电机与拖动基础绪论.ppt

电机与拖动基础陈 勇 陈亚爱 主编蔡军 罗萍 向敏 副主编 电机的分类 电机的应用 电能生产——由同步发电机生产； 高压输电——由升压变压器将发电机发出的电压升高到输电电压再输送； 降压用电——由降压变压器将输来的高压电降为所需低电压，供给用电设备； 生产机械的拖动——由各种电动机或电力拖动系统实现； 控制系统中的信号转换——由各种控制电机完成。 本教材内容 “电机与拖动基础”课程是把“电机学”和“电力拖动基础”两门课整合为一门课。本教材以电力拖动系统中应用最广泛的电机和电力拖动为重点，从使用的角度介绍交、直流电机、变压器、控制电机的基本结构、工作原理、主要工作特性以及电力拖动系统的运行特性等。 课程性质 本课程属专业技术基础课，学习过程中要用到《高等数学》、《大学物理》、《电路》等课程的知识。本课程虽是基础课，但又具有专业性质，讲授的内容是电机方面非常具体、实际的问题。因此，课程的特点是理论性强，实践性也强。 教学目的 本课程的教学目的是，通过课程的学习,使学生掌握常用交、直流电机及变压器的基本结构、工作原理、运行性能和实验方法；了解交直流电力拖动的基础知识，掌握他励直流电动机启动、制动及调速等各种运行状态的静动态特性和参数计算；掌握异步电动机特性分析、启动、制动方法和交流电动机常用调速方法；学会选择电动机容量的方法。 学习方法1 首先，学习中应注意，在实际运行着的电机中， 电、磁、力、热等物理定律同时起作用，互相制约， 分析解决这种复杂问题时，往往需要忽略一些次要矛 盾，抓住主要矛盾加以解决，只要所得结果正确，引 起的误差在允许的范围内，这在工程上是允许的，这 与以前所学课程中解决问题理想化、单一化有很大区 别，学习时需有足够的认识。 学习方法2 其次应注意，本课程的动力用电机包括变压器 及各种电动机等，种类繁多，各具特性，但就其内 部电磁关系耦合过程和机电能量转换关系，仍有其 内在联系。他们的基本工作原理都是建立在电磁感 应定律和电磁力定律基础上的；他们的能量转换都 是以磁场为媒介，其电磁关系可抽象为电路参数， 得出基本方程式和等值电路，这是共性方面。 学习方法2 在学习中应将各种电机的相似性有机地统一起 来，注意课程内容的内在联系，形成学习本课程鲜 明的主线，只要学好了变压器，对交流机和直流机 的内容就比较容易掌握了。 学习方法3 最后应注意，理论联系实际，注重做好本课 程开设的相关实验，立足于学会使用各类电机， 在实验中学习解决实际问题的方法，注意培养解 决工程实际问题的能力。 基本电磁定律 学习本课过程中常要用到的基本电磁定律有： 全电流定律、磁路欧姆定律、电磁力定律、电磁感 应定律、基尔霍夫电流定律和电压定律等。 （1）电路定律 ①电路欧姆定律 流过电阻R(resistance)的电流I(current)大小与电阻两端的电压U(voltage)成正比，与电阻R的大小成反比，即有 （1）电路定律 ②基尔霍夫第一定律 电路中任意节点的电流的代数和等于零，即有 ③基尔霍夫第二定律 对电路中任一回路，电压降的代数和等于电动势 (emf)的代数和，即有 （2）电磁感应定律 一匝数(turn)为N的线圈(winding)，在变化的磁 场中产生的感应电动势e(induce electromotive force) 的大小与线圈匝数N和线圈所交链的磁通(the magntic flux)对时间的变化率dF/dt成正比，当感应电动势正方 向与产生它的磁通正方向符合右手螺旋定则时，则有 （3）全电流定律 磁场中沿任一闭合回路的磁场强度H(the magnetic field intensity)的线积分等于该闭合回路所 包围的所有导体电流的代数和，即有 （4）电磁力定律 载流导体在磁场中受到力的作用，当磁场与 导体相互垂直作用时，作用在载流导体的电磁力 为 （5）磁路定律 ①磁路基尔霍夫第一定律 在磁路(magnetic circuit)中根据磁通的连续性可 得：穿入任一闭合面的磁通必等于穿出该闭合面的 磁通，即磁路中通过任何闭合面上的磁通的代数和 等于零，则有 上式中一般将穿出闭合面的磁通取正号，穿入 闭合面的磁通取负号。 （5）磁路定律 ②磁路基尔霍夫第二定律 根据麦克斯韦方程可得出：在闭合的磁路中， 各段磁压降的代数和等于闭合磁路中磁动势(mmf)的