電機(jī)學(xué)1緒論及磁路

1、電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué) 電氣電氣2011 目錄目錄 緒論緒論 第第1章磁路章磁路 第第2章變壓器章變壓器 第第3章直流電機(jī)章直流電機(jī) 第第4章交流電機(jī)理論的共同問題章交流電機(jī)理論的共同問題 第第5章交流電機(jī)章交流電機(jī) 第第6章同步電機(jī)章同步電機(jī) 總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 緒論緒論 電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用 電機(jī)是利用電磁作用原理工作的電氣設(shè)備，電機(jī)電機(jī)是利用電磁作用原理工作的電氣設(shè)備，電機(jī) 的功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量（信號(hào)）的轉(zhuǎn)換和傳遞。的功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量（信號(hào)）的轉(zhuǎn)換和傳遞。 電能是國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用最為廣泛的能源，電能的 生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等都要依賴于各式電機(jī)， 在國民經(jīng)濟(jì)各部門中起著非常重要的

2、作用。 電機(jī)按不同的用途可以分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變 壓器和控制電機(jī)。 發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，又分為直流發(fā)電 機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)?各行各業(yè)廣泛應(yīng)用的電能，幾乎全部是由火電廠 或是水電站的交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電能。 電動(dòng)機(jī)是將交流電能或直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用 來拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng) 用最多的動(dòng)力機(jī)械。是最主要的用電設(shè)備，各種電 動(dòng)機(jī)消耗的電能占發(fā)電量的60%以上。 變壓器是將一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)換為另一種電壓 的交流電能，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓受絕緣材料和結(jié)構(gòu) 的限制（最高只能是27KV），進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí)， 輸電線路上將產(chǎn)生較大的電壓降落和能量損耗

3、，因 此在電廠和電站。需用變壓器將電壓升高，使輸送 功率不變的情況下輸電線路上的電流變小。以求輸 電的經(jīng)濟(jì)，到變電所在把電壓降到用電設(shè)備的電壓 等級(jí)，保證安全。 控制電機(jī)主要用于信號(hào)的變換和傳遞，在自動(dòng)控制 系統(tǒng)中作為多種控制元件來使用，主要用在國防工 業(yè)，新型的數(shù)控制機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、機(jī)器人 和音象設(shè)備等都需要大量的控制電機(jī)。 小結(jié) 電能生產(chǎn)由同步發(fā)電機(jī)生產(chǎn)； 高壓輸電由升壓變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓 升高到輸電電壓再輸送； 降壓用電由降壓變壓器將輸來的高壓電降為 所需低電壓，供給用電設(shè)備； 生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)由各種電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)； 控制系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換由各種控制電機(jī)完成。 二、電機(jī)學(xué)發(fā)展史 18

4、20年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，隨后安培 通過總結(jié)電流在磁場中所受機(jī)械力的情況建 立了安培定律 sin= IBLF 1、直流電機(jī)的產(chǎn)生與形成 1821年9月法拉第發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線能繞永久磁鐵旋 轉(zhuǎn)以及磁體繞載流導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，第一次實(shí)現(xiàn)了電磁 運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，從而建立了電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn) 室模型，被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)電機(jī)。 盤子內(nèi)注入水銀，盤子中央盤子內(nèi)注入水銀，盤子中央 固定一個(gè)永磁體，盤子上方固定一個(gè)永磁體，盤子上方 懸掛一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的一端懸掛一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的一端 可在水銀中移動(dòng)，另一端跟可在水銀中移動(dòng)，另一端跟 電池的一端連接在一起，電電池的一端連接在一起，電 池的另一端跟盤子連在一起，池的另

5、一端跟盤子連在一起， 構(gòu)稱導(dǎo)電回路，載流導(dǎo)線在構(gòu)稱導(dǎo)電回路，載流導(dǎo)線在 磁場中受力運(yùn)動(dòng)。磁場中受力運(yùn)動(dòng)。 第一臺(tái)真正意義上的電機(jī) 1831年，法拉第利用電磁感應(yīng)發(fā)明了世界上第一臺(tái) 真正意義上的電機(jī)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。 這臺(tái)發(fā)電機(jī)制構(gòu)造跟現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同，在磁場所 中轉(zhuǎn)動(dòng)的不是線圈，而是一個(gè)紫銅做的圓盤。圓心 處固定一個(gè)搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個(gè)電 刷緊貼，用導(dǎo)線把電刷與電流表連接起來；銅圓盤 放置在蹄形永磁體的磁場中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄使銅圓盤 旋轉(zhuǎn)起來時(shí)，電流表的指針偏向一邊，電路中產(chǎn)生 了持續(xù)的電流。 振蕩電動(dòng)機(jī) 1831年夏，亨利對(duì)法拉第的電動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行了改進(jìn) 該裝置的運(yùn)動(dòng)部件是在垂直方向上

6、運(yùn)動(dòng)的電磁鐵， 當(dāng)它們端部的導(dǎo)線與兩個(gè)電池交替連接時(shí)，電磁鐵 的極性自動(dòng)改變，電磁鐵與永磁體相互吸引或排斥， 使電磁鐵以每分鐘75個(gè)周期的速度上下運(yùn)動(dòng)。 亨利的電動(dòng)機(jī)的重要意義在于這是第一次展示了由 磁極排斥和吸引產(chǎn)生的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，是電磁鐵在電動(dòng) 機(jī)中的真正應(yīng)用。 亨利的振蕩電動(dòng)機(jī)照片亨利的振蕩電動(dòng)機(jī)照片 原理圖原理圖 第一臺(tái)能產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) 1832年，斯特金發(fā)明了換向器，據(jù)此對(duì)亨利的振蕩 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，并制作了世界上第一臺(tái)能產(chǎn)生 連續(xù)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。后來他還制作了一個(gè)并勵(lì) 直流電動(dòng)機(jī)。 雅可比的電動(dòng)機(jī) 1834年，德國的雅可比 在兩個(gè)U型電磁鐵中間，裝一六臂輪，每臂帶兩根 棒

7、型磁鐵，通電后，棒型磁鐵與U型磁鐵之間產(chǎn)生 相互吸引和排斥作用 ，帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 安在小艇上，用320個(gè)丹尼爾電池供電，1838年小 艇在易北河上首次航行，時(shí)速只有2.2公里，但種 電動(dòng)機(jī)都沒有多大商業(yè)價(jià)值，用電池作電源，成本 太大、不實(shí)用。 直流發(fā)電 1882年，德國將米斯巴哈水電站發(fā)出的2千瓦直流 電通過57千米 15002000伏 電線輸送到慕尼黑， 證明直流遠(yuǎn)距離輸電的可能性。 直流在傳輸中的缺點(diǎn)：電壓越高，電能的傳輸損失 越小，但高壓直流發(fā)電機(jī)困難較大，而且單機(jī)容量 越大，換向也越困難，換向器上的火花使工作不穩(wěn) 定。因而人們就把目光轉(zhuǎn)向交流電機(jī)。 2、交流電機(jī)的產(chǎn)生與形成 1824年

8、，法國人阿拉果（DFJArago）在轉(zhuǎn)動(dòng) 懸掛著的磁針時(shí)發(fā)現(xiàn)其外圍環(huán)上受到機(jī)械力。 1825年，他重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)外圍環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)又 使磁針偏轉(zhuǎn)，這些實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致了后來感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的出 現(xiàn)。 1888年南斯拉夫出生的美國發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交 流電動(dòng)機(jī)。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，又稱感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用交流電，無火 花，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的家庭電器中，交流電 動(dòng)機(jī)通常用三相交流供電。 美國的特斯拉在愛迪生公司的時(shí)候就決心開發(fā)交流 電機(jī)，但愛迪生堅(jiān)持只搞直流方式，因此他就把兩 相交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的專利權(quán)賣給了西屋公司。 電機(jī)迅速發(fā)展 1891年，奧斯卡馮米勒在法蘭克福世界電氣博 覽

9、會(huì)上宣布：他與多里沃合作架設(shè)的從勞芬到法蘭 克福的三相交流輸電電路，可把勞芬的一架 300735.5W 55V三相交流發(fā)電機(jī)的電流經(jīng)三相變 壓器提高到了萬伏，輸運(yùn)175千米，順利通電，從 此三相交流電機(jī)很快代替了工業(yè)上的直流電機(jī)，因 為三相制的優(yōu)點(diǎn)十分明顯：材料可靠，結(jié)構(gòu)簡單， 性能好，效率高，用銅省，在電力驅(qū)動(dòng)方面又有重 大效益。各種各樣的電機(jī)迅速發(fā)展起來。 1896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機(jī)在尼亞拉發(fā)電廠 開始勞動(dòng)營運(yùn)，3750KW，5000V的交流電一直送到 40公里外的布法羅市。 總結(jié)電機(jī)的發(fā)展簡史總結(jié)電機(jī)的發(fā)展簡史 直流電機(jī)的產(chǎn)生和形成時(shí)期 1821-1833 法拉弟載流導(dǎo)體在磁場中

10、受力，電磁感 應(yīng)定律；電機(jī)可逆原理；制作一臺(tái)旋轉(zhuǎn)磁極式直 流電機(jī)（永久磁鐵和線圈）。 1834-1870 永磁變成電流線圈，他勵(lì)變成自勵(lì)；環(huán) 形（分布）電樞繞組代替T型繞組；直流發(fā)電機(jī)和 電動(dòng)合一。 1870-1890鼓形電樞繞組；電樞開槽；疊片鐵心。 1899-直流電樞繞組理論。進(jìn)入現(xiàn)代直流電機(jī) 交流電機(jī)的形成和發(fā)展時(shí)期 新發(fā)展時(shí)期 電機(jī)理論、設(shè)計(jì)工藝 三三電機(jī)的分類電機(jī)的分類 常用的分類方式有兩種：一是按功能分，有發(fā)電機(jī)、 電動(dòng)機(jī)、變壓器和控制電機(jī)四大類； 二是按電機(jī)結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分，有變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。 兩種方法歸納如下： 電機(jī) 靜止電機(jī) 變壓器 直流電機(jī) 直流發(fā)電機(jī) 直流電動(dòng)機(jī) 交流電機(jī)

11、控制電機(jī) 同步電機(jī) 同步發(fā)電機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 異步電機(jī) 異步發(fā)電機(jī) 異步電動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 電力系統(tǒng)圖的電機(jī)應(yīng)用 機(jī)器人 1、磁路 掌握磁路的基本定律，了解各種常用的鐵磁 材料及其性質(zhì)。 A AN N i i 四、電機(jī)學(xué)涉及內(nèi)容 電磁感應(yīng)定律 閉合回路中的磁通量隨時(shí)間發(fā)生變化，該線圈中 必然有感應(yīng)電勢產(chǎn)生，稱這種現(xiàn)象為電磁感應(yīng)。 dt d N dt d e N其中 2、變壓器 了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和額定值。 變壓器的空載運(yùn)行及變壓器的負(fù)載運(yùn)行分析。 用途分類：用途分類： 電力變壓器，電力系統(tǒng)傳輸電能電力變壓器，電力系統(tǒng)傳輸電能 電爐變壓器，專給煉鋼爐供電電爐變壓器，專給煉鋼爐供電 整流變

12、壓器，大型電解電鍍、直流電力機(jī)車供電整流變壓器，大型電解電鍍、直流電力機(jī)車供電 儀用變壓器、控制變壓器儀用變壓器、控制變壓器 無線電變壓器，僅傳輸信號(hào)。無線電變壓器，僅傳輸信號(hào)。 電力變壓器 變壓器的總?cè)萘看笾孪喈?dāng)于發(fā)電機(jī)容量的三倍。輸 電過程中，通常將電壓升高，通過高壓輸電線傳送 到遠(yuǎn)方的城市，經(jīng)過降壓變壓器降為10kv電壓，再 經(jīng)過配電降壓變壓器分配給用戶。 輸送同樣的功率，電壓低則電流大，一方面由于大 電流在輸電線路上引起損耗，另一方面大電流在線 路阻抗上產(chǎn) 生大的壓降，受電端電壓很低，電能 傳送不出去。只有高電壓能將電能輸送到遠(yuǎn)方只有高電壓能將電能輸送到遠(yuǎn)方。 配電變壓器配電變壓器 配

13、電變壓器配電變壓器 輸電變壓器輸電變壓器 3、直流電機(jī) 4、交流繞組及其電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢 5、感應(yīng)電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī) 籠型異步電機(jī)剖面圖籠型異步電機(jī)剖面圖 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 定子繞組定子繞組 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子鐵心定子鐵心 端蓋端蓋 接線盒接線盒 6、同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī) 水輪機(jī) 汽輪機(jī) 秦山核電站秦山核電站 湛江火電廠湛江火電廠 火電廠中的汽輪機(jī) 組 五、電機(jī)研究現(xiàn)狀 1. 大容量、超高速 2. 大功率、超低速 3. 智能材料 4. 多功能集成電機(jī)系統(tǒng) 東方電機(jī)：交付首臺(tái)三峽右 岸水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪 2006年10月東方電機(jī)開 發(fā)出三峽右岸水輪發(fā)電 機(jī)組，我國完全擁有自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，綜合性能 全面優(yōu)于三峽左岸水

14、輪 發(fā)電機(jī)組。改變了我國 巨型水輪發(fā)電機(jī)組研發(fā) 技術(shù)依靠國外進(jìn)口的狀 況，標(biāo)志著東方電機(jī)已 系統(tǒng)掌握包括從水輪機(jī) 模型轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、水 輪機(jī)真機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到真 機(jī)加工制造的全部核心 技術(shù)。 1.大容量、超高速 哈電機(jī)廠三峽右岸水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪研制成功 2006年11月30日，目前世界上最大70萬千瓦水輪機(jī) 核心部件三峽右岸水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在哈爾濱電機(jī)廠 遼寧葫蘆島制造成功，將在三峽工地“服役”。 這是我國獨(dú)立研制成功并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的巨型 水輪機(jī)組。它的研制成功結(jié)束了我國在此領(lǐng)域內(nèi)長 期依賴進(jìn)口的歷史。 高速電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 （超）高速電機(jī)可廣泛用于高速磨頭，高速的車 床、鉆床、銑床；醫(yī)療器械和手術(shù)器械中用的

15、高 速電機(jī)；高速電動(dòng)工具以及航空航天等領(lǐng)域。 2、大功率、超低速 主要應(yīng)用于船舶和艦艇推進(jìn)系統(tǒng)的直接電力驅(qū)動(dòng) 和大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 體積大 國外已能生產(chǎn)4.5MW的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速 813r/min。 3、智能材料 近年，新型功能材料智能材料，如壓電陶瓷、 超磁致伸縮、電致伸縮、溫控與磁控形狀記憶合 金等等。 由智能材料構(gòu)思出各種新型能量轉(zhuǎn)換器件與系統(tǒng)， 如傳感器、執(zhí)行器和機(jī)器人等。成為電工科學(xué)新 的研究領(lǐng)域。 超聲波電機(jī)是近年發(fā)展迅速的一種壓電執(zhí)行器。 1）壓電效應(yīng) 逆壓電效應(yīng) 當(dāng)材料受力作用而變形時(shí), 其表面會(huì)有電荷產(chǎn)生 2）超聲電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 納米發(fā)電機(jī) 超聲波驅(qū)動(dòng)的納米發(fā)電機(jī)能收集

16、周圍環(huán)境中微小的 震動(dòng)機(jī)械能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軄頌槠渌{米器件，如傳 感器，探測器等提供能量。這種震動(dòng)機(jī)械能普遍存 在于自然界以及人們?nèi)粘Ｉ钪?，如空氣或水的?動(dòng)、引擎的轉(zhuǎn)動(dòng)、空調(diào)或其它機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的 各種頻率的噪音，人行走時(shí)肌肉伸縮能或腳對(duì)地的 壓縮能等。甚至在人體內(nèi)由于呼吸，心跳或是血液 流動(dòng)帶來的體內(nèi)某處壓力的細(xì)微變化也有可能帶動(dòng) 納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。 納米發(fā)電機(jī)的發(fā)明為實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的微納米發(fā)電機(jī)的發(fā)明為實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的微 型化帶來了可能；對(duì)于實(shí)現(xiàn)具有完全無型化帶來了可能；對(duì)于實(shí)現(xiàn)具有完全無 線，可生物植入，以及長時(shí)期甚至終生線，可生物植入，以及長時(shí)期甚至終生 無需照管的納米或微電子器件，

17、提供了無需照管的納米或微電子器件，提供了 一種理想的電源系統(tǒng)。一種理想的電源系統(tǒng)。 4、多功能集成電機(jī)系統(tǒng) 交直流供電系統(tǒng) Powerformer 磁懸浮技術(shù) 磁懸浮技術(shù) 磁懸浮列車是將列車用磁力懸浮起來，使列車與導(dǎo) 軌脫離接觸，以減小摩擦，提高車速。列車由直線 電機(jī)牽引。直線電機(jī)的一個(gè)級(jí)固定于地面，跟導(dǎo)軌 一起延伸到遠(yuǎn)處；另一個(gè)級(jí)安裝在列車上，初級(jí)通 以交流，列車就沿導(dǎo)軌前進(jìn)。列車上裝有磁體（有 的就是兼用直線電機(jī)的線圈），磁體隨列車運(yùn)動(dòng)時(shí)， 使設(shè)在地面上的線圈（或金屬板）中產(chǎn)生感應(yīng)電流， 感應(yīng)電流的磁場和列車上的磁體（或線圈）之間的 電磁力把列車懸浮起來懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平 穩(wěn)，沒有顛簸

18、，噪聲小，所需的牽引力很小，只要 幾千kw的功率就能使懸浮列車的速度達(dá)到550kmh。 懸浮列車減速的時(shí)候，磁場的變化減小，感應(yīng)電流 也減小，磁場減弱，造成懸浮力下降。 磁懸浮中的直線電機(jī)liner motor 將傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)從轉(zhuǎn)子中心向一側(cè)切開并且展直， 這樣旋轉(zhuǎn)電機(jī)則變?yōu)橹本€電機(jī)?；蛘哒J(rèn)為直線電機(jī) 是半徑無限大的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。這時(shí)定子中的旋轉(zhuǎn)磁場 將變?yōu)橹本€移動(dòng)磁場，車輛將隨著直線電機(jī)磁場的 移動(dòng)而向前運(yùn)動(dòng)。 直線電機(jī)可以劃分為長定子直線電機(jī)和短定子直線 電機(jī) 長定子直線電機(jī)的定子（初級(jí)線圈）設(shè)置在導(dǎo)軌上， 其定子繞組可以在導(dǎo)軌上無限長地鋪設(shè)，故稱為 “長定子”。長定子直線電機(jī)通常用在高速及

19、超高 速磁懸浮鐵路中，應(yīng)用在長大干線及城際鐵路領(lǐng)域。 我國第一輛國產(chǎn)懸浮磁客車 我國第一輛國產(chǎn)懸浮磁客車（長春 客車廠）德國和日本之后，第三個(gè) 掌握磁懸浮客車技術(shù)的國家。 由長春客車廠、西南交通大學(xué)和株 洲電力機(jī)車研究所聯(lián)合開發(fā)研制的。 為常導(dǎo)吸浮式磁懸浮車，采用電磁 吸力將車輛浮起，與軌道間距始終 保持在至毫米之間，采用直 線電機(jī)驅(qū)動(dòng)車，推進(jìn)速度取決于直 線電機(jī)的牽引力，運(yùn)營時(shí)速公 里，最高試驗(yàn)時(shí)速可達(dá)公 里。 五、電機(jī)學(xué)發(fā)展趨勢 （一） 單機(jī)容量不斷提高 （二）（二） 中小型電機(jī)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷改進(jìn)中小型電機(jī)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷改進(jìn) （三）（三） 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 六六 課

20、程的性質(zhì)、任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)及要求課程的性質(zhì)、任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)及要求 性質(zhì)：電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。前續(xù)課是性質(zhì)：電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。前續(xù)課是 數(shù)學(xué)、物理及電路及磁路。后續(xù)課是、電力拖動(dòng)自數(shù)學(xué)、物理及電路及磁路。后續(xù)課是、電力拖動(dòng)自 動(dòng)控制系統(tǒng)、工廠電氣控制設(shè)備電氣專業(yè)諸多課程。動(dòng)控制系統(tǒng)、工廠電氣控制設(shè)備電氣專業(yè)諸多課程。 任務(wù)：使學(xué)生掌握各種電機(jī)和變壓器的基本結(jié)構(gòu)、任務(wù)：使學(xué)生掌握各種電機(jī)和變壓器的基本結(jié)構(gòu)、 工作原理和主要特性；基本分析方法、培養(yǎng)解決工工作原理和主要特性；基本分析方法、培養(yǎng)解決工 程實(shí)際問題的能力，包括一定的計(jì)算能力；學(xué)習(xí)測程實(shí)際問題的能力，包括一定的計(jì)算能

21、力；學(xué)習(xí)測 試各種電機(jī)、變壓器的性能和參數(shù)的基本方法，進(jìn)試各種電機(jī)、變壓器的性能和參數(shù)的基本方法，進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練等。為以后的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。行實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練等。為以后的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。 內(nèi)容：變壓器、交流電機(jī)及拖動(dòng)。直流電機(jī)及拖動(dòng)內(nèi)容：變壓器、交流電機(jī)及拖動(dòng)。直流電機(jī)及拖動(dòng) 學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：48+8 48+8 學(xué)分：學(xué)分：3.53.5 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，分析電機(jī)工作原理理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，分析電機(jī)工作原理 時(shí)要用電學(xué)、磁學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論。要有時(shí)時(shí)要用電學(xué)、磁學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論。要有時(shí) 間和空間概念，所以理論性很強(qiáng)；而用理論分析間和空間概念，所以理論性很強(qiáng)；而用理論分析 各種

22、電機(jī)和電力拖動(dòng)的實(shí)際時(shí)，必須結(jié)合電機(jī)的各種電機(jī)和電力拖動(dòng)的實(shí)際時(shí)，必須結(jié)合電機(jī)的 具體結(jié)構(gòu)、采用工程觀點(diǎn)和工程分析方法，所以具體結(jié)構(gòu)、采用工程觀點(diǎn)和工程分析方法，所以 實(shí)踐性也很強(qiáng)，又要注意實(shí)驗(yàn)操作技能和計(jì)算能實(shí)踐性也很強(qiáng)，又要注意實(shí)驗(yàn)操作技能和計(jì)算能 力。所以必須注意理論聯(lián)系實(shí)際。力。所以必須注意理論聯(lián)系實(shí)際。 要求：要求： 1 1上課注意聽講，重點(diǎn)內(nèi)容記筆記，保證出勤。上課注意聽講，重點(diǎn)內(nèi)容記筆記，保證出勤。 2 2 認(rèn)真完成作業(yè)。認(rèn)真完成作業(yè)。 3 3 作好實(shí)驗(yàn)及預(yù)習(xí)。作好實(shí)驗(yàn)及預(yù)習(xí)。 考核方式考核方式 考試考試7070分分+ +實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1515分分+ +出勤及作業(yè)出勤及作業(yè)1010分分

23、+5+5分表現(xiàn)分表現(xiàn) 第1章 磁路 磁路的基本定律 1.1 磁路的基本定律 1磁路的概念 磁場的磁場的磁通（磁通（fluxflux）。 磁通所通過的路徑就是磁通所通過的路徑就是磁路磁路(magnetic circuit(magnetic circuit 1 i 2 i 1 W 2 W i1 輸入電能輸入電能 電能電能 磁磁 場場 電 氣 回 路 電 氣 回 路 輸出電能輸出電能 i2 電能電能 磁磁 場場 機(jī)械 承力 部件 電 氣 回 路 機(jī)械能機(jī)械能電能電能 2 2 磁路的基本定律磁路的基本定律 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 表示物質(zhì)導(dǎo)磁能力的大小。表示物質(zhì)導(dǎo)磁能力的大小。 7 0 410 H 2 FeFe

24、 I H r H 0 BH 00 2 I H r Fe 沿空間任意一條閉合回路，磁場強(qiáng)度沿空間任意一條閉合回路，磁場強(qiáng)度H H的線積分等的線積分等 于該閉合回路所包圍的電流的代數(shù)和。于該閉合回路所包圍的電流的代數(shù)和。 注：若注：若 與與 符合右手螺符合右手螺 旋關(guān)系，取正號(hào)，否則取旋關(guān)系，取正號(hào)，否則取 負(fù)。其中大拇指所指為負(fù)。其中大拇指所指為 的方向，四指為的方向，四指為 方向。方向。 l H dli 123 ()iii l i i l l 1 i 2 i 3 i 4 i H dl IdlH L l和l，兩積分路徑結(jié)果相同： 全電流定律應(yīng)用到電機(jī)和變壓器中。把磁全電流定律應(yīng)用到電機(jī)和變壓器中

25、。把磁 路分成多段，全路分成多段，全 電流定律可改寫成電流定律可改寫成 H HK K第第K K段磁路的磁場強(qiáng)度，段磁路的磁場強(qiáng)度， L LK K第第K K段磁路平均長段磁路平均長 度，上式的每一段度，上式的每一段HLHL稱為該磁路上的磁壓稱為該磁路上的磁壓 降，降，N NI I整個(gè)磁路上的磁勢，整個(gè)磁路上的磁勢，N N磁路繞組中的磁路繞組中的 安匝數(shù)。安匝數(shù)。 作用在磁路上的總磁勢等于各段磁路上的作用在磁路上的總磁勢等于各段磁路上的 磁壓降之和。磁壓降之和。 IHd L NIILH n KK 1 磁路的歐姆定律 BAAB 單框鐵心磁路單框鐵心磁路 A A N N i i l l NiHldlH

26、 F R F Al Ni m m )/( A l Rm /BH AB/ 磁阻磁阻 l A Rm m 1 磁導(dǎo)磁導(dǎo) 與電路中的歐姆定律相似 模擬電路圖模擬電路圖 m R F F F R F Al Ni m m )/( n鐵磁材料的磁導(dǎo)率鐵磁材料的磁導(dǎo)率不不 是一個(gè)常數(shù)，所以由鐵是一個(gè)常數(shù)，所以由鐵 磁材料構(gòu)成的磁路，其磁材料構(gòu)成的磁路，其 磁阻不是常數(shù)磁阻不是常數(shù)，而是隨，而是隨 著磁路中磁通密度的大著磁路中磁通密度的大 小而變化，這種情況稱小而變化，這種情況稱 為非線性。為非線性。 A l Rm 0 s B dS 二、磁路的基爾霍夫第一定律 定律內(nèi)容: 穿出(或進(jìn)入)任一閉和面的總磁通量 恒等于零(或者說，進(jìn)入任一閉合面的磁通量恒等 于穿出該閉合面的磁通量)，這就是磁通連續(xù)性定 律。 0 圖圖 無分支磁