电动机原理ppt课件.ppt

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1、电机基本原理简介报告人：孙小姐清华大学电机系电力系统重点实验室2008-08-12主要内容电机的分类电磁场基本理论电机基本原理直流电机单相交流异步电机变压器影响电机温升的几个因素电机分类按能量转换方式发电机、电动机、变压器、控制电机按电流方式直流电机交流电机按运行方式旋转电机、静止电机（变压器）同步电机异步电机变压器电磁场基本理论电路几个重要概念——电源、电势、电气元件、电流、电压E+-RI~ieL电源电势电压电流或电阻消耗能量，电容、电感不消耗能量而储存能量+-++++++------~ieC电磁场基本理论磁

2、场磁场强度H，磁感应强度BB=H磁导率u决定于介质性质，单位H／m,真空磁导率0=4×10-7H／m,非铁磁物质如空气、绝缘材料等，近似等于真空磁导率,铁磁物质如铁、镍，磁导率远于真空磁导率达数千甚至上万倍。用磁力线来描述磁场NS磁力线（磁感应线）不相交的闭合曲线，切线方向表示磁场方向，疏密程度表示磁场大小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电磁场基本理论磁滞现象与磁滞回线当导磁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

3、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。矫顽磁力Hc剩余磁感应强度Br磁化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，磁导率小线性区，磁导率大且不变饱和区耗能涡流损耗磁滞损耗电磁场基本理论磁势F+-RmΦ磁通磁阻磁压磁路几个重要概念——磁势、磁压、磁通、磁阻磁路的欧姆定律两个假设条件1、均匀分布2、无漏磁电磁场基本理论磁铁产生磁场电流产生磁场直导线环导线多匝线圈主磁通漏磁通带铁芯的线圈右手螺旋定则NS电产生磁恒定电流产生静止磁场，变化电流产生变

4、化磁场B=H电磁场基本理论电磁感应定律变化的磁场产生电势运动导体在磁场中产生感应电势，方向采用右手定则判断右手定则左手定则变化的磁场产生电流电磁感应定律通电导线在磁场中受到力的作用，受力方向采用左手定则判断磁产生电通电导体在磁场中受力多匝线圈右手螺旋定则电磁场基本理论总结：电场与磁场密不可分电场可以产生磁场，静止的电场产生静止的磁场，变化的电场产生变化的磁场磁场可以产生电场，变化的磁场可以产生电场，静止的磁场不能产生电场通电导体在磁场中受力电场产生磁场磁场产生电场通电导体在磁场中受力电机基本原理导体在磁场中运

5、动产生电势通电导线在磁场中受到力的作用产生运动右手定则左手定则发电机原理电动机原理直流电机基本结构风扇机座电枢铁心和绕组主磁极电刷换向器接线板接线盒励磁绕组端盖直流电动机基本原理直流电动机机械特性转矩特性：转矩与电流之间的关系转速特性：转速与电流之间的关系转速与转矩特性（机械特性，T-n曲线）在不同的励磁方式下，主磁通随负载电流的变化不同，导致电机特性的差异。1、固有机械特性2、人为机械特性当时机械特性称固有机械特性当改变或或得到的机械特性称人为机械特性以他励（并励）电动机为例直流电动机励磁方式永磁式（采用永磁

6、体）他励式自励式（串励、并励、复励）他励式直流电动机NSUR+-接励磁电源-UMRE反+Ia励磁绕组电枢接励磁电源TNT0TemTemTemTK1TK2TemTK固有机械特性电枢串绕组机械特性改变电枢电压机械特性改变磁通机械特性并励式直流电动机NSUR+-MUE反+-RIIaIf励磁绕组电枢iT0机械特性方程与他励式电动机机械特性相同串励式直流电动机USN+-M+-UE反励磁绕组电枢T一般情况下：转矩按大于电流一次方的比例增加，对起动和过载能力有意义。当负载电流（即励磁电流）很小时，铁心处于不饱和状态，主磁通随

7、励磁成正比增加，即当负载电流较大时，铁心饱和，主磁通随励磁变化较小（近似不变）1、在满载或较重负载时，电枢电流较大，If=Ia较大，气隙磁通较大，电机只需不太高的转速便能产生较高的反电势与电网电压平衡。2、在空载或很轻负载时，If=Ia很小，使主磁通很小，电机必须以很高的转速才能产生反电势保持电压平衡。铁芯未饱和铁芯饱和不允许空载（或轻载）起动及运行串励直流电动机复励式直流电动机URNS+-URE反+-励磁绕组励磁绕组电枢M复励直流电动机既有并励绕组，又有串励绕组，当并励与串励绕组产生的磁势极性相同时，称为积复

8、励；当并励与串励绕组产生的磁势极性相反时，称为差复励，差复励在实际应用中很少。积复励在理想空载时，电枢电流为零，主磁通Φ0由并励绕组产生，故存在理想空载转速，不会出现“飞车”危险；当负载增大时，电枢电流增大，总磁通随之增大，使转速比并励下降更多，如图下所示。直流电机绕组环形绕组鼓形绕组（波绕组、叠绕组）环形绕组鼓形绕组叠绕组波绕组直流电机绕组整距绕组分布绕组谐波会增加电机的损耗，是电机