东南大学电机学chap技术方案.ppt

作业 1-1，1-2，1-3 1-5，1-6 电机学 绪论 变压器 交流电机共同理论 异步电机 绪论 电机的发展 主要类别 基本作用原理——多个（电磁）定律 电机可逆性原理 电机的材料 作业 电机的发展 1．电机的发展初期 电磁感应定律的发现——1831年法拉第 直流电机的发展 单相交流电的应用——远距离传输 三相交流电的应用——解决电机启动问题 电机的发展 2．电机的近代发展及趋势 单机容量不断增加——机组容量大时，单位容量的用料（省）、损耗（小）、造价（低） 如汽轮发电机： 中小型电机技术与经济指标不断改进 新的设计方法（CAD）、工艺、材料、测试手段 应用范围扩大 1900 5MVA 1956水内冷 208MVA 1920 25MVA 1960 320MVA 1937空气冷却 100MVA 目前 1000MVA 氢气冷却 150MVA 电机的主要类别 电机的作用——转换能量，输入及输出 机械运动——传递机械功率 定子、转子、气隙 据能量转换分 发电机——将机械功率转换为电功率 电动机——将电功率转换为机械功率 变压（流、频、相位）器——将电功率转换为另一种形式的电功率 控制电机——电气机械系统中调节、放大和控制作用 电机的主要类别 据速度、电流分 变压器——静止设备 旋转电机 直流电机——没有固定的同步速度 、直流 交流电机 异步电机——速度不等于同步速度 、交流 同步电机——速度等于同步速度 、交流 电机的运行与分析基础 电磁感应定律 全电流定律 磁路定律 电路定律 电磁力定律 … 电机的基本作用原理 磁场、磁感应强度 用磁场中载流导体受到的洛仑兹力确定其存在和性质 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 磁力线 (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 电机的基本作用原理 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? 磁通连续性原理 由于磁感应线是闭合的，因此对任意封闭曲面来说，进入该闭合曲面的磁感应线，一定等于穿出该闭合曲面的磁感应线。如规定磁感应线从曲面穿出为正，穿入为负，则通过任意封闭曲面的磁通量总和必等于零 电机的基本作用原理 磁场强度H、磁导率? B=?H 磁导率，决定于介质性质，H／m。变化范围很大。 真空磁导率?0=4?×10-7H／m 非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率 铁磁物质如铁、镍、铝及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率??表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数 在同样大小的电流作用下，铁芯线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多 安培环路定律(全电流定律) 磁场强度矢量H沿任一闭合路径的线积分等于穿过该闭合路径的限定面积中流过电流的代数和。且积分回路的绕行方向和产生该磁场的电流方向符合右手螺旋定则 磁压—— 沿着磁场中任一闭台回路 其总磁压等于总磁势 磁路及其参数 认为磁通完全在导磁体内部通过； 假设在铁芯柱截面上B为均匀分布 磁路的欧姆定律 磁路基本定律 磁路的基尔霍夫第一定律 流入磁路节点的磁通的代数和应等于零 磁路的基尔霍夫第二定律 沿着任一闭合回路，其总磁压等于总磁势 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，磁导率较小 线性区，磁导率大且不变 饱和区 磁滞现象与磁滞回线 磁场强度H缓慢地循环变化，B一H曲线是一封闭曲线——磁滞回线 矫顽磁力Hc 剩余磁感应强度Br 铁芯损耗 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。 注意：在恒定磁场中的静止导磁体内是不会引起能量损耗的 铁芯损耗均转化为热能使铁芯温度升高，为防止电机过热，采用硅钢片以减小铁芯损耗，采取散热降温措施 磁场储能 磁场是一种特殊形式的物质，磁场中能够储存能量，在磁场建立过程中，能量由外部能源转换而来。 电机——通过磁场储能来实现机、电能量转换 体积能量密度 磁场能量主要存储在气隙中 电感 磁链Ψ 磁通Φ 磁导 电感 L 自感 互感 漏电感 电抗 电感性质 电感与线圈匝数的平方成正比，和磁场介质的磁导亦成正比关系，而和线圈所加的电压、电流或频率无关。 电机的电感（电抗）与电机磁路的饱和有关 电机的电感(电抗)与电机的电、磁结构有关 对应不同的磁通需引用