电机与拖动基础前言

电机与拖动基础,武汉理工大学自动化学院,0-1,讲课教师饶浩彬,电机与拖动基础多媒体课件,本CAI课件编写参考了大量教材，尤其是东华大学信息科学与技术学院宋立群老师和长安大学信息工程学院编写的电机与拖动基础的多媒体课件。其中采用了部分图片和动画。课件由赵涛老师制作完成，饶浩彬老师在此基础上作了部分补充及修改。在此一并感谢！,0-2,讲课教师饶浩彬,绪论,电机电力拖动课程说明和内容简介,0-3,1电机,1.1电能现代社会主要的能源应用形式,0-4,电能易于转换、传输、分配和控制,电能的生产和使用中，电机起着重要的作用。电机有发电机和电动机之分。火电厂：以汽轮机拖动发电机生产电能，以煤为燃料。核电厂：以汽轮机拖动发电机生产电能，以核能为动力。水电厂：以水轮机拖动发电机生产电能，以水的位能为动力。,1电机,1.1电能现代社会主要的能源应用形式,0-5,电能易于转换、传输、分配和控制,宝钢电厂,葛洲坝水利枢纽工程,0-6,简单的电力系统示意图,0-7,0-8,1.2电机,电机:是以电磁感应和电磁力定律为基本工作原理进行电能的传递或机电能量转换的机械。电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制等电动机：电能机械能发电机：机械能电能变压器：U1交流电能U2交流电能,0-9,1.3电机的分类：,0-10,1.3电机的分类：,另一类广泛应用于各种自动控制系统中的控制电机，其主要任务是完成控制信号的传递和转换，而能量转换是次要的，控制电机应具有高可靠性、高精度和快速响应等性能。,电机按不同的功能可分为：作为动力设备用的和作为控制元件用的两大类，如电机分类图所示,普通电机的主要任务是能量转换，主要问题是如何提高能量转换的效率。,0-11,直流发电机直流直流电动机动力设备类异步电动机旋转电机同步电动机电机交流同步电机同步发电机变压器调相机控制电机电机分类图,电机分类图,0-12,发电机,变压器,交流电动机,0-13,轧钢机,数控机床,冶金工业,电解铝,1）一般工业,1.4电机的应用,0-14,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,2）交通运输,1.4电机的应用,0-15,3）家用电器,1.4电机的应用,0-16,电机的应用,电能生产由同步发电机生产；高压输电由升压变压器将发电机发出的电压升高到输电电压再输送；降压用电由降压变压器将输来的高压电降为所需低电压，供给用电设备；生产机械的拖动由各种电动机实现；控制系统中的信号转换由各种控制电机完成。,0-17,(1)现代控制技术的使用，使电机具有更良好的特性(2)电机已成为各种机电系统中一种极为重要的元件(3)电力电子学、计算机、电机学和控制论结合而发展成的新学科,1.5新型电力传动,0-18,1.6电机的发展方向,同步发电机定子,各种微电机,0-19,2电力拖动用电机拖动生产机械完成一定的生产任务,大型车床,磁悬浮列车,0-20,2.1电力拖动的优点,(1)电动机效率高，运行经济(2)电动机具有各种良好的特性，且种类和规格繁多，能很好地满足不同生产机械的需要(3)电力拖动易于操作和控制，可以实现自动控制和远距离控制，还能较好地满足控制精度的要求,0-21,2.2拖动技术演变,(1)成组拖动(2)单电动机拖动系统(3)多电动机拖动系统采用电气控制线路及装置继电器-接触器自动控制系统实现各电动机间的转速关系保持恒定电动机间互相联锁,维持某一参数在允许范围内,0-22,2.3电力拖动的现状与发展趋势,现状：(1)电力拖动现已取代了其他拖动形式(2)当代科学和技术的新成果广泛地应用于电力拖动系统之中发展趋势:(1)用交流电力拖动取代直流电力拖动(2)从节能的角度改造电力拖动系统(3)继续用新技术不断提高电力拖动系统的性能和完善系统功能(4)通过系统集成和技术融合，组成综合自动化系统，以进一步提高生产效率,0-23,2.4电力传动自动化控制系统,(1)采用计算机控制的生产过程自动化系统(2)提高加工精度与工作速度(3)快速启动、制动以及逆转(4)实现在很宽范围内调速及整个生产过程自动化等,0-24,0-25,3.1课程说明3.2课程内容简介3.3课程学习方法,3课程说明和内容简介,0-26,1.课程性质和目的性质：本课程是自动化、电气工程专业的专业基础课，基本概念多，电磁力关系复杂目的：通过本课程的学习，使学生掌握常用交、直流电机及变压器的基本结构、工作原理、运行性能和实验方法；掌握电动机的特性分析的方法，为后续专业基础课和专业课的学习打好必要的基础。,3.1课程说明,电路分析电子技术基础大学物理,电机与拖动基础,电力拖动自动控制系统,2.和其他课程的关系,0-27,3.2课程内容简介,掌握常用交直流电机及变压器的基本理论;掌握分析电动机机械特性及各种运转状态的基本理论;掌握电力拖动系统中电动机各种调速方法的基本原理;掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能，并具有熟练的运算能力;了解电机与电力传动技术今后的发展方向.,本课程是以电力拖动系统中应用最广泛的电机及其电力拖动为重点，从使用的角度介绍交、直流电机、变压器等的基本结构、工作原理、主要工作特性以及运行特性等。即强调基本原理，又突出其实用性。,要求：,3.3课程学习方法,1.注意共性问题电机种类繁多，各具特性，但就其内部电磁关系的耦合过程和机电能量的转换关系，仍有其内在联系。他们的基本工作原理都是建立在电磁感应定律和电磁力定律基础上的；他们的能量转换都是以磁场为媒介，其电磁关系可抽象为电路参数，得出基本方程式和等值电路，这是共性方面。,3.3课程学习方法,2.注意课程主线在学习中应将变压器、交流电机、直流电机的相似性有机地统一起来，注意课程内容的内在联系，形成学习本课程鲜明的主线，只要学好了变压器，对交流机和直流机的内容就比较容易掌握了。,3.3课程学习方法,3.注意理论联系实际理论联系实际，注重做好本课程开设的相关实验，立足于学会使用各类电机，在实验中学习解决实际问题的方法，注意培养解