电机学课件PPT
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电机基础PPT课件
电机的轴承与转子
轴承
轴承是电机中用于支撑转子的部件，通常由润滑油润滑，以减少摩擦和磨损。 轴承的种类和规格根据电机的类型和应用而有所不同。
转子
转子是电机中的可旋转部分，通常由金属材料制成。转子装在轴承上，并由轴 承支撑和旋转。转子中包含了电机的绕组和铁芯，这些元件共同作用产生磁场 和驱动力。
04
在电机中，电能通过电流在磁 场中产生转矩，驱பைடு நூலகம்转子旋转， 将电能转换为机械能。
同时，在电机运行过程中，部 分电能会以热能的形式散失， 这是电机能量转换不可避免的 损失。
03
CHAPTER
电机的基本结构
电机的外壳与支撑结构
电机外壳
电机外壳是电机的外部结构，通常由 钢板制成，用于保护电机内部元件免 受外部环境的影响。外壳还起到支撑 和固定电机的作用。
支撑结构
电机的支撑结构包括底座、轴承座等 部件，用于支撑电机的重量并确保电 机在运行时的稳定性。
电机的绕组与铁芯
绕组
绕组是电机的一个重要组成部分，由绝缘导线绕制而成，通 常缠绕在电机的铁芯上。绕组的作用是产生磁场，从而驱动 电机的转子旋转。
铁芯
铁芯是电机中的另一个重要组成部分，通常由硅钢片叠压而 成。铁芯的作用是导磁，帮助绕组产生更强的磁场。
步提升。
02
CHAPTER
电机的基本原理
电机的工作原理
电机的工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律，通过磁场和电流相互作用产生 转矩，使电机旋转。
电机内部主要包括定子和转子两部分，定子产生固定磁场，转子在定子中旋转，产 生感应电流，感应电流与定子磁场相互作用产生转矩，驱动电机旋转。
电机的旋转方向取决于电流的相序和方向，通过改变电流的相序或方向可以改变电 机的旋转方向。
《电机学完整》课件
直流电机控制精度高，响应速度快，适用于需要精确控制速度的场合。
直流电机控制精度高，响应速度快，因此适用于需要精确控制速度的场合，如数控机床、机器人等。同时，直流电机也具有较好的过载能力和启动性能。
总结词
通过改变交流电机的输入电源频率、电压或相位，实现对交流电机启动、制动、调速的目的。
总结词
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，适用于大规模生产和应用。
交流电机是指输入交流电能，输出机械能的电机。
根据工作原理的不同，交流电机可以分为异步电机和同步电机两大类。
交流电机具有结构简单、维护方便、可靠性高等优点，因此在电力、冶金、化工等领域得到广泛应用。
电机的运行原理
直流电机的基本结构
01
直流电机由定子和转子组成，定子包括主磁极和励磁绕组，转子包括电枢绕组和换向器。
专业保养
可能是电源问题、电机内部故障或负载过大。需要检查电源、电机和负载情况，找出具体原因并解决。
启动困难
可能是电机过载、通风不良或润滑不足。需要检查电机的运行状态、通风情况以及润滑情况，找出具体原因并解决。
过热
可能是电机内部有故障、轴承损坏或机械不平衡作原理
02
当直流电流通过励磁绕组时，主磁极产生磁场；当电枢绕组中有电流通过时，受到磁场的作用而产生电磁转矩，从而使转子转动。
直流电机的调速与控制
03
通过改变输入到电枢绕组的电流大小或方向，可以调节直流电机的转速或转向。
交流电机分为异步电机和同步电机，异步电机主要由定子和转子组成，同步电机还包括励磁绕组和集电环。
详细描述
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，因此在大规模生产和应用中得到广泛应用。同时，交流电机也具有较高的效率和可靠性。
直流电机控制精度高，响应速度快，因此适用于需要精确控制速度的场合，如数控机床、机器人等。同时，直流电机也具有较好的过载能力和启动性能。
总结词
通过改变交流电机的输入电源频率、电压或相位，实现对交流电机启动、制动、调速的目的。
总结词
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，适用于大规模生产和应用。
交流电机是指输入交流电能，输出机械能的电机。
根据工作原理的不同，交流电机可以分为异步电机和同步电机两大类。
交流电机具有结构简单、维护方便、可靠性高等优点，因此在电力、冶金、化工等领域得到广泛应用。
电机的运行原理
直流电机的基本结构
01
直流电机由定子和转子组成，定子包括主磁极和励磁绕组，转子包括电枢绕组和换向器。
专业保养
可能是电源问题、电机内部故障或负载过大。需要检查电源、电机和负载情况，找出具体原因并解决。
启动困难
可能是电机过载、通风不良或润滑不足。需要检查电机的运行状态、通风情况以及润滑情况，找出具体原因并解决。
过热
可能是电机内部有故障、轴承损坏或机械不平衡作原理
02
当直流电流通过励磁绕组时，主磁极产生磁场；当电枢绕组中有电流通过时，受到磁场的作用而产生电磁转矩，从而使转子转动。
直流电机的调速与控制
03
通过改变输入到电枢绕组的电流大小或方向，可以调节直流电机的转速或转向。
交流电机分为异步电机和同步电机，异步电机主要由定子和转子组成，同步电机还包括励磁绕组和集电环。
详细描述
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，因此在大规模生产和应用中得到广泛应用。同时，交流电机也具有较高的效率和可靠性。
电机学学习课件教学课件PPT直流电动机
Electrical Machinery
一、基本方程式
（1）电流方程 （2）电势平衡式
I I f Ia
U
I
Te,n
If Ia
Ea Ra
Rf
电枢回路： U Ea Ia (Ra R )
励磁回路：
U I f Rf
U > Ea
重要的转速公式
n U Ia (Ra R ) Ce
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
人为特性的几点补充
（1）考虑电枢反应时，会使机械特性上翘。影响稳定 性。通过补偿绕组改善。
（2）机械特性的确定。特殊点（n0，0），（nN，TN)
（3）通过电机的数据铭牌估算机械特性
n0
UN Ce N
,
Ce N
EaN nN
UN
I N Ra nN
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Te CT
Ra
n
U Ce
Ra CeCT 2
Te
n
可得
Ra CeCT 2
机械特性是稍下降的直线， 计及饱和， 成为水平或上翘。
Te
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
硬特性:从并励电动机转速随所需电磁转矩的增加而 稍有变化。
Electrical Machinery
电枢回路串电阻的人为机械特性
电枢串电阻人为特性的特点： （1）理想空载转速n0与固有机械特性的n0相同；
一、基本方程式
（1）电流方程 （2）电势平衡式
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电枢回路： U Ea Ia (Ra R )
励磁回路：
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重要的转速公式
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School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
人为特性的几点补充
（1）考虑电枢反应时，会使机械特性上翘。影响稳定 性。通过补偿绕组改善。
（2）机械特性的确定。特殊点（n0，0），（nN，TN)
（3）通过电机的数据铭牌估算机械特性
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School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
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机械特性是稍下降的直线， 计及饱和， 成为水平或上翘。
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School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
硬特性:从并励电动机转速随所需电磁转矩的增加而 稍有变化。
Electrical Machinery
电枢回路串电阻的人为机械特性
电枢串电阻人为特性的特点： （1）理想空载转速n0与固有机械特性的n0相同；
电机学课件ppt
电感方程
描述电机内部电感与电流的关 系。
磁路方程
磁通方程
描述电机内部磁通与磁动势的 关系。
磁动势方程
描述电机内部磁动势与电流的 关系。
磁阻方程
描述电机内部磁阻与磁通的关 系。
磁场强度方程
描述电机内部磁场强度与磁通 的关系。
机械方程
力矩方程
描述电机内部力矩与转速的关系。
转速方程
描述电机内部转速与电流的关系。
直时，电磁转矩为零。
03
直流电机的调速特性
直流电机的转速与电枢电压成正比，与电枢电阻成反比。通过调节电枢
电压或电枢电阻，可以改变直流电机的转速。
交流电机的性能分析
交流电机的基本结构
交流电机根据结构可以分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式电机定子由定子铁心和三相绕组 组成，转子由转子铁心和转子绕组组成。绕线式电机定子由定子铁心、三相绕组和机座组 成，转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。
数字控制器的优缺点
该方法具有精度高、调试方便等优点，但也存在响应速度较慢、硬件成本高等缺点。
智能控制方法
基于人工智能的控制方法
利用神经网络、模糊控制等人工智能技术， 实现对电机的控制。
智能控制器的优缺点
该方法具有自适应性、鲁棒性好等优点，但 也存在算法复杂度高、难以实现等问题。
CHAPTER 06
直流电机的性能分析
01
直流电机的基本结构
直流电机的结构与交流电机类似，包括定子和转子。定子包括机座、端
盖、电枢铁心、电枢绕组等部分，转子包括转轴、换向器、电枢铁心、
电枢绕组等部分。
02
直流电机的电磁转矩
直流电机的电磁转矩是由电枢电流和磁通相互作用产生的。当电枢电流
电机学第2章直流电机课件
2.直流电机的基本结构
图2-5 电枢上装有6个线圈 (11′到66′)的情况
2.直流电机的基本结构
图2-7 直流电机剖面图
2.直流电机的基本结构
图2-8 主磁极
2.直流电机的基本结构
图2-9 电枢铁心
2.直流电机的基本结构
图2-10 电枢线圈
2.直流电机的基本结构
图2-12 换向器
3.励磁方式
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
图2-42 并励电动机的机械特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-43 串励电动机的接线图
3.串励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-44 串励电动机的工作特性
图2-14 直流电机的励磁方式 a)他励式 b)并励式 c)串励式 d)复励式
4.直流电机的额定值
(1)额定功率PN 指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机 的输出功率，用千瓦(kW)表示。 (2)额定电压UN 指额定状态下电枢出线端的电压，以伏(V)表 示。 (3)额定电流IN 指电机在额定电压下运行、输出功率为额定功 率时，电机的线电流，以安(A)表示。 (4)额定转速nN 指额定状态下运行时转子的转速，以转/分(r/mi n)表示。
2.单叠绕组
2.单叠绕组
图2-19 单叠绕组展开图(2p=4,S=K= =16)
2.单叠绕组
图2-20 图2-19所示瞬间电枢绕组的电路图
3.单波绕组
3.单波绕组
图2-21 单波绕组的展开图(2p=4, =S=K=15) a)部分展开图 b)全部展开图
3.单波绕组
电机学绪论ppt
课程特点和学习方法建议
(7)科学实验是研究电机的一种重要方法，所以要 重视实验。实验要2~3人一组，自己动手去做，并在理
(8)要经过听课、课后复习、做习题、再复习，做 实验、写实验报告、再复习，从理论到实践、从实践 到理论的多次反复，才能逐步掌握课程内容，使学到 的知识逐步巩固起来。
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能， 再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内 部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一
(2)导出电机的运动方程 运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和 转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生 的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和 动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来， 这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
绪论
电机在国民经济中的作用 电机发展简史 我国电机工业发展概况 电机的分析方法 本课程的任务 课程特点和学习方法建议
电机在国民经济中的作用
电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机 械装置。就能量转换的功能来看，电机可分为发电机 和电动机两大类。
发电机用以把机械能转换为电能。在发电站中， 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械 能，然后通过发电机把机械能转换为电能，再经输、 配电网络送往各种场合供公众使用。
我国电机工业发展概况
从仿制阶段到自行设计阶段一直到研究、创新阶段， 经过50年的努力，我国已经建立起自己的电机工业体系， 有了统一的国家标准和统一的产品系列，建立了全国性 的研究实验基地和研究、工程技术人员队伍。
在大型交、直流电机方面，研制成功2×5000kW 的直流电动机，4700kW的直流发电机和42MW的同步 电动机。
课程特点和学习方法建议
(3)注意推导基本公式(电动势公式，电磁转矩公式， 磁动势公式)和基本方程时有哪些假定，使推导得以合 理简化；推导时应用了哪些基本电磁定律和力学定律， 哪些原理、理论和方法。重要的公式和方程要自己独立 地推导一遍，找出其中的关键点。总之，在基本理论、 基本方法和基本概念上，要花大气力去钻研。
《电机学课件》PPT课件
• 难点：电磁关系，磁动势，旋转磁场。
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
• 参考书：汪国梁主编《电机学》
05.12.2020
.
12
《电机学》（二）课程简介
• 课程名称： 中文名称：电机学（二） • 英文名称：Electrical Machinery （Part 2） • 教学对象：电气工程类专业、本科 • 课程定位：《电机学》是本专业的一门主要技
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
•
Stephen J.Chapman, Electric Machinery
Fundamentals, McGRAW-HILL International
Editions
• 参考书：汪国梁主编《电机学》 返回
05.12.2020
.
15
变压器图片、图形、动画
变压器的空载运行 变压器运行特性 三绕组变压器 三绕组变压器向量图 变压器外特性 TR三次谐波磁通路径 YYN变压器组中性点浮动 三相变压器组铁芯磁通波形 相量图
变压器参数测定 变压器暂态运行 自耦变压器 互感器 对称分量合成 变压器并联运行 T形电路 三相变压器
05.12.2020
术基础课，定位为：
* 电气工程的基础 * 电力系统的核心
• 课程特点：课程特点是概念多、理论性强，与 工程联系密切。
05.12.2020
.
13
《电机学》（二）课程简介
主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构， 工作原理、运行等到方面的内容。具体为：
❖同步电机的基本理论与运行特性 ❖同步发电机在大电网上运行 ❖同步发电机不对称运行 ❖同步发电机的突然短路。
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
• 参考书：汪国梁主编《电机学》
05.12.2020
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12
《电机学》（二）课程简介
• 课程名称： 中文名称：电机学（二） • 英文名称：Electrical Machinery （Part 2） • 教学对象：电气工程类专业、本科 • 课程定位：《电机学》是本专业的一门主要技
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
•
Stephen J.Chapman, Electric Machinery
Fundamentals, McGRAW-HILL International
Editions
• 参考书：汪国梁主编《电机学》 返回
05.12.2020
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15
变压器图片、图形、动画
变压器的空载运行 变压器运行特性 三绕组变压器 三绕组变压器向量图 变压器外特性 TR三次谐波磁通路径 YYN变压器组中性点浮动 三相变压器组铁芯磁通波形 相量图
变压器参数测定 变压器暂态运行 自耦变压器 互感器 对称分量合成 变压器并联运行 T形电路 三相变压器
05.12.2020
术基础课，定位为：
* 电气工程的基础 * 电力系统的核心
• 课程特点：课程特点是概念多、理论性强，与 工程联系密切。
05.12.2020
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13
《电机学》（二）课程简介
主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构， 工作原理、运行等到方面的内容。具体为：
❖同步电机的基本理论与运行特性 ❖同步发电机在大电网上运行 ❖同步发电机不对称运行 ❖同步发电机的突然短路。
《电机学课件》课件
电机利用磁场与电流之间 的相互作用来产生旋转力。
电机的种类和工作原理
直流电机
直流电机通过直流电源提供电 流，可实现精确控制和调速。
交流电机
交流电机利用交流电源提供电 流，有许多种不同的类型和工 作原理。
步进电机
步进电机是一种特殊的电机， 可以实现精确的位置控制。
电机的控制方法
1
直接启动
最简单的电机控制方法，直接将电源连接到电机启动。电机，通过改变电路连接方式来减小起动电流。
3
变频调速
通过改变输入电压和频率来实现电机的调速控制。
电机的特性与参数
扭矩
效率
电机扭矩是电机输出力矩的大小， 决定了电机的动力性能。
电机效率是指电机的输出功率与 输入功率之比，衡量了电机的能 量利用效率。
转速
电机转速是指电机旋转的速度， 通常以转/分钟来表示。
电机学课件
本PPT课件将为您介绍电机学的基础知识，包括电机的种类和工作原理，控制 方法，特性与参数，应用领域，发展趋势。最后进行总结和回顾。
电机的基础知识
1 电机的定义
电机是将电能转化为机械 能的设备，广泛应用于各 个领域。
2 电机的组成
电机由定子、转子、电磁 铁、轴等部件组成。
3 电机的工作原理
电机的应用领域
工业
电机广泛应用于工业自动化设备、机械制造等领 域。
家电
电机在家庭电器中的应用，如洗衣机、冰箱等。
交通
电机在交通工具中的应用，如电动汽车、电动自 行车等。
能源
电机在能源领域的应用，如风力发电机、太阳能 光伏系统等。
电机的发展与趋势
1
高效能
电机的效率不断提高，节能环保成为发展的重要方向。
电机的种类和工作原理
直流电机
直流电机通过直流电源提供电 流，可实现精确控制和调速。
交流电机
交流电机利用交流电源提供电 流，有许多种不同的类型和工 作原理。
步进电机
步进电机是一种特殊的电机， 可以实现精确的位置控制。
电机的控制方法
1
直接启动
最简单的电机控制方法，直接将电源连接到电机启动。电机，通过改变电路连接方式来减小起动电流。
3
变频调速
通过改变输入电压和频率来实现电机的调速控制。
电机的特性与参数
扭矩
效率
电机扭矩是电机输出力矩的大小， 决定了电机的动力性能。
电机效率是指电机的输出功率与 输入功率之比，衡量了电机的能 量利用效率。
转速
电机转速是指电机旋转的速度， 通常以转/分钟来表示。
电机学课件
本PPT课件将为您介绍电机学的基础知识，包括电机的种类和工作原理，控制 方法，特性与参数，应用领域，发展趋势。最后进行总结和回顾。
电机的基础知识
1 电机的定义
电机是将电能转化为机械 能的设备，广泛应用于各 个领域。
2 电机的组成
电机由定子、转子、电磁 铁、轴等部件组成。
3 电机的工作原理
电机的应用领域
工业
电机广泛应用于工业自动化设备、机械制造等领 域。
家电
电机在家庭电器中的应用，如洗衣机、冰箱等。
交通
电机在交通工具中的应用，如电动汽车、电动自 行车等。
能源
电机在能源领域的应用，如风力发电机、太阳能 光伏系统等。
电机的发展与趋势
1
高效能
电机的效率不断提高，节能环保成为发展的重要方向。
电机学课件ppt课件
ppt精选版
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暂时 T > TL
26
3.减小 调速的特点：
（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调， 受机械本身强度所限，n不能太高。
（2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多）， 调节控制方便。
ppt精选版
27
二、改变电枢电压调速
1.特性曲线
nn0 n 其中
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U
K
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他励
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即：nn0 n
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T
nn0 n 其中
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T
n0： 理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作 时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
T
If的调节有两种情况：
• Rf If n ，但在额定情况下， 已接 近饱和，If 再加大，对 影响不大，所以这种增加
磁通的办法一般不用。
• Rf If n ，减弱磁通是常用的调速方
法。
概念：改变磁通调速的方法—
减小磁p通pt精，选版n只能上调。
24
2.特性的变化
的电流过大。
M
Uf
制动
ppt精选版
38
（2）能耗制动 — 电枢断电后立即接入一个电阻。
电机学课件
该式表明：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁压 降的代数和，这就是磁路的基尔霍夫第二定律。
绪论
4.磁路的欧姆定律
Φ F iN Rm Rm
式中
Rm
l μS
二、常用的铁磁材料及其特性
1.高导磁性
μ0 4 107 H/m （2000 ~ 6000）0
2.磁化特性
B Φ μ iN μ F μH
3.磁滞特性
将铁磁材料进行周期性磁化，B和H之间的变化关系就会变 成如图中曲线中abcdefa所示-----磁滞回线
同一铁磁材料在不同的磁场强度值下有不同的磁滞回线，如 图所示。将各磁滞回线的顶点连接起来，所得的曲线称为基本 磁化曲线。
4. 磁滞损耗和涡流损耗
在交流磁路中，磁场强度的大小和方向不断变化，铁磁材 料磁化方向反复变化，使磁畴方向也不断来回排列。磁畴彼此 之间摩擦引起的损耗，称为磁滞损耗。
交变的磁通也能在铁心中感应电动势，并引起环流。这些环 流在铁心内部围绕磁通作涡流状流动，称为涡流，涡流在铁心 中引起的损耗，称为涡流损耗。
磁滞损耗和涡流损耗，总称为铁心损耗
pFe CFe Bm2 f 1.3G
为了减少铁心损耗,电机的铁心均采用0.35~0.5毫米厚、两 面涂有绝缘漆的硅钢片迭成,
ห้องสมุดไป่ตู้
Sl
l
分析:利用磁畴分析
因为在它内部存在着许多很 小的天然磁化区，称为磁畴 .
铁磁物质未放入磁场之前，磁畴杂乱无章地排列着，磁效 应互相抵消，对外部不呈磁性
将铁磁物质放入磁场，在外磁场作用下，磁畴的极性将趋 于同一方向，由此形成一个附加磁场，叠加在外磁场上，磁畴 所产生的附加磁场将比非铁磁物质在同一磁场强度下所激励的 磁场强得多，使铁磁材料内磁场大为增强。当磁畴全部沿外磁 场方向排列后，即使外磁场再增加，铁磁材料内磁场几乎不再 增加，即进入磁饱和状态。
绪论
4.磁路的欧姆定律
Φ F iN Rm Rm
式中
Rm
l μS
二、常用的铁磁材料及其特性
1.高导磁性
μ0 4 107 H/m （2000 ~ 6000）0
2.磁化特性
B Φ μ iN μ F μH
3.磁滞特性
将铁磁材料进行周期性磁化，B和H之间的变化关系就会变 成如图中曲线中abcdefa所示-----磁滞回线
同一铁磁材料在不同的磁场强度值下有不同的磁滞回线，如 图所示。将各磁滞回线的顶点连接起来，所得的曲线称为基本 磁化曲线。
4. 磁滞损耗和涡流损耗
在交流磁路中，磁场强度的大小和方向不断变化，铁磁材 料磁化方向反复变化，使磁畴方向也不断来回排列。磁畴彼此 之间摩擦引起的损耗，称为磁滞损耗。
交变的磁通也能在铁心中感应电动势，并引起环流。这些环 流在铁心内部围绕磁通作涡流状流动，称为涡流，涡流在铁心 中引起的损耗，称为涡流损耗。
磁滞损耗和涡流损耗，总称为铁心损耗
pFe CFe Bm2 f 1.3G
为了减少铁心损耗,电机的铁心均采用0.35~0.5毫米厚、两 面涂有绝缘漆的硅钢片迭成,
ห้องสมุดไป่ตู้
Sl
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分析:利用磁畴分析
因为在它内部存在着许多很 小的天然磁化区，称为磁畴 .
铁磁物质未放入磁场之前，磁畴杂乱无章地排列着，磁效 应互相抵消，对外部不呈磁性
将铁磁物质放入磁场，在外磁场作用下，磁畴的极性将趋 于同一方向，由此形成一个附加磁场，叠加在外磁场上，磁畴 所产生的附加磁场将比非铁磁物质在同一磁场强度下所激励的 磁场强得多，使铁磁材料内磁场大为增强。当磁畴全部沿外磁 场方向排列后，即使外磁场再增加，铁磁材料内磁场几乎不再 增加，即进入磁饱和状态。
电机学完整版分解课堂PPT
铁磁材料的磁导率要比非铁磁材料大得多。
铁磁材料的磁导率μFe不是常数。
2
《
37
2、磁化曲线
磁化曲线定义：将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化， 当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大， 得到曲线B=f(H)。
2
《
38
分析磁化曲线，分四段
在oa段：当H增大→B增大，但B 增大速度较慢
1
※ 电机学课程的特点 ① 综合性 ② 实际性 ③ 统一性
2
《
2
※ 电机学的基本分析方法
方程式、相量图和等效电路的分析方法 归算算法 ——标么制 凸极处理法——凸极隐极 对称分量法——不对称 实验分析法——实验 ……
2
《
3
※ 怎样学好电机学
认真听课
精读教材 熟练掌握基本电磁规律
2
《
57
☺ 磁路 磁通所通过的路径。
主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以 绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁 通。
漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间， 还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。
2
《
主磁通
N
i
A,l
u
2
《
48
全电流定律 H dl i l
H l Ni
i H l N
电源供给线圈的瞬时功率 p ui
电磁感应定律 u e N d
dt
＝BA
p ui N d i NA dB Hl VH dB
dt
dt N
dt
2
《
49
建立交变磁通、克服磁畴回转所需要的瞬时功率p
电机学PPT课件-直流电动机
3
机电一体化设计
结合机械、电子、信息等多学科知识，进行直流 电动机的优化设计，实现高效、紧凑、可靠的设 计目标。
THANKS
感谢观看
电动车与新能源汽车
随着电动车和新能源汽车的普及，直流电动机作为动力源将得到 更广泛的应用。
智能家居与家电
直流电动机在智能家居和家电领域的应用将不断拓展，如智能吸 尘器、电动窗帘等。
直流电动机的创新研究
1 2
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺，提高直流电动机的性 能和可靠性。
控制策略优化
研究先进的控制算法和策略，提高直流电动机的 响应速度和稳定性。
电机学ppt课件-直 流电动机
目录
• 直流电动机简介 • 直流电动机的特性 • 直流电动机的控制 • 直流电动机的常见故障与维护 • 直流电动机的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
直流电动机简介
直流电动机的基本结构
定子
固定部分，包括主磁极和换向器。
转子
旋转部分，由导电的电枢绕组和铁芯组成。
换向器
大。
转矩与磁通关系
02
在一定范围内，转矩与磁通成正比。但当磁通增加到一定程度
时，转矩增加趋缓。
转矩与转速关系
03
在一定转速范围内，转矩与转速成反比。转速越高，转矩越小
。
直流电动机的机械特性
机械特性方程
直流电动机的机械特性方 程表示了电动机的转速、 转矩和电源电压之间的关 系。
固有机械特性
固有机械特性是指在一定 励磁电流和电枢电压下的 机械特性。
当电机发生缺相故障时，自动切断电源，防 止电机因缺相而损坏。
04
CATALOGUE
《电机学完整》课件
近年来，随着电力电子技术、控制理 论和信息技术的发展，电机学不断涌 现出新的理论和技术，如永磁同步电 机、开关磁阻电机和智能电机等。
02
电机类型与工作原理
Chapter
直流电机
直流电机是指依据电磁感应定律实现 电能转换或传递的一种电磁装置。
直流电机有定子和转子两大部分组成 ，定子上有励磁绕组，转子上有励磁 极，励磁极上有铁心。
未来电机技术的前景展望
新型电机材料
随着新材料技术的发展，新型电机材料如碳纤维、纳米材料等将为 电机的发展带来新的机遇和挑战。
数字化电机
数字化电机的应用将进一步提高电机的性能和可靠性，实现更加智 能化的控制和管理。
新能源电机
随着新能源技术的不断发展，新能源电机如太阳能电机、风力电机等 将得到广泛应用，为可再生能源的开发利用提供有力支持。
集成化
集成化电机能够减小体积、降低 成本，提高电机的可靠性和稳定 性，满足各种小型化设备的需求 。
01 02 03 04
智能化
随着人工智能和物联网技术的发 展，电机的智能化成为新的发展 方向，能够实现远程监控、故障 诊断等功能。
可持续性
随着环保意识的提高，电机的可 持续性发展成为重要挑战，需要 研发更加环保、节能的电机技术 。
步进电机有多种类型，如永磁式、反应式和混合式等， 每种类型都有其特点和适用范围。
步进电机的工作原理基于磁阻效应，即当磁场改变方向 时，铁心会因为磁阻的变化而产生旋转力矩。
步进电机的转速与输入脉冲频率和电机极数有关，可以 通过调节输入脉冲频率来控制电机的旋转速度。
03
电机设计与制造
Chapter
电机设计基础
01
03
交流电机的转速与电源频率、磁极对数和电机极数有 关，其计算公式为：n=60f/p，其中f为电源频率，p
02
电机类型与工作原理
Chapter
直流电机
直流电机是指依据电磁感应定律实现 电能转换或传递的一种电磁装置。
直流电机有定子和转子两大部分组成 ，定子上有励磁绕组，转子上有励磁 极，励磁极上有铁心。
未来电机技术的前景展望
新型电机材料
随着新材料技术的发展，新型电机材料如碳纤维、纳米材料等将为 电机的发展带来新的机遇和挑战。
数字化电机
数字化电机的应用将进一步提高电机的性能和可靠性，实现更加智 能化的控制和管理。
新能源电机
随着新能源技术的不断发展，新能源电机如太阳能电机、风力电机等 将得到广泛应用，为可再生能源的开发利用提供有力支持。
集成化
集成化电机能够减小体积、降低 成本，提高电机的可靠性和稳定 性，满足各种小型化设备的需求 。
01 02 03 04
智能化
随着人工智能和物联网技术的发 展，电机的智能化成为新的发展 方向，能够实现远程监控、故障 诊断等功能。
可持续性
随着环保意识的提高，电机的可 持续性发展成为重要挑战，需要 研发更加环保、节能的电机技术 。
步进电机有多种类型，如永磁式、反应式和混合式等， 每种类型都有其特点和适用范围。
步进电机的工作原理基于磁阻效应，即当磁场改变方向 时，铁心会因为磁阻的变化而产生旋转力矩。
步进电机的转速与输入脉冲频率和电机极数有关，可以 通过调节输入脉冲频率来控制电机的旋转速度。
03
电机设计与制造
Chapter
电机设计基础
01
03
交流电机的转速与电源频率、磁极对数和电机极数有 关，其计算公式为：n=60f/p，其中f为电源频率，p
《电机学完整》课件
电机学的基本概念
1 磁场原理
探索磁场与电机运行之间 的基本原理和相互作用。
2 电磁感应
讲解电磁感应的理论，以 及在电机中的应用和重要 性。
3 电机构造
介绍电机的基本构造和要 素，以及它们对电机性能 的影响。
电机学的主要原理
1
法拉第定律
解释法拉第定律对电机运行和电流感应的重要作用。
2
楞次定律
阐述楞次定律对电机的运行和电流方向的影响。
3
电机磁场理论
讲解电机磁场的形成原理和对电机转动的作用。
电机类型及分类
交流电机
介绍交流电机的原理、方法和应用场景。
步进电机
解析步进电机的特点、驱动方式和应用范围。
异步电机
讲述异步电机的原理、构造和广泛应用领域。
电机的工作原理
电动机 发电机 变压器
将电能转化为机械能的装置。 将机械能转化为电能的装置。 通过电磁感应原理转换电压大小的装置。
电机的应用领域
工业自动化
电机在生产线上的运用，提高 生产效率和质量。
交通运输
电机在交通工具中的应用，驱 动车辆和运输设备。
可再生能源
电机在风力发电、太阳能发电 等领域的应用。
总结与展望
回顾电机学的主要内容，并展望电机学在未来的发展和应用前景。
《电机学完整》PPT课件
电机学完整的PPT课件，旨在分享电机学的基本概念、主要原理、类型及分类、 工作原理、应用领域、总结与展望等内容。
课程介绍
深入浅出
以易于理解的方式介绍电机 学的基本概念和原理。
实例演示
通过具体案例和实验演示， 展示电机在实际应用中的重 要性。
互动学习
通过互动问答和小组讨论， 增强学生对电机学的理解和 应用能力。
电机学-同步电机的基本知识和结构ppt课件
➢水轮发电机
转子
特点：转速低，转轴短粗，为凸极式转子。 作用：固定励磁绕组，产生励磁磁场。
定子
特点：固定定子绕组，由硅钢片叠成。 作用：感应电势，通过电流，实现机电能量转换。
同步电机的基本知识和结构
§7-4 同步电机的励磁方式
同步电机工作时必须供给励磁绕组直流电流，以便建立励磁磁场。 提供直流的电源及附属设备统称为励磁系统。获得励磁电流的方 法称为励磁方式。
励磁系统的形式很多，按照励磁系统和发电机的关系，可分为他 励式(separately excited)和自励式(self-excited)两类。
同步电机的基本知识和结构
§7-4 同步电机的励磁方式
一、他励式励磁系统 他励式励磁系统主要有下列几种。 1．直流励磁机励磁系统
if
If
L
Rf
A
K
～G V
同步电动机：PN是指轴上输出的有效机械功率，也用千瓦(kW) 或兆瓦(MW)来表示。对于同步调相机，则用线端的额定无功 功率来表示其容量。以千乏(kVAR)或兆乏(MVAR)为单位。
同步电机的基本知识和结构
§7-5 同步电机的额定值
➢额定电压UN 指在额定运行时电机定子三相线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。
Y
C
Y
C
A
.N
S
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n1
Z
B
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横截面图 凸极式
N
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X
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B
隐极式
同步电机的基本知识和结构
§7-2 同步电机的基本工作原理
➢同步发电机
作为发电机运行时，用一原动机拖动转
子旋转，转子励磁绕组中通入直流电，
Y
从而在气隙中产生一旋转的磁场，该磁
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欧姆定律Φ＝Um/Rm
磁路基本定律及计算方法
铁心磁路计算
是电机分析和设计过程中的一项重要工作
已知磁通确 定磁动势
已知磁动势 确定磁通
磁路基本定律及计算方法
1.串联磁路计算
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性
计算每段磁路的截面积和等效长度 根据给定磁通，确定每段磁路磁密 由磁密确定每段磁路的磁场强度
计算每段磁路的磁压降 由基尔霍夫第二定律计算磁动势
电机的分类
电机
静止的电气设备——变压器
直流电机
直流发电机 直流电动机
旋转电机 交流电机
同步电机 异步电机
同步发电机 同步电动机
异步发电机 异步电动机
电机类型
使用中的变压器
电动机
汽轮发电机组
水轮发电机
电能的生产、传输和分配
返回
驱动生产装置和机械
返回
控制系统和智能化装置的重要元件
返回
电机的作用
发电机、变压器
电能的生产、传输和分配 电
电动机
驱动生产机械和装置 机
控制系统和智能化装置的重要元件
控制电机
电机中的基本电磁定律
1.全电流定律
lHdlI
lH d l l'H d lI I 1 I2 I3
电机中的基本电磁定律
2.电磁感应定律
edNd
dt
dt
ddtdx t x
eNNv t x
第二类问题求解：给定磁动势大小，求磁通和磁密
假定一个磁通值，计算出相应得磁动势，迭代完成 假定一个磁通φ’
计算出磁动势F’
| FF' |
Y
'
重新假定φ’ N
磁路基本定律及计算方法
2.并联磁路计算
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性 计算每段磁路的截面积和等效长度
列出节点方程和电压方程求解 确定每段磁路磁密和磁场强度
变 压 器 电 动 势
运 动 电 动 势
电机中的基本电磁定律
msi nt
变 压
e N m co t E sm s(itn 9)0
器
电
动
势
E E 2 mN 2m2fN m4 .44 m fN
变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断
电机中的基本电磁定律
运动电动势
xb
l Bn()d
磁路和电路的比拟仅是一种数学形式上的 而不是物理本质的相似。
类似、
电路 电流I 电动势E 电压降IE 电阻R 电导g＝1/R 基尔霍夫第一定律Σi＝0
基尔霍夫第二定律ΣU＝Σe
欧姆定律I＝U/R
磁路 磁通Φ 磁动势F 磁压降ΦRm 磁阻Rm 磁导Λm=1/Rm 基尔霍夫第一定律ΣΦ＝0
基尔霍夫第二定律ΣHl＝ΣNI
2.铁磁0材4料的1磁07导H率/m 远大于
非导磁材料的磁导率
3.铁磁材料的磁导率在较大 范围内变化，铁磁材料是非 线性的
铁磁材料的特性
在外磁场的作用下，铁磁材料内部的磁筹重 新排列，使得内部磁效应不能抵消，因而在 宏观上对外显示磁性。
铁磁材料的特性
铁磁材料磁化过程
oa段：H较弱，B缓慢增加
ab段：H较强，B迅速增加 bc段：H继续加强，B增加 变慢（饱和段） c－段：H继续加强，B增 加缓慢（深度饱和段）
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
1.硅钢片的磁化曲线 2.铁心尺寸：
l0.3,m A 91 4 0 m 2 3.气隙尺寸：
0.51-04m
4.线圈砸数：N＝500 5.给定磁通：
9.910-4Wb
计算数据： 1.励磁磁动势F 2.励磁电流I
磁路基本定律及计算方法
将磁路分为铁心段和气隙段 l0.3,m A 91 4 0 m 2
A
2
i
N
1
1 2 3
3 1 2 3 0
0
磁路的基尔霍夫第二定律
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。
H d lN 1i1F 1H 1l1H 3l3
H1
B1/1
1
1A1
H3
B3/3
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F 1 11 A l1 1 33 A l3 3 1R m 1 3R m 3
x
B
e
eNvBnl(x)Bn(xb)
v
N vBln
电机中的基本电磁定律
3.电磁力定律
F d F i d lB
B
i
f
FBli
Ts FrBlir
Ts Nli1 r(B B 2)
M
Tem Tcj MNBliD j1
铁磁材料的特性
铁磁材料包括铁、钴、镍以及它们的合金
1.铁磁材料的导磁率
B
H
1.所有非导磁材料的磁导率 均为常数，接近真空磁导率
铁磁材料的特性
2.磁滞与磁滞损耗
磁滞损耗： phKhfBmV P18~19
铁磁材料的特性
3.涡流与涡流损耗
pw
K2
f 2d2Bm2V
12
铁磁材料的特性
4.交流铁心损耗
pFe p1/505f0Bm 2
公式中各量纲见P20
磁路基本定律及计算方法
欧姆定律
磁
l/N (Ai)R FmmF
路
基
基尔霍夫第一定律
Rm1
l1
1 A1
Rm3
l3
3 A 3
F 1 F 2 N 1 i 1 N 2 i 2 H 1 l 1 H 2 l 2 1 R m 1 2 R m 2
F N iH lR m
磁路基本定律及计算方法
磁路与电路的主要区别
电路 电阻率恒定 电压、电流线性 不存在饱和现象
磁路 导磁率变化 磁势、磁通非线性 有磁路饱和
电机学课件PPT
第一章 导论
1.电机的定义 2.电机的分类及作用 3.电机中的基本电磁关系 4.电机中的铁磁材料特性 5.磁路基本定律及计算方法 6.电机的机电能量转换过程 7. 总结
电机的定义
什么是 电机？
ห้องสมุดไป่ตู้
泛指所有实施电能 生产、传输、使用 和电能特性变换的 机械或装置
电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现 机电能量转换和信号传递与转换的装置
计算磁动势
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
本
0
定
律 基尔霍夫第二定律
F N iH l R m
磁路的欧姆定律
HdlHlNi
HB/ B/A
l/N (Ai)RFmmF
i
磁阻
Rm
l
A
N
A
磁导
m
1 Rm
A
l
磁路的基尔霍夫第一定律
定律内容: 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说， 进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)， 这就是磁通连续性定律。
0.l5 10-.03 4m,m A 91 4 0 m 2
B /A 1.1T 铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得：HFe493/m A
H B /0 1 . 1 / 4 1 7 0 8 . 7 1 5 5 A / 0 m
F H Fle H 58 .65 A IF/N 1.17A
磁路基本定律及计算方法
磁路基本定律及计算方法
铁心磁路计算
是电机分析和设计过程中的一项重要工作
已知磁通确 定磁动势
已知磁动势 确定磁通
磁路基本定律及计算方法
1.串联磁路计算
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性
计算每段磁路的截面积和等效长度 根据给定磁通，确定每段磁路磁密 由磁密确定每段磁路的磁场强度
计算每段磁路的磁压降 由基尔霍夫第二定律计算磁动势
电机的分类
电机
静止的电气设备——变压器
直流电机
直流发电机 直流电动机
旋转电机 交流电机
同步电机 异步电机
同步发电机 同步电动机
异步发电机 异步电动机
电机类型
使用中的变压器
电动机
汽轮发电机组
水轮发电机
电能的生产、传输和分配
返回
驱动生产装置和机械
返回
控制系统和智能化装置的重要元件
返回
电机的作用
发电机、变压器
电能的生产、传输和分配 电
电动机
驱动生产机械和装置 机
控制系统和智能化装置的重要元件
控制电机
电机中的基本电磁定律
1.全电流定律
lHdlI
lH d l l'H d lI I 1 I2 I3
电机中的基本电磁定律
2.电磁感应定律
edNd
dt
dt
ddtdx t x
eNNv t x
第二类问题求解：给定磁动势大小，求磁通和磁密
假定一个磁通值，计算出相应得磁动势，迭代完成 假定一个磁通φ’
计算出磁动势F’
| FF' |
Y
'
重新假定φ’ N
磁路基本定律及计算方法
2.并联磁路计算
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性 计算每段磁路的截面积和等效长度
列出节点方程和电压方程求解 确定每段磁路磁密和磁场强度
变 压 器 电 动 势
运 动 电 动 势
电机中的基本电磁定律
msi nt
变 压
e N m co t E sm s(itn 9)0
器
电
动
势
E E 2 mN 2m2fN m4 .44 m fN
变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断
电机中的基本电磁定律
运动电动势
xb
l Bn()d
磁路和电路的比拟仅是一种数学形式上的 而不是物理本质的相似。
类似、
电路 电流I 电动势E 电压降IE 电阻R 电导g＝1/R 基尔霍夫第一定律Σi＝0
基尔霍夫第二定律ΣU＝Σe
欧姆定律I＝U/R
磁路 磁通Φ 磁动势F 磁压降ΦRm 磁阻Rm 磁导Λm=1/Rm 基尔霍夫第一定律ΣΦ＝0
基尔霍夫第二定律ΣHl＝ΣNI
2.铁磁0材4料的1磁07导H率/m 远大于
非导磁材料的磁导率
3.铁磁材料的磁导率在较大 范围内变化，铁磁材料是非 线性的
铁磁材料的特性
在外磁场的作用下，铁磁材料内部的磁筹重 新排列，使得内部磁效应不能抵消，因而在 宏观上对外显示磁性。
铁磁材料的特性
铁磁材料磁化过程
oa段：H较弱，B缓慢增加
ab段：H较强，B迅速增加 bc段：H继续加强，B增加 变慢（饱和段） c－段：H继续加强，B增 加缓慢（深度饱和段）
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
1.硅钢片的磁化曲线 2.铁心尺寸：
l0.3,m A 91 4 0 m 2 3.气隙尺寸：
0.51-04m
4.线圈砸数：N＝500 5.给定磁通：
9.910-4Wb
计算数据： 1.励磁磁动势F 2.励磁电流I
磁路基本定律及计算方法
将磁路分为铁心段和气隙段 l0.3,m A 91 4 0 m 2
A
2
i
N
1
1 2 3
3 1 2 3 0
0
磁路的基尔霍夫第二定律
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。
H d lN 1i1F 1H 1l1H 3l3
H1
B1/1
1
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H3
B3/3
3
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F 1 11 A l1 1 33 A l3 3 1R m 1 3R m 3
x
B
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电机中的基本电磁定律
3.电磁力定律
F d F i d lB
B
i
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FBli
Ts FrBlir
Ts Nli1 r(B B 2)
M
Tem Tcj MNBliD j1
铁磁材料的特性
铁磁材料包括铁、钴、镍以及它们的合金
1.铁磁材料的导磁率
B
H
1.所有非导磁材料的磁导率 均为常数，接近真空磁导率
铁磁材料的特性
2.磁滞与磁滞损耗
磁滞损耗： phKhfBmV P18~19
铁磁材料的特性
3.涡流与涡流损耗
pw
K2
f 2d2Bm2V
12
铁磁材料的特性
4.交流铁心损耗
pFe p1/505f0Bm 2
公式中各量纲见P20
磁路基本定律及计算方法
欧姆定律
磁
l/N (Ai)R FmmF
路
基
基尔霍夫第一定律
Rm1
l1
1 A1
Rm3
l3
3 A 3
F 1 F 2 N 1 i 1 N 2 i 2 H 1 l 1 H 2 l 2 1 R m 1 2 R m 2
F N iH lR m
磁路基本定律及计算方法
磁路与电路的主要区别
电路 电阻率恒定 电压、电流线性 不存在饱和现象
磁路 导磁率变化 磁势、磁通非线性 有磁路饱和
电机学课件PPT
第一章 导论
1.电机的定义 2.电机的分类及作用 3.电机中的基本电磁关系 4.电机中的铁磁材料特性 5.磁路基本定律及计算方法 6.电机的机电能量转换过程 7. 总结
电机的定义
什么是 电机？
ห้องสมุดไป่ตู้
泛指所有实施电能 生产、传输、使用 和电能特性变换的 机械或装置
电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现 机电能量转换和信号传递与转换的装置
计算磁动势
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
本
0
定
律 基尔霍夫第二定律
F N iH l R m
磁路的欧姆定律
HdlHlNi
HB/ B/A
l/N (Ai)RFmmF
i
磁阻
Rm
l
A
N
A
磁导
m
1 Rm
A
l
磁路的基尔霍夫第一定律
定律内容: 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说， 进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)， 这就是磁通连续性定律。
0.l5 10-.03 4m,m A 91 4 0 m 2
B /A 1.1T 铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得：HFe493/m A
H B /0 1 . 1 / 4 1 7 0 8 . 7 1 5 5 A / 0 m
F H Fle H 58 .65 A IF/N 1.17A
磁路基本定律及计算方法