电机与电器控制 教学课件 作者 冯晓 刘仲恕编 - 副本绪论.ppt

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1、电机与电器控制福建工程学院电机与电器控制绪论电机及电力拖动自动控制的发展概况课程的性质和任务第一章常用低压电器电器是所有电工器械的简称。按照我国现行标准规定，低压电器通常是指工作在交流1200V或直流1500V以下的电器。本章主要介绍机械设备电气控制系统中常用的几种低压电器。第二章直流电机及电气控制电机是一种机电能量转换的电磁装置。直流电动机是将直流电能转换为机械能；直流发电机是将机械能转换为直流电能。本章主要分析直流电机的原理、结构和运行性能。第三章变压器第四章交流电动机及电气控制第五章机械设备电气控制绪论一、电机及电力拖动自动控制的发展概况电能是现代工农业生产、交

2、通运输、国防科技以及日常生活等各个领域应用极为广泛的一种能量形式。电能的生产、交换、传输、分配、使用和控制等环节中，都必须利用电机进行能量转换或信号变换。在电力系统中，发电机和变压器是发电站和变电所的主要设备。在发电站中，发电机由汽轮机、水轮机、柴油机带动，把燃料燃烧的动力、水流动力或原子核裂变的能量转变为机械能传递给发电机，再由发电机转变为电能。为了经济地分配和运输电能，采用变压器经过升压降压用户。其它：风力发电、太阳能发电、地热发电、潮汐发电、焚烧垃圾发电、沼气发电、海浪发电等。在工业企业中，大量应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械。如机械工业、冶金工业、化

3、学工业中，机床、电铲、轧钢机、吊车、抽水机、鼓风机等都要用各种各样的电动机来拖动；在自动控制系统中，各种小巧灵敏的控制电机广泛地作为检测、放大、执行和解算元件；在日常生活中应用也越来越广泛，如：电风扇、洗衣机、吸尘器、空调、冰箱和电动自行车等。各种电动机所消耗的的电能占总发电量的60%~70%。电机的定义电机就是依据电磁感应定律实现电能与机械能之间的转换或电能之间转换的一种电磁装置。电机的分类1.按功能分类发电机电动机电机变压器、变频器、变流器、移相器伺服电机控制电机测速发电机步进电动机等2.按运动方式分类静止—变压器三相电机直流电机异步电动机旋转异步电机单相交流电机

4、异步发电机同步发电机同步电机同步电动机调相机现代电力工业几乎都是采用同步发电机，异步电机主要作为电动机使用。电力拖动的定义以电动机作为原动机来拖动生产机械运行的拖动方式，就称为“电力拖动”。与其它拖动方式（如：蒸汽机、水轮机、内燃机等）相比较，电力拖动的优点：控制简单、调节性能好、损耗小、效率高、能实现远距离控制和自动控制等，因而被大多数生产机械所采用。电力拖动主要由电动机、传动机构和控制设备三个基本环节组成：—电源—控制设备→电动机→传动机构→生产机械电机的发展概况从1831年法拉第发现电磁感应定律，创造了第一部感应发电机的模型至今，电机的发展距今不到两百年历史。初

5、始阶段的发电机是永磁式发电机。1845年，英国物理学家惠斯通电磁铁取代永久磁铁制成了第一台电磁式发电机。1866年德国科学家西门子制成第一台使用电磁铁的自励式发电机。1880年，美国发明家爱迪生制造了名为“巨象”的大型直流发电机。1885年意大利物理学家费拉里斯(1841-1897)提出了旋转磁场原理，奠定交流电机的研制和发展的基础。1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，并提出交流高压输电的概念。1882年法国人高兰德(1850-1888)和英国人约翰·吉布斯研制成功了第一台具有实用价值的变压器。19世纪末，电力拖动代替了蒸汽或水力的拖动。初期，它是由一台电动

6、机拖动一组生产机械，称为“成组拖动”。能量损耗大，效率低。随着生产发展的需要,自20世纪20年代以来，生产机械上广泛采用“单电动机拖动系统”，即一台生产机械用一台电动机拖动。在30年代出现了“多电动机拖动系统”，即机械的各运动部件分别采用不同的电动机拖动。20世纪30年代初，出现了发电机—电动机组，使调速性能优异的直流电动机得到了广泛的应用。电力拖动的控制方式由手动控制逐步向自动控制方向发展。继电-接触器式控制是应用最早的控制系统，它是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制电路，来实现对电力拖动系统的起动、制动、反转和调速的控制；实现对电力拖动系统的

7、保护和生产过程的自动化。这种控制具有使用的单一性，而且控制的输入、输出信号只有通和断两种状态，不能连续反映信号的变化，故称为断续控制。连续控制系统：电机扩大机、磁放大器、晶闸管等，尤其是晶闸管控制系统获得越来越广泛的应用。尽管电力拖动系统已向无触点、连续控制、弱电化、微机控制方向发展，但由于继电-接触器控制系统具有结构简单、可靠性高、维护方便、价格低廉等优点，目前仍然广泛应用。20世纪70年代出现了用软件手段来实现各种控制功能以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。晶闸管及电力电子技术的发展，使交流调速电动机的应用越来越广泛。高性能永磁材