《电机学绪论》ppt课件

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1、电机学第3版汤蕴璆罗应立梁艳萍编著普通高等教育“十一五”国家级规划教材绪论电机在国民经济中的作用电机发展简史我国电机工业发展概况电机的分析方法本课程的任务课程特点和学习方法建议电机在国民经济中的作用电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。就能量转换的功能来看，电机可分为发电机和电动机两大类。发电机用以把机械能转换为电能。在发电站中，通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后通过发电机把机械能转换为电能，再经输、配电网络送往各种场合供公众使用。电动机把电能转换为机械能，用来驱动各种用途的生产机械和装

2、置，满足不同的需求。电力变压器则是将一种交流电压、电流转换成同频率的另一种电压、电流的静止电器。电机在国民经济中的作用由于一次能源形态的不同，可以制成不同类型的发电机。利用水力资源，和水轮机配合，可制成水轮发电机；利用煤、石油等能源的热能，和锅炉、汽轮机配合，可制成汽轮发电机。此外，还有利用风能、原子能等能源的各类发电机。电机在国民经济中的作用电动机作为动力设备，已广泛应用于机械行业的工作母机，冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢机，交通运输行业中的电车、电力机车，各类企业中的鼓风、起吊、运输传送，农业中的电力排灌、

3、农副产品加工，以及医疗器械、家用电器等各行各业，大至冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小功率电动机、乃至几瓦的微电动机。在各类动力机械中，电动机的容量已超过总容量的60%。电机在国民经济中的作用根据应用场合的要求和电源的不同，电动机有直流电动机、交流同步电动机、交流感应电动机，以及满足不同需求的特种电动机。20世纪70年代以后，由于大功率电力电子器件、微电子器件、变频技术以及计算机技术取得的一系列进展，还研制出多种调速性能优良、效率较高、能满足不同要求的交流电动机调速系统，和由变频器供电的一体化电机。电机在

4、国民经济中的作用就信号转换功能的控制电机而言，大体上有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自整角机等几种，这些电机主要用于自动控制系统中作为检测、执行、随动和解算元件，例如机床加工的自动控制，舰船方向舵的自动控制，大炮和雷达的自动定位，飞机的飞行控制，计算机、自动记录仪表运行的控制等。这类电机通常为微型电机，对精度和快速响应的要求较高。电机在国民经济中的作用在电力工业中，发电机是生产电能的主要设备；变压器是变电站输、配电线路中对电压进行变换的主要设备；在机械、冶金、纺织、煤炭、石油、化工、交通运输和家用电器等行业中，电

5、动机是各种生产机械的主要动力设备；在国防和民用的各种自动控制系统中，控制电机是重要和不可缺少的元件。电机在国民经济的各个领域中起着极其重要的作用。我国电机工业发展概况从仿制阶段到自行设计阶段一直到研究、创新阶段，经过50年的努力，我国已经建立起自己的电机工业体系，有了统一的国家标准和统一的产品系列，建立了全国性的研究实验基地和研究、工程技术人员队伍。在大型交、直流电机方面，研制成功2×5000kW的直流电动机，4700kW的直流发电机和42MW的同步电动机。在大型发电设备方面，研制出300MW和600MW的水氢氢冷汽

6、轮发电机，300MW的双水内冷和全氢冷汽轮发电机，650MW的核电机组；还相继研制出125MW、250MW、300MW、550MW和700MW的水轮发电机。电力变压器的最大容量已做到840MVA，电压最高为750kV。我国电机工业发展概况在中、小型和微型电机方面，已开发和制成125个系列、上千个品种、几千个规格的各种电机。在特殊电机方面，由于新的永磁材料的出现，制成了许多高效节能、维护简单的永磁电机。由于电机和电力电子装置、单片微型计算机相结合，出现了各种性能和形态迥异的“一体化电机”。上述各种类型的电机，除满足我

7、国生产和生活领域中的各种不同需求外，尚有部分出口。电机的分析方法1电机的分析步骤(1)电机内部物理情况的分析运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来，这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能，再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一步。这一步实质上就是“建立物理模型”。(2)导出

8、电机的运动方程电机的分析方法(3)求解运动方程根据运动方程和求解问题的性质(是稳态还是瞬态，是对称还是不对称运行等等)，选择运动方程的解法，求出解析解或数值解。(4)结果分析通过对解答的分析，确定所需的运行性能(特性)和主要运行数据，如过载能力、稳定性、效率、电压变化率、速度变化率等，以满足解决某一问题的需要。电机的分析方法2运动方程的导出方