《电机与拖动基础》0绪论+1直流电机专用课件.ppt

电机与拖动基础 主 编：李庆武 刘子林 副主编：张之光 王宏玉 主 审：李梅芳 目 录 0.1 电机和电力拖动技术在国民经济中的作用 电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不开电机。 电机是一种利用电磁感应定律和电磁力定律，将能量或信号进行转换或变换的电磁机械装置。电机在国民经济的各个领域起着重要作用。在电力工业中，产生电能的发电机和对电能进行变换、传输与分配的变压器是电站和变电所的主要设备。在工业企业中，人们利用电动机把电能转换为机械能去拖动各种生产机械，从而满足生产工艺过程的要求。在交通运输业中，需要大量的牵引电动机。在电力排灌、播种、收割等农用机械中，都需要规格不同的电动机。在品种繁多的家用电器中，也离不开功能各异的小功率电动机。 0.1 电机和电力拖动技术在国民经济中的作用 用电动机作为原动机拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系统。电力拖动是机电设备中的一个重要组成部分。除小部分生产机械采用气动或液压拖动外，绝大多数的生产机械都采用电力拖动，这源于电力拖动有其一系列的优点： （1） 电能的远距离输送简便经济，分配简单，检测方便； （2） 电力拖动比其他形式的拖动效率高，电动机与被拖动机械的联接简便； （3） 电动机的形式和种类很多，具有各种各样的特性，可适应不同生产机械的需要，且电力拖动的起动、制动与调速等控制简便迅速，调节性能好； （4） 可实现远距离控制与自动调节，并进而实现生产过程的自动化。 0.2 电机的类型及所用的材料 现代能源的主要形式是电能，与电能密切关联的电机广泛应用于社会生产的各个部门和社会生活的各个方面。电机的品种繁多，按其功能用途可分为变压器、直流电机、交流电机和控制电机，如图0.1所示。 无论是哪一种电机，都 必须以磁场作为其耦合 场，通过电磁感应作用 来实现能量转换。为了 在一定的励磁电流下产 生较强的磁场,电机的磁 路均用导磁性能良好的 铁磁材料组成。 0.2 电机的类型及所用的材料 0.2 电机的类型及所用的材料 0.3 本课程的主要内容、任务和学习方法 本课程是电气自动化、电气技术和机电一体化等专业的一门专业基础课。 “电机与拖动基础”是“电机学”和“电力拖动技术基础”两部分内容的有机结合，它是在学习了“电工基础”等课程的基础上，通过讲授直流电机、变压器、交流电机的基本理论和电力拖动的基本原理等知识，以期达到下列要求： （1） 熟悉直流电机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理。 （2） 掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论。 （3） 掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速的电力拖动基本原理和计算方法。 （4） 掌握电机及电力拖动实验的基本方法和技能。 0.3 本课程的主要内容、任务和学习方法 “电机与拖动基础”既是一门技术基础课，又具有专业课的性质，不仅有理论的分析推导、磁场的抽象叙述，还要用基本理论去分析比较复杂又带有机、电、磁综合性的工程实际问题，这是学习本课程的难点。学习时应注意以下几点： （1） 牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性。 （2） 可运用类比或比较的学习方法，找出各种电机的共性和个性，以加深对各种电机及拖动系统性能的理解。 （3） 要理论联系实际，重视实验和实训环节。 （4） 课前应预习，课后应及时复习,并选择适当的思考题和习题作为课外作业，以巩固理论知识，提高理解和运算能力。 电机与拖动基础 主 编：李庆武 刘子林 副主编：张之光 王宏玉 主 审：李梅芳 目 录 1.1 直流电机的工作原理与结构 【知识目标】 掌握直流电机的基本结构、直流发电机和直流电动机的基本原理、直流电机的励磁方式和磁场分布、直流电动机的电枢电动势和电磁转矩以及直流电动机的机械特性。 【能力目标】 学习直流电机的拆卸、接线方法；计算直流电动机的电枢电动势、电磁转矩；掌握直流电动机的运行特性。 1.1 直流电机的工作原理与结构 直流电机可分为直流发电机和直流电动机两大类。将机械能转化为电能的直流电机是直流发电机，将电能转化为机械能的直流电机是直流电动机。直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力，一般应用于对起动和调速要求较高的场合。另外，结构复杂、成本较高、维护较困难是直流电机的不足之处。 1.1 直流电机的工作原理与结构 图1.1所示为直流发电机的工作原理模型。在图1.1中，N、S为一对固定的磁极，称为直流电机的定子。abcd是固定在可旋转铁质圆柱体上的线圈，线圈连同铁质圆柱体是直流电机可转动的部分，称为直流电机的转子（或电枢）。线圈的末端a