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基本瘦电磁毙定律学习束本课葱过程宜中常特要用销到的啄基本押电磁偷定律类有：全电龄流定滥律、畜磁路恼欧姆包定律墨、电马磁力为定律苗、电尘磁感应定滴律、跟基尔间霍夫怖电流致定律按和电焦压定锡律等闭。12（1首）电笼路定灾律①电路腊欧姆忘定律流过丙电阻R(r仆es男is竞ta罪nc家e)的电榜流I(c夜ur你re冒nt谱)大小造与电位阻两洋端的狐电压U(v甚ol黄ta肠ge编)成正布比，屿与电左阻R的大霜小成阵反比僻，即法有13（1桑）电本路定吗律②基尔属霍夫艳第一状定律电路汇中任家意节踏点的溪电流控的代惜数和汤等于固零，凝即有③基尔吃霍夫值第二但定律对电惩路中驶任一永回路府，电搞压降本的代坦数和先等于纷电动朗势(e便mf畅)的代竖数和层，即痛有14（2仓）电涌磁感翅应定推律一匝经数(t惧ur熄n)为N的线砌圈(w左in秩di项ng柄)，在答变化翠的磁场中成产生寻的感滥应电到动势e(i陷nd仰uc吧e罩el疫ec排tr拴om荷ot蛾iv核e吉fo绑rc舌e)的大贫小与回线圈私匝数N和线柴圈所脑交链威的磁态通(t陕he比m拍ag羊nt截icfl些ux柄)对时施间的挪变化处率dF/dt成正锡比，型当感希应电仁动势搂正方向与芬产生祥它的脂磁通探正方每向符脾合右己手螺各旋定填则时富，则何有15（3隐）全衬电流督定律磁场躲中沿侧任一书闭合镰回路圣的磁疲场强努度H(t巾hema寒gn救et孟ic敢f葛ie念ld恋i橡nt末en谣si搬ty氧)的线刃积分飘等于步该闭竿合回睛路所包围煎的所驼有导弊体电鉴流的持代数休和，身即有16（4袋）电载磁力监定律载流融导体苏在磁六场中竞受到垫力的颤作用京，当挂磁场蚊与导体并相互旗垂直陈作用慎时，润作用柜在载跨流导烫体的规电磁袖力为17（5窃）磁修路定优律①磁路冷基尔皇霍夫枝第一冰定律在磁泊路(m咱ag箩ne阀ti音c痒ci毛rc塑ui槽t)中根茫据磁偶通的辞连续哑性可得：片穿入弄任一续闭合酬面的震磁通饿必等恳于穿母出该商闭合观面的磁通袋，即沟磁路追中通肯过任滨何闭恐合面森上的蔑磁通管的代促数和等于谢零，雨则有上式兆中一浇般将执穿出孟闭合萝面的抹磁通融取正趟号，骆穿入闭合女面的维磁通事取负捎号。18（5绣）磁礼路定叫律②磁路芒基尔迁霍夫佩第二蛙定律根据婚麦克膝斯韦蚕方程课可得灭出：版在闭秧合的双磁路迁中，各段对磁压惩降的狗代数耻和等俩于闭葱合磁白路中脚磁动锣势(m世mf泼)的代数甲和，僵即有上式规中，H——磁场战强度蒸，A/即m；L——各段啦磁路从的长度母，m；N——线积槐分线轰路所赠包围袖的导醒体数虾；I——每根限导体缴所流羞过的尾电流盼，A。19（5毯）磁和路定肯律③磁路殃欧姆救定律在无钩分支礼的磁护路中夕，磁采通F与磁毁动势F大小浓成正比，稀与磁冠路中达的总本磁阻Rm(t泛ot主al燥r绕el追uc是ta诊nc桂e)的大绑小成反比坊，即汁有上式萍中，Rm——磁路拦的总泊磁阻糖，1/够H。20磁路终与电壮路对峰比表21电机脾中铁领磁材认料的去特点（1）磁伴化曲咏线(m歉ag奋ne西ti寒za钥ti猪on泪c握ur太ve碍)铁磁思材料符具有燃如下特震点：它的欢磁化多曲线爹具有饱债和性遥，磁匠导率μFe不是喘常数时，且披随H变化而变翁化。22电机腐中铁鞠磁材班料的屑特点（2）磁雪滞回生线(t泡he欢h撞ys灭te蓬re部si柔s阳lo龙op够)不同砍的铁洋磁物偶质其桶磁滞回线烫宽窄建是不暑同的狱，当牲铁磁材料透的磁脏滞回捧线较锤窄时撑，可用它颠的平杏均磁仁化曲陶线，敲即基本磁隔化曲戒线进新行计献算（示如图3曲线3所示充）。23电机返中铁叹磁材灿料的缴特点根据套磁滞眠回线凳形状乘的不蓬同，迎铁磁畅材料福可分兰为硬磁材炉料(h舍ar满d卧ma倒gn浅et程ic管m旦at乎er高ia昼l)和软橡磁材丑料(s数of陶tma箩gn怎et骡ic司m舌at避er躺ia着l)。硬磁假材料茅的磁态滞回绝线胖西宽，象剩磁嘱、矫睛顽力谦大，如钨未钢、靠钴钢砖、镍浇铝钴狸合金贫、钕悠铁硼袄等。惨一般旋用来制造见永久袋磁铁膏。24电机括中铁柱磁材邻料的夕特点软磁炊材料柏的磁贸滞回扩线瘦值窄，茶剩磁砖、矫钩顽力吧小，如硅倾钢片挡、铸派钢等挎。由跪于电刷机铁码心采智用软少磁材暑料制成，妄其磁走滞回句线瘦副窄，沸在进裤行磁乏路计笼算时聚，为充了简化计绑算，安不考负虑磁威滞现烈象，魂而用框基本伤磁化机曲线桌来表示B与H之间昌的关馆系，耳故通殖常所寒讲的霜铁磁高材料警的磁淋化曲线斥是指尿基本盐磁化哭曲线融。25电机字中铁被磁材拿料的辉特点（3）交具流磁拆路中冷的铁膝心损丛耗(c眨or姨e摸lo甲ss变)交流许磁路侧中存痰在着昏铁心退损耗棒，铁鲜心损叙耗又先分为磁滞咱损耗(h瞧ys貌te壶re行si妙s君lo厘ss奖)和涡惠流损袜耗(e页dd班y-浪cu踏rr艳en乌tlo粪ss滋)。26电机充中铁良磁材鸭料的稀特点①磁滞安损耗铁磁过材料茶在交常变的侧磁场袭中反及复磁锁化，篇磁畴(d尿om浓ai颜ns巴)间相蹄互摩位擦，糠产生睬损耗渔，这伯种损注耗称付为磁滞损畜耗。挎磁滞碧损耗协与交惨变磁恒场的摘频率f、铁楚心的课体积V、磁阵滞回咳线的诞面积践成正弄比。27电机收中铁尚磁材抢料的洲特点磁滞蒙损耗菜功率恶可用使下式氏表示冶：式中辜，kh——磁滞毒损耗隐系数傍，它翁的大类小取退决于宿材料性质史；对妄一般侄电工涛钢片n=1新.6～2.统3；f——磁通招交变频率朵；Bm——磁通苍密度辛的最撇大值鲜。28电机流中铁蹈磁材止料的泻特点②涡流具损耗铁心躁是有促阻值勿的，肢当磁黄通交享变时题，铁怜心中煮就会感应谊交变骡的电植动势佣，在舱导电遣的铁备心中怜就会腿产生迁环流