电工基础实用教程 教学课件 作者 刘建军第7章磁路与电机.ppt

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1、刘建军电工基础实用教程第7章磁路与电机7.1磁场的基本概念和基本定律7.2铁磁材料的磁化7.3简单磁路的计算7.4直流电动机7.5步进电动机7.6三相异步电动机7.7三相异步电动机的控制教学目标1．理解磁场的基本概念和基本定律，掌握定律的应用。2．掌握简单磁路的计算方法。3．熟悉直流电机的结构、工作原理和机械特性。4．掌握三相异步电动机的启动、制动和调速方法。教学重点1．磁场的基本定律应用。2．直流电机的结构、工作原理.3.三相异步电动机的启动、制动和调速方法。7.1磁场的基本概念和基本定律1．磁感应强度2.磁通3．磁导

2、率表示物质导磁性能的物理量真空的导磁系数是一个常数，4.磁场强度相对磁导率6．安培环路定律环路所包围电流之正负应服从右手螺旋法则，如对右图有：5.磁压或环形线圈的电感量：圆柱形线圈的电感量：例7.1.3在铁芯上绕制线圈1000匝，测得电感量L=240mH，如果在200匝处有一抽头，如图7-1-5所示，试求解：磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第二定律磁路的欧姆定律重点理解7.2铁磁材料的磁化1.磁化及磁化曲线磁滞回线：Hc—矫顽磁力Br—剩磁2铁磁材料的分类软磁性材料硬磁性材料矩磁性材料这类材料的剩磁和矫顽磁力小磁滞回

3、线瘦窄，包围的面积小，它的基本特征是，导磁系数高、磁阻小、易磁化或退磁，适于在交变磁场下工作炭钢、钨钢、铝钴镍合金钢等都属于硬磁性材料。这类材料的剩磁和矫顽磁力大。磁滞回线宽、硬磁性材料磁滞回线包围的面积大。它的特点是在很小的外部磁场作用下，就能使它磁化，并达到磁饱和。去掉外磁场，磁性仍保持与饱和时一样7.3简单磁路的计算一、磁路的计算问题分为两类：一类是已知磁通求磁通势，称为正面问题。另一类是已知磁通势求磁通称为反面问题。注意三个问题：1.磁路截面积取有效面积。2.空气隙截面积：取两个铁芯截面中的那个小的面积。3.空气

4、隙的磁场强度由下式计算：二、计算程序可按下面箭头所示的步骤进行：查曲线计算H具有步骤如下：1.把磁路按照不同的材料和截面积进行分段。2.计算磁路各段的长度及截面积。3.计算磁路各段的磁感应强度。例7.3.1图7-3-1所示磁路各部分尺寸为l1=25㎝，l2=14㎝，l0=0.1㎝，S1=20㎝2,S2=16㎝2，磁路材料为低硅电工钢。线圈匝数为100，要求在线路中有Φ=160000麦克斯韦的磁通，试求磁化电流I=？解：气隙截面可近似认为S0=S2=16㎝2，则各部分磁感应强度应为：得磁化电流7.4直流电动机7.4.1直流

5、电动机的结构1.定子定子由主磁极、换向极、机座、端盖和电刷装置等组成2.转子直流电动机的转子通称电枢，如图所示。它主要由电枢铁心，电枢绕组，换向器转轴和风扇等部件组成。7.4.2直流电动机的工作原理1.转动原理模拟工作原理如图2。电磁转矩T的大小可表示为3.电枢反电动势和电流反电动势电枢电流4.直流电动机的机械特性直流电动机的转速为转速n与电磁转矩T的关系7.6三相异步电动机7.6.1三相异步电动机的结构三相异步电动机分成两个基本组成部分：定子(固定部分)和转子(转动部分)，如图所示。鼠笼式转子结构笼型转子结构绕线式转子

6、结构7.6.2三相异步电动机的工作原理异步电动机原理模型1.旋转磁场的产生2.旋转磁场的转速(同步转速n0)3.电动机的转动原理当旋转磁场按顺时针方向旋转时，其转子导条将切割磁力线(此时转子由于惯性不能马上随旋转磁场一起旋转)，导条中就产生电动势，电动势的方向由右手定则确定，在电动势的作用下，闭合的导条就有电流，这个电流又受旋转磁场作用而产生电磁力Ｆ，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力产生电磁转矩而使转子转动起来。当旋转磁场反转时，电动机也反转。4.转差率5.三相异步电动机的转矩特性和机械特性思考题1．有一台四极三相

7、异步电动机，电源频率为50HZ，带负载运行时的转差率为0.03，求同步转速和实际转速。7.7三相异步电动机的控制2.起动方法7.7.1电动机的起动控制1.起动控制电动机起动的主要缺点是起动电流过大。一般采用一些适当的起动方法，以限制起动电流。鼠笼式异步电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种.在电动机频繁起动时，电动机的容量小于为其提供电源的变压器容量的20%时，允许直接起动；如果电动机不频繁起动，其容量小于变压器的30%时，允许直接起动.1)直接起动直接起动就是利用闸刀开关或接触器将电动机定子绕组直接接到电源上，这种方

8、法称为直接起动或称全压起动.优点:设备简单，操作方便，起动过程短星形-三角形(Y-△)换接起动。如果电动机在运行时其定子绕组接成三角形，那么在起动时可把它接成星形，等到转速接近额定转速时再换接成三角形，这样，在起动时就把定子每相绕组上的电压降低到正常运行时的。2)降压起动自耦降压起动就是利用自耦变压器将电压降低后加