电力拖动与控制 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 陈勇 罗萍 向敏 绪论.ppt

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1、绪论1电机的分类2电机的应用电能生产——由同步发电机生产；高压输电——由升压变压器将发电机发出的电压升高到输电电压再输送；降压用电——由降压变压器将输来的高压电降为所需低电压，供给用电设备；生产机械的拖动——由各种电动机或电力拖动系统实现；控制系统中的信号转换——由各种控制电机完成。3本教材内容“电机与拖动基础”课程是把“电机学”和“电力拖动基础”两门课整合为一门课。本教材以电力拖动系统中应用最广泛的电机和电力拖动为重点，从使用的角度介绍交、直流电机、变压器、控制电机的基本结构、工作原理、主要工作特性以及电力拖动系统的运行特性等。4课程性

2、质本课程属专业技术基础课，学习过程中要用到《高等数学》、《大学物理》、《电路》等课程的知识。本课程虽是基础课，但又具有专业性质，讲授的内容是电机方面非常具体、实际的问题。因此，课程的特点是理论性强，实践性也强。5教学目的本课程的教学目的是，通过课程的学习,使学生掌握常用交、直流电机及变压器的基本结构、工作原理、运行性能和实验方法；了解交直流电力拖动的基础知识，掌握他励直流电动机启动、制动及调速等各种运行状态的静动态特性和参数计算；掌握异步电动机特性分析、启动、制动方法和交流电动机常用调速方法；学会选择电动机容量的方法。6学习方法1首先，学

3、习中应注意，在实际运行着的电机中，电、磁、力、热等物理定律同时起作用，互相制约，分析解决这种复杂问题时，往往需要忽略一些次要矛盾，抓住主要矛盾加以解决，只要所得结果正确，引起的误差在允许的范围内，这在工程上是允许的，这与以前所学课程中解决问题理想化、单一化有很大区别，学习时需有足够的认识。7学习方法2其次应注意，本课程的动力用电机包括变压器及各种电动机等，种类繁多，各具特性，但就其内部电磁关系耦合过程和机电能量转换关系，仍有其内在联系。他们的基本工作原理都是建立在电磁感应定律和电磁力定律基础上的；他们的能量转换都是以磁场为媒介，其电磁关系

4、可抽象为电路参数，得出基本方程式和等值电路，这是共性方面。8学习方法2在学习中应将各种电机的相似性有机地统一起来，注意课程内容的内在联系，形成学习本课程鲜明的主线，只要学好了变压器，对交流机和直流机的内容就比较容易掌握了。9学习方法3最后应注意，理论联系实际，注重做好本课程开设的相关实验，立足于学会使用各类电机，在实验中学习解决实际问题的方法，注意培养解决工程实际问题的能力。10基本电磁定律学习本课过程中常要用到的基本电磁定律有：全电流定律、磁路欧姆定律、电磁力定律、电磁感应定律、基尔霍夫电流定律和电压定律等。11（1）电路定律①电路欧姆

5、定律流过电阻R(resistance)的电流I(current)大小与电阻两端的电压U(voltage)成正比，与电阻R的大小成反比，即有12（1）电路定律②基尔霍夫第一定律电路中任意节点的电流的代数和等于零，即有③基尔霍夫第二定律对电路中任一回路，电压降的代数和等于电动势(emf)的代数和，即有13（2）电磁感应定律一匝数(turn)为N的线圈(winding)，在变化的磁场中产生的感应电动势e(induceelectromotiveforce)的大小与线圈匝数N和线圈所交链的磁通(themagnticflux)对时间的变化率dF/dt

6、成正比，当感应电动势正方向与产生它的磁通正方向符合右手螺旋定则时，则有14（3）全电流定律磁场中沿任一闭合回路的磁场强度H(themagneticfieldintensity)的线积分等于该闭合回路所包围的所有导体电流的代数和，即有15（4）电磁力定律载流导体在磁场中受到力的作用，当磁场与导体相互垂直作用时，作用在载流导体的电磁力为16（5）磁路定律①磁路基尔霍夫第一定律在磁路(magneticcircuit)中根据磁通的连续性可得：穿入任一闭合面的磁通必等于穿出该闭合面的磁通，即磁路中通过任何闭合面上的磁通的代数和等于零，则有上式中一般

7、将穿出闭合面的磁通取正号，穿入闭合面的磁通取负号。17（5）磁路定律②磁路基尔霍夫第二定律根据麦克斯韦方程可得出：在闭合的磁路中，各段磁压降的代数和等于闭合磁路中磁动势(mmf)的代数和，即有上式中，H——磁场强度，A/m；L——各段磁路的长度，m；N——线积分线路所包围的导体数；I——每根导体所流过的电流，A。18（5）磁路定律③磁路欧姆定律在无分支的磁路中，磁通F与磁动势F大小成正比，与磁路中的总磁阻Rm(totalreluctance)的大小成反比，即有上式中，Rm——磁路的总磁阻，1/H。19磁路与电路对比表20电机中铁磁材料的特

8、点（1）磁化曲线(magnetizationcurve)铁磁材料具有如下特点：它的磁化曲线具有饱和性，磁导率μFe不是常数，且随H变化而变化。21电机中铁磁材料的特点（2）磁滞回线(thehy