电机原理及拖动 第4版 绪论

电源
电动机
传动机构
生产负载
控制设备
电机拖动
电机拖动的分类
具有良好的起、制动 性能，平滑调速。 直流电机拖动
交流电机拖动
国内外电力拖动研究 的中心。逐渐取代直
流拖动
电能的生产传输过程
电能的生产、传输和分配
直流输电系统
电能驱动生产机械和装备
拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通运输机 械、起重机械、化工机械、农用机械、电动工具、家 用电器等。
磁滞损耗
B B＝f（H）
pn f Bm , 2
涡流损耗
pe f 2 Bm2
0
铁损
pFe f Bm2 , 1.2 ~ 1.6
＝f（H）
H
原始磁化曲线
磁路与电路区别
（1）电路中有电流，就有功率损耗； 而直流磁路中，维持一定的磁通量，铁心中没有功率损耗。
（2）在电路中电流全部在导线中流动，导线外没有电流； 在磁路中，没有绝对的磁绝缘体，除了铁心中，总有一部
▪ 电机是能量转换装置，是利用电磁感应原理工作的机 械，是实现电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制 的电磁机械装置。
▪ 按照功能对电机进行分类可分为：发电机、电动机、 变压器和控制电机四大类；按电机结构或旋转静止可分为： 变压器和旋转电机。
电机拖动的分类
电机拖动系统是用电动机来拖动机械运行的 系统。包括：电动机、传动机构、生产机械、控 制设备和电源五个部分。
分漏磁通散布在周围空气中。 （3）电阻率在一定温度下是不变的；
n
Hk Lk I NI
1
电流方向与 积分方向符 合右手螺旋 定则为正
4.电、磁和力的关系
B
e
v
导体在磁场中运动产生电势.
B
i
f
载流导体在磁场中受到的电磁力。
5.力学定律
直线运动和旋转运动的动力学定律
力和力矩的关系： 旋转运动：
T Fr
T
J
d
dt
6.能量守恒
▪ 输入能量＝输出能量＋损耗
课程介绍
▪ 《电机原理及拖动》是一门理论性很强的专业基础 课，涉及的基础理论和实际知识面广，需要电磁学、 动力学、热力学等学科知识的综合运用。与其它基础 课不同的是电机是一个具体的工业设备，受各种条件 的制约，因此本课又具有专业课的性质，在用理论分 析电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结 构，采用工程观点和分析方法。掌握基本理论的同时， 还要注意培养实验操作技能和计算方法。
绪论
1.初期发展时期： 电磁感应定律的发现；1821年电动机作用原理，1831年电磁感应定律 直流电动机的发展；电磁铁－>永久磁铁，发电机－>化学电池 单相交流电的应用；交流电用于照明，闭合磁路的变压器制成 三相交流电的应用；二相交流电动机，三相交流电动机，三相变压器 2.近代发展时期 1920年用于家用电器的单相交流电机诞生，各种主要电机有成型 设计，开始了电动机的近代发展时期。
磁路与电路的类比与区别
磁路
电路
磁动势F
电动势E
物理量
磁压降Um 磁阻Rm
电压U 电阻R
磁导Λ
电导G
基本定律
欧姆定律
Φ＝ F／ Rm
I＝E ／ R
基尔霍夫第一定律 ΣΦ＝0
ΣI＝0
基尔霍夫第二定律 ΣNI＝ΣΦRm ΣU＝0
3.电磁关系
电磁感应定律 e d N d
dt
dt
e Blv
全电流定律 H dl I l
▪ 课程性质： 本课程是一门十分重要的专业基础课，是后续专业
课的基础。不能很好的掌握电机的工作原理及电力拖动 的静态、动态特性，就不能组成一个良好性能的自动控 制系统。在工农业生产、国防军事、日常生活，随处可 见的自动化设备、电器，几乎无一例外与电机有着密切 关系。自动化控制的最终目标几乎都落到电动机这个具 体设备上。因此可得出结论：电机课十分重要。
▪ 课程任务：本课程的任务是让大家在了解电机结构和 工作原理的基础上，掌握电机的分析计算、电机选择、 运行及实验方法，培养在电机及电力拖动方面分析和 解决问题的能力，为今后学习和工作打下坚实的基础。
课程介绍
为了学好本门课程，应该注意以下几点： 1.抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素； 2.抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性； 3.要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析 电机的共性和特点，加深对原理和性能的理解； 4.理论联系实际，重视科学实验和工程实践； 5.充分预习和
▪ 1.电路：电路主要指电枢绕组部分，它的形式和连接方法影响电势的数 量和质量。绕组带上负载对磁场的影响是研究电机的核心问题；
▪ 2.磁路：此外电机中磁路分析的准确性直接影响电路的计算，在磁路不 饱和时电路参数为常数，磁路饱和时与磁路有关的电路参数是非线性的；
1.电路分析和磁路定律
▪交、直流电路分析
欧姆定律： 基尔霍夫定律
ii 0
e u
磁路欧姆定律 电磁关系
磁路基尔霍夫定律
i 0 Fi H l
2.磁路欧姆定律：
Fl F
Rm S
Rm
l
S
铁磁材料的 Rm 不为常数。
磁路的基尔霍夫第一定律： 0
说明磁通是连续的。
磁路的基尔霍夫第二定律： Hl NI
▪ 3.机械特性：在电机能量转换过程中涉及电磁力矩及相应的转速问题， 二者关系n＝f(T)为电机的机械特性；
▪ 4.损耗：在能量转换中存在各种损耗，主要有铜损和铁损。
电学、磁学和动力学原理的综合运用
▪ 1.直流和交流电路原理 ▪ 2.磁路定律 ▪ 3.电磁关系 ▪ 4.电、磁和力的关系 ▪ 5.力学定律 ▪ 6.能量转换和守恒定律 ▪ 7.材料的特性
7. 材料特性
▪ 分析铁磁材料的磁化 ▪ 磁效应：电荷运动产生磁场 ▪ 磁畴：铁磁材料中有相同磁场方向的原子组成的磁体 ▪ 磁化：铁磁材料在外磁场作用下产生磁性
材料特性
真空的磁导率：0 4 10-7
相对磁导率：r / 0
H/m
磁化曲线、磁滞现象
剩磁
非铁磁材料
矫顽力
材料特性
磁滞回线
B f (H)
《电机原理及拖动》 第4版
配套电子课件
电机原理及拖动
课程介绍
教材：《电机原理及拖动》主编 彭鸿才 学时：32学时 实验：16学时 成绩：平时成绩（点名、测验、作业）＋实验成绩
＋考试成绩（考查课成绩组成：30%（平时） +20%（实验）+50%（课程综述或专题论述大作业）） 主讲人：边春元
课程介绍