电机学01电机学0091导论

介绍、学习方法、必要的基本知识、意义、课程内容、主要内容、电动机的定义、类型、作用电动机开发的简要历史以及趋势电动机常用的基本电、磁、力的规律铁磁材料特性、磁路及其计算的其他内容自学、1。电动机：实现电能生产、传输、使用和电气特性转换的机械或装置。(研究领域仅限于根据电磁感应定律、电磁力定律实现机电能量转换和信号传递和转换的装置。属于电子设备类别。)，1.1概述，1.1概述，2 .电动机分类，按功能：发电机电动机通信号转换器控制电动机、电气线路导线、绝缘磁路导轨材料：硅钢片和其他力结构部件支持：铸铁、钢板等、3。材料、(1)电力系统的电力生产、传输和分配主要设备。(2)生产机械设备的各种动力设备。(3)自动控制系统的重要组件(控制电动机)。4 .电动机的作用和状态，(a)电力行业：发电机、变压器是发电厂和变电站的核心设备。发电机：生产电气设备，将机械能转变为电能。通过原动机，首先将一次能源储备的能量转换成机械能，拖动原动机，然后将发电机拉出。变压器：为了电力传输和分配，改变电压等级。1.1概述，应用于电力行业，1.1概述，电力系统图：简单电力系统图，1.1概述，安装在three Gorges发电站，1.1概述，永磁外部转子大型风力发电机，电力设备生产，机械能转换为电能。将一次能源的能量转换为原动机的机械能。例如：利用水轮发电机、汽轮发电机、风力、核能、地热等能源的各种发电机电力的远距离，(1)发电链路发电机：水电站，700MW水发，三峡电站，火电厂，600MW汽轮发电机的引进，20kV/在我国，一般上升到220kV或500kV。使用高电压输送一定大小的电力。(2)输电和配电链路变压器，连接发电机和电网的增压变压器是电力拖动系统的动力源。制造行业-机械加工机械、纺织机械、纸机冶金行业-冶炼炉、轧机运输行业-电气铁路、地铁、磁悬浮列车家电、办公自动化设备、(3)电气链接3354电动机、磁悬浮列车大型车床、轧机、火炮和雷达自动定位、(3) 电力机车直流牵引电动机，1.1概述，适用于运输业，船舶内燃机-电力推进感应电动机，磁悬浮列车驱动，1.1概述，适用于运输业，1.1概述，适用于国防，高新技术领域，适用于所有电力军舰吊舱推进系统超导直流电动机简介，小型超声波压电电动机，1.1概述1.1概述，医疗、办公用品和家用电器，1.2电动机开发的简要历史，直流电动机开发，单相交流电动机的应用，三相交流电动机的应用，发现了电力和机械能互换的规律，高压大容量直流发电机研究存在困难，单相交流传输效率低，电动机性能差，电磁力定律随着三相交流电动机的出现，蒸汽动力有缺陷的找到了新的动力源，1821年法拉第发现了电磁力定律发现了电力转换为机械能的规律，原始直流电动机电池找到了电力非常昂贵、发送的电源，原始直流发电机的经济性、可靠性、容量未达到实用化要求，1834-1890年直流电动机到目前为止，在美国麻省理工学院，爱迪生发明的一种直流电动机，1.2电动机开发的简要历史，1.2电动机开发的简要历史，经过100多年的发展，电机理论已经相当成熟了。 但是随着电气科学、材料科学、计算机科学和控制技术的发展，电机开发进入了新的阶段。1.2电机发展简史，二是电机研究现状大容量，超高速大功率，超低速智能材料多功能集成电机系统，1.2电机发展简史，三是电机发展趋势超导技术，单机容量增加；新型特殊电动机：绿色电动机，智能电动机。采用新原理、新结构、新材料、新工艺的新型、特殊电机的开发最为活跃。计算机技术和电力电子技术广泛应用于电机领域，即电机的计算机集成制造系统(CIMS-EM)。结合电力电子设备和单片微机，实现了集成智能电动机电磁电动机电子电动机集成计算机技术和电力电子技术的最新成果，实现了从分析、设计、制造、运行到控制、维护、管理的全方位优化、自动化和智能。1.3基本知识-综合使用电、磁和动力学原理DC和AC电路分析原理磁路关系电、磁和力的关系力学定律，1.3基本知识-电路定律，AC和DC电路分析欧姆定律：U=IR kirchhoff定律ii=0uu电路方程式：e=iR-u，u=iR-(-Ldi/dt)，1.3马达的基本电磁定律，1，电流的总定律用于说明电磁连接。HDL=87216ii注意：电流的中间电流符号遵循右螺旋定律。电流，磁场，8721；要理解ii，=i1 I2-i3，磁场强度H的概念，需要一些物理量，(1)渗透率=B/H慕尼黑/米；H/m，(2)磁通量密度或磁感应强度：b=/a (t) (1t=1wb/m2)，b具有向量，即既有大小和方向。使用磁力线每个点的切线方向设定b的方向。磁力线的密度表示b的大小。1.3基本原理-磁力线(感应线)是磁力线的概念，用于描述磁场的空间分布。(a)磁感应线的旋转方向和电流方向之间的关系遵循右手螺旋规律。(b)在磁场中，如果磁感应线不相交，则每个点的磁感应强度方向是唯一的。(c)电流通过的导线周围的磁感应线都是封闭电流的闭合曲线。1.3基本知识-磁路概念，(3)磁通量:通过剖面a的磁感应强度b的通量，Wb。(4)磁场世纪h:这只是反应磁场来源A/m的辅助物理量。2，电磁感应定律，(2)电磁感应定律(1831年法拉第发明):正方向的规定：电流的正方向与电动势的正方向一致，电流的方向与磁通量方向与右螺旋定律一致，电磁感应定律：如果n匝线圈中通过的磁通量均为109，=n注意：B.v.e之间的关系由右手定则(发电机组)确定。感应电动势为：3，电磁力定律，(1)比萨的电磁力定律：实验表明，只要电流不平行于b，通过电流的电流就会受到电磁力的作用。电磁力：f=I dl * b磁场均匀且垂直于导体：f=Bil方向由左手判断，1.3的基础知识-电、磁和力的关系；右手法则：导体在磁场中运动的力。左手规则：磁场中载流导体的电磁力。(2)电磁扭矩：电磁力产生的扭矩。如果将转子半径设定为r，则单一导体产生的电磁扭矩为Ts=f*r=Bilr，n-tour线圈的最大扭矩为B1，B2的Tc=Nlir(B1-B2)线圈群组的最大扭矩条件为B1=-B2=B，td:转子直径。与功率的关系tem=p/ :电动机气隙磁场旋转角速度。1.4铁磁材料特性，1，铁磁材料的磁化和磁导率铁磁材料在外部磁场中表示强磁性，这种现象称为铁磁材料的磁化。渗透率=b/h；b是磁感应强度(磁通量密度)。h表示磁场强度磁球图1-6，2，磁化曲线和磁滞回线1。定义起始磁化曲线：磁化未磁化的铁磁材料，磁通量强度H从0逐渐增加，磁通量密度B增加，曲线B=f(H)称为起始磁化曲线。曲线图1-7。分析：起始磁化曲线基本上可以分为四个段，如铁磁材料磁化曲线图1-7所示。应用：设计电机和变压器时，为了获得主磁通电路的更大磁通量，提高励磁磁力力。一般选择核心的工作磁通量密度靠近膝盖点。2 .磁滞回线图：图1-8。相关重要概念剩磁：消除外部磁场后仍保持在铁磁物质内的磁通量密度。矫顽力要将： b值从减少到0，需要添加适当的逆磁场，这种逆磁场强度称为矫顽力。磁滞：铁磁材料具有的这个磁通量密度b的变化落后于磁场强度h的变化。磁滞回线：B-H封闭回圈，表示磁滞。磁滞现象是铁磁材料的另一个特征。，3 .定义基本磁化曲线；对于相同的铁磁材料，为重复磁化选择不同的磁场强度，创建不同大小的磁滞回线系列，然后结合每个磁滞回线的顶点得到的曲线。图表1-9。附着：电机中常用的硅钢片、铸铁和铸钢的基本磁化曲线。第三，铁磁材料1。软磁材料定义：磁滞窄、残磁和矫顽力Hc小材料。图1-11a。常用软磁材料：铸铁、铸钢和硅钢片等。2 .硬磁性(永磁)材料定义：磁滞线厚度、剩磁和矫顽力Hc较大的铁磁材料称为硬磁性材料。图1-11b。磁特性指数残留磁矫顽力最大磁能产品，种类图，4，磁芯损耗1。磁滞损耗定义：铁磁材料放置在交流电磁场中时，磁滞相互不断摩擦，消耗能量，产生损失，这种损失称为磁滞损耗。公式：应用：因为硅钢片磁滞回线的面积小，所以电机和变压器芯通常折叠硅钢片。2 .涡流损耗涡流：循环在核心内以磁通周的涡流形式流动。涡流图1-12。定义核心中：涡流所造成的损失。官方：为了减少涡流损耗，马达和变压器的核心都折叠成含有大量硅的薄硅钢。3 .磁芯损耗定义了：铁芯中磁滞损耗和涡流损耗的总和，1.5磁路的基本定律和计算方法，第一，磁路的概念磁：磁路通过的路径。参见图1-1。主磁通：内核的磁导率比空气好得多，因此大部分磁通都是在内核内通过的。这部分一般称为磁通子。漏磁：以载流量线圈、部分芯和芯周围的空间为中心，存在少量分散磁通量，这部分磁通量称为漏磁通。主磁路：主磁路通过的路径。泄漏电路：漏磁通路径。励磁线圈：用于刺激磁路磁通的载流线圈。励磁电流：励磁线圈的电流DC :直流磁路，例如：直流电动机AC :交流磁路，例如：变压器，第二，磁路的基本定律，1。在安培环路定律公式：中，如果电流的正方向与闭环l的环方向的右螺旋关系匹配，则I取正符号，否则取负符号。图1-2，例如，2。磁路的欧姆定律公式：定理如图1-3a所示。描述了电路与欧姆定律的相似性，相应的模拟电路也为1-3b。铁磁材料的磁导率不是常数，所以由铁磁材料组成的磁路的磁电阻不是常数，而是取决于磁路磁通量密度大小的情况称为非线性。3，电路定律，基础2定律，i=0， e= u，(1)表达式表示所有节点的流入电流=流出电流。(2)表达式表示电路内所有电动势的对数和所有电压降的对数之和(如果所有电路在一个方向上旋转)。领域内容：正式：领域说明图1-4。4 .磁路的kirchhoff第一定律与贯穿或通过某个封闭面的总磁通量(或进入某个封闭面的磁通量常数通过该封闭面的磁通量)相同，这是磁通量连续性定律。5 .在磁路的基尔霍夫第二定律背景下，磁路计算时，总是把整个磁路分成一种材料，相同的截面，并且每个段的磁通量密度到处相同，磁场强度在任何地方都相同。定律内容：沿闭合磁路的总磁电势等于每段磁压力降的对数之和。公式：法则如图1-5所示。磁路和电路的比较表明了数学形式上的相似性，而不仅仅是物理学的本质。有关详细信息，请参见P24，表1.2，直流磁路的计算简介：磁路计算。通常，首先给出磁通量，并计算所需的励磁磁电势。由于磁路的非线性，寻找给定励磁磁电位磁通的几个逆问题。为了得到答案，需要探索和多次迭代。6，磁路计算，1。简单串行磁路定义：漏磁预防，一个磁路的无分支磁路。图1-13。点击书进入例句。示例1-1是闭合磁芯电路，磁芯的截面面积a=，磁芯的平均长度L=0.3m米，磁芯的磁导率，磁芯设置的励磁绕组为500转。寻找在核心中产生1T磁通密度所需的励磁磁力电位和励磁电流。使用安培回路法则解决。磁场强度调查结果：H=383A/m磁力电位f=HL=3830.3=114.9a励磁电流i=F/N=114.9/500=0.2298A，返回，示例1已知芯截