电机学入门知识课件

1、电机学电机学入门入门相关知识简介相关知识简介电机学入门知识简介电机学入门知识简介 内容简介u 什么是电机？什么是电机？u 电机的作用及应用电机的作用及应用u 电机的发展电机的发展u 电机的分类电机的分类u 变压器变压器u 直流电机直流电机u 交流电机交流电机电机：与电能有关的能量转换机械，是实现电能的电机：与电能有关的能量转换机械，是实现电能的 生产、变换、传输、分配、使用和控制的电磁生产、变换、传输、分配、使用和控制的电磁机械装置。机械装置。什么是电机？电机的作用及应用电机的作用及应用电能的生产、传输和分配电能的生产、传输和分配电机的作用及应用电机的作用及应用驱动生产机械和装备驱动生产机械和

2、装备 拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通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、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；电动工具、家用电器等；构成控制系统和智能化装置的重要元件构成控制系统和智能化装置的重要元件电机应用电机应用电机应用电机应用电气传动电气传动，是指用电动机把电能转换成机械能，电气传动，是指用电动机把电能转换成机械能，去带动各种类型的生产机械、交通车辆以及生去带动各种类型的生产机械、交通车辆以及生活中需要运动的物品。自从人类发明并掌握各活中需要运动的物品。自从人类发明并掌握各种机械帮助自己劳动以来，就需要有推动机

3、械种机械帮助自己劳动以来，就需要有推动机械的原动力，除人力本身外，最初使用的是畜力、的原动力，除人力本身外，最初使用的是畜力、水力和风力，后来又发明了蒸汽机、柴油机、水力和风力，后来又发明了蒸汽机、柴油机、汽油机，汽油机，19世纪才发明电动机。世纪才发明电动机。优点优点 u电机的效率高，运转比较经济u电能的传输和分配比较方便u电能容易控制交流传动占有主要部分交流传动占有主要部分电气传动的分类 电机类型电机类型交流传动交流传动直流传动直流传动控制对象控制对象恒转矩负载恒转矩负载恒功率负载恒功率负载通风机型负载通风机型负载控制目标控制目标速度控制速度控制位置控制位置控制转矩控制转矩控制电气传动的现

4、状和发展目标：目标： 节能、高效节能、高效发展包括：发展包括： 控制器件、电机本体、控制策略控制器件、电机本体、控制策略电机的发展电机的发展三个时期p 直流电机形成；p 交流电机的形成；p 电机理论、设计和制造工艺完善电机的发展初期主要是直流电机的发展；电磁感应定律的发现1831年法拉第电磁感应定律；1833年后制成一台旋转磁机式直流发电机；单相电机的应用远距离传输；三相交流电的应用解决电机启动问题；电机的近代发展及趋势l 单机容量不断增加机组容量大时，单位容量的用料(省) 损耗(小)、造价(低)如汽轮发电机l中小型电机技术与经济指标不断改进； 新的设计方法(CAD)、工艺、材料、测试手段l

5、应用范围扩大19005MVA1956水冷却208MVA192025MVA1960320MVA1937空气冷却100MVA目前1000MVA氢气冷却150MVA电机的分类变压器变压器变压器(Transformer)(Transformer)是一种静止电机，根据电磁感应原是一种静止电机，根据电磁感应原理将一种电压形式的电能转换为另一种电压形式的电能。理将一种电压形式的电能转换为另一种电压形式的电能。 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产

6、生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势动势。1u1e10i2e20u1N2NLZ122i 两个线圈没有电的直接联系，只有磁的耦合。两个线圈没有电的直接联系，只有磁的耦合。变压器按用途可分为：电力变压器变压器按用途可分为：电力变压器( (升压、降压、配电升压、降压、配电) )、特种变压器特种变压器( (电炉、整流电炉、整流) )、仪用互感器、仪用互感器( (电压、电流互感器、电压、电流互感器、脉冲变压器，阻抗匹配变压器脉冲变压器，阻抗匹配变压器) )、实验用变压器、实验用变压器( (调压调压) )。电力变压器的基本部件是铁心和绕组

7、，主要用于电电力变压器的基本部件是铁心和绕组，主要用于电力系统中传输和分配电能用的变压器等。力系统中传输和分配电能用的变压器等。 油浸式电力变压器结构图油浸式电力变压器结构图额定容量：在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值 ，单位为kV或kVA。三相变压器指三相容量之和。额定电压：铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压，单位为V或kV。三相变压器指线电压。额定电流：根据额定容量和额定电压算出的电流称为额定电流，单位为A。三相变压器指线电流。额定频率：我国的标准工频规定为50赫(Hz)。直流电机直流电机将直流电能转换成机械能将直流电能转换成机械能( (直流电动机直流电动机

8、) )或将机械能转或将机械能转换成直流电能换成直流电能( (直流发电机直流发电机) )的旋转电机。的旋转电机。 直流电机的用途直流电机的用途: :作电源用作电源用: :发电机；作动力用发电机；作动力用: :电动机；电动机；信号的传递信号的传递: :测速发电机测速发电机, ,伺服电机伺服电机 作电源用作电源用: :直流发电机将机械能转化为直流电能直流发电机将机械能转化为直流电能 作动力用作动力用: :直流电动机将直流电能转化为机械能直流电动机将直流电能转化为机械能 信号传递信号传递: :直流测速发电机将机械信号转换为电信号直流测速发电机将机械信号转换为电信号 信号传递信号传递- -直流伺服电动机

9、将控制电信号转换为机械信号直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号 直流电机的构成直流电机的构成直流电机运行时静止不动的部分称为定子，直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是定子的主要作用是产生磁场，产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁主要作用是产生电磁转矩和感应电动势转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇常又称为电枢，由转

10、轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。等组成。 直流电机的物理模型直流电机的物理模型磁极对磁极对N N、S S不动不动, , 线圈（绕组）线圈（绕组）abcdabcd 旋转旋转, , 换向片换向片1 1、2 2旋转旋转, , 电刷及出线电刷及出线A A、B B不动不动 直流电机的额定值直流电机的额定值交流电机交流电机交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器的电机。交流电机与直流电机相比，由

11、于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。千瓦、甚至上百万千瓦。2020世纪世纪8080年代初，最大的汽轮年代初，最大的汽轮发电机已达发电机已达150150万千瓦。万千瓦。 交流电机分类交流电机分类 交流电机按其交流电机按其功能功能通常分为交流发电机、通常分为交流发电机、交流电动机和同步调相机几大类。交流电动机和同步调相