电气工程概论 第二章 电机电器及其控制技术(一)课件

1、2 电机电器及其控制技术1电气工程概论控制电机阀门控制火炮控制计算机驱动各种机械和装备电动机机床水泵电能的生产、传输和分配发电机变压器2.1 电机的作用与发展简史电机的作用2电气工程概论1831年法拉第创造了第一部感应发电机的模型1834年雅可比发明了功率为15W的棒状铁芯电动机1836年达文波特首先尝试用电动机驱动机械1845年惠斯通用电磁铁替代永久磁铁制成第一台电磁铁发电机1866年西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机1870年格拉姆制成了环形电枢自激发电机1878年出现了铁芯开槽法。有槽铁芯和鼓形绕组的结构一直沿用至今1880年爱迪生制造了名为“巨象”的大型直流发电机1885年费拉里

2、斯提出旋转磁场原理，研制出两相异步电动机1888年俄国人制成一台三相交流单鼠笼异步电动机3电气工程概论1882年英国人费朗蒂改进了交流发电机，提出了交流高压输电的概念1882年英国人高登制造了大型两相交流发电机1882年法国人高兰德和英国人约翰吉布斯成功研制了第一台实用变压器1884年英国人霍普金生又发明了具有封闭磁路的变压器1891年布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，使得远距离高压输电成为现实经过100多年的发展，电机的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、材料科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。4电气工程概论2.2 电机的分类与结构按在应用中的功能分类：发电机，电动

3、机，变压器变流机，变频机，移相机，控制电机按应用的电流种类：直流电机，交流电机按运行速度分类：变压器，直流电机，异步电机，同步电机，交流换向器电机按功率分类：大型电机，中小型电机，微型电机特种电机：步进电机，无刷电机，开关灭磁电机，超声波电机，电机的分类5电气工程概论按电流分类直流电机交流电机按功能分类(1) 将机械功率转换为电功率发电机(2) 将电功率转换为机械功率电动机(3) 将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为： 输出和输入有不同的电压变压器 输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流变流机 输出与输入有不同的频率变频机 输出与输入有不同的相位移相机(4)在机电系统中起调节、放大和控

4、制作用的电机控制电机按运行速度分类(1) 静止设备变压器(2) 没有固定的同步速度直流电机(3) 转子速度永远与同步速度有差异异步电机(4) 速度等于同步速度同步电机(5) 速度可以在宽广范围内随意调节交流换向器电机按功率大小分类大型电机中小型电机微型电机电机的分类6电气工程概论发电机将机械能转变为电能的机械水轮机风力机蒸汽轮机燃气轮机柴油机定子转子 （a）隐极同步发电机,汽轮发电机转子定子(b)凸极同步发电机,水轮发电机7电气工程概论变压器将一种电压的电能变换为另一种电压的电能的装置单相变压器三相变压器10电气工程概论特种电机1）永磁无刷电动机应用：航空、航天家用电器机器人电动汽车电动车组电

5、动舰船11电气工程概论永磁无刷电动机原理框图直流电源开关电路电动机位置传感器永磁无刷电动机分为方波驱动的无刷直流电动机BLDCM和正弦波驱动的永磁同步电动机PMSM。与传统有刷电动机相比，BLDCM 用电子换向取代直流电动机的机械换向，并将原有刷电动机的定转子颠倒，省去机械换向和电刷.而PMSM是用永磁体取代原绕线式同步电动机转子中的励磁绕组，定子不做改变，省去了励磁线圈、滑环和电刷12电气工程概论直线异步电动机典型应用 在种类繁多的直线电动机中，直线异步电动机的应用最广 ,典型应用如下直线异步电动机在交通领域的应用直线异步电动机用于浮法锡槽中的玻璃成型直线异步电动机其它方面应用,如物料传送、保安门、电梯、导弹发射等 16电气工程概论特种电机3）步进电动机应用：自动控制装置中的执行元件各种步进电动机17电气工程概论特种电机4）超导电机应用：超大型发电机或电动