电机学绪论

1-4 铁磁材料及特性
1-4 铁磁材料及特性
1-4 铁磁材料及特性

3、磁化曲线 将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当 磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将 随之增大，得到曲线B=f(H)。
1-4 铁磁材料及特性

分析磁化曲线，分四段
在oa段：当H增大→B增大，但B增大速度较慢 在ab段：当H增大→B增大，B增大速度快； 在bc段：B随H增大的速度又较慢；饱和区 c点为饱和点，拐弯点b称为膝点 在cd段及以后：铁磁材料的磁导率趋近μ
小 结
二、磁路
1、概念 2、磁路基本定律
• • • •
安培环路定律 磁路的欧姆定律 磁路的基尔霍夫第一定律 磁路的基尔霍夫第二定律
小 结
三、铁磁材料及特性
1、铁磁材料 2、磁导率 3、磁畴 4、磁化曲线
磁滞损耗
5、铁心损耗 涡流损耗
思考
一台电机在同一时间决不能既
是发电机又是电动机，为什么
说发电机作用和电动机作用同 时存在于一台电机中？
•
1 2 3 1 2 3 0 0
1-2 磁路及磁路定律
•
4、磁路的基尔霍夫第二定律
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路 磁位降的代数和。
Ui

Ik

F
此定律实际上是安培环路定律的另一种表达形 式。
1-3 基本电磁定律
1-3 基本电磁定律
1.
变压器电动势
磁通本身就是由交流电流所产生，也就是 说磁通本身随时间在变化着，这样产生的电 势称为变压器电动势。（线圈与磁场相对静 止）
1-3 基本电磁定律

2、运动电动势（速度电动势）

• 非铁磁材料的磁化曲线是线性的. • 铁磁材料的μ很大且不是常数,呈非线性.
四﹑铁磁材料的B-H曲线 2﹑铁磁材料的B-H曲线 分析:oa段:起始段,μ小,I↑ H↑; ab段:μ迅速增 大,I↑ H↑ B↑ , B-H线性; bc段:进入饱和区, μ变小,I↑ H↑ B↑ (但缓慢),c为饱和点.
一、磁场﹑磁路
一、磁场﹑磁路
1、磁场: 电流
磁场
2﹑磁路: 磁通经过的路经
电和磁是构成电机的两大要素 电机中的磁场常简化为磁路来处理
二﹑磁感应强度(磁通密度) B﹑磁通量Ф 磁通Ф: 磁场中某一面积的磁感应线数称为通 过该面积的磁通量,简称磁通Ф。 磁感应强度(磁通密度）B:单位面积的磁感应线数
B S cos
Ф 是标量:单位wb Ｂ 是矢量,单位:wb/m2 ,或 T
三﹑磁场强度H﹑磁导率μ 1﹑磁场强度H:
B H
• H是矢量,单位:A/m（安/米） 2﹑磁导率μ:物质的导磁能力，μ单位:H/m（亨/米）
磁路的材料不同，其导磁性能也不同。 • 非铁磁材料:空气,铜,铝,绝缘材料等;
2 PFe Ph Pe (k h f Bm ke f 2 2 Bm )V n 2 V 经验近似: PFe k Fe f 1.3 Bm
(1 12)
六、全电流定律—安培环路定律
全电流定律:磁场强度矢量H沿任一闭合路径的线积分等 于穿过该闭合路径的电流的代数和。且积分回路的绕行方 向和产生该磁场的电流方向符合右手螺旋定则
0 4 10 7 H / m
• 铁磁材料:铁,镍,钴及其合金等;
r 0 且 远大于 0
r :相对磁导率
四﹑铁磁材料的B-H曲线

第0章 绪论
电能是现代社会的最主要能源，电能主要由发电机产生， 电能是现代社会的最主要能源，电能主要由发电机产生， 它主要实现以下四种能量的转换： 它主要实现以下四种能量的转换： 化石能转化为电能－火力发电机； 化石能转化为电能－火力发电机； 水能转化为电能－水力发电机； 水能转化为电能－水力发电机； 核能转化为电能－核力发电机； 核能转化为电能－核力发电机； 转化为电能 风能转化为电能－风力发电机。 风能转化为电能－风力发电机。
第0章 绪论
§0.3 电力拖动控制系统的组成
电力拖动控制系统是用电动机来拖动生产机械运行的系统。 电力拖动控制系统是用电动机来拖动生产机械运行的系统。 包括：电动机、电源、控制设备、传动机构和生产机械四个部分。 包括：电动机、电源、控制设备、传动机构和生产机械四个部分。 它们之间的关系如下 电源
控制设备
第0章 绪论
第0章 绪论
电动机： 电动机：
第0章 绪论
手机震动电动机
第0章 绪论
电动自行车所用的无刷直流电动机
第0章 绪论
4 电机是控制系统和智能化装置的重要元件（控制电机） 电机是控制系统和智能化装置的重要元件（控制电机）
作为控制系统中的执行元件、检测元件和解算元件。 作为控制系统中的执行元件、检测元件和解算元件。 如：伺服电机、测速发动机、自整角机和旋转变压器等。 伺服电机、测速发动机、自整角机和旋转变压器等。
第0章 绪论
§0.2 电机的分类
1 按结构形式及电磁感应方式分 变压器 电机 旋转电机 交流电机 同步电机 直流电机 异步电机
第0章 绪论
2 按功能分
(1) 发电机：把机械能转换成电能。 发电机：把机械能转换成电能。 (2) 电动机：把电能转换成机械能。 电动机：把电能转换成机械能。 (3) 变压器：改变电源电压。 变压器：改变电源电压。 (4) 控制电机：作为控制系统的控制元件或执行元件。 控制电机：作为控制系统的控制元件或执行元件。

新型稀土永磁节能电机
变频调速专用电机
高速异步电机
2）在高新技术领域的新应用
☆ 信息技术（雷达驱动）
☆ 航天航空航海
☆ 生物医学工程（多种医疗设备）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0-2 电机发展历程及当前状况
2.1 历程 1833年 1885年 1889年 直流电机 异步电动机 三相系统
至今保留在美国麻省理工学院 的由爱迪生发明的一种直流电动机
2.2 我国目前实际应用情况
☆ 汽发：消化引进，设计600MW
☆ 700MW水发, 三峡电站 ☆ 1000kV输电线路以及相应的变压器
500kV直流输电，西电东送运行中
400MW燃气轮机联合循环机组
☆ 引进建设 600MW核电机组 各种电动汽车
2.3 当前研究、开发与创新
1）国内外与电机相关的研究领域 ☆ 新要求：安全、可靠、经济、环保
电机学包括四大机种：
1. 变压器：属于静止电机，可改变交流电能的电 压，甚至也可改变相数、频率及相位。
2.同步电机
3.异步电机 4.直流电机

发电机运行：机械能 电动机运行：电能
电能 机械能
同步机、异步机和直流机属于旋转电机范畴。
0-1.电机与国民经济、日常生活的关系
☆ 能源系统的关键设备
电能的生产——输送和分配——电能的消费 发电 ——输配电 ——— 用电 发电机 ——变压器 ————电动机
☆ 各领域中有特殊要求的动力装置
1.1 发电环节——各种电机
国产200MW汽轮发电机
国产600MW汽轮发电机
国产330MW汽轮发电机定子
国产330MW汽轮发电机定子铁心
现场运行的水轮发电机
1.2 输配电环节——变压器