电气工程概论第二章-交流电机PPT课件

格式：ppt
大小：459.50 KB
文档页数：12

下载文档原格式

电气工程及其自动化专业导论PPT第2章

2.4 电器的分类和主要类型
高压电器低压电器
控制电器主令电器
保护电器哈尔滨理工大学
执行电器
手动电器自动电器
…… …… 配电电器
第2章电机电器及其系统
2.4 电器的分类和主要类型
2.4.1 电器的主要分类
电器（electric apparatus）泛指所有用电的器具，但是在电气工程领域中，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。
（四）特种电机 1.永磁无刷电动机无刷电动机是一种典型的机电一体化产品，主要由电动
机本体、位置传感器、控制器及相关线路组成。转子采用永磁材料的无刷电动机，称做永磁无刷电动机，其转子结构既有传统的内转子结构，又有盘式结构、外转子结构和直线结构等新型结构形式。
哈尔滨理工大学
无刷电机
第2章电机电器及其系统
主要作用概括为以下三个方面： 1、用于电能的产生、传输、和分配。 2、用于驱动各种生产机械或装备。 3、用以作为各种控制系统或自动化、智能化装置的重要元件。
哈尔滨理工大学
第2章电机电器及其系统
2.1.1 电机的主要作用
哈尔滨理工大学
第2章电机电器及其系统
2.1 电机的作用和发展历程
2.1.2 电机的发展历程
高压开关设备的器件主要有断路器、隔离开关、重合器、分段器、接触器、熔断器负荷开关和接地开关等，以及由上述产品与其他电器产品组合的系统。
哈尔滨理工大学
第2章电机电器及其系统
主要分类： 1.按工作电压等级分类（1）高压电器（2）低压电器
哈尔滨理工大学
第2章电机电器及其系统

交流电动机

1S
Tf(s)曲线
O
T N Tst Tmax T
nf(T)曲线
三个重要转矩
变换、传输)
感应同步器(转角位移→电压) ………..
使用电动机驱动生产机械可：（1）简化生产机械的结构（2）提高生产效率和产品质量（3）能实现自动控制（4）实现远距离操纵
（1）基本结构（2）工作原理（3）机械特性（4）起动、制动、反转、调速的基本原理
6.3 三相异步电动机的构造
1.定子
三相交流电(星形联接)
iU
U1
iU Imsinωt
iV Imsinωt 120 iW Imsinωt 120
I m i iU iV iW
W2 U2
o
i V2
W W1
t
V1
iV
I m i iU iV iW
o
()电流入
V2
t
U1 n 0
W2
W1
V1
规定 i 的参考方向首端指向末端：
U2
i : “+” i : “–”
首端流入，末端流出。末端流入，首端流出。
(•)电流出
三相电流合成磁
i
Im
iU
iV
iW
场的分布情况
o
t
n0
U1
V2 N
W2 W1
S V1
U2
600
60
U1 V2
N
W2
W1S
V1 U2
V2
S
W1
U1
W2
N
V1 U2
t0
t60
t90
合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
分析可知：三相电流产生的合成磁场是一个旋转的磁场，

电气工程概论 ppt课件

电压一般为110~220kV。全所一旦停电，将使该地区中断供电。
4．终端变电所终端变电所是电网的末端变电所，一般为降压变电所，
由地区变电所供电，高压侧电压为10~110kV。全所一旦停电，将使用户中断供电。
2021/5/13
9
3.电力网电力系统的重要组成部分，用于输送和分配
电能。 ➢ 分类：一般按其供电范围的大小和电压等级的
2021/5/13
22
一、电力系统的额定电压等级
额定电压就是发电机、变压器和电气设备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。有利于：
1.电器制造业的生产标准化和系列化 2.电器的互相连接和更换 3.设计的标准化和选型 4.备件的生产和维修
2021/5/13
23
1. 电气设备的额定电压选择电气设备额定电压不低于电网的额定
着变换和分配电能的作用。 ➢ 根据变电所在电力系统中的地位，可分为以下
几种：
1．枢纽变电所 2．中间变电所 3．地区变电所 4．终端变电所
2021/5/13
7
1．枢纽变电所联系电力系统各部分的中枢，由大电网供电，电压等
级较高，变压器容量大，进出线回路数多。
其高压侧电压为330~550kV，全所一旦停电，将引起整个系统解列，甚至使部分系统瘫痪。
电压。
2. 发电机的额定电压根据电力系统运行中电能质量标准的要求，
正常情况下用户处的电压波动一般不得超过其额定电压的5%。
电网中各部分的电压分24
图1-2 电力网中的电压分布
（a）沿线ab的电压分布；（b）连接有升压、降压变压器沿线的电压分布
2021/5/13
2021/5/13
20
四、建立大型电力系统的优点

电气工程概论第二章-直流电机PPT课件

的电压。
2021
18
计算题：
已知某直流电机额定工况下其转速 n = 1000r/min，电枢开路电动势 Ea = 110V，扭矩 T = 250N·m，请估算其额定电枢电流Ia。
2021
19
2021
17
(十一) 直流电机的额定值
（1）额定功率PN：对于直流发电机，指电机输出的功率；
对于直流电动机，指电机输出的机械功率。
（2）额定电压UN：电机额定运行时的输入或输出电压。（3）额定电流IN：电机额定运行时能承受的电流。（4）额定转速nN：电机额定运行时的转子转速。（5）额定励磁电压UfN：保证电机额定运行的励磁绕组所需
4
(三) 直流电机的结构
直流电机主要包括转子和定子两大部分。转子是电机的转动部分，定子是电机的静止部分。
1 定子：用来产生磁场和作为电机的机械支架，主要包括
主磁极、换向极、机座和电刷装置。
2021
5
2 转子：也称为电枢，用来产生感应电动势和电磁转矩，实现能量的转换。主要包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等。
2021
7
(七) 直流电机的电磁转矩
(八) 直流电机损耗和功率平衡
1 直流电机损耗分类
（1）机械损耗pmec，主要由轴承间的磨擦和电刷与换向器间
的摩擦产生。
（2）铁芯损耗pFe，由电枢铁芯产生的涡流损耗和磁滞损耗。（3）励磁损耗pf，由励磁绕组电阻产生的损耗。（4）负载损耗pa，电枢绕组的电阻损耗等。（5）杂散损耗pad。
1）电枢回路串接电阻的人为机械特性：
2021
13
2）改变电枢端电压的人为机械特性：
3）改变气隙磁通Φ的人为机械特性(Rst＝0) ：

电气工程导论 ppt课件

DVD电动机
自动伸缩天线电动机
前雨刷电动机风挡清洁泵
启动电动机
热量回收泵自动水平校正器自动调速泵油门控制电动机
散热器风扇电动机油冷却风扇电动机空调热风电动机阻流片控制电动机
自动空调执行器真空泵
空气净化器后部空调
前灯雨刷
后雨刷电动机
后灯雨刷电动机
碰撞缓冲器控制电机
减震直线电动机自动窗电动机
1827年
首次将正、负号用于电学中 Benjamin Franklin 发明能够测量电荷量的扭力天平 Charles Augustin de Coulomb 库伦定律发明伏特电池将化学能转换成电能 Alessandro Volta 发现电可转化为磁现象丹麦科学家奥斯特发现两根通电导线之间会发生吸引或排斥 Andre Marie Ampere 安培定律成为电动力学的基础用公式描述电压、电流、电阻之间的关系，创立了电学中最基本的定律：欧姆定律 Georg Simon Ohm
超声波电机ultrasonicmotor电机与电器散热器风扇电动机油冷却风扇电动机空调热风电动机阻流片控制电动机自动空调执行器真空泵前灯雨刷减震直线电动机自动窗电动机后视镜电动机燃油泵自动门锁电动机碰撞缓冲器控制电机后灯雨刷电动机后雨刷电动机空气净化器后部空调自动伸缩天线电动机热量回收泵自动水平校正器自动调速泵油门控制电动机启动电动机前雨刷电动机风挡清洁泵座椅滑动控制电动机座椅升降电动机座椅角度调整电动机空气靠垫泵电动按摩坐垫dvd电动机电机与电器电机应用领域电力工业
1. 积分形式的麦克斯韦方程组
2. 微分形式的麦克斯韦方程组
PPT课件
18
一、电气工程学科的起源
我国早期大学设立电类专业的年份

交流电机结构及原理ppt课件

由于转子有漏磁通，相应的感抗为X2，因此， I2比E2之后ψ2角，因而转子电路的功率因数为
cos2
R2
R22 SX202
功率因数与S有关。
当S很小时，R2>>SX20 ,功率因数近似为1；当S增大时，X2也增大，功率因数减小；当S接近于1时，功率因数近似R2/X20 。
.
46
可见：转子电路中的各个物理量均与S有关，即与转速有关。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB
t
A
Y
Z
C
B
n0
n0
X
改变电机的旋转方向：换接其中两相
.
20
2.旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则
i 同步I转m 速（旋A 转磁iB场的i速C 度）为： n0 60f (转/分
t
A YN Z
n 0 60
A
Y
Z
N
A YN Z
CSB X
f2P6n0n n0n0 P 600 ns1f
转子频率与转差率S成正比。 .
42
2.转子绕组中的感应电势
转子每相绕组中感应出的电动势
e2
N2
d
dt
u1
其有效值为
R1
i1 e1
e 1
i2
e2
e 2 R2
E 2 4 . 4 f 2 N 4 2 Φ 4 . 4 S 1 4 N 2 f Φ
当n=0，即S=1时，转子电动势 E 20 4 .44 f1N 2 Φ m
X
Y
B
ABC Z XY
.
30
图1-37 定子绕组的星形（Y）连接和三角形（Δ）连接

交流电机理论分析.ppt

转子电阻、电感归算值
R ' k R L ' k L M ' k M r r s r s r
2 r 2 r
11
R 'r d 1 u a 2 ki 'a { M 'sr [cos( ) i A cos( 120 ) i B k dt k 1 cos( 120 ) iC ] 2 L ' r ki ' a } k d U 'a ku a R 'r i 'a { M ' sr [cos( ) i A cos( 120 ) i B dt cos( 120 ) iC ] L 'r i 'a } ia Te p 0 ( kM sr )[( i A i B ib iC ic ) sin ....... k p 0 M 'sr [( i A i 'a i B i 'b iC i 'c ) sin .......
通过气隙的主电感
3 M 'sr Mm 2
19
比较
3 3 2 2 τl M M' ( N k ) λ m sr 1 w 1 δ 2 2 π p 0 3 2 2 τl L N kw λ s L sσ ( 1 1) δ 2 π p 0
所以
A L i'a siA M m
(L iA M i'a s M m) m L iA i'a ) siA M m(
s 1 s σ A 1 m A a
jX (I I (R jX ) I 'a ) s s σ A m A ) 0R ω ω (I "A I r Ia j 2L r σIa j 2M" m a

《电气工程概论》课件

《电气工程概论》ppt课件
目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程应用，涉及电能的生产、传输、分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展的重要支柱，为人类生产和生活提供电力支持，推动科技进步和社会发展。
PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门为工业环境设计的数字电子设备，能够进行逻辑控制、顺序控制和运动控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对电气设备的运行数据进行学习，实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对电气系统进行智能调度，实现能源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中，维持各节点电压、频率和功率平衡的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度，对整个系统的可靠性进行量化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡，确保电能质量，实现经济和安全运行。
运行控制
通过调度自动化系统，实时监控和调整系统运行状态，确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长，优化资源配置，提高电网运行效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全可靠、经济环保，并具备可扩展性。

交流电机的基础知识(ppt 62页)

C2 21
22
Y2 23 24
X2 2019 181B72
16 Z2 15
A相。其中A1X1， A2X2感应的电势相
A1
1 2
14 13 A2
同。
y1 Z 6
2p
每个线圈组由两个线
3
12
Z1 4
11 Y1
5 B1
6
78 X1
10 9 C1
圈组成，1，2；7，8；组
成A1X1线圈组。
13，14；19，20；组成A2X2线圈组。
每对磁极下，都应有一个ABC三相绕组，其排列顺序在一对磁极下应对称。
结论：
C2
X2
Y2
A1
Z1
B1
X1
B2 Z2
A2
Y1 C1
三相绕组排列顺序为：每对磁极下，六个绕组边在空间沿转子转向排列顺序为：A、Z、B、X、C、Y；且互差60º电角度。电角度=机械角度p
上下
每相绕组不可能放在一个槽中，应均匀放在相邻的几个槽中，串联在一起。
3.单相绕组基波脉振磁动势
设AX中通入交流电为： i 2Icos1t
则每极磁势表达式为：
f(， t) 22 N yI 4(co1 3 sco 3s1 5co 5s)co ts
上下
3.谐波分析
f(， t)
2 N yI4(co 1 sco 3s 1 co 5s )cots
2
3
5
对周期性变化的矩形波分布的磁势，用
A1
X1 总槽数Z
每极每相槽数q= 2pm
P：极对数；m：相数。
上下
线圈节距Y1:一个线圈的两个有效边之间的距离。
y1 Z 2p

交流电机资料课件

分析交流电机在电动汽车、混合动力汽车等不同类型新能源汽车中的应用案例，并探讨其在新能源汽车驱动系统中的优势。
探讨交流电机在新能源汽车中面临的技术挑战，如提高扭矩密度、降低成本等，并提出可能的发展方向。
交流电机的发展趋势与前沿技术
发展趋势
分析交流电机在未来发展中的趋势，如高性能化、智能化、集成化等。
制动特性
制动方式交流电机的制动方式包括能耗制动、反接制动、回馈制动等，不同制动方式对电机和负载的影响不同。
制动性能制动过程中，电机的转速、转矩等性能会发生变化，制动性能的好坏直接影响电机的停车时间和停车精度。
制动电路设计为实现有效制动，需对制动电路进行合理设计，包括制动电阻的选择、制动时间的设定等。
电机的保护方式
过载保护
通过热继电器或电子保护器监测电机电流，一旦超过设定值则切断电源，防止电机过载损坏。
短路保护
通过熔断器或空气开关等短路保护装置，迅速切断电源，保护电机和线路免受短路电流冲击。
过压欠压保护
通过电压保护装置监测电源电压，一旦电压超过或低于设定范围则切断电源，防止电机因电压异常而损坏。
调速特性
调速范围
交流电机的调速范围通常较宽，可通过改变电源频率、改变电机绕组接线方式等方式实现调速。
调速方式
包括变频调速、变极调速、转子回路串电阻调速等多种方式，不同调速方式有各自的优缺点，需根据实际需求选择。
调速性能
调速过程中，电机的转矩、效率等性能会发生变化，需对调速性能进行评估，以满足应用场景需求。
磁场与转子的相互作用
交流电机的磁场与转子之间存在相互作用。旋转磁场与转子的导体或绕组相互作用，产生电磁力和转矩，使转子跟随旋转磁场旋转。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2 三相绕组的旋转磁场
2021
5
两极三相电机定子磁
场规律：
（1）电流变化一周，磁
场在空间上旋转360度。
（2）合成磁动势旋转方
向与绕组A、B、C在空间
的布置顺序相同。
（3）某相电流达最大值
时，合成磁动势轴线与该
相绕组轴线重合。
（4）合成磁动势的幅值
为每相脉振磁动势振幅的
1.5倍。
2021
6
3 异步电机的磁通（1）主磁通：同时与定子绕组及转子绕组相匝链的磁通。（2）漏磁通：定子绕组通过三相电流产生的仅与其自身相匝
场方向相反，s>1。
2021
7
（四）异步电动机的电动势平衡方程式
1 定子绕组的电动势平衡方程式
2 转子绕组的电动势和电流：（1）转子绕组的电动势
（2）转子绕组的漏阻抗
（3）转子中的电流
2021
8
（五）异步电动机的磁动势平衡方程
1 转子磁动势
转子磁动势相对转子的转速
（六）异步电动机的功率平衡方程式
2021
11
2021
12
（4）异步电动机矢量变换控制系统
2021
13
四、同步电机
同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。
（一）同步电机的原理和结构
2021
14
（二）同步发电机的空载运行
可以应用时空矢量图来分析电枢反应特性。
2021
15
凸极同步电机的电动势方程
其中Xd为直轴同步电抗，Xq为交轴同步电抗。
隐极同步电机的电动势方程
其中Xt为隐极电机同步电抗。
2 同步发电机的特性（1）空载特性（2）短路特性
2021
16
（3）同步发电机的外特性发电机的电压调整率：
2021
17
（四）同步发电机的并网运行
2021
2
(一) 异步电机的结构
1 定子：定子铁芯由硅钢片冲片叠成，冲片内圆上的槽用来嵌放定子绕组。
2 转子：主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三者构成。转子绕组分为绕线型和鼠笼型两类。
异步电机结构
作原理
1 旋转磁极对导体的作用
2 三相绕组的旋转磁场
2021
4
(二) 异步电动机的工作原理
（1）发电机的频率和电网频率相同；（2）发电机和电网的电压波形要相同；（3）发电机和电网电压大小、相位要相同；（4）发电机和电网的相序要相同。
（五）同步发电机的功率平衡
2021
18
作业
简答题：
P85 T2-12, 2-14, 2-17
2021
19
第四节电机学
（交流部分）
2021
1
三、异步电机
交流电机是目前生产、生活中使用最广泛的电机，可分为异步电机和同步电机。
异步电机转子转速和同步转速之间总存在一定差异。其转子和定子之间没有电的直接联系，又称为感应电动机。
优点：结构简单，价格低廉，运行可靠，效率较高，维修方便等优点。
缺点：不能低成本的在较广泛的范围内实现平滑调速，必须从电网中吸收滞后电流，导致电网的功率因数降低。此外普通鼠笼式异步电动机的启动特性较差。
链的磁通；转子绕通过电流产生的仅与其自身相匝链的磁通。
（三）异步电机的运行方式
转差率s：旋转磁场的转速n1与转子转速n的差值与同步速度n1的比值。可根据转差率来判断异步电机的运行状态。
1 电动机运行状态：0<s<1
2 发电机运行状态:-∞<s<0
3 电磁制动运行状态:在外力的作用下，转子转速与旋转磁
（三）同步发电机的负载运行
1 电枢反应及电动势方程
当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。此时的气隙磁场与空载运行的情况不同，是二者的合成磁场。
电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应对同步电机的性能有重大影响，负载的性质决定了电枢反映的特性。
2021
9
（七）异步电动机的转矩和机械特性
1 转矩
2 机械特性
2021
10
（八）异步电动机的调速
1 交流调速系统发展方向（1）一般性能的节能调速（2）高性能交流调速系统（3）特大容量和极高转速的交流调速
2 异步电动机的调速（1）变极调速（2）变频调速（3）变转差率调速
1）改变定子端电压 2）改变转子电阻