第0章 绪论 《Electric Machinery 电机学（英汉双语）》课件.ppt

第0章 绪论 电机学的内容 1831年，法拉第(Michael Faraday ,1791-1867)发现电磁感应原理，并制成最早的发电机——Fraday’s disk，奠定了发电机的理论基础。 0.1 电机的用途 是电能的生产、传输和分配中的主要设备 是驱动各种生产机械和装备的动力设备 (电力拖动设备) 是自动控制系统中的重要元件 0.3 电机中所用的材料 1.导电材料，用于电机中的电路系统。 2.导磁材料，用于电机中的磁路系统。要求导磁材料有较高的磁导率和较低的铁耗系数，交流磁路中常用硅钢片、直流磁路常用钢板和铸钢作为导磁材料。 3.绝缘材料，作为带电体之间及带电体与铁心之间的电气隔离。要求材料的介电强度高且耐热强度好。电机中所用绝缘材料，按耐热能力可分为A、E、B、F、H等五级，其最高允许工作温度分别为105?C、120?C、130?C、155?C、180?C。 4.结构材料，支撑和连接各个部件，使各部件构成整体。常用铸钢、铸铁、钢板、铝合金及工程塑料。 0.4 磁路 0.4.1 磁场 0.4.2 磁路的概念 0.4.3 铁磁材料的性质 0.4.4 铁心损耗 磁路中常用物理量 磁感应强度 磁场强度 磁通 磁势 磁阻 磁导 磁链 0.4.3 铁磁材料的性质 导磁性 磁滞损耗 涡流损耗 2. 磁化曲线和磁滞回线 1）起始磁化曲线 2）磁滞回线 3）基本磁化曲线 0.4.4 铁心损耗 铁心损耗又称铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗。 磁滞损耗ph与磁场的交变频率f、铁心的体积V和磁滞回线所包围的面积成正比。实验证明，磁滞回线所包围的面积与最大磁感应强度Bm的n次方成正比，故磁滞损耗ph可写成 0.5 相关电磁定律 电磁感应定律 (自感电势或变压器电势运动电势) 电磁力定律 1、磁化特性： 非铁磁材料的 与 成正比，是线性关系。 在铁磁材料中 与 的关系曲线为非线性的， 称为磁化曲线。 高导磁性能 磁滞性 磁饱和性 μ 0 b c 涡流损耗： 通过铁芯的磁通交变时，铁芯内将感应出电势和电流， 这些电流在铁芯内部围绕磁通呈漩涡状流动， 称为涡流。它所引起的损耗称为涡流损耗。 涡流损耗 f为磁通交变频率。 一片硅钢片中的涡流 * * 感应电机 (第4章) 同步电机 (第5章) 直流电机 (第1章) 变压器 (Transformers) (第2章) 交流电机的共同理论 (第3章) 最初的发电机 发电机发出电，20千伏以下 经双绕组升压变压器 升压为110～220千伏 一次变电所，变为110～35千伏 二次变电所，变为35～10千伏 变电区变为380伏、220伏 用户(电力拖动) 联络系统的 另一部分 220～110千伏 整流变压器 矿用变压器 电炉 变压器 火力发电厂 水力发电厂 Photo Credit: Brian Smith NREL 风力发电 各种电机 变压器 发电机(generator)、电动机(motor) 变压器(transformer)、变频机、变流机、移相机 控制电机 旋转电机 直流电机(DC machine) (发电机(generator) 、电动机(motor)） 交流电机(AC machine) （感应电动机(induction motor)、 同步电机(synchronous generator(motor))） 变压器(transformer) 控制电机 0.2 电机的分类 电机按转速分类： 直流电机 (无固定转速) 变压器 (静止设备) 异步电机 (转速小于同步转速) 同步电机 (转速等于同步转速) 交流换向器电机 (可从小于 同步转速调至大于同步转速) 0.4.1 磁场 描述磁场强弱和方向。 磁感应强度(magnetic flux density) （向量） (磁密、磁通密度) 单位：特斯拉，T，高斯 磁力线是无头无尾的闭合曲线，其方向与 产生磁场的电流的方向满足右手螺旋关系。 磁感应强度与产生它的电流之间的关系用 毕奥－萨伐尔定律来描述