电机学第1章 导论.ppt

第一章 导 论 电机的定义、类型、作用 电机发展简史与趋势 电机中常用的基本电、磁、力定律 铁磁材料性质、磁路及其计算 其他内容自学 §1.1 概述 一、电机的定义 广义：所有实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的机械或装置。 狭义：是一种基于电磁感应定律和电磁力定律能够实现机电能量转换或信号传递与转换的电磁机械装置。 §1.1 概述 二、电机的分类 §1.1 概述 三、电机中使用的材料 1、导电材料：导电性能好，损耗小，便于加工。 2、导磁材料：导磁性能好，损耗小，易于加工。 3、绝缘材料：介电强度高，耐热性能好，容易成型。 绝缘等级：O(90℃）、A（105℃）、E（120℃）、B（130℃）、F（155℃）、H（180℃）、C（180℃) 4、结构材料：机械强度高、加工方便 §1.1 概述 四、电机的作用及地位 电机在现代社会所有行业和部门以及人类生活等领域占据重要地位。 1、电力工业：发电机、变压器是发电厂和变电站的核心设备。 发电机：生产电能设备，将机械能转换为电能。 通过原动机先把一次能源蕴藏的能量转换为机械能，原动机再拖动发电机向外发出电能。 变压器：改变电压等级实现电能传输和分配。 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 四、电机的作用及地位 2、其他行业：电动机是各种各样电力拖动系统的动力源。 电动机：作为原动机拖动和控制生产机械。 制造工业——机械加工机床、纺织机、造纸机 冶金行业——冶炼用高炉、轧钢机 交通行业——电气化铁路、地铁、磁悬浮列车 国防、高科技领域——航空、航天、制导、跟踪、定位自动控制系统 家用电器、办公自动化设备 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 应用于医疗、办公设备与家用电器 §1.2 电机发展简史 一、电机发展历程 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 二、电机研究现状 大容量、超高速 大功率、超低速 智能材料 多功能集成电机系统 §1.2 电机发展简史 三、电机的发展趋势 超导技术 新型、特种电机：绿色电机 、智能化电机 计算机技术和电力电子技术广泛深入地应用于电机领域：电机的计算机集成制造系统（CIMS-EM） 电磁式电机 —— 电子电机 §1.3 基础知识—基本知识 电学、磁学和动力学原理的综合运用 直流和交流电路分析原理 磁路定律 电磁关系 电、磁和力的关系 力学定律 §1.3 基础知识—电路定律 交、直流电路分析 欧姆定律： U = I · R 基尔霍夫定律 　　　 ∑ii=0 ∑ui=0 §1.3 基础知识—电路定律 列回路方程时，首先规定正方向，然后选定某一方向环绕回路，凡正方向与环绕方向一致时取正号，反之取负号（一般取电动势与电流的方向一致）。如图可得电路方程式： e = iR-u 即 u = iR-(-Ldi/dt) §1.3 基础知识—磁路概念 磁路：磁通所通过的路径。见图1-1。 主磁通：由于铁芯的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁芯内通过，这部分磁通称为主磁通。 漏磁通：围绕载流线圈、部分铁芯和铁芯周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流。 §1.3 基础知识—磁路概念 几个物理量： （1）磁通密度或磁感应强度B：表征磁场的一个基本物理量，单位T（特斯拉）。 1T=1wb/m2 B是矢量，即既有大小，又有方向。 用磁力线上每点的切线方向规定B的方向 用磁力线的疏密程度表示B的大小 §1.3 基础知识—磁路概念 采用磁力线（感应线）来描述磁场的空间分布，是一闭合线。 (1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则。 (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一。 (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线。 §1.3 基础知识—磁路概念 （2）磁通量Φ：穿过某一截面A的磁感应强度B的通量，Wb。 （3）磁场强度H： 只是一个辅助性的物理量，反应了磁场的源，A/m。 （4）磁导率μ： μ=B/H [亨/米；H/m] §1.3 基础知识—全电流定律 全电流定律：在磁场中，磁场强度沿任意闭合路径的线积分等穿过该闭合路径所界定面的电流代数和。 用以描述电磁联系，即：电流 ? 磁场 注意：式中电流符号由