电机及拖动基础 第一章 磁路PPT课件
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• 平时考试共3次，内容分别为绪言、磁路、 拖动系统动力学基础和直流电机部分；异步 电机部分；变压器和同步电机、控制电机电 机部分
• 期末成绩≧60+总评≧60=通过
绪言
• 一、电机及电力拖动技术的发展概 况
• 1、什么是电机
• 电机是实现电能生产、变换、传输、分配、使用 和控制等的机电装置
• 能量转换或信号变换
• 2、磁通量
• ①定义：垂直穿过某截面积的磁力线总和。 • ②符号： Φ • ③国际单位： Wb
• 关系： Φ=∫BdA • 3、磁场强度
• ①定义： 计算磁场时引用的物理量。 • ②符号： H • ③国际单位： A/m • 关系： B=μH
二. 磁路的概念
1、什么是磁路
磁通所通过的路径称为磁路
• 包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备 和电源五个部分，如下图示。
电源
控制设备
电动机
传动机构
生产机械
• ③电力拖动系统的发展（自学） • A.成组拖动 • 最初，电动机通过天轴实现拖动生产机械； • B.单电动机拖动系统 • 在20世纪30年代，采用一个生产机械用单
独的电动机拖动；
• C.多电动机拖动系统
• 采用一个工作机构用一台电动机拖动，一 个生产机械具有多个工作机构，故成为多 电动机拖动一个生产机械。
• D.具有自动功能的电力拖动系统
• 现代电力拖动系统具有局部或全部自动化 功能
• a.最初采用继电器－接触器型，属于有触点 断续控制系统
• b.目前采用计算机控制的过程自动化方向变 化
• 二、本课程的性质、任务与内容
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械能
电能
电能
变压 器
变压 器
电动 机
发电 电磁感 发电 机 应作用 机
电动 机
机械能
电能
电能
此外，还有控制电机
电机的分类
就能量转换的功能来看
按学科的不同 根据应用场合的要求和电源的不同
发电机 电动机 变压器 控制电机静止电机旋转电机 直流电机交流电机 （变压器）
旋转电机：①发电机②电动机
• 2、电机运行过程符合的规律
• ②公式表达：
Φ=∫BdA=BA
H=B/µ
Ni lB / l /(A)
Rm l /(A) FRm/
磁动势
磁阻
磁导
[习题1-8] 如图有一闭合环形铁心磁 路 ， 其 匝 数 N=300 ， 铁 心 中 磁 感 应 强度B=0.9T，m2，磁路的平均长度 l =45cm，试求（1）铸铁材料时线 圈 中 电 流 i （ 2 ） 改 用 DR320 硅 钢 片 时线圈电流i ？
解 用安培环路定律求解
（1）查图1-11，得铸铁时H=7.3×102 F=Hl=7.3×102×45×10-2=328.5A
电机及拖动基础
主讲教师：
考核方法
• 采 用 N+2 考 核 ： 期 末 考 试 （ 40 ％ ） ＋ 笔 记 （10%）＋实验（20%）+平时考试（15％） ＋课程综述（10％）＋课堂提问（5%）
• 课后作业应按要求时间交（即布置后一周 内），否则总分每次扣去1分
• 课堂提问时若不在，且无正当理由，该次按 0分计，若累积三次禁止参加期末考试
• 包括电路第一定律、第二定律，全电流定 律，电磁感应定律，电磁力定律等
• 3、电机的发展（自学）
• 20世纪以前，是电机由诞生到在工业上初 步应用、各种电机的初步定型以及电机理 论和电机设计计算的建立和发展阶段
• 20世纪及其以后，人类社会由电气化时代 进入原子能、计算机及自动化时代，不仅 对电机提出了诸如性能良好、运行可靠、 单位容量的重量轻、体积小等方而愈来愈 多的要求，而且随着自动控制系统和计算 装置的发展，在旋转电机的理论基础上， 发展出多种高精度、快响应的控制电机， 从而成为电机学科的一个独立分支。
• 三、磁路的基本定律（自学）
• 1、安培环路定律
①定义：沿任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积 分等于该闭合回线所包围的电流的代数和
②公式表达：LHdl i
注：如果在均匀磁场中，沿 着回线 L 磁场强度H 处处相 等，则 HL=Ni
磁动势
• 2、磁路的欧姆定律
• ①定义：作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的 磁通量Φ乘以磁阻Rm
励磁线圈
• 2、磁路介质
• 铁磁物质or非磁性物质
• 3、几个概念
• ①励磁线圈：激励磁通的载流线圈 • ②励磁电流：励磁线圈中的电流
• ③主磁通：铁芯内通过的磁通为总磁通的主体部 分，既与原线圈（一次）交链，也与副线圈（二 次）交链
• ④漏磁通：仅与自线圈交链 • ⑤主磁路 • ⑥漏磁路 • ⑦直流磁路 • ⑧交流磁路
• 1、性质
• 《电机与拖动基础》是电机学和电力拖动 理论有机结合的一门十分重要的专业基础 课。
• 2、任务
• 掌握常用交、直流电机及变压器等的基本 结构与工作原理以及电力拖动系统的运行 性能，分析计算，电机选择与实验方法， 为学习后续课程准备必要的基础知识。
• 3、内容 • ①直流电机、直流电动机的电力拖动; • ②变压器; • ③三相异步电动机、三相异步电动机的电
• 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生 产了不少新系列电机。
• 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新 工艺、新材料、新的运行方式和调试方面亦进行 许多摸索、研究和试验工作，取得了不少成就。
• 电机在制造上向着大型、巨型发展。
• 5．电力拖动系统及其发展
• ①定义
• 电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统； • ②系统组成
力拖动
• ④同步电机 • ⑤控制电机 • ⑥电动机的选择
第一章 磁路
第一节 磁路的基本定律
简单来说，电机是进行机电能量转换和信号变 换的装置 机电能量转换的媒介是磁场
一、 磁场的几个常用量（自学）
• 1、磁感应强度（又称磁通密度）
• ①定义：表征磁场强弱及方向的物理量。 • ②符号：B • ③国际单位：1T=1Wb/m2
• 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机 这一较为成熟的学科得到新的发展。
• 4、我国电机制造工业的发展（自学）
• 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大 的变化。
• 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些 产品已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动 系统中的主要设备——电动机而言，近年来已生 产了不少大型的直流电动机、异步电动机和同步 电动机；
• 期末成绩≧60+总评≧60=通过
绪言
• 一、电机及电力拖动技术的发展概 况
• 1、什么是电机
• 电机是实现电能生产、变换、传输、分配、使用 和控制等的机电装置
• 能量转换或信号变换
• 2、磁通量
• ①定义：垂直穿过某截面积的磁力线总和。 • ②符号： Φ • ③国际单位： Wb
• 关系： Φ=∫BdA • 3、磁场强度
• ①定义： 计算磁场时引用的物理量。 • ②符号： H • ③国际单位： A/m • 关系： B=μH
二. 磁路的概念
1、什么是磁路
磁通所通过的路径称为磁路
• 包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备 和电源五个部分，如下图示。
电源
控制设备
电动机
传动机构
生产机械
• ③电力拖动系统的发展（自学） • A.成组拖动 • 最初，电动机通过天轴实现拖动生产机械； • B.单电动机拖动系统 • 在20世纪30年代，采用一个生产机械用单
独的电动机拖动；
• C.多电动机拖动系统
• 采用一个工作机构用一台电动机拖动，一 个生产机械具有多个工作机构，故成为多 电动机拖动一个生产机械。
• D.具有自动功能的电力拖动系统
• 现代电力拖动系统具有局部或全部自动化 功能
• a.最初采用继电器－接触器型，属于有触点 断续控制系统
• b.目前采用计算机控制的过程自动化方向变 化
• 二、本课程的性质、任务与内容
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械能
电能
电能
变压 器
变压 器
电动 机
发电 电磁感 发电 机 应作用 机
电动 机
机械能
电能
电能
此外，还有控制电机
电机的分类
就能量转换的功能来看
按学科的不同 根据应用场合的要求和电源的不同
发电机 电动机 变压器 控制电机静止电机旋转电机 直流电机交流电机 （变压器）
旋转电机：①发电机②电动机
• 2、电机运行过程符合的规律
• ②公式表达：
Φ=∫BdA=BA
H=B/µ
Ni lB / l /(A)
Rm l /(A) FRm/
磁动势
磁阻
磁导
[习题1-8] 如图有一闭合环形铁心磁 路 ， 其 匝 数 N=300 ， 铁 心 中 磁 感 应 强度B=0.9T，m2，磁路的平均长度 l =45cm，试求（1）铸铁材料时线 圈 中 电 流 i （ 2 ） 改 用 DR320 硅 钢 片 时线圈电流i ？
解 用安培环路定律求解
（1）查图1-11，得铸铁时H=7.3×102 F=Hl=7.3×102×45×10-2=328.5A
电机及拖动基础
主讲教师：
考核方法
• 采 用 N+2 考 核 ： 期 末 考 试 （ 40 ％ ） ＋ 笔 记 （10%）＋实验（20%）+平时考试（15％） ＋课程综述（10％）＋课堂提问（5%）
• 课后作业应按要求时间交（即布置后一周 内），否则总分每次扣去1分
• 课堂提问时若不在，且无正当理由，该次按 0分计，若累积三次禁止参加期末考试
• 包括电路第一定律、第二定律，全电流定 律，电磁感应定律，电磁力定律等
• 3、电机的发展（自学）
• 20世纪以前，是电机由诞生到在工业上初 步应用、各种电机的初步定型以及电机理 论和电机设计计算的建立和发展阶段
• 20世纪及其以后，人类社会由电气化时代 进入原子能、计算机及自动化时代，不仅 对电机提出了诸如性能良好、运行可靠、 单位容量的重量轻、体积小等方而愈来愈 多的要求，而且随着自动控制系统和计算 装置的发展，在旋转电机的理论基础上， 发展出多种高精度、快响应的控制电机， 从而成为电机学科的一个独立分支。
• 三、磁路的基本定律（自学）
• 1、安培环路定律
①定义：沿任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积 分等于该闭合回线所包围的电流的代数和
②公式表达：LHdl i
注：如果在均匀磁场中，沿 着回线 L 磁场强度H 处处相 等，则 HL=Ni
磁动势
• 2、磁路的欧姆定律
• ①定义：作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的 磁通量Φ乘以磁阻Rm
励磁线圈
• 2、磁路介质
• 铁磁物质or非磁性物质
• 3、几个概念
• ①励磁线圈：激励磁通的载流线圈 • ②励磁电流：励磁线圈中的电流
• ③主磁通：铁芯内通过的磁通为总磁通的主体部 分，既与原线圈（一次）交链，也与副线圈（二 次）交链
• ④漏磁通：仅与自线圈交链 • ⑤主磁路 • ⑥漏磁路 • ⑦直流磁路 • ⑧交流磁路
• 1、性质
• 《电机与拖动基础》是电机学和电力拖动 理论有机结合的一门十分重要的专业基础 课。
• 2、任务
• 掌握常用交、直流电机及变压器等的基本 结构与工作原理以及电力拖动系统的运行 性能，分析计算，电机选择与实验方法， 为学习后续课程准备必要的基础知识。
• 3、内容 • ①直流电机、直流电动机的电力拖动; • ②变压器; • ③三相异步电动机、三相异步电动机的电
• 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生 产了不少新系列电机。
• 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新 工艺、新材料、新的运行方式和调试方面亦进行 许多摸索、研究和试验工作，取得了不少成就。
• 电机在制造上向着大型、巨型发展。
• 5．电力拖动系统及其发展
• ①定义
• 电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统； • ②系统组成
力拖动
• ④同步电机 • ⑤控制电机 • ⑥电动机的选择
第一章 磁路
第一节 磁路的基本定律
简单来说，电机是进行机电能量转换和信号变 换的装置 机电能量转换的媒介是磁场
一、 磁场的几个常用量（自学）
• 1、磁感应强度（又称磁通密度）
• ①定义：表征磁场强弱及方向的物理量。 • ②符号：B • ③国际单位：1T=1Wb/m2
• 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机 这一较为成熟的学科得到新的发展。
• 4、我国电机制造工业的发展（自学）
• 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大 的变化。
• 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些 产品已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动 系统中的主要设备——电动机而言，近年来已生 产了不少大型的直流电动机、异步电动机和同步 电动机；