电机拖动绪论

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1、电机拖动绪论绪绪 论论2 课程性质和内容电机的定义 电机的应用 电机的发展概况学习中的注意事项应掌握的基础知识主要内容31. 课程性质和内容课程性质和内容 本课程是自动化专业、电气工程及其自本课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，本课程虽动化专业的一门专业基础课，本课程虽是基础课，但又具有专业课性质，讲授是基础课，但又具有专业课性质，讲授的内容是电机方面非常具体、实际的问的内容是电机方面非常具体、实际的问题。题。 先修课程先修课程高等数学高等数学、大学物大学物理理、电路原理电路原理 后续课程后续课程运动控制系统运动控制系统4课程内容课程内容 以电力拖动系统中应用最广泛的电机

2、为以电力拖动系统中应用最广泛的电机为重点，从使用的角度介绍直流电机、交重点，从使用的角度介绍直流电机、交流电机、变压器和一些控制电机的基本流电机、变压器和一些控制电机的基本结构、工作原理、主要工作特性以及运结构、工作原理、主要工作特性以及运行特性等。行特性等。5在自动化体系中的位置在自动化体系中的位置自动化自动化过程控制过程控制运动控制运动控制电机及拖动电机及拖动电力电子电力电子运动控制技术运动控制技术电机是最好的执行器件电机是最好的执行器件62. 电机的定义电机的定义电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，由电路和磁电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，由电路和磁路构成的能实现机电能量转换或信号传

3、递与转换的装路构成的能实现机电能量转换或信号传递与转换的装置。置。 电电路路磁磁路路机械能机械能电能电能磁能磁能机机械械7按运动方式分类按运动方式分类按功能分类按功能分类 异步电机异步电机同步电机同步电机变压器变压器旋转电机旋转电机交流电机交流电机直流电机：直流电机：他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励发电机：发电机：电动机：电动机：变压器、变流器、变频器、移相器：变压器、变流器、变频器、移相器： 控制电机：控制电机：由原动机拖动，将机械能转换为电能由原动机拖动，将机械能转换为电能将电能转换为机械能，驱动电力机械将电能转换为机械能，驱动电力机械分别用于改变电压、电流、频率和相位分别用于

4、改变电压、电流、频率和相位进行信号的传递和转换，控制系统中的执行、进行信号的传递和转换，控制系统中的执行、检测或解算元件检测或解算元件电机的分类电机的分类83. 电机的应用电机的应用一、电能的生产一、电能的生产各种发电机各种发电机93. 电机的应用电机的应用二、电能的分配和传输二、电能的分配和传输各种变压器各种变压器20kV/500kV(220kV)20kV/500kV(220kV) 500kV(220kV)/110kV 500kV(220kV)/110kV 110kV/35kV 110kV/35kV 35kV/10kV 35kV/10kV 10kV/380V 10kV/380V发电机输出发电

5、机输出 20 kV 20 kV 左右的电压升高，左右的电压升高，为了输送为了输送一定大小的功率、采用高电压一定大小的功率、采用高电压，我国一般升高，我国一般升高到到220kV220kV或或500kV500kV。103. 电机的应用电机的应用三、电能的使用三、电能的使用驱动生产机械和装备驱动生产机械和装备拖动生产机械的各种电动机：如金属切拖动生产机械的各种电动机：如金属切削、矿山机械、交通运输机械、起重机削、矿山机械、交通运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、电动工具、械、化工机械、农用机械、电动工具、家用电器等；家用电器等；构成控制系统和智能化装置的各种微特构成控制系统和智能化装置的各种微特

6、电机，如伺服控制、雷达控制等。电机，如伺服控制、雷达控制等。113. 电机的应用电机的应用124. 电机的发展概况电机的发展概况一、历程一、历程 18341834年年 直流电机直流电机( (俄国的雅可比俄国的雅可比) ) 18881888年年 交流电动机交流电动机( (美国发明家特斯拉美国发明家特斯拉) ) 18891889年年 三相系统三相系统13 至今保留在美国麻省理工学院至今保留在美国麻省理工学院 的由爱迪生发明的一种直流电动机的由爱迪生发明的一种直流电动机144. 电机的发展概况电机的发展概况二、当前研究概况二、当前研究概况 精确模型研究精确模型研究 新能源技术（风力发电，波浪发电，高

7、新能源技术（风力发电，波浪发电，高速速 “电、热、冷电、热、冷”三联供机组）三联供机组） 机电一体化机电一体化( (电机、电力电子与微电子电机、电力电子与微电子结合结合) ) 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）特殊新用途（电磁发射，纳米电机）154. 电机的发展概况电机的发展概况 精确模型研究精确模型研究 16 新能源技术新能源技术风力发电风力发电4. 电机的发展概况电机的发展概况17波浪发电波浪发电 波浪能电站外景波浪能电站外景 波浪能电站内景波浪能电站内景 新能源技术新能源技术4. 电机的发展概况电机的发展概况18高速高速“电、热、冷电、热、冷”三联供机组三联供机组 新能源技术新能源技术压气

8、机压气机燃气轮机燃气轮机发电机发电机排气利用型冷温水机排气利用型冷温水机燃料室燃料室电力负荷电力负荷采暖负荷采暖负荷制冷负荷制冷负荷进进气气排气排气进气进气热水负荷热水负荷4. 电机的发展概况电机的发展概况19 机电一体化如果用正在发展的新型永磁无刷直流电动机代替普如果用正在发展的新型永磁无刷直流电动机代替普通电动机通电动机,效果如下：效果如下：电冰箱：电冰箱：1000万台万台/年，电量少年，电量少15%洗衣机：洗衣机：1100万台，噪音降低万台，噪音降低10分贝，节分贝，节 省电能省电能50%，节水，节水20%4. 电机的发展概况电机的发展概况20永磁直流无刷直流电动机外形图永磁直流无刷直流

9、电动机外形图4. 电机的发展概况电机的发展概况21 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）特殊新用途（电磁发射，纳米电机） 电磁发射技术电磁发射技术超微电机与微型机器人技术超微电机与微型机器人技术人工心脏技术人工心脏技术4. 电机的发展概况电机的发展概况225. 学习中的注意事项学习中的注意事项 电路磁路动力学电路磁路动力学 综合应用综合应用 从自动化的角度学习电机从自动化的角度学习电机 学习方法：学习方法：1 1）综合性）综合性各种规律同时作用，多各种规律同时作用，多个物理量互相影响；个物理量互相影响；2 2）实用性）实用性主次之分，具体条件作主次之分，具体条件作具体分析。具体分析。236. 应掌

10、握的基础知识应掌握的基础知识 直流和交流电路分析原理直流和交流电路分析原理 磁路定律磁路定律 电磁关系电磁关系 电、磁和力的关系电、磁和力的关系 能量转换和守恒定律能量转换和守恒定律 材料的特性材料的特性电学、磁学和动力学原理的综合运用24基础知识基础知识电路分析电路分析交、直流电路分析交、直流电路分析 欧姆定律：欧姆定律： 基尔霍夫定律：基尔霍夫定律：25基础知识基础知识磁路分析磁路分析 磁路欧姆定律：磁路欧姆定律： 磁路基尔霍夫定律：磁路基尔霍夫定律：26基础知识基础知识电磁定律电磁定律 电磁感应定律：电磁感应定律： 全电流定律（安培环路定律）：全电流定律（安培环路定律）：27基础知识基础

11、知识电、磁和力的关系电、磁和力的关系 右手定则：右手定则：导体在磁场中运动产生电势导体在磁场中运动产生电势 左手定则：左手定则：载流导体在磁场中受到的电磁力载流导体在磁场中受到的电磁力28基础知识基础知识力学定律力学定律 直线运动和旋转运动的动力学定律直线运动和旋转运动的动力学定律力和力矩的关系：力和力矩的关系： 旋转运动：旋转运动：29基础知识基础知识能量守恒能量守恒 输入能量输入能量 = = 输出能量输出能量 + + 损耗损耗 + + 储备储备电机分析中遵循的两条基本路线：电机分析中遵循的两条基本路线：1 1）等效电路：磁场）等效电路：磁场磁路磁路电路电路2 2）能量守恒：电能）能量守恒：电能机械能机械能必须牢牢建立能量守恒的观点。必须牢牢建立能量守恒的观点。30基础知识基础知识材料特性材料特性 导电材料：绕组，如铜、铝导电材料：绕组，如铜、铝导电性导电性 导磁材料：铁心，如硅钢片导磁材料：铁心，如硅钢片导磁性导磁性 导磁材料特性：导磁材料特性：饱和性；磁滞现象饱和性；磁滞现象 导磁材料的铁耗：导磁材料的铁耗：磁滞损耗；涡流损耗磁滞损耗；涡流损耗31