NI，与实际NI比较，若差别较大，则重新假定，直至NI与NI基本一致，则=,电磁感应的有关概念,（1）静止导线在交变磁场中感应电势（变压器）。感应电势的正方向与该交变磁场磁力线的正方向成右螺旋关系(磁通正方向大拇指，感应电势e正方向为其它手指方向),线圈所匝链的磁链，,所以：感应电势的正方向与电流的的正方向一致均与磁通正方向成右螺旋关系,交流系统的正方向与电压方程式,电源电流：从电压高端流出,负载电流：从电压高端流入,电势：电位从低到高端为正方向，与两端的电压方向相反,电压：电位从高到低端为正方向,磁通：与电流成右手螺旋关系,感应电势：与磁通成右手螺旋关系，所以与电流的正方向一致,但必须记住有“-”号,电磁感应的有关概念,右手定则：导体在磁场中运动产生电势.,（2）运动导线与磁力线发生相对切割运动时，导线中感应电势（发电机）,电磁感应的有关概念,左手定则：载流导体在磁场中受到的电磁力。,（3）电磁力定律通电导体在磁场中产生电磁力（电动机原理，电磁能向机械能转换）,电磁感应的有关概念,直线运动和旋转运动的动力学定律,力和力矩的关系：（电磁转矩）,旋转运动：,Tz制动转矩负载转矩,电磁线(漆包线)铜芯,铝芯漆膜0.01-0.03mm厚,材料特性导电材料,材料特性磁性材料,一.磁滞回线、磁化曲线,H,B,上升曲线和下降曲线不重合,剩磁Br、矫顽力Hc,二.磁性材料的种类,按剩磁磁的大小硬磁材料（永磁材料）用于恒定磁场，稀土钴、铁氧铁、钕铁硼等。软磁材料用于交变磁场，电工钢板（硅钢片）、软磁铁氧体等。,材料特性,三.铁耗,1.磁滞损耗磁场交变一个周期所产生的损耗，与磁滞回线的面积成正比。最大磁密越小、损耗越小。,磁滞损耗系数，其值取决于铁磁材料的性质；剩磁,越小、,越小。,材料特性,2.涡流损耗铁磁材料