电机拖动绪论

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,电机学及拖动基础,电机学及拖动基础,沈志熙 主教2109室 65103002,1,绪 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,3,1. 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,4,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,。,5,在自动化体系中的位置,自动化,过程控制,运动控制,电机及拖动,电力电子,运动控制技术,电机是最好的执行器件,6,2. 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,机械能,电能,磁能,机械,7,按运动方式分类,按功能分类,异步电机,同步电机,变压器,旋转电机,交流电机,直流电机：,他励、并励、串励、复励,发电机：,电动机：,变压器、变流器、变频器、移相器：,控制电机：,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,8,3. 电机的应用,一、电能的生产各种发电机,9,3. 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。,10,3. 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。,11,3. 电机的应用,12,4. 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,13,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,14,4. 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）,15,4. 电机的发展概况,精确模型研究,16,新能源技术,风力发电,4. 电机的发展概况,17,波浪发电,波浪能电站外景,波浪能电站内景,新能源技术,4. 电机的发展概况,18,高速,“,电、热、冷,”,三联供机组, 新能源技术,压气机,燃气轮机,发电机,排气利用型冷温水机,燃料室,电力负荷,采暖负荷,制冷负荷,进气,排气,进气,热水负荷,4. 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,20,永磁直流无刷直流电动机外形图,4. 电机的发展概况,21, 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,22,5. 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,。,23,6. 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,24,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：,25,基础知识磁路分析,磁路欧姆定律：,磁路基尔霍夫定律：,26,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）：,27,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,28,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：,29,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。,30,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,31,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,32,