電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)北方工業(yè)大學(xué)一一

電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)

緒論2電機(jī)的分類

3電機(jī)的應(yīng)用電能生產(chǎn)——由同步發(fā)電機(jī)生產(chǎn)；高壓輸電——由升壓變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高到輸電電壓再輸送；降壓用電——由降壓變壓器將輸來的高壓電降為所需低電壓，供給用電設(shè)備；生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)——由各種電動(dòng)機(jī)或電力拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；控制系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換——由各種控制電機(jī)完成。4本教材內(nèi)容

“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)”課程是把“電機(jī)學(xué)”和“電力拖動(dòng)基礎(chǔ)”兩門課整合為一門課。本教材以電力拖動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電機(jī)和電力拖動(dòng)為重點(diǎn)，從使用的角度介紹交、直流電機(jī)、變壓器、控制電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要工作特性以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性等。5課程性質(zhì)本課程屬專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)過程中要用到《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》、《電路》等課程的知識(shí)。本課程雖是基礎(chǔ)課，但又具有專業(yè)性質(zhì)，講授的內(nèi)容是電機(jī)方面非常具體、實(shí)際的問題。因此，課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)，實(shí)踐性也強(qiáng)。6教學(xué)目的

本課程的教學(xué)目的是，通過課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握常用交、直流電機(jī)及變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行性能和實(shí)驗(yàn)方法；了解交直流電力拖動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速等各種運(yùn)行狀態(tài)的靜動(dòng)態(tài)特性和參數(shù)計(jì)算；掌握異步電動(dòng)機(jī)特性分析、啟動(dòng)、制動(dòng)方法和交流電動(dòng)機(jī)常用調(diào)速方法；學(xué)會(huì)選擇電動(dòng)機(jī)容量的方法。7學(xué)習(xí)方法1首先，學(xué)習(xí)中應(yīng)注意，在實(shí)際運(yùn)行著的電機(jī)中，電、磁、力、熱等物理定律同時(shí)起作用，互相制約，分析解決這種復(fù)雜問題時(shí)，往往需要忽略一些次要矛盾，抓住主要矛盾加以解決，只要所得結(jié)果正確，引起的誤差在允許的范圍內(nèi)，這在工程上是允許的，這與以前所學(xué)課程中解決問題理想化、單一化有很大區(qū)別，學(xué)習(xí)時(shí)需有足夠的認(rèn)識(shí)。8學(xué)習(xí)方法2其次應(yīng)注意，本課程的動(dòng)力用電機(jī)包括變壓器及各種電動(dòng)機(jī)等，種類繁多，各具特性，但就其內(nèi)部電磁關(guān)系耦合過程和機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，仍有其內(nèi)在聯(lián)系。他們的基本工作原理都是建立在電磁感應(yīng)定律和電磁力定律基礎(chǔ)上的；他們的能量轉(zhuǎn)換都是以磁場(chǎng)為媒介，其電磁關(guān)系可抽象為電路參數(shù)，得出基本方程式和等值電路，這是共性方面。9學(xué)習(xí)方法2在學(xué)習(xí)中應(yīng)將各種電機(jī)的相似性有機(jī)地統(tǒng)一起來，注意課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，形成學(xué)習(xí)本課程鮮明的主線，只要學(xué)好了變壓器，對(duì)交流機(jī)和直流機(jī)的內(nèi)容就比較容易掌握了。10學(xué)習(xí)方法3

最后應(yīng)注意，理論聯(lián)系實(shí)際，注重做好本課程開設(shè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，立足于學(xué)會(huì)使用各類電機(jī)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的方法，注意培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力。11基本瘦電磁斃定律學(xué)習(xí)束本課蔥過程宜中常特要用銷到的啄基本押電磁偷定律類有：全電齡流定濫律、畜磁路惱歐姆包定律墨、電馬磁力為定律苗、電塵磁感應(yīng)定滴律、跟基爾間霍夫怖電流致定律按和電焦壓定錫律等閉。12（1首）電籠路定災(zāi)律①電路臘歐姆忘定律流過丙電阻R(r仆es男is競(jìng)ta罪nc家e)的電榜流I(c夜ur你re冒nt譜)大小造與電位阻兩洋端的狐電壓U(v甚ol黃ta腸ge編)成正布比，嶼與電左阻R的大霜小成陣反比僻，即法有13（1桑）電本路定嗎律②基爾屬霍夫艷第一狀定律電路匯中任家意節(jié)踏點(diǎn)的溪電流控的代惜數(shù)和湯等于固零，凝即有③基爾吃霍夫值第二但定律對(duì)電懲路中駛?cè)我挥阑芈犯?，電搞壓降本的代坦?shù)和先等于紛電動(dòng)朗勢(shì)(e便mf暢)的代豎數(shù)和層，即痛有14（2倉）電涌磁感翅應(yīng)定推律一匝經(jīng)數(shù)(t懼ur熄n)為N的線砌圈(w左in秩di項(xiàng)ng柄)，在答變化翠的磁場(chǎng)中成產(chǎn)生尋的感濫應(yīng)電到動(dòng)勢(shì)e(i陷nd仰uc吧e罩el疫ec排tr拴om荷ot蛾iv核e吉fo綁rc舌e)的大貧小與回線圈私匝數(shù)N和線柴圈所腦交鏈威的磁態(tài)通(t陜he比m拍ag羊nt截icfl些ux柄)對(duì)時(shí)施間的挪變化處率dF/dt成正錫比，型當(dāng)感希應(yīng)電仁動(dòng)勢(shì)摟正方向與芬產(chǎn)生祥它的脂磁通探正方每向符脾合右己手螺各旋定填則時(shí)富，則何有15（3隱）全襯電流督定律磁場(chǎng)躲中沿側(cè)任一書閉合鐮回路圣的磁疲場(chǎng)強(qiáng)努度H(t巾hema寒gn救et孟ic敢f葛ie念ld戀i橡nt末en謠si搬t(yī)y氧)的線刃積分飄等于步該閉竿合回睛路所包圍煎的所駝?dòng)袑?dǎo)弊體電鑒流的持代數(shù)休和，身即有16（4袋）電載磁力監(jiān)定律載流融導(dǎo)體蘇在磁六場(chǎng)中競(jìng)受到墊力的顫作用京，當(dāng)掛磁場(chǎng)蚊與導(dǎo)體并相互旗垂直陳作用慎時(shí)，潤(rùn)作用柜在載跨流導(dǎo)燙體的規(guī)電磁袖力為17（5竊）磁修路定優(yōu)律①磁路冷基爾皇霍夫枝第一冰定律在磁泊路(m咱ag籮ne閥ti音c癢ci毛rc塑ui槽t)中根茫據(jù)磁偶通的辭連續(xù)啞性可得：片穿入弄任一續(xù)閉合酬面的震磁通餓必等懇于穿母出該商閉合觀面的磁通袋，即溝磁路追中通肯過任濱何閉恐合面森上的蔑磁通管的代促數(shù)和等于謝零，雨則有上式兆中一澆般將執(zhí)穿出孟閉合蘿面的抹磁通融取正趟號(hào)，駱穿入閉合女面的維磁通事取負(fù)捎號(hào)。18（5繡）磁禮路定叫律②磁路芒基爾遷霍夫佩第二蛙定律根據(jù)婚麥克膝斯韋蠶方程課可得滅出：版在閉秧合的雙磁路遷中，各段對(duì)磁壓懲降的狗代數(shù)恥和等倆于閉蔥合磁白路中腳磁動(dòng)鑼勢(shì)(m世m(xù)f潑)的代數(shù)甲和，僵即有上式規(guī)中，H——磁場(chǎng)戰(zhàn)強(qiáng)度蒸，A/即m；L——各段啦磁路從的長(zhǎng)度母，m；N——線積槐分線轟路所贈(zèng)包圍袖的導(dǎo)醒體數(shù)蝦；I——每根限導(dǎo)體繳所流羞過的尾電流盼，A。19（5毯）磁和路定肯律③磁路殃歐姆救定律在無鉤分支禮的磁護(hù)路中夕，磁采通F與磁毀動(dòng)勢(shì)F大小濃成正比，稀與磁冠路中達(dá)的總本磁阻Rm(t泛ot主al燥r繞el追uc是ta診nc桂e)的大綁小成反比坊，即汁有上式萍中，Rm——磁路攔的總泊磁阻糖，1/夠H。20磁路終與電壯路對(duì)峰比表21電機(jī)脾中鐵領(lǐng)磁材認(rèn)料的去特點(diǎn)（1）磁伴化曲詠線(m歉ag奮ne西ti寒za鑰ti豬on淚c握ur太ve礙)鐵磁思材料符具有燃如下特震點(diǎn)：它的歡磁化多曲線爹具有飽債和性遙，磁匠導(dǎo)率μFe不是喘常數(shù)時(shí)，且披隨H變化而變翁化。22電機(jī)腐中鐵鞠磁材班料的屑特點(diǎn)（2）磁雪滯回生線(t泡he歡h撞ys滅te蓬re部si柔s陽lo龍op夠)不同砍的鐵洋磁物偶質(zhì)其桶磁滯回線燙寬窄建是不暑同的獄，當(dāng)牲鐵磁材料透的磁臟滯回捧線較錘窄時(shí)撐，可用它顛的平杏均磁仁化曲陶線，敲即基本磁隔化曲戒線進(jìn)新行計(jì)獻(xiàn)算（示如圖3曲線3所示充）。23電機(jī)返中鐵嘆磁材燦料的繳特點(diǎn)根據(jù)套磁滯眠回線凳形狀乘的不蓬同，迎鐵磁暢材料?？煞痔m為硬磁材爐料(h舍ar滿d臥ma倒gn淺et程ic管m旦at乎er高ia晝l)和軟橡磁材丑料(s數(shù)of陶tma籮gn怎et騾ic司m舌at避er躺ia著l)。硬磁假材料茅的磁態(tài)滯回絕線胖西寬，象剩磁囑、矯睛頑力謙大，如鎢未鋼、靠鈷鋼磚、鎳澆鋁鈷貍合金貧、釹悠鐵硼襖等。慘一般旋用來制造見永久袋磁鐵膏。24電機(jī)括中鐵柱磁材鄰料的夕特點(diǎn)軟磁炊材料柏的磁貿(mào)滯回?cái)U(kuò)線瘦值窄，茶剩磁磚、矯鉤頑力吧小，如硅傾鋼片擋、鑄派鋼等挎。由跪于電刷機(jī)鐵碼心采智用軟少磁材暑料制成，妄其磁走滯回句線瘦副窄，沸在進(jìn)褲行磁乏路計(jì)籠算時(shí)聚，為充了簡(jiǎn)化計(jì)綁算，安不考負(fù)慮磁威滯現(xiàn)烈象，魂而用框基本傷磁化機(jī)曲線桌來表示B與H之間昌的關(guān)館系，耳故通殖常所寒講的霜鐵磁高材料警的磁淋化曲線斥是指尿基本鹽磁化哭曲線融。25電機(jī)字中鐵被磁材拿料的輝特點(diǎn)（3）交具流磁拆路中冷的鐵膝心損叢耗(c眨or姨e摸lo甲ss變)交流許磁路側(cè)中存痰在著昏鐵心退損耗棒，鐵鮮心損敘耗又先分為磁滯咱損耗(h瞧ys貌te壺re行si妙s君lo厘ss獎(jiǎng))和渦惠流損襪耗(e頁dd班y-浪cu踏rr艷en烏tlo糞ss滋)。26電機(jī)充中鐵良磁材鴨料的稀特點(diǎn)①磁滯安損耗鐵磁過材料茶在交常變的側(cè)磁場(chǎng)襲中反及復(fù)磁鎖化，篇磁疇(d尿om濃ai顏ns巴)間相蹄互摩位擦，糠產(chǎn)生睬損耗漁，這伯種損注耗稱付為磁滯損畜耗?？娲艤虛p耗協(xié)與交慘變磁恒場(chǎng)的摘頻率f、鐵楚心的課體積V、磁陣滯回咳線的誕面積踐成正弄比。27電機(jī)收中鐵尚磁材搶料的洲特點(diǎn)磁滯蒙損耗菜功率惡可用使下式氏表示冶：式中辜，kh——磁滯毒損耗隱系數(shù)傍，它翁的大類小取退決于宿材料性質(zhì)史；對(duì)妄一般侄電工濤鋼片n=1新.6～2.統(tǒng)3；f——磁通招交變頻率朵；Bm——磁通蒼密度辛的最撇大值鮮。28電機(jī)流中鐵蹈磁材止料的瀉特點(diǎn)②渦流具損耗鐵心躁是有促阻值勿的，肢當(dāng)磁黃通交享變時(shí)題，鐵憐心中煮就會(huì)感應(yīng)誼交變騾的電植動(dòng)勢(shì)傭，在艙導(dǎo)電遣的鐵備心中憐就會(huì)腿產(chǎn)生遷環(huán)流