电机及拖动基础课件.pptx

0.1 电机及拖动系统发展概况 1. 电机及其发展 电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁机械。从能量转换的角度看，电机分为发电机、电动机和变压器三大类。 电机的发展主要有三种趋势： (1)大型化；单机容量越来越大，如60万千瓦及以上的汽轮发电机。(2)微型化；为适应设备小型化的要求，电机的体积越来越小，重量越来越轻。(3)新原理、新工艺、新材料的电机不断涌现；如无刷直流电机、直线电机、超声波电机等。 ;拖动分：直流拖动、交流拖动 由电动机实现。 ;0.2.课程性质及任务 《电机及拖动基础》是电气工程、工业自动化、机电一体化等非电机专业的一门技术基础课，是电机原理和电力拖动两门课程的有机结合，既强调理论性，又强调实际应用。 本课程的任务：使学生或相关技术人员掌握交直流电机、微控电机的基本原理和结构，电力拖动系统的运行性能、分析计算与控制以及电机容量选择等内容，为后续课程的学习和今后工作准备必要的基础知识。;0.3 课程的主要内容及学习方法 主要内容 （一）直流电机及直流电动机的电力拖动 （二）变压器 （三）交流电机及交流电动机的电力拖动 （四）微控电机(部分必讲）、电机的选择、电机及拖动的计算机仿真(附选) 教学安排 从控制角度探讨问题：注重阐明电机及机电能量转换的基本原理和物理概念，淡化对电机具体结构的讨论。 重点：电机的物理本质和分析方法。 内容：第一至第七章内容，第八(部分)、九、十章 (附选)。; 学习方法 以物理概念为主、工程计算为辅，并通过实验和仿真加深对相关知识的理解和掌握。 参考教材 《电机及拖动基础》(第3版) 李发海等编 清华大学出版社 2005 《电机及拖动基础》詹跃东主编 重庆出版社 2002 《电机与电力拖动》朱耀忠主编 北京航空航天大学出版社 2005 相关网站 西安交大电机教研室：/unit/sspdj/ 中国矿业大学 信息与电气工程学院： /netcollege/djtd/index.htm 沈阳工程学院： /jpk/jpk2003/DJXjpk/jxkj.htm;0.4.1.磁的基本概念 磁通密度B :用通过磁场方向的单位面积的磁力线数来表示 磁通 :穿过某一截面S的磁通密度B的通量，即穿过截面S的磁力线根数称为磁通 ; 磁动势 ：等于流过线圈的电流与其匝数的乘积，即 ;(2)磁性材料可用于沿精心确立的路径来束缚及导向磁场。 在变压器中，磁性材料既用来最大限度地使绕组间匝链，也降低变压器运行所需要的励磁电流。 在电机中，磁性材料用于定形磁场，以获得期望的转矩和端部电特性。 因此，设计人员利用磁性材料来得到满足特殊需要的装置特性。 铁磁材料: 一般是由铁或铁与钴、钨、镍、铝及其他金属的 合金构成。 ; 磁性材料的特性： 磁性材料三个显著特点：高磁导性，磁滞性，磁饱和性。;0.4.3 电磁感应定律 切割电动势 : 变压器电动势：;0.4.4 电磁力定律;1.1 直流电机的基本原理; 直流电机结构图;两极直流电机剖面图; 1.直流发电机 直流发电机的工作原理是建立在电磁感应定律基础上的。 直流发电机是使电机的电枢绕组在直流磁场中旋转感应出交流电，然后经过机械整流(换向装置) 得到直流电 。 ;工作原理分析： 原动机拖动电枢逆时针旋转 从b→a 从 d→c 电刷B为－，A为＋ 电枢转过 从a→b 从 C→d 此时d 接A，a 接B，A为＋，B为－ 流过负载的电流方向不变。 ; 2 直流电动机 直流电动机的工作原理是建立在电磁力定律的基础上 。 外加直流电源，经过换向装置变成电枢绕组中的交流电，使电机电枢在电磁力的作用下旋转起来。 ;工作原理分析： 外加如图所示直流电 ab受力向左，cd受力向右 产生逆时针方向转矩 电枢转过 cd受力向左，ab受力向右 仍产生逆时针方向的电磁转矩 电机逆时针反向旋转起来了。 ;1.1.4 直流电机的铭牌数据和型号 1.直流电机的铭牌数据 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 额定励磁电流 另外，直流电动机轴上