電機與拖動基礎0章

第1章緒論1.1課程概述一、電能是使用最廣的一種能源，因為它在生產(chǎn)、傳輸、分配、轉換、控制和管理等方面都非常方便。二、電機在電能應用中的重要作用。電機是一種機電能量變換的電磁裝置。發(fā)電機：機械能→電能電動機：電能→機械能變壓器：實現(xiàn)電壓等級的變換的電磁裝置第1章緒論電機是能源系統(tǒng)中的關鍵設備：發(fā)電——輸電——用電1.發(fā)電環(huán)節(jié)——各種電機發(fā)電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)輸配電環(huán)節(jié)輸配電環(huán)節(jié)第1章緒論三、電動機拖動生產(chǎn)機械運轉的方式稱為電力拖動。電力拖動的優(yōu)勢：1.高效、經(jīng)濟；2.特性好，能滿足不同生產(chǎn)機械的需要；3.易操作、易控制、可實現(xiàn)遠程控制、控制精度高。電動機應用無處不在大型電機：各種機床、升降機、風機、水泵、電力機車；小型電機：各種電動工具、家用電器；控制電機：數(shù)控機床、打印機、機器人等。第1章緒論

簡單的電力拖動系統(tǒng)由電源、電動機、傳動機構、負載和自動控制裝置等部分組成，見圖。電力拖動系統(tǒng)的組成用電環(huán)節(jié)——電動機第1章緒論四、電機發(fā)展歷程及當前狀況1、歷程1834年直流電動機1831年電磁感應定律——直流發(fā)電機1871年交流發(fā)電機1885年異步電動機1888年三相制第1章緒論第1章緒論2、我國目前實際應用情況第1章緒論3、電機新技術第1章緒論第1章緒論第1章緒論第1章緒論第1章緒論第1章緒論第1章緒論我國開展的項目我國開展的項目我國開展的項目我國開展的項目我國開展的項目第1章緒論五、課程性質

本課程是工業(yè)電氣自動化專業(yè)和非電機專業(yè)最主要的技術基礎理論課，可為學習自動控制系統(tǒng)等專業(yè)打下堅實的理論基礎，同時，本課程又兼有專業(yè)課的性質。五、學習導航（一）主要目的1.直流電機原理與直流電動機的電力拖動2.交流電機原理與交流電動機的電力拖動3.變壓器的原理與運行4.其它類型電機的工作原理（二）課程特點1.電機原理與拖動相結合2.強調應用性，簡化理論（三）導航圖直流電機原理：原理，結構，機械特性。拖動（運行）：起動，調速，制動，過渡過程。變壓器概述，運行特性。交流電機原理：原理，結構，電磁關系，機械特性。拖動（運行）：起動，調速，制動。其它電機同步電機，各種微控電機。第1章緒論1.2

本課程常用的物理概念和定律1.2.1磁感應強度（磁通密度）B磁場是由電流產(chǎn)生的。描述磁場強弱及方向的物理量是磁感應強度B。

1.2.1磁感應強度（磁通密度）B磁感應強度B與產(chǎn)生它的電流之間的關系用畢奧-薩伐爾定律描述，磁力線的方向與電流的方向滿足右手螺旋關系。1.2.2

磁通量（磁通）Φ穿過某一截面S的磁感應強度的通量，即穿過截面S的磁力線根數(shù)稱為磁通量（磁通），Φ表示。均勻磁場中，如果S與B垂直，則：

Φ=BS

或B=Φ/S

在國際單位制中，Φ的單位為韋[伯]，Wb；B的單位為特[斯拉]，T，1T=1Wb/m21.2.3

磁場強度H輔助物理量磁場強度H與磁感應強度B的關系

B=μHμ導磁物質的磁導率。μ0=4π10-7H/m，鐵磁材料的μ>>μ0，鑄鋼約1000倍，硅鋼約6000～7000倍。國際單位中，場強度H的單位名稱為安[培]/米，單位符號A/m。B和H物理量的理解：

I→H→μ→B→Φ1.2.4

安倍環(huán)路定律在磁場中，沿任意一個閉合回路的磁場強度線積分等于該回路所環(huán)鏈的所有電流的代數(shù)和。簡化計算：把回路按不同的磁介質和不同的幾何形狀分段計算，各段的磁場強度用平均值，則有1.2.5

鐵磁材料的磁化特性鐵磁材料（鐵、鎳、鈷等）的μ比μ0大幾千到幾萬倍。μ不是一個常數(shù)，用B-H曲線描述。B-H曲線的特點：1.具有磁滯特性2.具有飽和性1.2.5

鐵磁材料的磁化特性按磁滯回線的寬窄不同分軟磁和硬磁磁滯回線窄的稱為軟磁材料：硅鋼、鐵鎳合金、鑄鋼等，μ值較高，磁滯損耗小。多用于電機和變壓器。磁滯回線寬的稱為硬磁材料：鎢鋼、鈷鋼等。主要用于做永久磁鐵，磁記錄。1.2.6

簡單磁路的計算方法鐵磁材料有導磁作用該磁路可分兩段計算，根據(jù)安倍定律

Hl+Hδδ=INl、δ、N已知，Φ與I的關系Φ與H的關系1.2.6

簡單磁路的計算方法計算路徑：I→H→μ→B→Φ至此，在理論上解決了電機的電磁參數(shù)確定后，由勵磁繞組的電流可以確定電機空載時的氣隙磁密B和磁通量Φ。1.2.7載流導體在磁場中的安倍力磁場對場中的載流導體施加的力稱為安倍力

df=i?dl×B

在均勻磁場中，若i

B，導體長l，則

f=B?l?if的方向用左手定則確定。1.2.8電磁感應定律變化的磁場會產(chǎn)生電場，使導體中產(chǎn)生感應電動勢。表現(xiàn)在兩個方面。1.導體與磁場有相對運動，導體切割磁力線時，導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢。稱為導體切割電動勢。

e=B?l