哈工大 电机学 前言
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绪论 (introduction )一、电机及电机学概念(electric machine and electric machine theory concept ) 1.电机定义:是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
2.电机分类:(按运动方式分类) 静止电机-----------------变压器电机 直流电机旋转电机交流电机 异步电机同步电机3.电机学及性质:专业基础课4.本门课学习方法:①抓住主要矛盾; ②理论联系实际; ③善于运用对比的方法。
二、电机中的材料(materials ) 1.导电材料:线圈(铜、铝) 2.导磁材料:铁磁材料(重点介绍) 3.结构材料:铸铁、铸钢和钢板等4. 绝缘材料:聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带、电工纸、云母片等(A 、E 、B 、F 、H 、C ) 三、铁磁性材料的磁化特性:(characteristic of ferromagnetic material ) 1.铁磁性物质的磁化铁磁材料:铁、镍、钴及其合金 磁化曲线:)(H f B =特性:①具有高的导磁性能;②磁化曲线呈非线性(饱和特性) 2.磁滞回线①磁滞现象:B 的变化总是滞后H 的变化;0=H 时B 的值,称为剩磁r B ; ②基本磁化曲线:)(H f B =;③铁磁材料 软磁材料:μ高,r B 小,磁滞回线窄而长,如:铸钢、硅钢、坡莫合金,制作电机铁心;硬磁材料:μ不高,Br 大,磁滞回线宽而胖,制造永久磁铁;3.磁滞损耗和涡流损耗①磁滞损耗:磁畴之间产生摩擦而产生的,2m h fB p ∝②涡流损耗:涡流与铁心电阻相作用产生的损耗,e m Fe R d Bf p /222= ③铁损:磁滞损耗+涡流损耗,23.1mfe B f p ∝四、电机中的基本电磁定律(basic electromagnetic laws) 1.磁路中的几个基本定律①全电流定律—安培环路定律 (law of total current)∑⎰=⋅Idl H L举例:工程上:∑∑=I Hl 线圈:∑=NI Hl * 电流方向的判断:②磁路的基尔霍夫第一定律:∑=Φ0 *说明磁通是连续的。
电力系统及其自动化学科哈尔滨工业大学电力系统及其自动化学科是20 世纪50 年代初在前苏联专家指导下创建的,是我国最早建立该专业的院校之一。
1961 年应国家院校布局调整要求,该学科部分资源分迁至北京。
1978年开始恢复重建,并开始招收硕士研究生,1986年开始招收博士研究生,1987年开始招收本科生。
于1984 年获得硕士学位授予权,1990年获得博士学位授予权,同年建立博士后科研流动站,从创建至今为国家培养了大量电力领域专业人才。
学科下设两个研究所:分别是电力系统自动化技术研究所和电力科学与新技术研究所。
学科在恢复建设初期得到了东北电力管理局资金上的大力支持,使得学科得以快速发展;目前,又得到了985 二期资金的大力支持,学科的发展如虎添翼,成果显著。
现有教师16 人,包括教授7 人,副教授 6 人,讲师 3 人。
其中博士生导师6 人,硕士生导师13 人,60 岁以下教师均具有博士学位,是一支老中青相结合的具有较高学术水平和较强科研能力的教学研究队伍,为创建一流学科奠定了良好的人才基础。
该方向目前主要研究方向为:电力系统分析与控制、电力系统规划、电力系统安全性和稳定性、电力系统优化调度、电力市场、能量管理系统、配电管理系统、灵活交流输电系统、电力系统安全评估、电力电子在电力系统中的应用、人工智能在电力系统中的应用、电能质量、电力系统光学测量与保护技术、现代电力系统战争毁伤与防御技术、舰船综合电力系统等。
该方向主要科研成果:近 5 年来,承担和完成了包括国家“十五”重大科技攻关项目课题、国家自然科学基金项目、高等学校博士学科点专项科研基金项目、黑龙江省自然科学基金项目及大型企业横向合作项目30 余项。
通过部级科技成果鉴定2 项(其中两部联合鉴定1项),获得各种科技奖励近10 项国家专利13 项,科研经费达2000 余万元。
并有多项科研成果成功投入市场,如自适应光学电流互感器、静态无功补偿装置等均已在国内得到广泛应用,取得了良好的技术效益和经济效益。
电机学教材选哪本最好?国内电机学教材比较:国内电机学教材全部源自苏联,内容都差不多,关键在于阐述方法,如何让初学者弄懂。
许实章、汤蕴缪都是50年代在哈工大学习苏联的,所以他们编的教材体系、内容基本相同。
1、汤蕴缪编《电机学》其实不适合做入门教材,一上来就是公式,太抽象,最基础东西没说明,比如为何大型发电机多采用旋转磁极、固定电枢绕组。
现在出了第五版,其实挂名而已。
各版基本没大变化。
虽然页数多,但习题和电磁计算等对入门者无用的附录太多。
实际讲原理的并不多。
2、华中科技大学辜承林、陈乔夫的书就是延续许实章的。
书插图质量较差,定子齿都画不工整,许实章书原来什么样,新书也是什么样。
3、东南大学吴大榕、周鹗、胡虔生编的教材是一个系列,但周鹗50年代留学苏联,基本也是苏联体系。
电力系统内容多点。
4、清华大学孙旭东、朱东起、李发海都源自章名涛,章的书也是源自苏联。
5、王秀和:新书内容取各家之长,插图精细,还有许多新内容,如超声波电机。
应是现在市面较好的大学教材。
虽然山东大学不算顶级,但这教材用心。
7、牛维扬、叶水音:大专教材,内容精简,但重点突出,图例优美,讲得通俗。
作为入门能掌握全书已经很不容易,比如发电机三相短路,只有这2本讲最清晰。
其中牛维扬更好,叶水音书图差很多。
8、西安交大阎治安的书与许实章几乎相同,没有任何特色。
9、赵君有《电机及拖动基础》阐述非常通俗易懂,但图质量差点。
顾绳谷书没什么突出优点。
10、美国查普曼:看着有点不习惯,内容比较浅,但最基础内容讲更多。
尤其相片清晰,还有最早变压器、爱迪生等相片,很有历史感。
乌尔姆的第六版差不多,重点讲基础概念。
11、苏联谢尔盖耶夫:不管基础概念和深度都有,插图极其精美。
很值得下载看看。
1 项目调研报告 题 目 电机与电气传动数字控制 系统集成应用技术调研报告
院 系 电气学院 学 号 学 生 指 导 教 师 报 告 日 期 2015年2月25日 哈尔滨工业大学项目调研报告 2 摘要 快速发展的电气传动模式,已经成为了我国工业化稳定发展的重要核心内容。电气传动自动化技术主要是以转子、转矩、转速位置作为可控的因素,按照相对于生产机械工艺的有关要求,开展伺服传动、电动机转速控制以及位置控制的自动化技术。 电力工业的迅猛发展,将工厂中的电气自动化程度不断推向新的阶段.相关的控制技术也被广泛使用,并逐渐取代传统的生产操作模式.成为工厂生产中的重要技术,电气自动化控制技术得到了越来越多的关注和重视。 关键词:电气传动;电机数字控制;自动化控制; 哈尔滨工业大学项目调研报告
3 目录
摘 要 .............................................................................................................................. 2 目录 .................................................................................................................................. 3 一、绪 论 ...................................................................................................................... 4 1、电机发展史............................................................................................................. 4 2、电机在国民经济中的作用..................................................................................... 4
第一章磁路1-1磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,计算公式为R =1,单位:兀匕1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的,它们各与哪些因素有关?答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式P h二C h fB;V。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关;涡流损耗:交变的磁场产生交变的电场,在铁心中形成环流(涡流),通过电阻产生的损耗。
经验公式p h' c Fe f 1.3B:G。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m (铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成),叠片系数(即截面中铁的面积与总面积之比)为0.93,不计漏磁,试计算:(1)中间心柱的磁通为7.5 10上Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;(2)考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解:寫磁路左右对称.可以从中间轴线分开,只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面 A =A. = 0.025 1.25 10 - 0.93m2=2.9 10 - m2(考虑边缘效应时,通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面可以不乘系数)气隙长度丨乂 = 2: =5 10 ^m铁心长度丨二7.5-1.25 卜 2 • 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 ^m①7 5汉10 °铁心、气隙中的磁感应强度 B = B 厂T =1.29T°2A 2X2.9 況10(1)不计铁心中的磁位降:B r 1 29气隙磁场强度H 7Am=1.0106A「m°血4兀心0='6 4磁势F| =F . = H .丨.=1.0 10 5 10 A =500 AF I电流I = 0.5 AN(2)考虑铁心中的磁位降:铁心中B =1.29T 查表可知:H =700 A m铁心磁位降F Fe=H 丨=700 12.45 10,A=87.15AF] =F • F Fe=500 A 87 .15 A =587 .15 AF|0.59 AN1-4图示铁心线圈,线圈A为100匝,通入电流1.5A,线圈B为50匝,通入电流1A,铁心截面积均匀,求PQ 两点间的磁位降。
哈⼯⼤电⽓⼯程⾯试题库哈尔滨⼯业⼤学电⽓⼯程⾯试题温馨提⽰:⾯试主要专业基础课为:《电机学》《单⽚机》《计算机组成原理》《⼯业控制⽹络》等。
其中《电机学》与《单⽚机》⾯试题内容较多,需认真复习。
提供以上所有课程的课本、课件等资料。
电机学1、什么是直流电机直流电机是实现机械能和直流电能之间相互转换的旋转电机。
直流电机本质上是交流电机,需要通过整流或逆变装置与外部电路相连接。
常见的是采⽤机械换向⽅式的直流电机,它通过与电枢绕组⼀同旋转的换向器和静⽌的电刷来实现电枢绕组中交变的感应电动势、电流与电枢外部电路中直流电动势、电流间的换向。
(实质是⼀台有换向装置的交流电机)2、同步机和异步机的区别同步电机定⼦交流电动势和交流电流的频率,在极对数⼀定的条件下,与转⼦转速保持严格的同步关系。
同步电机主要⽤做发电机,也可以⽤作电动机,还可以⽤作同步调相机(同步补偿机)。
同步电机可以通过调节励磁电流来调节⽆功功率,从⽽改善电⽹的功率因数。
(同步电动机主要⽤于功率⽐较⼤⽽且不要求调速的场合。
同步调相机实际上就是⼀台并联在电⽹上空转的同步电动机,向电⽹发出或者吸收⽆功功率,对电⽹⽆功功率进⾏调节。
)异步电机是⼀种转速与电源频率没有固定⽐例关系的交流电机,其转速不等于同步转速,但只要定转⼦极对数相等,⽆论转⼦转速如何,定、转⼦磁动势都以同步转速相对于定⼦同向旋转,即⼆者总是相对静⽌。
异步电机主要⽤作电动机,缺点是需要从电⽹吸收滞后的⽆功功率,功率因数总⼩于1。
异步电机也可作为发电机,⽤于风⼒发电场和⼩型⽔电站。
3、什么是电枢反应?直流电机是否有电枢反应?对于同步电机来说,电枢反应是指基波电枢磁动势对基波励磁磁动势的影响。
直流电机也有电枢反应,是指电枢磁动势对励磁磁动势产⽣的⽓隙磁场的影响。
4、异步机的转⼦有那⼏种折合⽅式?异步电机转⼦的折合算法主要包括频率折合和转⼦绕组折合,原则是保持转⼦基波磁动势不变,对定⼦侧等效。
在进⾏这两种折合之前还有⼀个转⼦位置⾓的折合。
哈工大机电研究生研究方向哈尔滨工业大学(Harbin Institute of Technology,简称哈工大)机电工程研究生是一个具有广阔发展前景的研究方向。
机电工程是工程学科中的一个重要分支,它涵盖了机械工程、电气工程和自动化控制等领域。
作为一个综合性研究方向,哈工大机电研究生的研究方向具有以下几个特点和优势。
哈工大机电研究生的研究方向注重理论与实践相结合。
在研究过程中,研究生需要掌握扎实的理论基础,同时还要具备实践能力。
他们需要通过实验室实践、工程项目等实际操作来验证理论的可行性,并将理论知识应用于实际问题的解决中。
这种理论与实践相结合的方法使得研究生具备了解决实际问题的能力,为今后的工作打下了坚实的基础。
哈工大机电研究生的研究方向具有广泛的应用领域。
机电工程是一个应用广泛的学科,它涉及到诸多领域,如制造业、能源领域、航空航天等。
研究生在学习过程中,可以选择自己感兴趣的领域进行深入研究,并将所学知识应用到具体的行业中。
这种广泛的应用性使得研究生毕业后可以有多种就业选择,也为他们的职业发展提供了更多的机会。
哈工大机电研究生的研究方向具有创新性。
随着科技的不断发展,机电工程领域也在不断创新。
研究生在学习过程中,可以通过开展科研项目、参与科技创新等方式来培养创新能力。
他们可以基于现有的理论知识,针对实际问题进行研究和探索,提出新的理论、方法和技术,为机电工程领域的发展做出贡献。
哈工大机电研究生的研究方向具有国际化的特点。
哈工大作为国内顶尖的大学之一,与许多国际知名大学有着广泛的合作与交流。
研究生可以通过参与国际学术会议、进行国际合作研究等方式,了解国际前沿的发展动态,拓展国际视野。
这种国际化的特点使得研究生具备了与国际同行进行交流与合作的能力,为他们的学术研究和职业发展带来了更多的机遇。
哈工大机电研究生的研究方向具有理论与实践相结合、应用广泛、创新性和国际化的特点。
通过在这个研究方向的学习和研究,研究生可以获得扎实的理论基础和实践能力,具备解决实际问题的能力,为今后的工作打下坚实的基础。