电机与拖动技术完整版课件全套ppt教学教程

第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
1888年多里沃多勃罗沃尔斯提出了三相制，并制成了三相感应电动机， 奠定三相电路和三相电机的基础。此后三相交流电迅速地发展起来到20世纪初 ，各种三相交流电动机均已设计制造成功。进入20世纪以后，人们在降低电机 成本，减小电机尺寸，提高电机性能,选用新型电磁材料，改进电机生产工艺等 方面进行了大量工作，使现代电机与上世纪初的电机有很大差别。
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（1）课程在专业中的作用和任务 本课程是机电一体化专业基础课程。是将电机学、电力拖动和控制电机 等课程有机结合而成的一门课。本课程的任务是使学生掌握直流电机、变压 器、交流电机及控制电机的基本理论、主要结构、性能及应用。掌握电力拖 动系统的运行特性，电机及拖动系统的选择，分析计算及实验方法。掌握各 种控制电机的类别、构造及特点，各种控制电机在自动控制系统中的应用及 发展方向。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
关于应用各种电动机拖动各种生产机械的电力拖动技术，其发展也是 有个过程的。最初电动机拖动生产机械是通过天轴实现的，就是用一台电 动机通过天轴及机械传动系统拖动一组生产机械，称为成组拖动。它的能 量损耗大，生产效率低，劳动条件差，而且容易出事故。一旦电动机发生 故障，则成组的生产机械将停车，甚至整个车间的生产可能停顿。这种陈 旧、落后的拖动技术现在己经淘汰了。
我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整 体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮 发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研 究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高 ，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完 成的快速复杂的精巧工作。
新世纪应用型高等教育教材编审委员会
电机与拖动技术
DIANJI YU TUODONG JISHU
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用 1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标 1.3电机理论中的基本知识点 1.4电机及拖动基础中常用的定律 1.5电机与拖动系统的MATLAB仿真技术
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
首先， 要求学生清楚机械实物的具体结构；弄清电机内主要电磁物理 量的特性及相互关系，并能用方程式、相量图和等效电路这三种主要方式表 示它；要能运用这些特性和关系结合具体条件对电机的稳态运行进行初步的 分析。这也是本课程的主要任务或总体要求。
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（2）课程目标 本课程是一门用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题的课程 。在电机运行中，电机内同时存在电、磁、力的相互作用。因此本课程的目 标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体 结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计 算方法，培养学生运算能力。 要求学生重视在教学过程中安排的实验、实 习，包括参观电机厂等实践教学环节。 具体要求是：
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
1802年奥斯特发现了电流在磁场中受力的物理现象，随后由安培对这 种现象进行了科学的总结，发现了磁路定律及全电流定律。在此基础上人们 在实验室里制成了直流电动机的模型。1831年法拉第发现了电磁感应定律 ，为生产制造各种发电机提供了依据。随后制成了直流发电机，替换了价格 昂贵的电池，为直流电动机的广泛应用提供了电源。可见在电机与电力拖动 发展史上首先得到应用的是直流电机。1871年凡麦尔发明了交流发电机， 1878年亚布洛契可夫用交流发电机和变压器发明的照明装置供电，1885 年意大利物理学家费拉利斯发现了两相电流可以产生旋转磁场，一年以后费 拉利斯和在美国的坦斯拉几乎同时制成了两相感应电动机的模型。
从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系 统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动 机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机 与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
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第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配 、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不 开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电 机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转 换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场 合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的 生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作， 它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为： 按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速 分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。
30年代起，开始发展采用多电动机拖动系统，即一台生产机械中的每 一个工作结构分别由一台电动机拖动，这样不仅大大简化了生产机械的机械 结构，而且可以使每一工作结构各自采用最合理的运动速度，进一步提高生 产效率。目前较大型的生产机械如龙门刨床、摇臂钻、铣床等，都是采用多 电动机拖动系统。
生产的发展，对拖动系统又提出更高的要求，如要求提高加工的精度和 工作的速度，要求快速启动、制动和逆转，实现很宽范围内的调速及整个生 产过程的自动化等，这就需要有一整套自动控制设备组成自动化的电力拖动 系统。而这些高要求的拖动系统随着自动控制理论的不断发展，半导体器件 和电力电子技术的采用，以及数控技术和计算机技术的发展与采用，正在不 断地完善和提高。