電機與拖動基礎(chǔ)1章

電機與拖動第四版李發(fā)海王巖清華大學(xué)出版社學(xué)時分配：64（講課：54實驗：10）2/5/2023電機定義：電機是一種利用電磁感應(yīng)原理進行機電能量轉(zhuǎn)換或信號傳遞的電磁裝置。電機拖動：電動機拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，完成既定的工藝要求。內(nèi)容簡介緒論電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)直流電機變壓器交流電機理論的共同問題感應(yīng)電機(異步電機)同步電機控制電機

2/5/2023電機及拖動3第1章緒論

目前我國的公共電網(wǎng)就是由眾多的火力發(fā)電廠與水力發(fā)電站并網(wǎng)運行組成的，在電能的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、使用與控制等方面，都必須通過能夠進行能量(或信號)傳遞與變換的電磁機械裝置，這些電磁機械裝置被廣義地稱為電機。通常所說的電機，是指那些利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計制造而成的、用于實現(xiàn)能量(或信號)傳遞與變換的電磁機械的統(tǒng)稱。按電機的功能來分類，電機可分為：

(1)發(fā)電機——把機械能轉(zhuǎn)變成電能；

(2)電動機——把電能轉(zhuǎn)變成機械能；

一、電機及發(fā)展

電機及拖動基礎(chǔ)電子教案§1.1電機及電力拖動技術(shù)概況電機及拖動基礎(chǔ)電子教案(3)變壓器、變流機、移相器等，是分別用于改變電壓、頻率、電流及相位的，即把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種類型的電能；按電流的類型及工作原理的某些差異，旋轉(zhuǎn)電機又可分為直流電機、交流異步電機、交流同步電機及各種具有專門用途的控制電機等。(4)控制電機——應(yīng)用于各類自動控制系統(tǒng)中的控制元件。

值得指出的是，從基本工作原理來看，發(fā)電機與電動機只是電機的兩種不同的運行方式，從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，二者是可逆的。上述的各種電機中，有些是靜止的，如變壓器；有些是旋轉(zhuǎn)的，如各種類型的發(fā)電機與電動機。電機的發(fā)展主要有三種趨勢：(1)大型化；單機容量越來越大，如60萬千瓦及以上的汽輪發(fā)電機。(2)微型化；為適應(yīng)設(shè)備小型化的要求，電機的體積越來越小，重量越來越輕。(3)新原理、新工藝、新材料的電機不斷涌現(xiàn)；如無刷直流電機、直線電機、超聲波電機等。

電機及拖動基礎(chǔ)電子教案二、電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的優(yōu)點：易于實現(xiàn)自動控制?？刂撇糠蛛妱訖C變速機構(gòu)生產(chǎn)機械電源部分電力拖動系統(tǒng)組成框圖2/5/2023電機及拖動8按電機類型：直流拖動、交流拖動 由電動機實現(xiàn)。

按系統(tǒng)由最初單電機拖動多電機拖動

成組拖動一臺電機拖動一組生產(chǎn)機械，能量傳遞與分配靠機械方法實現(xiàn)，能量損耗大，效率低，事故多。一臺電機拖動一臺生產(chǎn)機械，簡化了機械結(jié)構(gòu)。每一工作機構(gòu)由獨立電機拖動，機械結(jié)構(gòu)大大簡化，各機械間一般采用電氣方法聯(lián)系。三.拖動系統(tǒng)類型電機及拖動基礎(chǔ)電子教案四、本課程的內(nèi)容、目的和任務(wù)

本課程是電氣工程及其自動化和自動化兩個本科專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。

為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程和將來從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。掌握各種電機（含變壓器）的基本結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、基礎(chǔ)理論知識、基本運行特性和一般分析的方法；掌握電力拖動系統(tǒng)的運行特性、分析計算；通過實驗，熟練掌握電機的基本實驗方法和操作技能，例如電機的運行特性、損耗、穩(wěn)態(tài)參數(shù)等的測定方法了解電機的有關(guān)工程問題，例如電機的發(fā)熱和冷卻、各種電機的應(yīng)用范圍。2/5/2023電機及拖動101.磁的基本概念

磁通密度B:用通過磁場方向的單位面積的磁力線數(shù)來表示

磁通:穿過某一截面S的磁通密度B的通量，即穿過截面S的磁力線根數(shù)稱為磁通

磁場強度:在線性磁性材料的一定范圍內(nèi)，磁場強度定義為介質(zhì)中某點的磁通密度B與介質(zhì)磁導(dǎo)率之比

五、本課程常用的物理概念和定律

磁通勢：等于流過線圈的電流與其匝數(shù)的乘積，即

磁阻：磁阻與磁路的平均長度，磁路截面積及磁路介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，即

五、本課程常用的物理概念和定律五、本課程常用的物理概念和定律2、全電流定律（安培環(huán)路定律）：在磁場中沿任一閉合回路磁場強度的線積分等于穿過該回路所有電流的代數(shù)和，即

其中電流的正方向與閉合回路的正方向滿足右手定則。2/5/2023電機及拖動133、磁性材料的特性：

磁性材料三個顯著特點：高磁導(dǎo)性，磁滯性，磁飽和性。磁性材料的磁滯回線五、本課程常用的物理概念和定律4.電磁力定律：載流導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，方向用左手定則判定。

在旋轉(zhuǎn)電機中，作用在轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體上的電磁力將使轉(zhuǎn)子受到一個力矩，我們稱之為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩是電機實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的重要物理量。

切割電動勢

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變壓器電動勢：方向判別：右手定則(a)切割電動勢的右手定則