電機學(xué)-概述與磁路

電機學(xué)-概述與磁路第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章導(dǎo)論1.1概述1.2磁路1.3電機中的機電能量轉(zhuǎn)換過程概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1

概述一、電機及其作用二、電機的發(fā)展簡史三、電機的分析步驟與方法第一章導(dǎo)論電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電機及其作用電能電力系統(tǒng)發(fā)電廠變電站用戶1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電機及其作用ElectricalMachinery——實施電能生產(chǎn)、變換、傳輸和使用的機械ElectricalMachine——實施機電能量轉(zhuǎn)換或電能（信號）轉(zhuǎn)換的機械1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電機及其作用按工作原理分類——變壓器、直流電機、異步（感應(yīng)）電機、同步電機按功能分類——發(fā)電機、電動機、變壓器、控制電機等1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電機的發(fā)展簡史直流電機的產(chǎn)生和形成時期交流電機的形成時期電機理論、設(shè)計和制造工藝逐步完善的時期1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電機的發(fā)展簡史1821年，法拉弟的試驗?zāi)Ｐ?823年，皮克西制成直流發(fā)電機1882年，臺勃萊茲實現(xiàn)遠距離輸電1885-1888年，弗拉利斯和特斯拉分別制成了兩相感應(yīng)電動機1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電機的發(fā)展簡史1889年，多利沃-多勃洛夫斯基提出三相制，并設(shè)計制造了三相變壓器和三相感應(yīng)電動機1899年，布隆代爾提出雙反應(yīng)理論，后來發(fā)展為現(xiàn)代同步電機理論基礎(chǔ)1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電機的發(fā)展簡史1935-1938年，克朗提出了利用張量分析來研究旋轉(zhuǎn)電機的方法，揭示了各種電機的分析方法之間的相互聯(lián)系，使電機理論逐步趨于統(tǒng)一1.1概述電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月分析各類電機的一般步驟建立實物模型建立物理模型建立數(shù)學(xué)模型求解、分析研究各類電機的特殊問題電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.1概述——電機的分析步驟與方法第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月電機學(xué)課程中常用的分析方法疊加原理折算等效電路相量圖雙反應(yīng)理論對稱分量法1.1概述——電機的分析步驟與方法電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月電機學(xué)課程中常用的基本假定磁路為線性氣隙磁密在空間按正弦規(guī)律分布不計定、轉(zhuǎn)子表面齒槽的影響電機的結(jié)構(gòu)對直軸和交軸均對稱三相交流繞組為對稱三相繞組1.1概述——電機的分析步驟與方法電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2

磁路一、磁路的概念二、磁場和磁路的基本定律三、常用鐵磁材料及其特性四、磁路的計算方法第一章導(dǎo)論電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磁路的概念電磁感應(yīng)磁場磁路——磁通所經(jīng)過的路徑1.2磁路電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、磁場和磁路的基本定律全電流定律電磁感應(yīng)定律電磁力定律磁路的歐姆定律磁路的基爾霍夫第一定律磁路的基爾霍夫第二定律磁路與電路的比較1.2磁路電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.全電流定律（安培環(huán)路定律）磁場的本源——運動的電荷（電流）安培環(huán)路定律——磁感應(yīng)強度沿任何閉合回路L的線積分，等于穿過該環(huán)路的所有電流代數(shù)和的μ0倍。1.2磁路——磁場和磁路的基本定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.全電流定律（安培環(huán)路定律）公式表述或簡化表達電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律感生電動勢（變壓器電動勢）

——“感應(yīng)電場”或“渦旋電場”的表現(xiàn)形式電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律動生電動勢（運動電動勢）電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律的其他表現(xiàn)形式電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電磁力定律電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4.磁路的歐姆定律F——磁動勢，單位為ARm——磁阻，單位為A/Wb或H-1Λm——磁導(dǎo)，單位為Wb/A或H電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月5.磁路的基爾霍夫第一定律（磁通連續(xù)性定律）電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月5.磁路的基爾霍夫第一定律若磁密方向處處垂直于曲面電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月5.磁路的基爾霍夫第一定律在電機或變壓器的分析中電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月6.磁路的基爾霍夫第二定律將全電流定律應(yīng)用在電機或變壓器的分段磁路中電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月7.磁路與電路的比較電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律電路磁路物理量符號或定義單位物理量符號或定義單位電流IA磁通φ

Wb電壓U=El

V磁動勢F=Hl

A電阻R=l/(γA)

Ω

磁阻Rm=l/(μA)

1/H

電導(dǎo)G=1/R

S磁導(dǎo)Λ=1/Rm

H電流密度J=I/A

A/m2磁通密度B=φ/A

Wb/m2

電導(dǎo)率

γ

S/m

磁導(dǎo)率

μ

H/m

第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月7.磁路與電路的比較電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律電路磁路基本定律定義基本定律定義電流定律∑I=0

磁通連續(xù)性定律∑φ=0

電壓定律

∑U=0

安培環(huán)路定律

∑Hl=∑Ni

歐姆定律

U=RI

磁路歐姆定律

F=Rmφ

第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月7.磁路與電路的比較電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）1.2磁路——磁場和磁路的基本定律磁能為代表質(zhì)點的運動，φ2Rm也不代表功率損耗沒有“絕磁體”，磁路中無“斷路”空氣也導(dǎo)磁，磁路存在漏磁現(xiàn)象含鐵磁材料的磁路呈非線性第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月三、常用鐵磁材料及其特性鐵磁物質(zhì)的磁化鐵磁物質(zhì)的磁化曲線鐵磁材料鐵心損耗1.2磁路電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.鐵磁物質(zhì)的磁化分子電流觀點（分子環(huán)流）磁荷觀點（磁偶極子）鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率遠遠大于空氣的磁導(dǎo)率1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鐵磁物質(zhì)的磁化曲線（1）起始磁化曲線1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）BHB=f(H)B=μ0HμFe

=f(H)bcdOabcdBHO第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鐵磁物質(zhì)的磁化曲線（2）磁滯回線1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鐵磁物質(zhì)的磁化曲線（3）基本磁化曲線1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.鐵磁材料軟磁材料——磁滯回線窄，剩磁和矯頑力都較小硬磁材料——磁滯回線寬，剩磁和矯頑力都較大1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4.鐵心損耗（1）磁滯損耗1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4.鐵心損耗（2）渦流損耗1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4.鐵心損耗（3）鐵心損耗1.2磁路——常用鐵磁材料及其特性電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月四、磁路的計算方法1.2磁路電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）磁路計算已知磁通求磁動勢已知磁動勢求磁通試探法無分支磁路的計算有分支磁路的計算第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月無分支磁路（串聯(lián)磁路）的計算步驟1.2磁路——磁路的計算方法電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）將磁路分成若干段，要求每一段都是均勻的（即截面相等、材料相同），再根據(jù)磁路尺寸計算各段的截面積和平均長度根據(jù)給定的磁通，由B=Φ/A計算各段的磁通密度第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月無分支磁路（串聯(lián)磁路）的計算步驟1.2磁路——磁路的計算方法電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）根據(jù)各段的磁通密度求對應(yīng)的磁場強度根據(jù)各段的磁場強度H和平均長度l，計算各段磁壓降Hl

根據(jù)磁路的基爾霍夫第二定律求出所需磁勢第46頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月有分支磁路（并聯(lián)磁路）的計算步驟1.2磁路——磁路的計算方法電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）根據(jù)磁路的材料和截面等對磁路進行分段，并計算各段的截面積和平均長度根據(jù)給定的磁通，假定磁路各部分的磁勢及磁通的正方向列出磁路基爾霍夫第一、二定律方程式根據(jù)各段磁路的材料、截面積和磁通等，分別計算各段的B、H及Hl根據(jù)所列方程式求出磁勢第47頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3

電機中的機電能量轉(zhuǎn)換過程概述第一章導(dǎo)論電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）機械系統(tǒng)電機電氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接線第48頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3

電機中的機電能量轉(zhuǎn)換過程概述第一章導(dǎo)論電機學(xué)培訓(xùn)課程講稿（專為東電準備）發(fā)電機能量傳遞關(guān)系圖第49頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3