电机与拖动课件

电机与拖动主讲教师：崔春生邮箱：ccs007008@126.com第一部分电机原理第一章

绪论课程主要内容第一部分电机原理•-

介绍常见的几种电机的基本原理、基本结构、基本电磁关系等内容。第二部分电机拖动•-

介绍常见的几种电机的外特性以及启动和调速问题。2第一部分电机原理第一章

绪论第一章绪论3第一部分电机原理第一章

绪论第一节

概述-关于电机学一、课程的性质和重要性•电机学：Electric

Machinery•比较难学：综合了电、机械、磁等多方面内容•是电气工程及自动化领域、自动化领域的一门技术基础课，各个专业方向都要用到•尤其对电气工程领域，对各个专业方向都很重要4第一部分电机原理第一章

绪论第一节

概述-关于电机学一级学科二级学科主要从事的工作5电气工程及其自动化电器与电机是同一个二级学科，关系最接近自动控制，车床，机器人等，对象是电动机-电动机的外特性楼宇自动化工业自动化电力系统传输电，配电，电力系统暂态分析等-发电机的外特性电机电机设计，电机控制，电机测试，电机工艺学，特种电机等第一部分电机原理第一章

绪论第一节

概述-关于电机学二、教材及参考书教材：刘锦波主编，《电机与拖动》，清华大学出版社，2005中文参考书：（1）顾绳谷主编，《电机及拖动基础》，机械工业出版社，2004（2）赵昌颖主编，《电力拖动基础》，哈工大出版社（3）电机学，许实章主编，华中科技大学-

通用教材，难度适中，最好的（4）电机学，李发海主编，清华大学-

比较适中（5）电机学，孔昌平主编，哈工大出版社-

简单，适合专科生、夜大生使用电机学，徐德淦主编，机械工业出版社-比较通俗易懂••6第一部分电机原理第一章

绪论第一节

概述-关于电机学二、教材及参考书外文参考书：•-

Electrical

Machines,

Drives,

and

Power

Systems（电机、拖动及电力系统），Theodore

Wildi

著，科学出版社习题集：（1）电机学习题与题解，孙旭东主编，科学出版社（2）电机学例题与习题教程，胡虔生主编，中国水利水电出版社•7第一部分电机原理第一章

绪论第二节

关于电机一、电机的基本工作原理电机：Electric

Machine基本原理：通过电磁感应，实现机电能量转换，- 大的：三峡水轮发电机，小的：镇流器、电磁铁法拉第电磁感应作用(麦克斯韦尔方程组）- 电

→

磁

（法拉第定律，诺曼定律）•••--变化的磁

→

电

（愣次定律）磁场中的带电导体

→

安培力，带电粒子

→

洛伦兹力机电能量转换•电能(ei)→

i是关键，有

e

没

i没功率机械能(TΩ或

fv)→

Ω是关键，有T没Ω没功率--8第一部分电机原理第一章

绪论第二节

关于电机二、电机的分类按功能分，按照电能和机械能的排列组合，则有：•- 机械能

→

电能：发电机（generator）-电-电能

→

机械能：电动机（motor）能

→

电能：变压器（transformer）按照电流性质，则分为：-直流电机-交流电机

→变压器，感应电机，同步电机-通用（交直两用）-（四大机种：上面的四种）•按功率大小分，主要有：大、中、小、微型、特种•9第一部分电机原理第一章

绪论第二节

关于电机三、电机中的材料机械部分（结构材料）- 主要有机壳，端盖等-

钢、铝等金属材料•电磁部分（有效材料）-

导电部分：

铜、铝等-

导磁部分：

磁性材料：永磁体，稀土等-

轭铁部分：

铁心，钢，电工软铁等•辅助部分（绝缘材料）-

油漆，橡胶，绝缘纸等•10第一部分电机原理第一章

绪论第二节

关于电机四、电机中的能量转换关系了解以后，对于各种电机的原理分析设计都有好处。机电能量转换，如何转换的？

→

通过媒介。用什么媒介？电磁场是媒介（为什么不用电场？）能量过程：••••铁损铜损机械损耗耦合电磁场电能ei机械能TΩ电系统机械系统11第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路• 问题的由来-

电机的本质：电磁感应→机电能量转换，通过媒介：是磁场-

磁场问题处理方法：太复杂，简化磁场

→磁路一、磁路的概念电路：电流流过的路径磁路：磁通通过的路径-

铁芯加螺线管-

思考：无铁芯时有没有磁场？是加强还是减弱？电流如何变化？-

磁通：注意有主磁通和漏磁通的区别••I˙φ˙U˙12第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路二、磁路中的物理量磁通Φ磁通密度（面密度，磁感应强度）B，B=磁场强度H，H=B/μ，μ-磁导率磁阻Rm，即铁芯对磁通的阻抗作用磁导Λm，磁阻的倒数•••••Φ/A,

A

-面积磁势F（磁动势，MMF,磁路上的总电流force），作用在•motive

magnetic-

相当于是磁路的源13第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路三、磁路中的常用定律1、安培定律：电路中磁路中VFφI

===

F

⋅

ΛmRBm2、欧姆定律：电路中磁路中llL=

ρ=RR=

ρmmA

μ

AS14第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路三、磁路中的常用定律3、安培环路定律、全电流定律-

磁路中，磁场强度沿闭合回路L作积分，其结果等于该回路所包围的总电流值

,

_,∑

H

j

l

j=

∑iH

⋅

dl

=

°∫

iidx

=

∑i°∫HL

=

NiL4、基尔霍夫第一定律-

磁路中某一闭合面有∑φ

=

0即：磁通连续性定理15第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路三、磁路中的常用定律5、基尔霍夫第二定律-

磁路中：封闭回路中∑

F

=

∑ΦRm

=

∑

Ni6、电磁感应定律eBv−

dΨdΦe

==

−N运动电动势：e

=BlviBdtdtf7、电磁力定律f

=

Bli- 判断方向：左手定则16第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路四、磁路与电路的相似性17电

路磁

路电势E磁势F电流I磁通Φ电阻R磁阻Rm电导G磁导Λm第一部分电机原理第一章

绪论第三节

关于磁路五、铁磁材料的特性1、最基本特性-

磁化曲线（基本磁化曲线）- 非线性- 饱和特性B0H2、铁芯损耗（铁损）-

铁心中磁通交变时候会产生损耗，包括磁滞损耗和涡流损耗，受磁场交变频率影响，是正向关系，不是正比例关系。-

注意：是不是所有的铁心损耗全不好？磁滞电动机的工作原理！18第一部分 电机原理第一章

绪论第四节