《电机拖动绪论》PPT课件

1,重庆大学自动化学院,电机学及拖动基础,沈志熙 主教2109室 65103002 ,2,绪 论,3,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,4,1. 课程性质和内容,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、实际的问题。 先修课程高等数学、大学物理、电路原理 后续课程运动控制系统,5,课程内容,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行特性等。,6,在自动化体系中的位置,电机是最好的执行器件,7,2. 电机的定义,电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，由电路和磁路构成的能实现机电能量转换或信号传递与转换的装置。,电路,磁路,机械,8,按运动方式分类,按功能分类,他励、并励、串励、复励,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,分别用于改变电压、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、检测或解算元件,电机的分类,9,3. 电机的应用,一、电能的生产各种发电机,10,3. 电机的应用,二、电能的分配和传输各种变压器,20kV/500kV(220kV) 500kV(220kV)/110kV 110kV/35kV 35kV/10kV 10kV/380V,发电机输出 20 kV 左右的电压升高，为了输送一定大小的功率、采用高电压，我国一般升高到220kV或500kV。,11,3. 电机的应用,三、电能的使用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、家用电器等； 构成控制系统和智能化装置的各种微特电机，如伺服控制、雷达控制等。,12,3. 电机的应用,13,4. 电机的发展概况,一、历程 1834年 直流电机(俄国的雅可比) 1888年 交流电动机(美国发明家特斯拉) 1889年 三相系统,14,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,15,4. 电机的发展概况,二、当前研究概况 精确模型研究 新能源技术（风力发电，波浪发电，高速 “电、热、冷”三联供机组） 机电一体化(电机、电力电子与微电子结合) 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）,16,4. 电机的发展概况, 精确模型研究,17, 新能源技术,风力发电,4. 电机的发展概况,18,波浪发电, 新能源技术,4. 电机的发展概况,19,高速“电、热、冷”三联供机组, 新能源技术,4. 电机的发展概况,20, 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通电动机,效果如下：,电冰箱：1000万台/年，电量少15%,洗衣机：1100万台，噪音降低10分贝，节 省电能50%，节水20%,4. 电机的发展概况,21,永磁直流无刷直流电动机外形图,4. 电机的发展概况,22, 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）,电磁发射技术,超微电机与微型机器人技术,人工心脏技术,4. 电机的发展概况,23,5. 学习中的注意事项,电路磁路动力学 综合应用 从自动化的角度学习电机 学习方法： 1）综合性各种规律同时作用，多个物理量互相影响； 2）实用性主次之分，具体条件作具体分析。,24,6. 应掌握的基础知识,直流和交流电路分析原理 磁路定律 电磁关系 电、磁和力的关系 能量转换和守恒定律 材料的特性,电学、磁学和动力学原理的综合运用,25,基础知识电路分析,交、直流电路分析 欧姆定律： 基尔霍夫定律：,26,基础知识磁路分析,磁路欧姆定律： 磁路基尔霍夫定律：,27,基础知识电磁定律,电磁感应定律： 全电流定律（安培环路定律）：,28,基础知识电、磁和力的关系,右手定则： 导体在磁场中运动产生电势 左手定则： 载流导体在磁场中受到的电磁力,29,基础知识力学定律,直线运动和旋转运动的动力学定律 力和力矩的关系： 旋转运动：,30,基础知识能量守恒,输入能量 = 输出能量 + 损耗 + 储备 电机分析中遵循的两条基本路线： 1）等效电路：磁场磁路电路 2）能量守恒：电能机械能 必须牢牢建立能量守恒的观点。,31,基础知识材料特性,导电材料：绕组，如铜、铝导电性 导磁材料：铁心，如硅钢片导磁性 导磁材料特性： 饱和性；磁滞现象 导磁材料的铁耗： 磁滞损耗；涡流损耗,32,教材： 电机及拖动基础上、下册（第4版）.顾绳谷主编.机械工业出版社，2007年10月. 参考书： 1、电机与拖动基础（第3版）.李发海、王岩编著.清华大学出版社，2005年8月 2、电机原理及拖动.彭鸿才主编.机械工业出版社，1996年10月 3、Electric Machinery(Sixth Edition).清华大学出版社，2003年7月,教材与参考,