電機(jī)與拖動

MotorsandElectricDrives楊浩東yheast@百工樓4051.緒論1.緒論電機(jī)：與電能有關(guān)的能量轉(zhuǎn)換機(jī)械，是實(shí)現(xiàn)電能的生產(chǎn)、變換、傳輸、分配、使用和控制的電磁機(jī)械裝置。1.1電機(jī)的定義1.緒論驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械和裝備

拖動生產(chǎn)機(jī)械如金屬切削、礦山機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、化工機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、電動工具、家用電器等；

構(gòu)成控制系統(tǒng)和智能化裝置的重要元件1.緒論電機(jī)的分類電機(jī)變壓器直線電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動機(jī)發(fā)電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)電動機(jī)發(fā)電機(jī)自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件、檢測元件直流電機(jī)交流電機(jī)電動機(jī)發(fā)電機(jī)動力類控制類1.緒論直流電動機(jī)交流電動機(jī)電動機(jī)勵磁直流電機(jī)：他勵、串勵、復(fù)勵永磁直流電機(jī)異步電動機(jī)同步電動機(jī)鼠籠式繞線式普通同步電機(jī)：勵磁、永磁無換向器電機(jī)磁阻電機(jī)電動機(jī)的分類1.緒論1.2電氣傳動系統(tǒng)發(fā)展

電機(jī)負(fù)責(zé)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換

涉及多個(gè)學(xué)科門類1.緒論電氣傳動的分類控制對象控制目標(biāo)電機(jī)類型直流傳動交流傳動速度控制位置控制恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒功率負(fù)載通風(fēng)機(jī)型負(fù)載轉(zhuǎn)矩控制簡單分一下吧1.緒論控制器ASIC專用集成電路FPGA現(xiàn)場可編程門陣列CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件單片機(jī)DSPARM……1.緒論控制方法1.緒論控制電路1.緒論運(yùn)動控制的發(fā)展1.緒論1.3課程性質(zhì)

目標(biāo)：（1）分析電機(jī)運(yùn)行的基本原理（2）分析直流電機(jī)、交流電機(jī)、變壓器和一些控制電機(jī)的運(yùn)行性能

（3）電力拖動的基本知識1.緒論1.4研究內(nèi)容章

節(jié)講課實(shí)

驗(yàn)第一章

緒論2

第二章

電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)2

第三章

直流電機(jī)原理82第四章

直流電動機(jī)的運(yùn)行6

第五章

變壓器82第六章

交流電機(jī)電樞繞組的電動勢與磁通勢6

第七章

異步電動機(jī)原理82第八章

異步電動機(jī)的啟動與制動8

第十章

三相交流電動機(jī)調(diào)速72第十一章電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)的選擇1

合計(jì)5681.緒論考核方法電機(jī)拖動課程成績總成績=平時(shí)成績+期末考試

1.緒論參考書目許實(shí)章.電機(jī)學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社。顧繩谷.電機(jī)與拖動基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社。湯蘊(yùn)繆，史乃.電機(jī)學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社。李發(fā)海，王巖.電機(jī)及拖動基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社。JimmieJ.Cathey著，戴文進(jìn)譯.電機(jī)原理與設(shè)計(jì)的MATLAB分析.北京：電子工業(yè)出版社。

緒論-磁路的基本知識1.6.1基本定律-基本物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B用來表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量

BI緒論-磁路的基本知識磁通量Φ通過某一面積S的磁通量定義為它等于通過該面積的磁力線條數(shù)在均勻磁場B中

若磁力線垂直通過某截面積A

則磁通量為磁鏈

緒論-磁路的基本知識電磁感應(yīng)定律電動勢e緒論-磁路的基本知識右手定則：導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生電勢.Bfi左手定則：載流導(dǎo)體在磁場中受到的電磁力。eBv緒論-磁路的基本知識電感L緒論-磁路的基本知識1.6.1基本定律-磁路的基本定律安培環(huán)路定律

沿任何一條閉合回路L，磁場強(qiáng)度H的線積分等于該閉合回線所包圍的電流的代數(shù)和

如果在均勻磁場中，沿著回線L磁場強(qiáng)度H處處相等，則

Ni即為安匝數(shù)，也叫磁路的磁勢。緒論-磁路的基本知識磁路歐姆定律

作用在磁路上的磁動勢F

等于磁路內(nèi)的磁通量Φ乘以磁阻Rm磁阻Rm與磁路長度L成正比，截面積S和磁導(dǎo)率μ成反比緒論-磁路的基本知識[例1-1]有一閉合鐵心磁路，鐵心的截面積A=9×10-4m2,磁路的平均長度

l

=0.3m，鐵心的磁導(dǎo)率μFe=5000μ0，套裝在鐵心上的勵磁繞組為500匝。試求在鐵心中產(chǎn)生1T的磁通密度時(shí)，需要多少勵磁磁動勢和勵磁電流？解用安培環(huán)路定律求解如下思考題：若上題中，鐵心磁路有一0.01m的氣隙，試求勵磁磁動勢和勵磁電流？緒論-磁路的基本知識磁路的基爾霍夫定律

磁路的基爾霍夫電流定律或緒論-磁路的基本知識磁路的基爾霍夫電壓定律磁路和電路有相似之處，卻要注意有以下幾點(diǎn)差別：電

路磁

路電流

磁通電流密度

磁通密度電動勢

磁動勢

電壓

磁勢

電場強(qiáng)度場強(qiáng)度電阻

磁阻

電導(dǎo)

磁導(dǎo)

電阻率

磁阻率

電導(dǎo)率

磁導(dǎo)率

1.緒論1.6磁路的基本知識緒論-磁路的基本知識1.6.2常用鐵磁材料及其特性一、鐵磁物質(zhì)的磁化

在外磁場的作用下，磁疇順著外磁場方向轉(zhuǎn)向，排列整齊，顯示出磁性。1.6.2常用鐵磁材料及其特性二、磁化曲線和磁滯回線1、起始磁化曲線

將一塊未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場強(qiáng)度H由零逐漸增加時(shí)，磁通密度B將隨之增加。用B=f(H)描述的曲線就稱為起始磁化曲線。1.6.2常用鐵磁材料及其特性2、磁滯回線剩磁——當(dāng)H從零增加到Hm時(shí)，B相應(yīng)地從零增加到Bm；然后再逐漸減小H，B值將沿曲線ab下降。當(dāng)H=0時(shí)，B值并不等于零，而是Br。這就是剩磁。磁滯回線——當(dāng)H在Hm和－

Hm之間反復(fù)變化時(shí)，呈現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的B－H閉合曲線，稱為磁滯回線。1.6.2常用鐵磁材料及其特性3、基本磁化曲線

對同一鐵磁材料，選擇不同的Hm反復(fù)磁化，得到不同的磁滯回線。將各條回線的頂點(diǎn)連接起來，所得曲線稱為基本磁化曲線。1.6.2常用鐵磁材料及其特性三、鐵磁材料1、軟磁材料2、硬磁材料四、鐵心損耗1、磁滯損耗——材料被交流磁場反復(fù)磁化，磁疇相互摩擦而消耗的能量。2、渦流損耗——鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的熱能損耗。3、鐵心損耗——磁滯損耗和渦流損耗之和。磁滯回線較窄，剩磁