电机拖动与电气控制（第2版）概述

电机拖动与电气控制电机拖动与电气控制（第2版）概述01电机的发展Structureandworkingprincipleoftransformer什么是电机？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械能与电能能量转换的机械装置。电机发展18201821183118321834-1838186618711878（英）法拉：世界上第一台电机雏形第中受力的物理现象（丹麦）奥斯特发现电流在磁场中受力的物理现象（法）皮克西：第一台感应发电机，实现机械能-电能转换（德）西门子：第一台自励式直流发电机（俄）亚布洛契科夫：使用交流发电机和变压器为照明装置供电法拉第电磁感应定律，发明发电机（德)亚哥比第一台直流电动机，1838年首次将电动机从实验室搬出，在涅瓦河上拖动小艇。麦尔准发明交流发电机188018851886188818911920爱迪生用叠片铁芯可以减少温升（意大利）费拉里斯发现两相电流可以产生旋转磁场两相感应电机模型问世三相制正式在工业上得到应用（俄）多利沃多勃罗沃尔斯提出三相制，三相感应电动机的诞生奠定了三相电路和三相电机的基础家用电器的单相交流电诞生，开始了电动机的近代发展时期电机发展电机发展各种永磁电机、电机的控制快速发展。电机发展电机分类02电机拖动与控制用电设备：拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、电动工具、家用电器等。电机拖动与控制电力拖动：利用电动机将电能转换成机械能，使各种生产机械按照给定的规律运动。电机拖动与控制1874189020世纪初20世纪50年代21世纪初电气控制系统广泛应用于工业生产中开始使用自动化控制系统来控制机器和工艺。美国工程师西蒙斯发明第一个电动机控制系统，用电线和开关来控制电动机的运转。数字控制技术开始应用于电气控制系统，利用计算机控制机器和工艺。互联网和物联网技术实现远程监控和控制，控制系统更加高效和灵活。使用电子元件替代机械和电气元件，使控制系统更加精确和可靠。电气控制系统的历史发展经历了从机械控制到电气控制，再到电子控制和数字控制的演变过程。电机拖动与控制电气控制技术是以各类电动机作为牵引动力的传动装置和与其相对应的电气控制系统为对象，实现生产过程自动化的控制技术。03电机中常用的基本定律电机的材料绝缘材料：绝缘漆、薄膜、纤维编织袋、环氧树脂、云母片等导电材料导磁材料：铁、钴、镍及合金（硅钢片）绝缘等级：电机的材料铁磁材料的特性：良好的导电性、高导磁性能磁滞现象：上升磁化曲线与下降磁化曲线不重合，下降时B的变化总是滞后于H的变化。磁滞现象的B-H闭合曲线成为“磁滞回线”磁滞回线磁场、磁路电在电机中以路的形式出现。磁在电机中以场的形式出现。磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间里存在的一种特殊形态的物质。基本特性是对场中运动带电粒子施加力，或对场中有磁矩的粒子及物体施加转矩。磁场过于复杂，在工程计算中经常简化为磁路(磁力线所通过的路径)。磁感应强度(磁通密度)B--Fluxdensity，表示磁场的大小和方向Teslas(T)orGauss;(Gs):1T=10000GS用假想的曲线来表示磁场的分布，称为磁力线-用磁力线上每点的切线方向规定B的方向-用磁力线的疏密程度表示B的大小磁感应强度磁通磁通

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--FluX

通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面积的磁通量简称磁通，单位Wb磁场强度、磁导率H--Magneticintensity，A/m或Oe(奥斯特)u--Magneticpermeability，Hm，由材料性质所决定B=μH

在电机中使用的材料，按照其导磁性能可分为:-非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率u=4πX10-7-铁磁物质如铁、镍、钴及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率u表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数。磁路的欧姆定律Fm=NI磁动势Fm是通过线圈的电流I和线圈匝数N的乘积Rm=l/μs磁阻Rm是通过线圈的电流I和线圈匝数N的乘积磁阻就是磁通通过磁路时受到的阻碍作用磁通ф=BS磁路基本定律-基尔霍夫定律假设:磁通完全在导磁体内部通过铁芯柱截面上B为均匀分布磁路的基尔霍夫第一定律