电机与拖动 教学课件 作者 任艳君 《电机与拖动》第0章 绪论.ppt

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1、绪论本章要点电机的概念与分类。本课程的性质、任务和学习方法。电机常用的电磁学基础。2本章主要内容0.1电机的概念与分类0.2电机与电力拖动系统发展概况0.3本课程的性质、任务和学习方法0.4电机常用的电磁学基础0.5铁磁材料的磁化特性30.1电机的概念与分类电机：是指利用电磁感应原理而运行的电气设备，可以实现机械能和电能间的转换、不同形式电能间的变换以及信号的传递与转换。电机的分类如图0-1所示。图0-1电机的分类40.2电机与电力拖动系统发展概况1、电力拖动系统的组成电力拖动是电动机在拖动系统中作为动力机械装置和元件拖动机械做功的

2、运行方式，电力拖动又称电气拖动。电力拖动系统是用电动机带动负载完成一定工艺要求的系统，一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源五部分组成，如图0-2所示。图0-2电力拖动系统的组成52、电力拖动系统发展概况电动机出现后，电力拖动大量替代了蒸汽和水力拖动。最初为“组拖动系统”，一台电动机拖动一组生产机械，通过大量的轴传动、皮带传动实现能量从电动机到机械装置的传递。二十世纪上半叶以来，大量采用“单电动拖动系统”，一台电动机拖动一台生产机械，便于通过对电动机的控制，实现对机械装置的电气控制，从而实现生产自动化。但随着机械装置的要求

3、日益提高，很多机械装置为完成复杂的工作，使用了大量的机械传动机构，由于机械零件加工技术和机械自身特性所限，使得系统难以达到所要求的传动控制和传动精度。因此，往往使用“多电动机拖动系统”，即在一个机械装置中，每个部件的每个传动工作或运动方式均由一台电动机驱动，使得传动机构大大减少，从而简化机械系统，提高传动精度。0.2电机与电力拖动系统发展概况63、电力拖动系统发展趋势随着自动化元件和控制技术发展，通过对每台电动机的控制，就可对机械装置的每个工作动作进行电气控制，实现自动化电机拖动系统。近年来，随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术

4、以及网络通讯等新技术的发展和广泛应用，采用微电子、计算机技术与控制技术的结合改造传统产业，从而实现高性能、电子化、小型化、智能化的电机拖动系统。0.2电机与电力拖动系统发展概况70.3本课程的性质、任务和学习方法1、课程性质本课程是机电一体化、电气自动化、建筑电气工程技术、供用电技术等专业的一门主干课程。由于电机大量在拖动系统中作为动力机械装置和元件使用，因此，我们有必要研究其基本原理、电气特性、机械特性以及在系统中的匹配问题。2、课程的任务本课程电机部分的主要任务是使学生掌握直流电机、变压器、交流异步电机、同步电机、控制电机的工作

5、原理、电磁过程、基本方程式、等效电路等内容。电力拖动部分主要掌握直流电动机、异步电动机的各种机械特性、电动机的启动、调速、制动运行的特性分析及其相关计算等内容。掌握选择电机的原理与方法。掌握电机及电力拖动控制技术在实际生产中的控制方法。80.3本课程的性质、任务和学习方法3、课程的学习方法本课程是一门理论性很强的技术基础课，同时又具有专业课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、动力学、机械等学科知识的综合。用理论分析电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析方法。掌握基本理论的同时，还要注意培养实训

6、操作技能和计算方法。90.4电机常用的电磁学基础（1）基尔霍夫第一定律又称作基尔霍夫电流定律（KCL)，电路中流入某一节点的各支路电流的代数和等于零，即1．电路中的两个基本定律（2）基尔霍夫第二定律又称为基尔霍夫电压定律（KVL），电路中任一闭合回路电压的代数和为零，即100.4电机常用的电磁学基础2．磁场的基础知识（1）磁感应强度B在磁极和通电导体周围都存在磁场，磁场的强弱通常用磁感应强度B来描述，磁场是一个矢量，其单位为T（特斯拉）。通电导体所产生的磁场方向可用右手定则判定，如图0-3所示。图0-3磁感应强度的方向与电流间的关系

7、（右手定则）110.4电机常用的电磁学基础通电导体产生的磁感应强度的大小由毕奥—萨伐尔定律确定，利用该定律可计算出无限长载流直导线在距离该导线为的一点产生的磁场大小为同样可得载流长直螺线管内的磁场为120.4电机常用的电磁学基础（2）磁通量通过磁场中某截面的磁感应系数称为通过此面的磁通量，简称磁通，一般用来表示，即对于均匀磁场，若磁场B与平面面积S垂直，则其磁通为或由此可知，磁感应强度B反映的是单位面积上的磁通量，故又称为磁通密度，简称磁密。磁通的单位为T.m2，又叫韦伯（Wb）。130.4电机常用的电磁学基础（3）电磁力的计算载流

8、导线在其周围空间要产生磁场，反之，磁场对处于其中的载流导线要产生作用力，该作用力称为安培力。如图0-4所示，有一小段电流元Idl处于磁场B中，该电流元所受的安培力为图0-4安培定律示意图此式叫安培公式。安培力的方向垂直于磁感应强度B与