《電機原理及拖動》

第4版緒論電機發展簡史1.初期發展時期：電磁感應定律的發現；1821年電動機作用原理，1831年電磁感應定律直流電動機的發展；電磁鐵－>永久磁鐵，發電機－>化學電池單相交流電的應用；交流電用于照明，閉合磁路的變壓器制成三相交流電的應用；二相交流電動機，三相交流電動機，三相變壓器2.近代發展時期1920年用于家用電器的單相交流電機誕生，各種主要電機有成型設計，開始了電動機的近代發展時期。電機的主要作用電機是能量轉換裝置，是利用電磁感應原理工作的機械，是實現電能的生產、變換、傳輸、分配、使用和控制的電磁機械裝置。按照功能對電機進行分類可分為：發電機、電動機、變壓器和控制電機四大類；按電機結構或旋轉靜止可分為：變壓器和旋轉電機。電機的分類

電機拖動系統是用電動機來拖動機械運行的系統。包括：電動機、傳動機構、生產機械、控制設備和電源五個部分。電動機傳動機構生產負載控制設備電源電機拖動的分類電機拖動具有良好的起、制動性能，平滑調速。國內外電力拖動研究的中心。逐漸取代直流拖動交流電機拖動直流電機拖動電機拖動的分類電能的生產傳輸過程電能的生產、傳輸和分配直流輸電系統電能驅動生產機械和裝備拖動生產機械如金屬切削、礦山機械、交通運輸機械、起重機械、化工機械、農用機械、電動工具、家用電器等。控制系統和智能化裝置的重要原件研究對象1.電路：電路主要指電樞繞組部分，它的形式和連接方法影響電勢的數量和質量。繞組帶上負載對磁場的影響是研究電機的核心問題；2.磁路：此外電機中磁路分析的準確性直接影響電路的計算，在磁路不飽和時電路參數為常數，磁路飽和時與磁路有關的電路參數是非線性的；3.機械特性：在電機能量轉換過程中涉及電磁力矩及相應的轉速問題，二者關系n＝f(T)為電機的機械特性；4.損耗：在能量轉換中存在各種損耗，主要有銅損和鐵損。電學、磁學和動力學原理的綜合運用1.直流和交流電路原理2.磁路定律3.電磁關系4.電、磁和力的關系5.力學定律6.能量轉換和守恒定律7.材料的特性1.電路分析和磁路定律交、直流電路分析歐姆定律：基爾霍夫定律電磁關系磁路歐姆定律磁路基爾霍夫定律2.磁路歐姆定律：鐵磁材料的不為常數。磁路的基爾霍夫第一定律：說明磁通是連續的。磁路的基爾霍夫第二定律：

磁路電路磁動勢F

電動勢E

磁壓降Um

電壓U

磁阻Rm

電阻R

磁導Λ

電導G基本定律歐姆定律Φ＝F／RmI＝E／R基爾霍夫第一定律ΣΦ＝0ΣI＝0基爾霍夫第二定律ΣNI＝ΣΦRmΣU＝0物理量磁路與電路的類比與區別3.電磁關系電磁感應定律全電流定律電流方向與積分方向符合右手螺旋定則為正導體在磁場中運動產生電勢.eBvBfi載流導體在磁場中受到的電磁力。4.電、磁和力的關系5.力學定律直線運動和旋轉運動的動力學定律力和力矩的關系：旋轉運動：輸入能量＝輸出能量＋損耗6.能量守恒7.材料特性分析鐵磁材料的磁化磁效應：電荷運動產生磁場磁疇：鐵磁材料中有相同磁場方向的原子組成的磁體磁化：鐵磁材料在外磁場作用下產生磁性材料特性磁化曲線、磁滯現象

真空的磁導率：相對磁導率：非鐵磁材料剩磁矯頑力材料特性磁滯損耗B＝f（H）HB

＝f（H）0渦流損耗鐵損原始磁化曲線磁滯回線磁路與電路區別（1）電路中有電流，就有功率損耗；而直流磁路中，維持一定的磁通量，鐵心中沒有功率損耗。（2）在電路中電流全部在導線中流動，導線外沒有電流；在磁路中，沒有絕對的磁絕緣體，除了鐵心中，總有一部分漏磁通散布在周圍空氣中。（3）電阻率在一定溫度下是不變的；磁阻率不是常數，是磁通密度的函數。（4）對線性電路，計算時可以用疊加定理；鐵心磁路，飽和時磁路是非線性，不能用疊加定理。磁滯損耗和渦流損耗是什幺原因引起的？答：磁滯損耗由于B交變時鐵磁物質磁化不可逆，磁疇之間反復摩擦，消耗能量而產生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值B的α次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通ф發生變化時，在鐵心中產生感應電勢，再由于這個感應電勢引起電流（渦流）而產生的電損耗。它與交變頻率f的平方和B的平方成正比。磁滯損耗和渦流損耗是什幺原因引起的？答：磁滯損耗由于B交變時鐵磁物質磁化不可逆，磁疇之間反復摩擦，消耗能量而產生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值B的α次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通ф發生變化時，在鐵心中產生感應電勢，再由于這個感應電勢引起電流（渦流）而產生的電損耗。它與交變頻率f的平方和B的平方成正比。電磁轉矩是怎樣產生的？它在機電能量轉換過程中起著什么作用？答：電機中電磁轉矩是由載流導體在磁場中受力而產生的，在機電能量轉換中是機械能和電能轉換的完成者。一鐵環的平均半徑為0.3米，鐵環的橫截面積為一直徑等于0.05米的圓形，在鐵環上繞有線圈，當線圈中電流為5安時，在鐵心中產生的磁通為0.003韋，查表知當B=1.528T時H=3180A，試求線圈應有匝數。解：鐵環中磁路平均長度（m）圓環的截面積S＝鐵環內的磁感應強度磁場強度H＝3180（A）