电机学入门教程.pptx

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1、第一章第一章 导论导论1.电机的定义电机的定义2.电机的分类及作用电机的分类及作用3.电机中的基本电磁关系电机中的基本电磁关系4.电机中的铁磁材料特性电机中的铁磁材料特性5.磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法6.电机的机电能量转换过程电机的机电能量转换过程第1页/共35页电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现电机：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机电能量转换和信号传递与转换的装置什么是什么是电机？电机？泛指所有实施电能泛指所有实施电能生产、传输、使用生产、传输、使用和电能特性变换的和电能特性变换的机械或装置机械或装置NoImage电机的定义电机的定义

2、第2页/共35页电机的分类电机的分类电电 机机变变 压压 器器旋旋 转转 电电 机机直流电机直流电机交流电机交流电机 异步电机异步电机同步电机同步电机电电 机机发发 电电 机机控制电机控制电机变压器等变压器等电电 动动 机机第3页/共35页电机的作用电机的作用 电电 机机电能的生产、传输和分配电能的生产、传输和分配控制系统和智能化装置的重要元件控制系统和智能化装置的重要元件驱动生产机械和装置驱动生产机械和装置发电机、变压器发电机、变压器电电 动动 机机控制电机控制电机第4页/共35页电机中的基本电磁定律电机中的基本电磁定律1.全电流定律全电流定律lIdlH321IIIIdlHdlHll第5页/

3、共35页电机中的基本电磁定律电机中的基本电磁定律2.电磁感应定律电磁感应定律dtdNdtde dxxdttd变压器电动势运动电动势xNvtNe第6页/共35页电机中的基本电磁定律电机中的基本电磁定律 变变 压压 器器 电电 动动 势势tsinm)(90tsinEtcosNemmmmmm44fN4fN22N2EE. 变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断第7页/共35页运运 动动 电电 动动 势势eBv电机中的基本电磁定律电机中的基本电磁定律bxxndBl)(nnnBNvlbxBxBNvle)()(第8页/共35页电机中的基本电磁定律电机中的基本电磁定律3.

4、电磁力定律电磁力定律BdlidFFBliF BfiBlirFrTs)21sBNlir(BTM1jcjemMNBliDTT第9页/共35页铁磁材料的特性铁磁材料的特性铁磁材料包括铁铁磁材料包括铁、钴钴、镍以及它们的合金镍以及它们的合金1.1.铁磁材料的导磁率铁磁材料的导磁率HB1.1.所有非导磁材料的磁导率所有非导磁材料的磁导率均为常数，接近真空磁导率均为常数，接近真空磁导率2.2.铁磁材料的磁导率远大于铁磁材料的磁导率远大于非导磁材料的磁导率非导磁材料的磁导率3.3.铁磁材料的磁导率在较大铁磁材料的磁导率在较大范围内变化，铁磁材料是非范围内变化，铁磁材料是非线性的线性的70104第10页/共3

5、5页铁磁材料的特性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。宏观上对外显示磁性。第11页/共35页铁磁材料的特性铁磁材料的特性铁磁材料磁化过程铁磁材料磁化过程oaoa段：段：H H较弱，较弱，B B缓慢增加缓慢增加abab段：段：H H较强，较强，B B迅速增加迅速增加bcbc段：段：H H继续加强，继续加强，B B增加增加变慢（饱和段）变慢（饱和段）c c段：段：H H继续加强，继续加强，B B增增加缓慢（深度饱和段）加缓慢（深度饱和段）第12页/共

6、35页铁磁材料的特性铁磁材料的特性2.2.磁滞与磁滞损耗磁滞与磁滞损耗VfBKpmhh磁滞损耗：磁滞损耗：第13页/共35页铁磁材料的特性铁磁材料的特性3.3.涡流与涡流损耗涡流与涡流损耗12VBdfKp2m222w第14页/共35页4.4.交流铁心损耗交流铁心损耗铁磁材料的特性铁磁材料的特性2m501FeB50fpp/第15页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法磁磁 路路 基基 本本 定定 律律 欧姆定律FRFAlNimm)/(基尔霍夫第一定律0基尔霍夫第二定律mRHlNiF第16页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法磁路与电路的主要区别磁路与电路的主要区

7、别电路电路磁路磁路电阻率恒定电阻率恒定导磁率变化导磁率变化电压、电流线性电压、电流线性磁势、磁通非线性磁势、磁通非线性不存在饱和现象不存在饱和现象有磁路饱和有磁路饱和第17页/共35页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铁心磁路计算是电机分析和设计过程中的一项重要工作是电机分析和设计过程中的一项重要工作已知磁通确已知磁通确定磁动势定磁动势已知磁动势已知磁动势确定磁通确定磁通电机和变压器设计属于前一类是我们学习的重点电机和变压器设计属于前一类是我们学习的重点第18页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法1.串联磁路计算串联磁路计算将磁路分段，保证每段磁路的均匀

8、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第19页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法计算实例计算实例已知数据：已知数据：1.硅钢片的磁化曲线硅钢片的磁化曲线2.铁心尺寸：铁心尺寸：24m109A3m0l,.3.气隙尺寸：气隙尺寸：m100.5-44.线圈砸数：线圈砸数：N5005.给定磁通：给定磁通：Wb109.9-4计算数据：计算数据： 1.1.励磁磁动势励磁磁动势F F 2.2.励磁电流励磁电流I I 第20页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法将磁路分为铁

9、心段和气隙段将磁路分为铁心段和气隙段24m109A3m0l,.m100.5-424m109A3m0l,.铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得：铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得：m493AHFe/mA1075810411BH570/././6A585HlHFFe.1.17AF/NI1.1T/AB第21页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法第二类问题求解：给定磁动势大小，求磁通和磁密第二类问题求解：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值，计算出相应得磁动势，迭代完成假定一个磁通假定一个磁通计算出磁动势计算出磁动势F F重新假定重新假定|

10、FFYN第22页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法2.并联磁路计算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计算磁动势 第23页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法计算实例计算实例已知数据：已知数据：2421m106AA5m0ll21.243m1010A07m02l3.m1010-4Wb101043350AF1求：求：励磁磁动势励磁磁动势F F2 2 第24页/共35页磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法 磁路分段磁路分段HlHlHHlF332220T1ABB333

11、./03BH m383AH/2A133HlH33.HlHlHHlF33111HlHFlH33111m6A433H1/.052T1B1.312Wb6AB111.Wb106934132.615T0AB222./m185AH2/7A225HlHlHF33222.第25页/共35页3.交流磁路的特点交流磁路的特点磁路基本定律及计算方法磁路基本定律及计算方法1.交流磁路存在磁滞损耗和涡流损耗交流磁路存在磁滞损耗和涡流损耗2.交流磁路中电压平衡关系中比直流交流磁路中电压平衡关系中比直流磁路多了感应电动势磁路多了感应电动势3.交流磁路存在交流磁通，电流的波交流磁路存在交流磁通，电流的波形和相位问题形和相位问

12、题第26页/共35页电机中的机电能量转换过程电机中的机电能量转换过程1.理想模型理想模型ilviBNeiPneFliBNFnlviBNFvPnmecemecPP第27页/共35页2.实际机电能量转换系统实际机电能量转换系统电机中的机电能量转换过程电机中的机电能量转换过程发电机发电机电动机电动机第28页/共35页电机中的机电能量转换过程电机中的机电能量转换过程eTmmecWpWW第29页/共35页电机中的机电能量转换过程电机中的机电能量转换过程mecFecuTpppp)()()(cueFemmecmecpWpWpW第30页/共35页电机中的机电能量转换过程电机中的机电能量转换过程电磁转矩和电磁功率在机电能量转换中起重要电磁转矩和电磁功率在机电能量转换中起重要 用，而它们都是通过气隙磁场的作用而产生用，而它们都是通过气隙磁场的作用而产生电磁功率电磁功率电磁转矩电磁转矩第31页/共35页电能的生产、传输和分配电能的生产、传输和分配返返 回回第32页/共35页返返 回回驱动生产装置和机械驱动生产装置和机械第33页/共35页控制系统和智能化装置的重要元件控制系统和智能化装置的重要元件返返 回回第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页