電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)1章

電機(jī)與拖動(dòng)第四版李發(fā)海王巖清華大學(xué)出版社學(xué)時(shí)分配：64（講課：54實(shí)驗(yàn)：10）2/5/2023電機(jī)定義：電機(jī)是一種利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)傳遞的電磁裝置。電機(jī)拖動(dòng)：電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，完成既定的工藝要求。內(nèi)容簡(jiǎn)介緒論電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)直流電機(jī)變壓器交流電機(jī)理論的共同問(wèn)題感應(yīng)電機(jī)(異步電機(jī))同步電機(jī)控制電機(jī)

2/5/2023電機(jī)及拖動(dòng)3第1章緒論

目前我國(guó)的公共電網(wǎng)就是由眾多的火力發(fā)電廠與水力發(fā)電站并網(wǎng)運(yùn)行組成的，在電能的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、使用與控制等方面，都必須通過(guò)能夠進(jìn)行能量(或信號(hào))傳遞與變換的電磁機(jī)械裝置，這些電磁機(jī)械裝置被廣義地稱為電機(jī)。通常所說(shuō)的電機(jī)，是指那些利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)制造而成的、用于實(shí)現(xiàn)能量(或信號(hào))傳遞與變換的電磁機(jī)械的統(tǒng)稱。按電機(jī)的功能來(lái)分類，電機(jī)可分為：

(1)發(fā)電機(jī)——把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能；

(2)電動(dòng)機(jī)——把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；

一、電機(jī)及發(fā)展

電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)電子教案§1.1電機(jī)及電力拖動(dòng)技術(shù)概況電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)電子教案(3)變壓器、變流機(jī)、移相器等，是分別用于改變電壓、頻率、電流及相位的，即把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種類型的電能；按電流的類型及工作原理的某些差異，旋轉(zhuǎn)電機(jī)又可分為直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、交流同步電機(jī)及各種具有專門用途的控制電機(jī)等。(4)控制電機(jī)——應(yīng)用于各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制元件。

值得指出的是，從基本工作原理來(lái)看，發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)只是電機(jī)的兩種不同的運(yùn)行方式，從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看，二者是可逆的。上述的各種電機(jī)中，有些是靜止的，如變壓器；有些是旋轉(zhuǎn)的，如各種類型的發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)。電機(jī)的發(fā)展主要有三種趨勢(shì)：(1)大型化；單機(jī)容量越來(lái)越大，如60萬(wàn)千瓦及以上的汽輪發(fā)電機(jī)。(2)微型化；為適應(yīng)設(shè)備小型化的要求，電機(jī)的體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕。(3)新原理、新工藝、新材料的電機(jī)不斷涌現(xiàn)；如無(wú)刷直流電機(jī)、直線電機(jī)、超聲波電機(jī)等。

電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)電子教案二、電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制?？刂撇糠蛛妱?dòng)機(jī)變速機(jī)構(gòu)生產(chǎn)機(jī)械電源部分電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成框圖2/5/2023電機(jī)及拖動(dòng)8按電機(jī)類型：直流拖動(dòng)、交流拖動(dòng) 由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。

按系統(tǒng)由最初單電機(jī)拖動(dòng)多電機(jī)拖動(dòng)

成組拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一組生產(chǎn)機(jī)械，能量傳遞與分配靠機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，能量損耗大，效率低，事故多。一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。每一工作機(jī)構(gòu)由獨(dú)立電機(jī)拖動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，各機(jī)械間一般采用電氣方法聯(lián)系。三.拖動(dòng)系統(tǒng)類型電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)電子教案四、本課程的內(nèi)容、目的和任務(wù)

本課程是電氣工程及其自動(dòng)化和自動(dòng)化兩個(gè)本科專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。

為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程和將來(lái)從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。掌握各種電機(jī)（含變壓器）的基本結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本運(yùn)行特性和一般分析的方法；掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性、分析計(jì)算；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，熟練掌握電機(jī)的基本實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，例如電機(jī)的運(yùn)行特性、損耗、穩(wěn)態(tài)參數(shù)等的測(cè)定方法了解電機(jī)的有關(guān)工程問(wèn)題，例如電機(jī)的發(fā)熱和冷卻、各種電機(jī)的應(yīng)用范圍。2/5/2023電機(jī)及拖動(dòng)101.磁的基本概念

磁通密度B:用通過(guò)磁場(chǎng)方向的單位面積的磁力線數(shù)來(lái)表示

磁通:穿過(guò)某一截面S的磁通密度B的通量，即穿過(guò)截面S的磁力線根數(shù)稱為磁通

磁場(chǎng)強(qiáng)度:在線性磁性材料的一定范圍內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度定義為介質(zhì)中某點(diǎn)的磁通密度B與介質(zhì)磁導(dǎo)率之比

五、本課程常用的物理概念和定律

磁通勢(shì)：等于流過(guò)線圈的電流與其匝數(shù)的乘積，即

磁阻：磁阻與磁路的平均長(zhǎng)度，磁路截面積及磁路介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，即

五、本課程常用的物理概念和定律五、本課程常用的物理概念和定律2、全電流定律（安培環(huán)路定律）：在磁場(chǎng)中沿任一閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于穿過(guò)該回路所有電流的代數(shù)和，即

其中電流的正方向與閉合回路的正方向滿足右手定則。2/5/2023電機(jī)及拖動(dòng)133、磁性材料的特性：

磁性材料三個(gè)顯著特點(diǎn)：高磁導(dǎo)性，磁滯性，磁飽和性。磁性材料的磁滯回線五、本課程常用的物理概念和定律4.電磁力定律：載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用，方向用左手定則判定。

在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，作用在轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體上的電磁力將使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)力矩，我們稱之為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要物理量。

切割電動(dòng)勢(shì)

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變壓器電動(dòng)勢(shì)：方向判別：右手定則(a)切割電動(dòng)勢(shì)的右手定則