第一章-电机学基础知识ppt课件.ppt
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1、电机与拖动电机与拖动v机械工业出版社机械工业出版社严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。性质:电气自动化和自动化专业的专业基础课性质:电气自动化和自动化专业的专业基础课本课程的性质、任务和内容本课程的性质、任务和内容任务:任务:掌握电机的基本结构、工作原理和主要特性;掌握电机的基本结构、工作原理和主要特性;掌握电力拖动系统的分析计算及电机的选择法;掌握电力拖动系统的分析计算及电机的选择法;培养分析和解决问题的能
2、力,为今后学习和工作培养分析和解决问题的能力,为今后学习和工作打下坚实的基础。打下坚实的基础。内容:内容:电机学:直流电机、变压器、异步电机、同步电机、电机学:直流电机、变压器、异步电机、同步电机、控制电机控制电机电力拖动:电动机的起动、调速和制动方法,电动电力拖动:电动机的起动、调速和制动方法,电动机的选择。机的选择。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。特点:特点:理论性很强,涉及面广理论性很强,涉及面广(电磁学、动力学、热力学电磁学、动力学、热力学)。实践性强,用理论分析电机及拖动的实际问题时,实践性强,用理论分析
3、电机及拖动的实际问题时,必须结合电机的具体结构,采用工程观点和分析方法。必须结合电机的具体结构,采用工程观点和分析方法。学习方法和要求学习方法和要求:1、抓住重点,牢固掌握基本概念、基本原理和主要、抓住重点,牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性;特性;2、要有良好的学习方法,运用对比或比较的方法,、要有良好的学习方法,运用对比或比较的方法,分析电机的共性和特点,加深对原理和性能的理解;分析电机的共性和特点,加深对原理和性能的理解;3、抓主要矛盾,有条件地略去一些次要因素;、抓主要矛盾,有条件地略去一些次要因素;4、理论联系实际,重视科学实验和工程实践;、理论联系实际,重视科学实验和工程实践;5
4、、充分预习和复习。、充分预习和复习。本课程的特点、学习方法本课程的特点、学习方法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.3 电机的制造材料电机的制造材料1.2 电机的基本原理电机的基本原理1.1 电机的基本功能与主要类型电机的基本功能与主要类型第第 1 章章 电机学基础知识电机学基础知识电机与拖动电机与拖动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。一、电机的作用与分类一、电机的作用与分类 能源系统的关键设备能源系统的关键设备 发电发电输配电输配电用电
5、用电 各领域中有特殊要求的动力装置各领域中有特殊要求的动力装置 电机电机实现机电能量转换和信号传实现机电能量转换和信号传递的电磁装置。(旋转电机、变压器)递的电磁装置。(旋转电机、变压器)1.1 电机的基本功能与主要类型电机的基本功能与主要类型严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。发电环节发电环节各种发电机各种发电机 引进引进600MW600MW汽轮发电机汽轮发电机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。国产国产300MW300MW汽轮发电机汽轮发电
6、机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。现场运行的水轮发电机现场运行的水轮发电机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。20kV/500kV(220kV)20kV/500kV(220kV)500kV(220kV)/110kV 500kV(220kV)/110kV 110kV/35kV 110kV/35kV 35kV/10kV 35kV/10kV 10kV/380V 10kV/380V为把发电厂发出的电力输送到四面八方的用户,需要为把发电厂发出的电力输
7、送到四面八方的用户,需要将发电机输出的将发电机输出的 20 kV 左右的电压升高。在我国,一左右的电压升高。在我国,一般升高到般升高到220kV或或500kV。输配电环节输配电环节变压器变压器 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。连接发电机与电网的升压变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机的连接发电机的封闭母线封闭母线 与电网相连与电网相连的高压出线端的高压出线端严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。用电环节用电环节电动机电动机1 1)各行
8、业广泛使用电动机)各行业广泛使用电动机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 2)在高新技术领域的新应用)在高新技术领域的新应用 信息技术(雷达驱动)信息技术(雷达驱动)航天航空航海航天航空航海 生物医学工程(多种医疗设备)生物医学工程(多种医疗设备)绪 论2.2.电机的分类电机的分类两种方法归纳如下:两种方法归纳如下:电机电机变压器变压器直流电机直流电机直流发电机直流发电机直流电动机直流电动机交流电机交流电机控制电机控制电机同步电机同步电机同步发电机同步发电机同步电动机同步电动机异步电机异步电机异步发电机异步发电机异
9、步电动机异步电动机常用分类方式:常用分类方式:按功能分,有发电机、电动机、变压器和控制电机按功能分,有发电机、电动机、变压器和控制电机四大类。四大类。按电机结构及电源性质分,有变压器和旋转电机。按电机结构及电源性质分,有变压器和旋转电机。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 电机的的基本原理电机的的基本原理电系统电系统耦合磁场耦合磁场机械系统机械系统电机电机(电磁装置电磁装置)的要素的要素严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。变变压压器器、
10、电机电机磁磁场场 耦合耦合电流电流 全电流定律全电流定律铁心铁心 小电流小电流大磁通大磁通铁心增磁功能铁心增磁功能铁心铁心饱和饱和铁心中铁心中的气隙的气隙制约制约制约制约电磁转矩电磁转矩电磁力电磁力定律定律电磁感电磁感应定律应定律感应感应电势电势能量转换能量转换变压器、发电机、电动机变压器、发电机、电动机知知 识识 结结 构构严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。一、一、磁场的基本概念磁场的基本概念1.磁感应强度磁感应强度 B (单位:(单位:T)矢量矢量 电流电流用用磁感磁感磁感磁感线线线线的疏的疏密程度密程度描述描述
11、B的大小的大小磁场磁场回转方向与电流方向回转方向与电流方向符合右手螺旋法则符合右手螺旋法则磁感线闭合,无磁感线闭合,无头无尾头无尾任一点的磁感线不会相交,任一点的磁感线不会相交,磁感应强度唯一磁感应强度唯一严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.磁通磁通与磁通连续性定理与磁通连续性定理磁通量磁通量 垂直穿过某截面积的磁感垂直穿过某截面积的磁感线总和。线总和。单位:单位:Wb磁通连续性定理磁通连续性定理通过任意封闭通过任意封闭曲面的磁通量总和必等于零。曲面的磁通量总和必等于零。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等
12、相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。0=4107 H/mBH=H 与与 B 的区别:的区别:H I,与介质的性质无关;,与介质的性质无关;B 与电流的大小和介质的性质均有关。与电流的大小和介质的性质均有关。4.磁导率磁导率单位:单位:H/m真空中的磁导率真空中的磁导率:3.磁场强度磁场强度 H (单位:单位:A/m)矢量矢量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。物质按磁导率分类物质按磁导率分类:非磁性物质、磁性物质。:非磁性物质、磁性物质。非磁性物质非磁性物质 0 1)顺磁物质顺磁物质(如
13、空气如空气):略大于略大于0。2)反磁物质反磁物质(如铜如铜):略小于略小于0。磁性物质磁性物质 高导磁性高导磁性 0 铸钢:铸钢:1000 0 硅钢片:硅钢片:(6 0007 000)0 玻莫合金:玻莫合金:比比 0 大几万倍。大几万倍。大连理工大学电气工程系严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5.磁场储能磁场储能 磁场中能量密度磁场中能量密度 旋转电机中气隙的磁感应强度约为旋转电机中气隙的磁感应强度约为(0.40.8)T,铁心中的磁感应强度约为铁心中的磁感应强度约为(l.01.8)T。旋转电机。旋转电机的磁场能量主
14、要储存在空气隙中的磁场能量主要储存在空气隙中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二、二、磁路及其的基本定律磁路及其的基本定律u 主磁通主磁通漏磁通漏磁通磁磁路路i变压器磁路变压器磁路电机磁路电机磁路电机中的典型磁路电机中的典型磁路磁通的路径称为磁路。在磁通的路径称为磁路。在工程中,通常将磁场问题工程中,通常将磁场问题简化为磁路问题。简化为磁路问题。大连理工大学电气工程系严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1.安培环路定律安培环路定律安培环
15、路定律安培环路定律 沿空间任意条闭合回路,磁场强度沿空间任意条闭合回路,磁场强度H 的线积的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。i3l H dl i2 i1正方向规定:若正方向规定:若i与与l符合右手螺旋关系,符合右手螺旋关系,取正号,取正号,否则取负号否则取负号。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。c Ac lc2.磁路欧姆定律磁路欧姆定律0A0l0+ui全电流定律全电流定律:Bc=AcB0=A0 Hc=Bcc c Ac=H0=B00 0 A0=H dl =I 铁心中:铁心
16、中:气隙中:气隙中:左边左边=H dl l =H dl =Hc lc+H 0 l0 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁阻磁阻:=(RmcRm0)=Rm Rm=Rmc+Rm0 lc c Ac=()l0 0 A0lc c Ac=l0 0 A0 右边右边=I=NI =F 因此因此 Rm=F =FRm 磁路欧姆定律磁路欧姆定律:磁动势磁动势 由于由于 C 0,因此因此 Rm0 Rmc。N I 一定时,一定时,因因 Rm0 的存在,使的存在,使 大大减小;大大减小;若要保持若要保持 一定,则需增大磁动势一定,则需增大磁动势
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