电机学第五版教学课件汤蕴璆编著-第0章绪言及第1章.ppt

* 电机学 西南大学工程技术学院 张继红 * 绪 论 课程学时：99（理论72，实验27） 选用教材：《电机学》，汤蕴璆主编/著，机械工业出版社 * 电机分类（按结构） 变压器 旋转电机 直流电机 交流电机 感应电机 同步电机 主要类型 电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。 * 本课程的主要内容 主要研究各种电机的基本结构、工作原理、基础理论、运行特性及测试方法 三相感应电动机 * 发展概况 1.电机的主要作用 2.电机的发展 第1章 磁路 第1.1节 磁路的基本定律 机电能量转换的媒介是磁场，磁场的路径称为磁路。 在工程中，通常将磁场问题简化为磁路问题。 电机是进行机电能量转换的装置。 * 补充：磁场的几个常用量 磁感应强度（又称磁通密度）B —— 表征磁场强弱及方向的物理量。 单位：T,即Wb/m2 磁通量Φ —— 垂直穿过某截面积的磁力线总和。 单位：Wb 磁场强度H —— 计算磁场时引用的物理量。 B=μH ，单位：A/m * 定义：磁通所通过的路径称为磁路 1. 磁路的概念 ＋ u － Φ Φ? 主磁通 漏磁通 磁路 i 磁路 * 两种常见的磁路 变压器 电机 * 励磁线圈 励磁电流 定义：产生磁通的载流线圈称为励磁线圈，该线圈中的电流为励磁电流。 定义：直流磁路与交流磁路 * 2、磁路的基本定律 1)安培环路定律 沿任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和 如果在均匀磁场中，沿着回线 L 磁场强度H 处处相等，则 2)磁路的欧姆定律 作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻 Rm * 磁通量Φ等于磁通密度乘以面积 磁场强度等于磁通密度除以磁导率 于是 磁动势： * 3)磁路的基尔霍夫定律 （1）磁路的基尔霍夫电流定律 或 * （2）磁路的基尔霍夫电压定律 * 磁路和电路有相似之处，却要注意有以下几点差别： 1）电路中有电流I 时，就有功率损耗；而在直流磁路 中，维持一定磁通量，铁心中没有功率损耗。 2）电路中的电流全部在导线中流动；而在磁路中，总 有一部分漏磁通。 3）电路中导体的电阻率在一定的温度下是恒定的；而磁 路中铁心的导磁率随着饱和程度而有所变化。 4）对于线性电路，计算时可以用叠加原理；而在磁路 中，B和H之间的关系为非线性，因此计算时不可以 用叠加原理。 * 第1.2节 常用铁磁材料及其特性 1、铁磁物质的磁化 在外磁场的作用下，磁畴顺着外磁场方向转向，排列整齐，显示出磁性。 磁畴（磁化前） 磁畴（磁化后） 磁性物质内部存在着很多很小的“磁畴”。 * 2、磁化曲线和磁滞回线 1)起始磁化曲线 将一块未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增加时，磁通密度B将随之增加。用B=f (H)描述的曲线就称为起始磁化曲线。 起始磁化曲线 B H O a b c d B = f (H) B =?0H * 2)磁滞回线 磁滞回线——当H在Hm和－ Hm之间反复变化时，呈现磁滞现象的B－H闭合曲线，称为磁滞回线。 B H O Hm Bm 剩磁 －Hm 矫顽磁力 Br －Hc －Bm Hc －Br 磁滞回线 * 3)基本磁化曲线 对同一铁磁材料，选择不同的Hm反复磁化，得到不同的磁滞回线。将各条回线的顶点连接起来，所得曲线称为基本磁化曲线。 B H O 基本磁化曲线 * 电机中常用 铁磁材料的 基本磁化曲线 * 3、铁磁材料 1)软磁材料 2)硬磁材料 * 3、铁磁材料 铝镍钴　这种材料的剩磁Br较高，但矫顽力Hc相对较低，磁能积为中等，价格相对来说较低。 (2) 铁氧体　氧化物永磁材料。 (3) 稀土钴　这种材料的剩磁Br、矫顽力Hc和最大磁能积BH都很高，有很强的抗去磁能力，温度稳定性较好，其允许工作温度可高达200~250℃，是一种性能优良的永磁材料；缺点是除电加工外，不能进行其他的机械加工，材料的价格较贵。 (4) 钕铁硼　一种稀土永磁材料，其磁性能优于稀土钴，且价格较低，故应用很广；不足之处是最高工作温度通常约为150℃。 * 4、铁心损耗 1)磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩 擦而消耗的能量。 2)涡流损耗