概述(电机及其拖动课件)

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1、第1章概述张方（张馨方）主编谢胜利副主编1.1电机及电力拖动的应用发展1．电能在电能的使用和传输等方面电机起着重要的作用，被广泛应用于各行各业中。2．电机电机分为:发电机和电动机发电机是将其他能转换成电能的装置，电动机是将电能转换成其他能的装置，两者结构基本一样。电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。电动机有多种类型:直流电动机1）按工作电源分类单相电动机交流电动机三相电动机直流电动机按结构及工作原理分类无刷直流电动机稀土永磁直流电动机永磁直流铁氧体永磁直流电动机电动机铝镍钴永磁直流电动机有刷直流串励直流电动机电动机电磁直流电动机并励直流电动机他励直流电

2、动机复励直流电动机（2）按结构及工作原理分类三相异步电动机感应电动机单相异步电动机罩极异步电动机异步电动机交流换向单相串励电动机器电动机交直流两用电动机推斥电动机磁同步电动机同步电动机磁阻同步电动机磁滞同电动机3）按起动与运行方式分类电容起动式电动机电容式电动机电容起动运转式电动机分相式电动机（4）按用途分类电动工具用电动机、家电驱动用电动机用电动机及其它通用小型机械设备控制用电动机步进电动机伺服电动机等（5）按转子的结构分类笼型感应电动机（旧称鼠笼型异步电动机）绕线转子感应电动机（旧称绕线型异步电动机）（6）按运转速度分类高速电动机齿轮减速电动机电磁减速电动机低速电动机力矩电动机爪极同

3、步电动机等恒速电动机3．电力拖动（1）电力拖动以电动机为原动机的拖动方式叫做电机拖动，或称为电力拖动。(2)电力拖动的任务在于通过电机将电能转换为机械能电力拖动系统的组成，见下图。电机理论中的基本知识点电机中所用的材料可分为以下4类：（1）导电材料。（2）导磁材料。（3）绝缘材料。按耐热能力可分为A，E，B，F，H，C等6级。（4）结构材料。电机的发热、冷却及防护（1）电机中的损耗在能量传递或转换过程中，电机自身消耗的功率称为损耗。称为功率平衡方程式。电机中的总损耗为（2）电机的发热按国家标准的要求，对电机的全部电量和机械量的数值以及运行的持续时间和顺序所作的规定，称为电机的定额。电机的

4、定额分为：连续定额短时定额周期工作定额（3）电机的冷却冷却方式分外部冷却和内部冷却两大类。5．电机的防护电机的防护方式有开启式、防护式、封闭式和防爆式4种。6．电机的安装方式电机的安装方式分为卧式和立式。卧式电机安装后转轴为水平方向，立式电机的转轴则为垂直方向，1.2.2电机及拖动基础中常用的定律1．磁路定律及概念（1）磁感应强度(或磁通密度)B描述磁场强弱及方向的物理量是磁感应强度B。（2）磁通用Φ表示Φ=BS及B=Φ/S（1—1）当截面S与不垂直，S的法线与B的夹角为α，则（1—2）磁通的单位为韦伯（Wb）1T=1Wb/m2（3）磁场强度H介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率μ之比。

5、（1—3）磁场强度单位为安/米（A/m）。(4)磁动势F（1—4）磁动势的方向由产生它的线圈电流按右手螺旋定则确定。磁动势的单位是安匝或安。(5)磁阻Rm磁阻与磁路的平均长l，磁路截面S及磁路的磁导率μ有关，即（1—5）2.磁性材料可分为磁性材料与非磁性材料两大类。(1)导磁性：用来衡量物质导磁能力的物理量。实验测得真空的磁导率μ为物质的相对磁导率μr，为（1—6）单位是亨利/米（H/m），即欧姆秒/米（Ω·s/m）。(2)磁饱和性铁磁材料的磁感应强度B随外磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线。见图1－2的B=f（H）曲线在磁滞回线上，当H下降到零时，B不是零，而Br称为剩余磁感应强度，又称

6、剩磁；而对应B等于零时的H称为矫顽力。(3)磁滞性铁磁物质被反复磁化，相应的上升磁化曲线与相应的下降磁化曲线不重合（如图1—3所示）这种现象称为磁滞。3．全电流定律(安培环路定律)（1—7）若导体电流方向和积分路径方向符合右手螺旋定则时，该电流取正号，反之取负号。图1—4中电流所示方向，∑I=。如果磁场是由电流为I、匝数为W的线圈产生，则有4．磁路基尔霍夫定律(1)磁路基尔霍夫第一定律如图1—5所示。磁通Ф1和Ф2。有或式中，将穿入闭合面的磁通取正号，穿出闭合面的磁通取负号。（1—8）称为磁路基尔霍夫第一定律。(2)磁路基尔霍夫第二定律（1—9）称为磁路基尔霍夫第二定律。5．磁路的欧姆定

7、律（1—10）称为磁路的欧姆定律（1—11）式中：Rm为l段的磁阻，单位为1/H；为l段的磁导，单位为H。fi6．电磁感应定律当感应电动势的正方向与产生它的磁通正方向符合右手螺旋定则时，见图1-6（a）及图1-7。感应电动势e可用下式表示：（1—12）(1-14)式中磁通幅值磁通变化角频率磁通变化的频率感应电势幅值，感应电势的有效值为其相位关系和波形图见图1-8。感应电势和磁通的复量关系为当导体中有相对运动而产生切割电动势，其值为7