电机与拖动第0章绪论.ppt

采用电路和磁路理论的宏观分析方法 采用电磁场理论的微观分析方法 0.2 电机学与电力拖动技术的一般分析方法 分析电机和拖动系统的一般步骤 各类电机的基本运行原理和结构 根据结构的具体特点，分析各类电机内部的电磁关系 根据内部的电磁关系，写出电磁过程的数学描述即数学模型，包括：基本方程式、等效电路和相量图 利用上述数学模型分析计算各类电机的运行特性和性能指标。运行特性主要是反映电动机机械量输出之间关系的机械特性和发电机输出电能质量的的外特性； 根据机械特性和负载的转矩特性讨论各类拖动系统的稳定性、起、 制动特性、各种调速方案等 0.3 课程的性质与任务 《电机学》+《电力拖动基础》 专业基础课 各种类型的电机基本运行原理、结构、内部电磁关系及其数学描述、机械特性及外特性的分析与计算 各类电机拖动不同负载的起、制动与调速性能等 课程任务 课程性质 课程组成 0.4 本课程的学习方法 以物理概念为主、工程计算为辅 重点应掌握各类电动机的机械特性以及其与生产机械配合时的起、制动方法与调速方案. 实验和仿真并重 理论联系实际 0.5 以下课程的基础 电力电子技术 电力拖动自动控制系统 主要内容：直流电机 直流电机拖动 变压器 异步电机 三相异步电动机拖动 三相同步电机 微特电机 本学期 第1章 电磁学的基本知识与基本定律 第1章 预备知识-----电磁学的基本知识与基本定律 本章内容: 电磁学的基本知识与基本定律； 常用磁性材料（铁磁材料与永磁材料）及其特性。 1.1 电路的基本定律 基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电压定律（KVL） 1.2 磁场的基本知识 磁通密度（简称磁密）或磁感应度)B 图1.1 磁力线与电流之间的右螺旋关系 磁通量 (1-1) 若对于均匀磁场，若B与S垂直，则 磁场强度H (1-2) 磁势： 磁链： 反映了磁性材料的导磁能力 1.3 基本电磁定律 电生磁的基本定律——安培环路定律 磁生电的基本定律——法拉第电磁感应定律 电磁力定律 磁路的欧姆定律 1.3.1 电生磁的基本定律——安培环路定律 (1-3) 若闭合磁力线上 处处相等,则上式变为: 图1-2 安培环路定律 H L 下页 1.3.2 磁生电的基本定律——法拉第电磁感应定律 A点为高位，X点为低位 X点为高电位，A点为低电位 而规定的 的正方向与实际方向相反。 根据楞次定律 而规定的 的正方向与实际方向相同。 (1-4) 当磁通按正弦规律变化时，即: 则上式变为: 若取 为参考相量，则： (1-5) 变压器电势： (1-6) 图1.4 感应电势与磁场、导体运动速度之间的右手定则 速度电势： (1-7) 1.3.3 电磁力定律 1.3.4 磁路的欧姆定律 图1-3 无分支铁心磁路 A)无分支铁心磁路 A N     i 下页 B) 模拟电路图 F 下页 信息与工程学院电气工程系 蔡春伟 宋健1号楼南317 ccwsd@163.com 电机与拖动 一、电机的作用 ☆ 能源系统的关键设备 ☆ 各领域中有特殊要求的动力装置 电能——电机 发电机------输电----用电 1.发电环节——各种电机 引进600MW汽轮发电机 国产300MW汽轮发电机 国产200MW汽轮发电机定子 国产200MW汽轮发电机定子铁心 现场运行的水轮发电机 20kV/500kV(220kV) 为了把发电厂发出的电力输送到四面八方的用户，需要将发电机输出的 20 kV 左右的电压升高。在我国，一般升高到220kV或500kV。为了输送一定大小的功率、采用高电压。 2.输配电环节——变压器 500kV(220kV)/110kV 110kV/35kV 35kV/10kV 10kV/380V 连接发电机与电网的升压变压器 连接发电机的封闭母线 与电网相连的高压出线端 3.用电环节——电动机 1）各行业广泛使用电动机 2）在高新技术领域的新应用 ☆ 信息技术（雷达驱动） ☆ 航天航空航海（超声波马达，数码相机调焦） ☆ 生物医学工程（多种医疗设备,人工心脏） 二、电机发展历程及当前状况 1837年 直流电机 1887年 异步电动机 1889年 三相系统 1.历程 至今保留在美国麻省理工学院 的由爱迪生发明的一种直流电动机 2.我国目前实际应用情况 ☆ 汽发：消化引进，设计600MW ☆ 700MW水发, 三峡电站