机电能量转换精选PPT.ppt

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1、机电能量转换第1页，此课件共92页哦能量守恒原理质量守恒的系统中，能量不能产生，也不能消灭。第2页，此课件共92页哦能量关系电源输入的电能=磁场储能的增加+内部能量损耗+机械能的输出三类能量损耗：电阻损耗、铁耗、机械损耗将损耗移出，得到一个无损耗磁储能系统，成为保守系统，能量转换过程为单值、可逆。第3页，此课件共92页哦无损耗磁储能系统 第4页，此课件共92页哦单边激励第5页，此课件共92页哦电源输入的总功率第6页，此课件共92页哦电压平衡方程第7页，此课件共92页哦法拉第电磁感应定律第8页，此课件共92页哦输入磁储能系统的电功率第9页，此课件共92页哦在时间dt内，输入耦合场的净电能第10页

2、，此课件共92页哦在dt时间内总机械能的输出第11页，此课件共92页哦能量平衡第12页，此课件共92页哦微分磁能增量第13页，此课件共92页哦磁场储能第14页，此课件共92页哦积分路径选择磁场储能是一个状态函数，其值由独立变量和的即时值唯一地确定。可以选取一条易于积分的路径求得磁能值。先把转子固定在0，=0,Te=0,再求出此位置下磁链从0增长到0时，耦合场的净电能输入。第15页，此课件共92页哦积分路径第16页，此课件共92页哦磁能计算第17页，此课件共92页哦磁共能计算第18页，此课件共92页哦磁能与磁共能的关系第19页，此课件共92页哦线性系统第20页，此课件共92页哦电磁转矩-磁能计算

3、第21页，此课件共92页哦电磁转矩-磁共能计算第22页，此课件共92页哦双边激励双边激励第23页，此课件共92页哦电压平衡方程式第24页，此课件共92页哦绕组感应电动势第25页，此课件共92页哦输入耦合场的净电能第26页，此课件共92页哦微分磁能增量第27页，此课件共92页哦能量平衡第28页，此课件共92页哦磁能增量第29页，此课件共92页哦积分路径的选择第30页，此课件共92页哦从0到0。第一段路径a段第31页，此课件共92页哦第二段路径b段1从0到10第32页，此课件共92页哦第三段路径c段2从0到20第33页，此课件共92页哦磁场能量第34页，此课件共92页哦微分磁共能第35页，此课件共

4、92页哦积分路径的选择1.从0到0i1从0到i10i2从0到i202.3.第36页，此课件共92页哦磁共能第37页，此课件共92页哦线性系统第38页，此课件共92页哦电流为磁链的函数第39页，此课件共92页哦磁功能函数第40页，此课件共92页哦线性系统磁能与磁共能第41页，此课件共92页哦磁能密度第42页，此课件共92页哦线性系统磁能密度在一定的磁通密度下，磁能密度与介质磁导率成反比。对于旋转电机而言，大部分磁能储藏在气隙中。第43页，此课件共92页哦含气隙的铁心线圈磁能设：铁心平均长度100mm，气隙长度1mm，磁路的磁通密度B=1T，铁心的磁导率是空气的1000倍。比较气隙和铁心内储存的磁

5、能。第44页，此课件共92页哦气隙和铁心内的磁能密度第45页，此课件共92页哦磁能密度之比第46页，此课件共92页哦储存的磁能之比第47页，此课件共92页哦双边激励机电装置的机电能量转换第48页，此课件共92页哦磁链函数第49页，此课件共92页哦变压器电动势和运动电动势第50页，此课件共92页哦分析第一项、第二项由电流的变化所引起的，称为变压器电动势；第三项由转子旋转运动所引起，称为运动电动势。感应电动势是电磁能量转换的必要条件，运动电动势的存在是机电能量转换的必要条件。第51页，此课件共92页哦线性系统第52页，此课件共92页哦电能输入第53页，此课件共92页哦磁场储能的变化第54页，此课件

6、共92页哦线性系统第55页，此课件共92页哦磁能变化分析磁能的变化是由两个绕组中的变压器电动势从电源所吸收的电能与运动电动势从电源所吸收的电能的1/2所提供的。第56页，此课件共92页哦电磁转矩第57页，此课件共92页哦单相磁阻电机 定子上有一个线圈，转子为凸极，转子上没有线圈。设磁路线性，定子自感是转子转角的函数第58页，此课件共92页哦电机的磁共能第59页，此课件共92页哦电磁转矩第60页，此课件共92页哦通直流电第61页，此课件共92页哦通交流电流第62页，此课件共92页哦转子转角第63页，此课件共92页哦转矩分量第64页，此课件共92页哦电磁转矩平均值当转子角转速与电流角频率相等时第6

7、5页，此课件共92页哦在旋转电机中的应用第66页，此课件共92页哦三相异步电动机定子三相绕组有自感和互感、转子三相绕组也有自感和互感，这些自感和互感与转子转角无关。而定转子绕组之间的互感与转子转角有关。第67页，此课件共92页哦定子电感系数矩阵第68页，此课件共92页哦转子电感系数矩阵第69页，此课件共92页哦定转子互感系数矩阵第70页，此课件共92页哦转子定子互感系数矩阵第71页，此课件共92页哦整个电机的电感矩阵第72页，此课件共92页哦磁功能第73页，此课件共92页哦矩阵形式第74页，此课件共92页哦电磁转矩第75页，此课件共92页哦定转子均为三相对称电流第76页，此课件共92页哦三相凸

8、极同步电机定子各相的自感和各相间的互感均与转子转角有关，包含电感平均值和二次谐波幅值。转子励磁绕组自感与转子位置无关。定转子绕组间的互感为转子转角的余弦函数。第77页，此课件共92页哦磁共能第78页，此课件共92页哦电磁转矩第79页，此课件共92页哦洛伦兹力第80页，此课件共92页哦单位体积力第81页，此课件共92页哦总作用力第82页，此课件共92页哦麦克斯韦应力张量法根据麦克斯韦应力张量法理论，总体积V内的有质动力f与闭合面S上的应力张量T有如下的等效关系第83页，此课件共92页哦表面应力第84页，此课件共92页哦等效性注意到第85页，此课件共92页哦矢量形式的高斯变换第86页，此课件共92页哦体积分转换为闭曲面积分第87页，此课件共92页哦二维情况下合力第88页，此课件共92页哦旋转电机计算作用在转子上的电磁力，一般闭合曲面选在通过气隙的圆柱面上，于是有第89页，此课件共92页哦力的分解第90页，此课件共92页哦切向电磁力密度第91页，此课件共92页哦电磁转矩电磁转矩由切向力产生，如果沿半径r的圆周积分，则电磁转矩的表达式为式中，r位于气隙中的任意圆周半径；Br、B分别为半径r处气隙磁密的径向和切向分量。第92页，此课件共92页哦