电机chap1绪论.ppt

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1、电机学绪论变压器交流电机共同理论异步电机同步电机直流电机广东工业大学电力工程系刘艺第一章概述电机的发展主要类别基本作用原理——多个（电磁）定律电机可逆性原理电机的材料作业广东工业大学电力工程系刘艺一、电机的发展1．电机的发展初期电磁感应定律的发现——1831年法拉第直流电机的发展单相交流电的应用——远距离传输三相交流电的应用——解决电机启动问题广东工业大学电力工程系刘艺电机的发展（续）2．电机的近代发展及趋势单机容量不断增加——机组容量大时，单位容量的用料（省）、损耗（小）、造价（低）如汽轮发电机：中小型电机技术与经济指标不断改进新

2、的设计方法（CAD）、工艺、材料、测试手段应用范围扩大19005MVA1956水内冷208MVA192025MVA1960320MVA1937空气冷却100MVA目前>1000MVA氢气冷却150MVA广东工业大学电力工程系刘艺二、电机的主要类别电机的作用——转换能量，输入及输出基本结构——定子、转子、气隙分类：1、据能量转换（功能）分发电机——将机械功率转换为电功率电动机——将电功率转换为机械功率变压（流、频、相位）器——将电功率转换为另一种形式的电功率控制电机——电气机械系统中调节、放大和控制作用广东工业大学电力工程系刘艺电机的

3、主要类别（续）2、据速度、电流分变压器—静止设备旋转电机直流电机—没有固定的同步速度、直流交流电机异步电机—速度不等于同步速度、交流同步电机—速度等于同步速度、交流交流换向器电机—速度可在任意范围内随意调节广东工业大学电力工程系刘艺第二节、电机的磁路和磁路定律（电机的运行与分析基础）（电和磁是构成电机的两大要素）电磁感应定律全电流定律磁路定律电路定律电磁力定律…广东工业大学电力工程系刘艺电机的电磁基本理论磁场、磁感应强度（磁通密度）B用磁场中载流导体受到的洛仑兹力确定其存在和性质B是矢量,即既有大小（T，特斯拉），又有方向用磁力线上

4、每点的切线方向规定B的方向用磁力线的疏密程度表示B的大小广东工业大学电力工程系刘艺磁感应线（磁力线）(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则(2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一(3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线，无起、终点广东工业大学电力工程系刘艺电机的电磁基本理论（续）磁通量通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb=BScos（对均匀磁场）任意曲面：广东工业大学电力工程系刘艺磁通连续性原理由于磁感应线是闭合的，因此对任意封闭曲面来

5、说，进入该闭合曲面的磁感应线，一定等于穿出该闭合曲面的磁感应线。如规定磁感应线从曲面穿出为正，穿入为负，则通过任意封闭曲面的磁通量总和必等于零广东工业大学电力工程系刘艺电机的电磁基本理论（续）磁场强度H(安/米）、磁导率（亨/米）B=H磁导率，决定于介质性质，H／m。变化范围很大真空磁导率0=4×10-7H／m非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率铁磁物质如铁、镍、钴及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数。在同样大小的电流作用下，铁芯

6、线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多广东工业大学电力工程系刘艺电机的电磁基本理论（续）导体和非导体电导率之比达铁磁物质与非铁磁物质磁导率之比仅不存在磁绝缘和磁绝缘体物质广东工业大学电力工程系刘艺铁磁材料的B-H曲线不同的磁性材料有不同的磁导率同一材料当其磁通密度不同时，亦有不同的磁导率起始段，磁导率较小线性区，磁导率大且不变饱和区广东工业大学电力工程系刘艺磁滞现象与磁滞回线磁场强度H缓慢地循环变化，B一H曲线是一封闭曲线—磁滞回线极限磁滞回线矫顽磁力Hc剩余磁感应强度Br基本磁化曲线软磁和硬磁材料广东工业大学电力工程系刘艺铁芯损耗当导磁

7、材料位于交变磁场中被反复磁化，B一H曲线呈磁滞回线。导磁材料中将引起能量损耗，称为铁芯损耗。铁芯损耗分为两部分：磁滞损耗和涡流损耗。注意：在恒定磁场中的静止导磁体内是不会引起能量损耗的铁芯损耗均转化为热能使铁芯温度升高，为防止电机过热，采用硅钢片以减小铁芯损耗，采取散热降温措施广东工业大学电力工程系刘艺全电流定律(安培环路定律)磁场强度矢量H沿任一闭合路径的线积分等于穿过该闭合路径的限定面积中流过电流的代数和(磁场回路所匝链的电流）且积分回路的绕行方向和产生该磁场的电流方向符合右手螺旋定则若沿长度L、磁路强度H处处相等，且闭和回路所

8、包围的总电流是由通过i的N匝线圈提供，则上式可写成：HL=Ni=F（磁场回路所匝链的电流—磁动势A）磁压（A）—H沿一条路径l的线积分沿着磁场中任一闭台回路其总磁压等于总磁势广东工业大学电力工程系刘艺磁路及其参数认为磁通完全在导磁体内