电机及拖动基础北方工业大学一一

电机与拖动基础

绪论2电机的分类

3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——由各种电动机或电力拖动系统实现；控制系统中的信号转换——由各种控制电机完成。4本教材内容

“电机与拖动基础”课程是把“电机学”和“电力拖动基础”两门课整合为一门课。本教材以电力拖动系统中应用最广泛的电机和电力拖动为重点，从使用的角度介绍交、直流电机、变压器、控制电机的基本结构、工作原理、主要工作特性以及电力拖动系统的运行特性等。5课程性质本课程属专业技术基础课，学习过程中要用到《高等数学》、《大学物理》、《电路》等课程的知识。本课程虽是基础课，但又具有专业性质，讲授的内容是电机方面非常具体、实际的问题。因此，课程的特点是理论性强，实践性也强。6教学目的

本课程的教学目的是，通过课程的学习,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；了解交直流电力拖动的基础知识，掌握他励直流电动机启动、制动及调速等各种运行状态的静动态特性和参数计算；掌握异步电动机特性分析、启动、制动方法和交流电动机常用调速方法；学会选择电动机容量的方法。7学习方法1首先，学习中应注意，在实际运行着的电机中，电、磁、力、热等物理定律同时起作用，互相制约，分析解决这种复杂问题时，往往需要忽略一些次要矛盾，抓住主要矛盾加以解决，只要所得结果正确，引起的误差在允许的范围内，这在工程上是允许的，这与以前所学课程中解决问题理想化、单一化有很大区别，学习时需有足够的认识。8学习方法2其次应注意，本课程的动力用电机包括变压器及各种电动机等，种类繁多，各具特性，但就其内部电磁关系耦合过程和机电能量转换关系，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。9学习方法2在学习中应将各种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。10学习方法3

最后应注意，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，注意培养解决工程实际问题的能力。11基本电磁定律

学习本课过程中常要用到的基本电磁定律有：全电流定律、磁路欧姆定律、电磁力定律、电磁感应定律、基尔霍夫电流定律和电压定律等。12（1羞）电裂路定珠律①电路优欧姆馋定律流过翁电阻R(r采es谢is利ta槐nc育e)的电在流I(c叮ur障re页nt叨)大小然与电灶阻两外端的思电压U(v摩ol修ta挽ge商)成正鞠比，壮与电埋阻R的大垄小成党反比神，即荐有13（1添）电劫路定发律②基尔次霍夫汉第一卷定律电路览中任恰意节兰点的等电流姻的代饰数和恰等于矛零，祖即有③基尔斩霍夫虏第二块定律对电史路中钳任一葬回路习，电骨压降坛的代树数和也等于瓶电动兄势(e糊mf婶)的代麻数和冻，即鼠有14（2泰）电楼磁感俯应定假律一匝得数(t磁ur都n)为N的线摘圈(w嫂in窝di酱ng您)，在汽变化佣的磁场中狭产生息的感琴应电涛动势e(i尝nd执uc旅e盾el涂ec员tr垫om杠ot董iv鸟e腊fo脾rc皱e)的大贺小与卸线圈巾匝数N和线贫圈所踢交链积的磁蛾通(t梳he界m反ag勤nt坐icfl剃ux茶)对时侧间的嗽变化倾率dF/dt成正叹比，凤当感画应电蠢动势蚁正方向与辩产生序它的何磁通抹正方吨向符乡丰合右厚手螺画旋定宾则时超，则育有15（3已）全粘电流偶定律磁场换中沿郊任一妹闭合扮回路仓的磁桥场强妻度H(t态hema桐gn翅et美ic屑f曲ie题ld叫i商nt闷en累si严ty热)的线计积分颤等于弹该闭受合回堪路所包围规的所倡有导惭体电嘴流的酒代数帮和，纹即有16（4困）电且磁力去定律载流酱导体篇在磁坟场中洽受到以力的宽作用阶，当威磁场韵与导体信相互朴垂直尼作用篇时，习作用陆在载缎流导赖体的查电磁历力为17（5止）磁渐路定颜律①磁路枝基尔蜡霍夫而第一恶定律在磁耳路(m膀ag详ne乡丰ti境c查ci勇rc后ui见t)中根茧据磁秃通的剩连续豪性可得：轿穿入妖任一猜闭合括面的均磁通艇必等稍于穿绕出该使闭合形面的磁通啊，即庸磁路注中通伪过任栽何闭蝇合面值上的脑磁通沈的代李数和等于管零，惑则有上式礼中一吵般将馅穿出扶闭合钳面的娃磁通松取正务号，旗穿入闭合牛面的昌磁通践取负团号。18（5娱）磁拼路定液律②磁路算基尔牙霍夫虹第二秆定律根据老麦克蛋斯韦紫方程复可得企出：然在闭椒合的搏磁路法中，各段扩磁压送降的菠代数婚和等来于闭斯合磁售路中音磁动饲势(m妻mf替)的代数清和，农即有上式改中，H——磁场允强度训，A/蝇m；L——各段旷磁路绢的长度糕，m；N——线积图分线闯路所板包围猫的导鼻体数命；I——每根还导体歉所流恋过的达电流丈，A。19（5啄）磁谁路定影律③磁路做欧姆游定律在无爱分支钻的磁绕路中膏，磁必通F与磁吹动势F大小锯成正比，四与磁伴路中毁的总终磁阻Rm(t晌ot惊al熄r夏el误uc欢ta强nc馅e)的大冰小成反比准，即次有上式橡中，Rm——磁路挺的总泼磁阻屯，1/骑H。20磁路报与电喊路对蓄比表21电机杆中铁圣磁材剃料的牌特点（1）磁蚁化曲离线(m懒ag珍ne吗ti候za图ti哀on堪c茅ur产ve计)铁磁膀材料眠具有喇如下特暂点：它的骆磁化镜曲线果具有饱未和性装，磁浙导率μFe不是况常数苍，且芝随H变化而变橡化。22电机塘中铁殖磁材僻料的地特点（2）磁歉滞回贱线(t椒he拍h荷ys和te敬re缴si拖s勉lo文op杏)不同喇的铁访磁物塞质其父磁滞回线刮宽窄希是不密同的扇，当祥铁磁材料暗的磁扇滞回播线较搬窄时成，可用它协的平恳均磁犹化曲把线，族即基本磁倚化曲遮线进钳行计杜算（裤如图3曲线3所示增）。23电机眨中铁芒磁材疼料的巧特点根据箩磁滞庆回线往形状旧的不雪同，小铁磁诱材料越可分阁为硬磁材个料(h睛ar锻d钓ma匠gn插et考ic斥m译at即er租ia却l)和软恰磁材日料(s顾of凳tma浩gn险et想ic制m搭at革er泰ia型l)。硬磁伪材料理的磁石滞回屈线胖舍宽，裂剩磁河、矫释顽力颗大，如钨抛钢、泳钴钢穿、镍殃铝钴耻合金专、钕住铁硼核等。京一般捧用来制造螺永久咽磁铁序。24电机悦中铁乳磁材缎料的法特点软磁贵材料侦的磁毕滞回尤线瘦逼窄，暗剩磁罚、矫毫顽力暖小，如硅蚁钢片右、铸隐钢等奇。由踏于电反机铁昆心采奴用软红磁材奥料制成，久其磁唤滞回辟线瘦奋窄，百在进巾行磁宾路计台算时象，为厘了简化计克算，财不考脑虑磁素滞现踏象，那而用抢基本悠磁化总曲线佩来表示B与H之间刊的关内系，完故通票常所怜讲的纹铁磁喊材料耽的磁许化曲线言是指也基本蛮磁化地曲线撕。25电机谅中铁澡磁材恋料的僚特点（3）交附流磁氧路中方的铁洋心损图耗(c宴or锁e场lo义ss撒)交流抛磁路飘中存纵在着柄铁心脑损耗捷，铁诉心损喊耗又垦分为磁滞鹅损耗(h稿ys母te虏re虏si科s英lo递ss副)和涡凡流损枪耗(e永dd伟y-妨cu竞rr励en欠tlo衫ss及)。26电机佩中铁屋磁材展料的采特点①磁滞躬损耗铁磁序材料踢在交交变的那磁场抬中反滋复磁朴化，默磁畴(d脚om斯ai晕ns哪)间相秩互摩艺擦，甜产生兄损耗汗，这锐种损标耗称雪为磁滞损端耗。碧磁滞武损耗搭与交透变磁斩场的虫频率f、铁询心的侧体积V、磁归滞回哨线的蹈面积唇成正宁比。27电机苹中铁响磁材胳料的萝特点磁滞瞧损耗根功率信可用蚕下式戒表示车：式中避，kh——磁滞过损耗葵系数岭，它军的大略小取谱决于关材料性质沸；对迫一般必电工灿钢片n=1高.6～2.袭3；f——磁通拖交变频率辉；Bm——磁通除密度浪的最掏大值宣。28电机糖中铁质磁材附料的贿特点②涡流迹损耗铁心筛是有价阻值柱的，煌当磁歼通交索变时祥，铁漫心中羽就会感应蚕交变狸的电浙动势义，在怕导电暮的铁玻心中首就会剑产生遭环流吨，