电机与电气控制案例教程 教学课件 作者 何永艳 王锁庭 主编绪论.ppt

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1、电机与电气控制案例教程学习目标：1.了解电机的广泛应用2.掌握电机的分类3.明确电气控制技术的应用和发展4.了解电机的基本工作原理5.注意电气用电安全绪论0.1电机的广泛应用电机是与电能的生产、传输和使用有着密切关系的电磁机构。电动机把电能转换成机械能，去拖动各种负载0.1电机的广泛应用电机的应用：在机械、冶金、纺织、石油、煤炭和化工及其他工业企业中，人们利用电动机把电能转换成机械能，去拖动机床、起重机、轧钢机、电铲、搅拌机等各种生产机械，从而满足生产工艺过程的要求。在交通运输业中，需要大量的牵引电动机和船用、航空电机。随着农业机械化的发展，电力排灌、

2、播种、收割等农用机械中，都需要规格不同的电动机。在航天、航空和国防科学等领域的自动控制技术中，各种各样的控制电机作为检测、随动、执行和计算等元件。在品种繁多的家用电器中，也离不开功能各异的小功率电动机。在医疗、文教和日常生活中，电机的应用也是十分广泛。0.2电机及其分类电机可分为以下几种发电机：将机械能转化为电能或少量的热能电动机：将电能转化为机械能变压器：对电能进行变换控制电机：是一种特殊的电机，作为自动系统中的元件，完成信息的某种处理0.2电机及其分类电机常规电机控制电机发电机变压器电动机直流发电机交流发电机异步发电机同步发电机直流电动机交流电动机

3、异步电动机同步电动机三相单相鼠笼式绕线式永磁式直流电动机励磁式直流电动机0.3电气控制技术各种行业都大量使用各种电动机作为原动力，用以拖动各种机械设备，这称为电力拖动（或称为电气传动）电力拖动系统组成部分0.3电气控制技术随着生产的发展，人们对不同产品的生产工艺和精度不同，常需要生产机械具有不同的速度，这就要求对拖动生产机械进行控制，控制的方法很多，有电气的控制、液压控制、气动控制、机械控制配合使用，但以电气控制技术尤为普遍。0.4电机的基本作用原理（1）电流的磁场通电导体的周围有磁场存在。0.4.1磁与电磁的基本关系0.4电机的基本作用原理---用安

4、培定则（有称右手螺旋定则）来判断电流的磁场0.4电机的基本作用原理（2）磁通与磁感应强度磁场、磁感应强度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，又有方向用磁力线上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0.4电机的基本作用原理（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0.4电机的基本作用原理（3）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磁通

5、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零0.4电机的基本作用原理磁场强度H、磁导率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、铝及其合金，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，铁芯线圈的磁通比空

6、心线圈的磁通大得多0.4电机的基本作用原理（4）铁芯损耗当导磁材料位于交变磁场中被反复磁化，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0.4电机的基本作用原理（5）磁场储能磁场是一种特殊形式的物质，磁场中能够储存能量，在磁场建立过程中，能量由外部能源转换而来。磁场能量主要存储在气隙中0.4电机的基本作用原理（6）电磁力载流导体位于磁场中时，导体上受到力Fe0.4电机的基本作用原理（7）铁磁材料的性质、分类及用途导电、导磁、绝缘、散热和机械支撑铜是最通用的导电材料钢

7、铁是良好的导磁材料为了减小铁芯中的涡流损耗，导磁材料应当用薄片钢，称为电工钢片（硅钢片）。成分中含有少量的硅，使它有较高的电阻，同时又有良好的磁性能。绝缘材料0.4电机的基本作用原理1.磁路电流产生磁场2.磁路的欧姆定律（8）磁路及其基本定律0.4电机的基本作用原理（1）电磁感应现象当导体切割磁力线或线圈中磁通发生变化时，在导体或线圈中都会发生感应电动势。0.4.2电磁感应0.4电机的基本作用原理判断感应电动势方向的具体方法是：首先确定原磁通的方向及其变化趋势。由楞次定律判断感应磁通方向。如果原磁通增加，则感应磁通与原磁通方向相反，反之则方向相同。由感

8、应磁通方向，应用右手螺旋定则判断出感应电动势或感应电流的方向。注：判断时必须把产生感应电动势的