1顾绳谷电机及其拖动基础-第一章ppt讲义

理量 F=Hl
（2）磁路的概念
磁通所通过的路 径称为磁路，一 个简单的磁路由 采用高导磁材料 的铁心和通电线 圈组成。
（3）磁路的基本定律
1）安培环路定律— —全电流定律
有电流流动的导体 的周围均会产生 磁场 。
∮Hdl=i=Ni=F
2）磁路的欧姆定律
B H NI
l


Hale Waihona Puke BdA系统：继电器→接触器控制系统 可控硅控制、PLC控制、 计算机控制等。
3.电力拖动系统与电机的关系
可实现遥控和自动控制
控制设备
电源
电动机
传动机构
工作机构
反馈装置
4.电机的主要类型
1）直流电机 直流发电机 直流电动机
2）交流电机 同步电动机 同步发电机 三相异步电动机 单相异步电动机
3）变压器 电力变压器 其他变压器
4）控制电机 直流、交流测速发电机 直流、交流伺服电动机 步进电动机 旋转变压器
5.本课程的性质
专业基础课 电器控制及PLC 自动控制原理 伺服系统 数控机床 等课程的基础
6.本课程的任务和学习方法
（1）任务：各类电机 基本原理 基本结构 运行特性
（2）重点：交流、直流电动机的机械特性、 起动、制动、调速原理及方法。
1.电机及拖动系统在国民经济中的作用
对国民经济的发展起着重要作用。 是电能转换和传输中的重要设备。 是最主要的驱动设备。
2.电机及电力拖动系统发展概况
电机：19世纪末，电动机逐渐代替蒸 汽机和水轮机； 解放后，我国有了电机生产 ： 30MW双水内冷发电机 36MVA大型电力变压器 无刷直流伺服电动机
5）电磁感应定律
①导体在交变磁场中

●
寿命：电机的预期使用寿命
●
环境适应性：电机对环境的适应能力
●
安全性：电机的安全性能
●
可靠性：电机的可靠性指标
●
维护性：电机的维护性能
●
经济性：电机的经济性能指标
●
环保性：电机的环保性能指标
●
智能化：电机的智能化程度
●
模块化：电机的模块化程度
●
标准化：电机的标准化程度
●
系列化：电机的系列化程度
●
通用性：电机的通用性指标
应用：广泛应用于各种工业设备和家用电器中
电动机： 广泛应用 于各种机 械设备如 电动工具、 家用电器 等
发电机： 用于发电 如风力发 电、水力 发电等
电动机： 用于驱动 各种交通 工具如电 动汽车、 电动自行 车等
电动机： 用于驱动 各种工业 设备如机 床、起重 机等
电动机： 用于驱动 各种家用 电器如电 冰箱、洗 衣机等
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目录
01.
02.
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电机与拖动基础课件概述
课程目标：掌握电机与拖 动的基础知识
课程内容：包括电机原理、 拖动系统、控制技术等
教学方法：理论与实践相 结合注重实践操作
课程评价：通过考试和实 践操作进行评价
课程应用：应用于电气工 程、自动化等领域
电机与拖动专业的 学生
电机与拖动领域的 工程师
电机与拖动技术的 研究人员
对电机与拖动技术 感兴趣的人士
电机与拖动 基础概述
电机的分类 及特点
拖动系统的 组成及工作 原理
电机与拖动 系统的控制 方法
电机与拖动 系统的应用 实例

05
第二章直流电 机
06
第二章直流电 机
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默认章

0 1
第二章直流电 机
0 4
第三章直流电 机的电力拖动
0 2
第02x
电机与拖动思维导图
演讲人
2 0 2 x - 11 - 11
01 默认章
默认章

1 第一章绪 论
2 第一章绪 论
3 第一章绪 论
4 第一章绪 论
5 第一章绪 论
第一章绪
6 论、第二 章直流电 机
默认章
01
第二章直流电 机
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第二章直流电 机
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第二章直流电 机
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第二章直流电 机
第二章直流电 机
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第四章变压器
默认章
电机第二章作业 第五章三相异步电动机 吴姗姗-三相异步电机正反转控制线 路3
感谢聆听

- 变化的磁 → 电 （愣次定律） - 磁场中的带电导体 → 安培力，带电粒子 → 洛伦兹力
• 机电能量转换
- 电能( ei ) → i 是关键，有 e 没 i 没功率 - 机械能( TΩ或 fv) → Ω是关键，有T没Ω没功率
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第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
2004
（2）赵昌颖主编，《电力拖动基础》，哈工大出版社
（3）电机学，许实章主编，华中科技大学
- 通用教材，难度适中，最好的
（4）电机学，李发海主编，清华大学
- 比较适中
（5）电机学，孔昌平主编，哈工大出版社
- 简单，适合专科生、夜大生使用
电机学，徐德淦主编，机械工业出版社
6
- 比较通俗易懂
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I˙
• 磁路：磁通通过的路径
- 铁芯加螺线管 - 思考：无铁芯时有没有磁场？ 是加强
U˙
φ˙
还是减弱？
电流如何变化？
- 磁通：注意有主磁通和漏磁通的区别
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第一部分电机原理 第一章 绪论
第三节 关于磁路
二、磁路中的物理量
• 磁通Φ • 磁通密度（面密度，磁感应强度）B，B= Φ/A, A -面积 • 磁场强度H，H=B/μ，μ-磁导率 • 磁阻Rm，即铁芯对磁通的阻抗作用 • 磁导Λm，磁阻的倒数
• 辅助部分（绝缘材料）
- 油漆，橡胶，绝缘纸等
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第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
四、电机中的能量转换关系
• 了解以后，对于各种电机的原理分析设计都有好处。 • 机电能量转换，如何转换的？ → 通过媒介。 用什么 • 媒介？电磁场是媒介（为什么不用电场？） • 能量过程：

教材与参考书
教材： 教材 电机原理及拖动.彭鸿才主编 彭鸿才主编.机械工业出 电机原理及拖动 彭鸿才主编 机械工业出 版社， 版社，1996年10月 参考书： 参考书 1电机与拖动基础（第3版）.李发海、王岩编著 清 电机与拖动基础（ 李发海、 电机与拖动基础 版 李发海 王岩编著.清 华大学出版社， 华大学出版社，2005年8月 2电机及拖动基础上、下册（第3版）.顾绳谷主编 电机及拖动基础上、 顾绳谷主编. 电机及拖动基础上 下册（ 版 顾绳谷主编 机械工业出版社， 机械工业出版社，2004年4月 3Electric Machinery(Sixth Edition).清华大学出版社， 清华大学出版社， 清华大学出版社 2003年7月 年 月
1.电路欧姆定律 电路欧姆定律 流过电阻R(resistance)的电流 的电流I(current) 流过电阻 的电流 大小与电阻两端的电压U(voltage)成正比，与 成正比， 大小与电阻两端的电压 成正比 电阻R的大小成反比 的大小成反比， 电阻 的大小成反比，即有
U I = ，直流电路 （1） R & U I& = ，交流电路 Z
0.2.4学习方法 学习方法
2.注意课程主线 注意课程主线 在学习中应将变压器、交流电机、 在学习中应将变压器、交流电机、直流 电机的相似性有机地统一起来， 电机的相似性有机地统一起来，注意课程内 容的内在联系， 容的内在联系，形成学习本课程鲜明的主 只要学好了变压器， 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。 的内容就比较容易掌握了。
0.2.4学习方法 学习方法
3.注意理论联系实际 注意理论联系实际 理论联系实际， 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， 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， 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。 决工程实际问题的能力。

在这一部分，我们将深入了解电机工作的基本原理，包括电磁感应和电流互 动的原理。
不同类型的电机
探索不同类型的电机，如直流电机、交流电机和步进电机。了解它们的特点、 用于各个领域，如工业制造、交通运输和家用电器。在本节中，我们将详细了解电机在不同领域中 的具体应用。
拖动系统的组成
深入了解拖动系统的组成部分，如电源、控制器和传动装置。了解它们的作 用和相互关系。
拖动系统的原理
在本节中，我们将探索拖动系统的工作原理，包括转动力的传递和变速机制。
电机及拖动的发展趋势
了解电机技术的发展趋势，包括智能化、高效能和环境友好型电机的出现。探索电机技术的未来！
《电机及拖动》PPT课件
欢迎来到《电机及拖动》PPT课件！在本课程中，我们将探索电机的基础原理 和应用，以及拖动系统的组成和原理。加入我们，探索电机技术的发展趋势！
电机及拖动的介绍
在本节中，我们将对电机及拖动进行全面介绍。了解电机的基本概念和工作 原理，以及拖动系统的作用和重要性。
电机的基本原理

线圈感应电动势——交变 换向整流——电刷间输出直流电动势
直流发电机的工作原理模型
《电机及拖动基础》(4版) 直流电机
例1-1 如果前图中的直流发电机顺时针旋转，电刷两端 的电动势极性有何变化？还有什么因素会引起同样的 变化？
解：直流发电机顺时针旋转时，由右手定则，图示线 圈中感应电动势方向为a-b-c-d,通过换向片与电刷的 滑动接触，则电刷B极性为正，电刷A极性为负。所 以改变电枢转向，可改变电刷间输出电动势极性。
作用 静止部分:定子
电磁方面：产生磁场和构成磁路。 机械方面：整个电机的支撑。
中间有气隙 作用
旋转部分:转子
主要部件：磁极、机座、换向 极、电刷、轴承、端盖等
感应电动势和产生电磁转矩， 从而实现能量的转换
主要部件：电枢铁心、电枢绕 组、换向器、轴承和风扇等
《电机及拖动基础》(4版) 直流电机
1、定子部分
电枢绕组：电枢线 圈按一定规律连接 形成。其并联支路 对数用a表示。 单叠绕组：a=p 单波绕组：a=1
单波、单叠绕组联接示意图
《电机及拖动基础》(4版) 直流电机
换向器
作用：实现电刷内外 交直流的转换。
由许多燕尾状的铜片间 隔绝缘云母片而成
材料：采用导电性能好、硬度大、耐磨 性能好的紫铜或铜合金制成。
《电机及拖动基础》(4版) 直流电机
二、直流电机的基本结构
直流电动机的外形图（自带鼓风机的Z4系列）
图中上 为鼓风 机，下 为直流 电动机
《电机及拖动基础》(4版) 直流电机
二、直流电机的基本结构
1-端盖 2-风扇 3-机座 4-电枢 5-主磁极 6-电刷架 7-换向器 8-接线板 9-接线盒
直流电动机的内部结构图

13.11.2020
电力拖动基础
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—电力拖动基础—
第一章 电 力 拖 动 系 统 动 力 学 基 础
• 本章要求：
• 掌握拖动、电力拖动、负载机械特性、电力拖 动系统的转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻 转矩以及转矩正方向规定的基本概念。 熟悉生 产机械典型的运动形式。 掌握电力拖动系统中 研究的主要物理量。 熟练掌握单轴电力拖动系 统的运动方程式，并会利用其判断系统的工作 状态。 会将多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩 等效成单轴系统。掌握典型的负载机械特性。
• 单轴旋转系统
•
•
转2、矩车T床L主=k轴n传2 动系统
• 多轴旋转系统 负载转矩T L 与n无关
• 3、平移传动系统 • 多轴旋转系统 负载转矩T L 与n无关
• 4、提升传动系统
• 多轴旋转系统 负载转矩T L 与n无关
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电力拖动基础
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—电力拖动基础—
• 生产机械转矩分为：摩擦阻力产生的和 重力作用产生的。
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—电力拖动基础—
二、电力拖动系统的应用前景
电气化、信息化时代，在性能、可靠性及容量等方面，对电机提出了更 高的要求。交流变频调速系统及变频电机、大功率无刷直流电机、永磁同步 无刷电机等得到了很大发展。
同时，随着新兴行业的发展，微电机亦成为电机行业发展的亮点，是我 国电工电器行业(电机)发展的重点产品。稀土永磁电机，无轴承电机也是电 机技术发展的新动向。
• 电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n的正 方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向 相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。
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电力拖动基础
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—电力拖动基础—

4. 只由n <n0 旋转磁场和转子导体有相对运动，转子才受到电磁转矩。 如果磁极极对数是p，整个圆周有p个完整正弦波，相当于p × 360°。
磁极下所占槽数来表示， Z为总数，P极为对数
Z 2p
节距 y (跨距) • 跨越的槽数表示。
y
电角度
电角度＝p×机械角度
三相单层集中整距绕组
三相：A、B、C 单层：每槽中只放一个线圈边 集中：每一相只有一个线圈 整距：线圈的节距等于一个极距
三相绕组结构特点 三相绕组展开图 三相绕组的Y连接 三相绕组的轴线
单层分布绕组的展开图
7-2 分析绕组时常用的几个量
极距τ P0= m1I02r1 +PFe+Pm（忽略转子铜耗及附加损耗Pcu2+Ps）
N
如果用一原动机或其它
T
转矩去拖动异步电动机，
使它的转速超过同步转速，
n >n0 ,S<0,旋转磁场切割转
n0
子导体的
n
方向相反，导体中的电动势与电流方向都反向。由左手 定则知电磁力与旋转磁场和转子的旋转方向相反，这是制动 转矩。这时原动机对异步电动机输入机械功率，而通过电磁 感应由定子向电网输送电功率，电动机处在发电机状态。
可以用短路实验方法求参数。
气隙磁场，转子绕组导体切 电磁转矩指转子电流I2与主磁通φm相互作用产生的电磁力形成的总力矩。
间距离，可以用所跨槽数表示，也可
已知总槽割数Z该、极磁对数场p：α产=（P生×36感0）/Z应电势。由
定子铁心core——磁路部分，放置定子绕组。
于转子绕组处于短路状态会 如果异步电动机的外转矩使转子逆着旋转磁场的方向旋转，即n<0,S>1,此时转子导体中的电动势和电流反向仍和电动机一样，电磁转矩