电机拖动与控制元件.pptx

课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的应用电机的分类电机中应用的基本物理量与定律绪绪论论课程的任务和研究方法课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的应用电机的分类电机中应用的基本物理量与定律自动化自动化电气电气非电气非电气过程控制过程控制运动控制运动控制开环自动控制开环自动控制闭环自动控制闭环自动控制现代电气运动控制系统的基本构成现代电气运动控制系统的基本构成指令系统指令系统计算机计算机控制器控制器单片机、数字器件、单片机、数字器件、模拟器件、控制电器模拟器件、控制电器功率放大功率放大变流装置变流装置执执 行行电动机电动机执行执行机械机械反馈检测器件反馈检测器件反馈控制理论反馈控制理论微机原理微机原理电路、电路、电子学电子学功率电子技术功率电子技术检测技术检测技术电力拖动基础电力拖动基础电机与拖动基础的课程地位电机与拖动基础的课程地位C C语言语言计算机控制技术计算机控制技术单片机原理单片机原理与控制技术与控制技术2、基本概念多、基本概念多 3、电磁力关系复杂（电流、电压、磁场、力矩关系）、电磁力关系复杂（电流、电压、磁场、力矩关系）4、该课程以大学物理和电路理论为基础、该课程以大学物理和电路理论为基础1、作笔记，做好预习，课后复习、作笔记，做好预习，课后复习1、本课程属于技术基础课本课程属于技术基础课2、认真作业、认真作业3、实验前认真预习，写出预习报告，精心操作、实验前认真预习，写出预习报告，精心操作一、本课程性质及其特点：一、本课程性质及其特点：二、要求：二、要求：5、要求运用理论知识解决实际问题、要求运用理论知识解决实际问题多想想多想想为什么为什么？三、参考书：三、参考书：1、许实章编、许实章编电机学电机学机械工业机械工业出版出版2、顾绳谷编、顾绳谷编电机及拖动基础电机及拖动基础机械工业出版社机械工业出版社四、本课程学习内容四、本课程学习内容：变压器、直流电机、异步变压器、直流电机、异步电电机、机、同同电电步机步机掌握内容：掌握内容：1）结构、工作原理）结构、工作原理2）特性分析）特性分析3）应用）应用课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的产品图片电机的应用电机的分类电机中应用的基本物理量与定律机电能量转换的装置机电能量转换的装置汽轮发电机汽轮发电机三峡工程水轮发电机三峡工程水轮发电机课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的应用电机的应用电机的分类电机中应用的基本物理量与定律家中使用的电动机大街上使用的电动机办公室使用的电动机工厂使用的电动机汽车上使用电机国防、军事上应用铁路电力机车用电动机电力系统的应用无无所所不不在在！家中使用的电动机大街上使用的电动机办公室使用的电动机工厂使用的电动机汽车上使用电机汽车上使用电机线控电子化是未来线控电子化是未来汽车的发展趋势，汽车的发展趋势，许多传统的机械部许多传统的机械部件将会在未来汽车件将会在未来汽车上逐步消失。上逐步消失。铁路机车用电动机电力系统的应用1.电能的生产、传输和分配电能的生产、传输和分配拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、电动工具、家用电器等电动工具、家用电器等2.驱动生产机械和装备驱动生产机械和装备3、控制系统和智能化装置的重要元件、控制系统和智能化装置的重要元件电源发电机电源发电机驱动电动机驱动电动机变压器变压器变流机变流机控制电机控制电机航空中的电机航空中的电机电力拖动系统的优点电力拖动系统的优点n电动机效率高，运行经济电动机效率高，运行经济n电动机具有各种良好的特性，且种类电动机具有各种良好的特性，且种类和规格繁多，能很好地满足不通生产和规格繁多，能很好地满足不通生产机械的需要机械的需要n电力拖动系统易于操作和控制，可以电力拖动系统易于操作和控制，可以实现自动和远距离控制，还能较好地实现自动和远距离控制，还能较好地满足控制精度的要求满足控制精度的要求课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的应用电机的分类电机的分类电机中应用的基本物理量与定律按电机功用分类按电机功用分类发电机发电机电动机电动机特殊用途电机特殊用途电机按电流类型分类按电流类型分类直流电机直流电机交流电机：变压器和同步电机交流电机：变压器和同步电机三相异步电机和单相异步电机三相异步电机和单相异步电机单单相相异异步步电电动机动机异异步步电电动动机机笼型笼型绕线转子绕线转子深鼠笼型深鼠笼型双鼠笼型双鼠笼型单鼠笼型单鼠笼型交直流两用式交直流两用式罩极式罩极式电容式电容式分相式分相式三三相相异异步步电电动机动机课程的任务和研究方法电机的产品图片电机的应用电机的分类电机中应用的基本物理量电机中应用的基本物理量与定律与定律电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？NS电机为什么会运转？电机为什么会运转？产生转矩产生转矩T T电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？F=BIl电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？e=Blve=-d/dt电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？电机为什么会运转？+电机为什么会运转？电机为什么会运转？一、磁路的基本概念一、磁路的基本概念磁路：磁通磁路：磁通 经过的路径。经过的路径。基本物理量：基本物理量：单位：单位：Wb/m2;或或T2、磁通、磁通 单位：单位：Wb1、磁感应强度、磁感应强度B（磁密）（磁密）3、磁场强度、磁场强度H单位：单位：A/m4、磁动势、磁动势F=NI 单位：单位：A 线圈中有电流线圈中有电流I，线圈周围就会产生磁场，磁场强，线圈周围就会产生磁场，磁场强弱取决于线圈匝数弱取决于线圈匝数N和电流和电流I的乘积的乘积IN，该乘积就叫磁，该乘积就叫磁动势动势F。5、磁势降、磁势降V=Hl 单位：单位：A1.21.2常用的物理概念和定律常用的物理概念和定律6、磁导率、磁导率 表示物质导磁能力强弱的物理量表示物质导磁能力强弱的物理量=B/H单位：亨单位：亨/米米空气磁导率空气磁导率 0=4 10-7H/m7、磁阻、磁阻Rm磁阻磁阻Rm=L/(S)L:磁路长度；磁路长度；：磁导率；：磁导率；S：磁路截面积：磁路截面积单位：单位：1/亨亨铁磁材料磁导率铁磁材料磁导率 0二二 .磁路的基本定律磁路的基本定律1、安培环路定律（全电流定律）、安培环路定律（全电流定律）磁场强度磁场强度H沿任意闭合回路沿任意闭合回路l的线积分，等于该闭合的线积分，等于该闭合回路所包围的全电流，即回路所包围的全电流，即2、磁路欧姆定律、磁路欧姆定律磁路中的磁通与磁势成正比，与磁阻成反比，即磁路中的磁通与磁势成正比，与磁阻成反比，即磁通磁通 =F/Rm=FI N=F/Rm=NI/Rm与电路欧姆定与电路欧姆定律比较？律比较？3、磁路的基尔霍夫第一定律、磁路的基尔霍夫第一定律 任何磁路中，流进节点的磁通代数和为零任何磁路中，流进节点的磁通代数和为零 1 3 2 A 节点节点A：1+2+3=0 4、磁路的基尔霍夫第二定律、磁路的基尔霍夫第二定律 在闭合磁回路中，磁路各段磁压降代数和等于在闭合磁回路中，磁路各段磁压降代数和等于作用于该磁路上的磁动势之和。作用于该磁路上的磁动势之和。确定磁势确定磁势F(INF(IN、I)I)（目的）（目的）如图所示，截面相等的无分支闭合磁路上如图所示，截面相等的无分支闭合磁路上过程：过程：5、简单磁路的计算方法、简单磁路的计算方法SF=NI三三 .基本电磁定律基本电磁定律1）运动电势：）运动电势：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e。大小：大小：电势电势e=Blv。B:磁密；磁密；l：导体长度；：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。：导体与磁场的相对速度。正方向：用右手定则判断。正方向：用右手定则判断。电势电势e正方向表示电位升高的方向，与正方向表示电位升高的方向，与U相反。如相反。如果同一元件上果同一元件上e和和U正方向相同时，正方向相同时，e=-U。ev1、电磁感应定律电磁感应定律2）变压器电势）变压器电势：线圈中的磁通变化时，线圈中会感应电势线圈中的磁通变化时，线圈中会感应电势e：感应电势感应电势e=d dt=d dt-N电势电势e正方向：正方向：e 的正方向与的正方向与 正方向符合右手螺旋关系正方向符合右手螺旋关系I Ne2、电磁力定律、电磁力定律 一个通电流的导体，在磁场中要受到力的作用，一个通电流的导体，在磁场中要受到力的作用，这个力叫电磁力。这个力叫电磁力。电磁力电磁力f=Bliif电磁力方向：左手定则判断电磁力方向：左手定则判断 （一）、高导磁性（一）、高导磁性1、含义：在一个空间（外）磁场中，放入铁磁材、含义：在一个空间（外）磁场中，放入铁磁材料，该磁场会被大大加强。料，该磁场会被大大加强。2、高导磁性原因、高导磁性原因附加磁场附加磁场外磁场外磁场四、铁磁材料的磁性能四、铁磁材料的磁性能3、材料导磁率、材料导磁率=B/HHiiB1iiB2B1B2（二）、铁磁材料的磁化过程和磁化曲线（饱和性）（二）、铁磁材料的磁化过程和磁化曲线（饱和性）磁场强度磁场强度H与铁磁材料中与铁磁材料中B的关系曲线的关系曲线 B=f(H)可逆磁化阶段、不可逆磁化阶段、可逆与不可逆磁化可逆磁化阶段、不可逆磁化阶段、可逆与不可逆磁化阶段、趋近饱和阶段阶段、趋近饱和阶段铁磁材料的磁化过程可分为四阶段：铁磁材料的磁化过程可分为四阶段：B（1）可逆位移）可逆位移（2）不可逆磁化）不可逆磁化（3）磁畴磁矩转动）磁畴磁矩转动（4）趋近饱和）趋近饱和HBrHcm 0 磁化曲线的磁化曲线的磁滞现象磁滞现象HBO（三）、铁磁材料的磁滞和剩磁现象（三）、铁磁材料的磁滞和剩磁现象 铁磁材料中磁场铁磁材料中磁场B的变化落后于外磁场的变化落后于外磁场H的变化称的变化称为磁滞现象，从而在铁磁材料中产生了剩磁。为磁滞现象，从而在铁磁材料中产生了剩磁。饱和磁滞回线与换向磁化曲线上的各有关磁学量饱和磁滞回线与换向磁化曲线上的各有关磁学量 BH-Hc剩磁剩磁矫顽力矫顽力0Bsm=B/H0 i=B/H0 HcBr蜂蜂 腰腰 形形狭狭 长长 型型肥肥 胖胖 型型长长 方方 形形退退 化化 型型不对称型不对称型HH软磁材料软磁材料B0硬磁材料硬磁材料B0（四）电机中用的铁磁材料（四）电机中用的铁磁材料（五）、铁磁材料的磁损耗（五）、铁磁材料的磁损耗 当铁磁材料处于变化磁场中，会产生涡流损耗和当铁磁材料处于变化磁场中，会产生涡流损耗和磁滞损耗。磁滞损耗。1、涡流损耗、涡流损耗pFe=C Fe D2f2B2C Fe：系数：系数 D：厚度：厚度f:频率频率 B：磁密：磁密2、磁滞损耗、磁滞损耗小磁畴来回翻转，摩擦耗能。小磁畴来回翻转，摩擦耗能。ph=k hfB2希望大家学好电机、希望大家学好电机、用好电机！用好电机！铁心铁心磁通磁通线线 圈圈变变 压压 器器 磁磁 路路 图图气气 隙隙电电 枢枢 漏磁通漏磁通 主磁通主磁通NS磁磁 轭轭直直 流流 电电 机机 磁磁 路图路图