电机拖动课前准备课件

电机拖动绪论绪论 电机是以电磁感应和电磁力定律为基本工作原理，进行电能的传递或机电能量转换的机械。电机在国民经济中的作用：1.电能的生产、传输和分配中的主要设备 2.各种生产机械和装备的动力设备 3.自动控制系统中的重要元件绪论绪论1、电能的生产、传输和分配绪论绪论 2、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、电动工具、家用电器等。3、构成控制系统和智能化装置的重要元件。绪论绪论电机的应用绪论绪论电机的分类：绪论绪论电动机的分类：绪论绪论电机中所用的主要材料：电机中所用的主要材料：电机是进行机电能量转换或讯号转换的机械电磁装置，电机是进行机电能量转换或讯号转换的机械电磁装置，由此，电机中所用的材料无外乎：由此，电机中所用的材料无外乎：1 1）导电材料：构成电机中的电路系统，为了减少损耗，要求）导电材料：构成电机中的电路系统，为了减少损耗，要求材料的电阻率小，常用的有紫铜和铝。材料的电阻率小，常用的有紫铜和铝。2 2）导磁材料：构成电机中的磁路系统，要求材料具有较高的）导磁材料：构成电机中的磁路系统，要求材料具有较高的导磁率和较低的铁耗系数，常用硅钢片、钢板和铸钢。导磁率和较低的铁耗系数，常用硅钢片、钢板和铸钢。3 3）绝缘材料：作为带电体之间及带电体与铁心间的电气隔离，）绝缘材料：作为带电体之间及带电体与铁心间的电气隔离，要求耐热好，介电性能高。要求耐热好，介电性能高。4 4）结构材料：使电机各个零件构成一个整体，要求材料的机）结构材料：使电机各个零件构成一个整体，要求材料的机械强度好，加工方便，重量轻。械强度好，加工方便，重量轻。绪论绪论 电机的发热：电机的发热：任何机械装置工作了一段时间后，都会出现发热的现象。任何机械装置工作了一段时间后，都会出现发热的现象。温升温升：电机的温度在工作了一段时间后不再上升而达到某电机的温度在工作了一段时间后不再上升而达到某一稳定数值，此值和周围冷却介质温度之差，我们称之为一稳定数值，此值和周围冷却介质温度之差，我们称之为温升。温升。电机的冷却：电机的冷却：电机的冷却快慢直接电机的冷却快慢直接决定了电机的寿命和额定容量。决定了电机的寿命和额定容量。1 1）冷却介质：空气，氢气，水和油）冷却介质：空气，氢气，水和油2 2）冷却方式：外部冷却和内部冷却。现代巨型电机均采用）冷却方式：外部冷却和内部冷却。现代巨型电机均采用内部冷却方式。内部冷却方式。绪论绪论电机的防护：电机的防护：电机的防护方式有开启式、防护式、封闭式和电机的防护方式有开启式、防护式、封闭式和防爆式。防爆式。1 1）开启式：即电机的定子两端和端盖上都有很大的通）开启式：即电机的定子两端和端盖上都有很大的通风口，散热好但只能在清洁、干净的环境中使用。风口，散热好但只能在清洁、干净的环境中使用。2 2）防护式：机座下面有通风口，散热好，但不能防止）防护式：机座下面有通风口，散热好，但不能防止潮气和灰尘，适于在干燥的环境中使用。潮气和灰尘，适于在干燥的环境中使用。3 3）封闭式：完全封闭，适用于任何环境中。）封闭式：完全封闭，适用于任何环境中。4 4）防爆式：在封闭的基础上制成隔爆形式，机壳有足）防爆式：在封闭的基础上制成隔爆形式，机壳有足够的强度。适用于易燃易爆的场合够的强度。适用于易燃易爆的场合。绪论绪论一、磁路的几个基本物理量1、磁感应强度（磁通密度）描述磁场强弱及方向的物理量是磁感应强度。的方向：磁场方向。的大小：与磁场方向垂直的单位面积穿过的磁力线的数目。单位：（特斯拉）104s（高斯）电机原理所遵循的基本电磁规律绪论绪论2、磁通量（磁通）穿过某一截面的磁感应强度的通量，即穿过某截面的磁力线的数目，称为磁感应通量，简称磁通。磁场均匀且与截面垂直时，=BS。的单位为Wb(韦伯)B的单位为T 1T=1 Wb/m2绪论绪论 3、磁场强度 计算导磁物质的磁场时，引入辅助物理量磁场强度。定义为磁场中某点的磁感应强度B与同一点的磁导率的比值。B=HH的单位为A/m 或A/cm。为导磁介质的磁导率，反映介质的导磁性能，大则导磁性能好，单位为/（亨利/米）。真空的0=410-7 H/m。一般，r 0，r=2000 6000（铁磁性材料）绪论绪论二、全电流定律（安培环路定律）1、电流磁效应 凡是电流均会在其周围产生磁场，叫电流的磁效应，即所谓“电生磁”。为了形象地描绘磁场，人们采用磁感应线或称磁力线。磁力线的方向可根据电流的方向由右手螺旋右手螺旋定则定则确定。(a)长导线 (b)螺旋线绪论绪论2、全电流定律 磁场中沿任一闭合回路的磁场强度的线积分等于该闭合回路所包围的所有导体电流的代数和。当导体电流的方向与积分路径的方向符合右螺旋关系时为正，反之为负。即绪论绪论三、电磁力定律 磁场对场中载流导体施加的力称为安培力。在均匀磁场中，若磁场与载流直导体相互垂直，则载流导体所受的力的大小为：力的方向：根据磁场和电流的方向由左手定则左手定则确定，如图（磁场、导体及电磁力三垂直）。绪论绪论四、电路定律1、欧姆定律：U=IR2、基尔霍夫第一定律（电流定律）：3基尔霍夫第二定律（电压定律）：=0U绪论绪论五、磁路定律 1、磁路欧姆定律 当每段磁路内的磁场强度H、导磁材料及导磁面积均相同时，则全电流定律简化为：F=NI为作用在整个磁路上的磁动势。绪论绪论第k段磁路的压降可以写为：式中 称为第k段磁路的磁阻。因此：得到：即为磁路欧姆定律。绪论绪论2、磁路基尔霍夫第一定律3、磁路基尔霍夫第二定律 如图：绪论绪论绪论绪论六、电磁感应定律 变化的磁场会产生电场，使导体中产生感应电动势，这就是电磁感应现象。1、运动电动势（切割电动势）若磁场恒定，而线圈与磁场之间有相对运动，使线圈交链的磁通发生变化，这时导体中产生的感应电动势称为运动电动势。方向由右手定则确定。绪论绪论2、变压器电动势线圈与磁通之间没有相对切割关系，仅由线圈交链的磁通发生变化而引起的感应电动势称为变压器电势。见图（感应电势正方向与磁通正方向符合右手螺旋定则右手螺旋定则），e1称自感电动势、e2称互感电动势。绪论绪论电机中铁磁材料的特性 铁磁材料包括铁、镍、钴及其合金（如电机和变压器中常用的硅钢片）1、铁磁材料在外磁场作用下易被磁化 所谓磁畴，即在铁磁材料内部存在着已强烈磁化的自发磁化单元。磁畴在外磁场作用下，形成与外磁场同方向的附加磁场。因此，在用铁磁材料作铁芯的线圈中，通入较小的电流，就可以获得较强的磁场。2、铁磁材料具有高导磁性 所有非铁磁材料的导磁率都接近于真空的导磁率0，而0，所以在同样大小的电流下，带铁芯线圈的磁通比空芯线圈的磁通大得多。磁路中的漏磁现象比电路中的漏电现象要严重。绪论绪论3、磁化曲线的非线性磁通密度B与磁场强度H的关系曲线，称为磁化曲线。非铁磁材料的磁化曲线是线性的，而铁磁材料的磁化曲线则是非线性的，如图：oa段，B增加缓慢ab段，B几乎线性上升。bc段，B增加减慢c点以后，B饱和。铁磁材料当H较大时B之增加变缓甚至几乎不增加的现象，称为磁饱和现象。绪论绪论4、磁滞现象 当改变外加磁动势大小和方向，使H在-Hm+Hm间变化所得的BH曲线称磁滞回线。Br称剩磁。不同Hm值的各磁滞回线的顶点连接起来所得的曲线称为基本磁化曲线。磁化过程是不可逆的。硅钢、铁等，剩磁小，易被磁化也易退磁，称为软磁性材料，多用作电器铁芯；碳钢、钴等，剩磁大，不易退磁，称为硬磁性材料，多用作永久磁铁。绪论绪论 5、铁磁材料在被外磁场反复磁化时要损耗一定能量 交流磁路中存在着铁心损耗，铁心损耗又分为磁滞损耗和涡流损耗。（1）磁滞损耗 铁磁材料在交变的磁场中反复磁化，磁畴间相互摩擦，产生损耗，这种损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗功率可用下式表示：式中，Ch磁滞损耗系数，它的大小取决于材料磁性能；对一般硅钢片n=1.62.3；f磁通交变频率；Bm磁通密度的最大值。绪论绪论（2）涡流损耗 铁芯是有阻值的，当铁芯中的磁通发生变化时，铁芯内将产生感应电动势并形成感应电流。这种电流在铁芯内的流动状况呈旋涡状，称涡流，涡流在铁芯电阻上的损耗称为涡流损耗。涡流损耗功率可用下式表示：式中，Ce涡流损耗系数，它的大小取决于材料导电性能；W材料厚度。绪论绪论（3）铁损耗 在变化磁场中，铁磁材料既产生磁滞损耗又产生涡流损耗。两者之和称为铁损耗：p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日