电机电器及其控制技术课件.ppt

電機電器及其控制技術;;

;一、電機的作用與發展簡史（續）;一、電機的作用與發展簡史（續）;按電流分類;二、電機的分類與結構（續）;直流電機的結構

1定子：用來產生磁場和作為電機的機械支架，主要包括主磁極、換向極、機座和電刷裝置。

2轉子：也稱為電樞，用來產生感應電動勢和電磁轉矩，實現能量的轉換。主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉軸和風扇等。;二、電機的分類與結構（續）;二、電機的分類與結構（續）;三相同步電機（磁極對數p=1);設磁場在氣隙中按正弦分佈;;隱極同步電機;;隱極式轉子特點：在大容量高轉速汽輪發電機中，轉子圓周線速度極高，最大可達170米/秒。為了減小轉子本體及轉子上的各部件所承受的巨大離心力，大型汽輪發電機都做成細長的隱極式圓柱體轉子。考慮到轉子冷卻和強度方面的要求，隱極式轉子的結構和加工工藝較為複雜。轉子長度/直徑=2.5~6.5，且容量愈大比值愈大。;凸極同步電機

水輪發電機的特點是：極數多，直徑大，軸向長度短，整個轉子在外形上與汽輪發電機大不相同。大多數水輪發電機為立式。;二、電機的分類與結構（續）;（1）電機的可逆原理：直流電機可作為發電機運行，也可作為電動機運行。

（2）換向器的作用是實現電樞線圈內的交流電動勢、電流與電刷的直流電壓、電流之間的轉化。;直流電機的勵磁

直流電機的勵磁方式分為永磁體勵磁、電機本體勵磁（並勵、串勵和複勵）、其他電源勵磁三種。;實現交流電能與機械能轉換的裝置被稱為交流電動機。

交流電機有兩大類：非同步電動機和同步電動機。

同步電機的轉速與交流電源頻率之間存在嚴格的對應關係，非同步電機則不然。

非同步電動機定子接上交流電源後，形成旋轉磁場，依靠電磁感應作用，使轉子繞組感生電流，產生電磁轉矩，實現機電能量轉換。;三相非同步電動機的工作原理;二、電機的分類與結構（續）;;平面電動機;二、電機的分類與結構（續）; 變壓器是通過電磁感應原理，通過電磁耦合實現電能傳遞的一種靜止電氣設備，主要由鐵芯及繞在鐵芯上的兩個繞組組成。;

三相組式變壓器

??相芯式變壓器

;二、電機的分類與結構（續）;1934年，E.F.W.Alexanderson博士提出用開關器件替代有刷直流電動機的機械電刷的構想；

1955年，美國的D.Harrison首次申請了用電晶體換向線路代替有刷直流電動機機械換向器的專利；

1978年，原聯邦德國MANNESMANN公司的Indramat分部在漢諾威貿易展覽會上正式推出其MAC永磁無刷直流電機及其驅動系統，標誌著永磁無刷直流電機真正進入實用階段。

;;;小結:;BLDCM的研究熱點:;復習;二、電機的分類與結構（續）;回顧旋轉電機的基本工作原理;圖10旋轉電機的基本工作原理

1-定子；2-轉子；3-磁場方向;直線感應電動機的基本工作原理;顯然，行波磁場的移動速度與旋轉磁場在定子內圓表面上的線速度是一樣的，即為，稱為同步速度，且;與旋轉電機傳動相比，直線電機傳動主要具有下列優點：

(1)直線電機由於不需要中間傳動機械，因而使整個機械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪音；

(2)快速回應：用直線電機驅動時，由於不存在中間傳動機構的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時間短，可實現快速啟動和正反向運行；

(3)儀錶用的直線電機，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長使用壽命；

;磁懸浮列車中直線電機的應用

高速切削與精密加工

交通運輸及傳輸機械

;;;二、電機的分類與結構（續）;機理：步進電機是利用電磁鐵原理，將脈衝信號

轉換成線位移或角位移的電機。每來一個

電脈衝，電機轉動一個角度，帶動機械移

動一小段距離。;步進電機內部結構;步進電機內部結構;;定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極組成一相。;工作方式1;;工作方式2;所以轉子轉到兩磁拉力平衡的位置上。相對AA通電，轉子轉了15°。;總之，每個迴圈週期，有六種通電狀態，所以稱為三相六拍，步距角為15?。;步距角：

步進電機的定子繞組每改變一次通電狀態，轉子轉過的角度稱步距角。

?轉子齒數越多，步距角越小

?定子相數越多，步距角越小

?通電方式的節拍越多，步距角越小;;;;?控制輸入給步進電機的脈衝數目可以控制步進電機的角位移;步進電機的驅動控制;步進電機的驅動控制;3.加減速電路