电机学 (第二版)绪论.pptVIP

第四节、电机的制造材料 导电、导磁、绝缘、散热和机械支撑 铜是最通用的导电材料。 钢铁是良好的导磁材料，为了减小铁芯中的涡流损耗，导磁材料应当用薄片钢，称为电工钢片（硅钢片）。成分中含有少量的硅，使它有较高的电阻，同时又有良好的磁性能。 绝缘材料：用于导体与导体间；导体和机壳或铁芯间。 机械支撑：最好应用非磁性物质。 电路与磁路的类比 U + - R I F + - Rm Φ 概念思考 为什么说发电机和电动机作用同时存在于一台电机中，但又不能同时既是发电机又是电动机 提示：从能量传递，力的性质等方面考虑 作业 思考题：1-1，1-2，1-3 习题：1-5，1-6（选做） 电机学 绪论 变压器 交流电机共同理论 异步电机 同步电机 直流电机 第一章 绪论 第一节 概述 电机的发展 电机的作用 主要类别 基本作用原理——多个（电磁）定律 电机可逆性原理 电机的材料 作业 一、电机的发展 1．电机的发展初期 电磁感应定律的发现——1831年法拉第 直流电机的发展 单相交流电的应用——远距离传输 三相交流电的应用——解决电机启动问题 电机的发展（续） 2．电机的近代发展及趋势 单机容量不断增加——机组容量大时，单位容量的用料（省）、损耗（小）、造价（低） 如汽轮发电机： 中小型电机技术与经济指标不断改进 新的设计方法（CAD）、工艺、材料、测试手段 应用范围扩大 1900 5MVA 1956水内冷 208MVA 1920 25MVA 1960 320MVA 1937空气冷却 100MVA 目前 1000MVA 氢气冷却 150MVA 二、电机的主要类别 电机的作用——转换能量，输入及输出 基本结构——定子、转子、气隙（旋转电机） 分类： 1、据能量转换（功能）分 发电机——将机械功率转换为电功率 电动机——将电功率转换为机械功率 变压（流、频、相位）器——将电功率转换为另一种形式的电功率 控制电机——电气机械系统中调节、放大和控制作用 电机的主要类别（续） 2、按照应用的电流种类分：直流电机、交流电机 3、按原理和运动方式分 变压器—静止设备 旋转电机 直流电机—没有固定的同步速度 、直流 交流电机 异步电机—速度不等于同步速度 、交流 同步电机—速度等于同步速度 、交流 交流换向器电机—速度可在任意范围内随意调节 第二节、电机的磁路和磁路定律（电机的运行与分析基础） （电和磁是构成电机的两大要素） 电磁感应定律 全电流定律 磁路定律 电路定律 电磁力定律 … 电机的电磁基本理论 一、磁场、磁感应强度（磁通密度）B 用磁场中载流导体受到的洛仑兹力确定其存在和性质 B是矢量,即既有大小（T，特斯拉） ，又有方向 用磁力线上每点的切线方向规定B的方向 用磁力线的疏密程度表示B的大小 磁感应线（磁力线） (1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则 (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一 (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线，无起、终点 电机的电磁基本理论（续） 二、磁通量 通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量(磁通)，符号?、单位Wb ?=BScos? （对均匀磁场） 任意曲面： 磁通连续性原理（高斯定理） 由于磁感应线是闭合的，因此对任意封闭曲面来说，进入该闭合曲面的磁感应线，一定等于穿出该闭合曲面的磁感应线。如规定磁感应线从曲面穿出为正，穿入为负，则通过任意封闭曲面的磁通量总和必等于零 电机的电磁基本理论（续） 三、磁场强度H(安/米）、磁导率?（亨/米） B=?H 磁导率，决定于介质性质，H／m。变化范围很大 非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率 。?0=4?×10-7H／m 铁磁物质如铁、镍、钴及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率??表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数。 在同样大小的电流作用下，铁芯线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多 电机的电磁基本理论（续） 导体和非导体电导率之比达 铁磁物质与非铁磁物质磁导率之比仅 不存在磁绝缘和磁绝缘体物质 四、铁磁材料的B-H曲线 不同的磁性材料有不同的磁导率 同一材料当其磁通密度不同时，亦有不同的磁导率 起始段，磁导率较小 线性区，磁导率大且不变 饱和区 磁滞现象与磁滞回线 磁场强度H缓慢地循环变化，B一H曲线是一封闭曲线—磁滞回线 极限磁滞回线 矫顽磁力Hc 剩余磁感应强度Br 基本磁化曲线 软磁（导磁体）硬磁（永久磁铁） 五、铁芯损耗 当导磁材料位于交变磁场中被反复磁化，B一H曲线呈磁滞回线。导磁材料中将引起能量损耗，称为铁芯损耗。铁芯损耗分为两部分：磁滞