电机基本定律学案.ppt

电机基本定律 全电流定律 电磁感应定律 电磁力定律 铁磁特性 磁路基本定律（基尔霍夫定律） 全电流定律 电磁感应定律(右手) 铁磁特性 专业术语解释 磁路基本定律 假设漏磁不考虑，铁心面积为A，磁路长度L,主磁通Φ 小结 工作原理： 直流电机结构 焊接后的电枢线圈 电力传动基础 在上图的单轴电力拖动系统中 若Td=TL说明系统静止、匀速运动 加速度 　Td TL说明系统减速　 加速度 　 Td TL说明系统加速(产生加速度) 加速度 　∴系统运动方程式： 　▲在工程上往往不用转动惯量Ｊ，而用飞轮矩GD2表示旋转体的惯性。 　▲Ｄ(ρ)回转直(半)径，与物体的半径Ｒ不同，详见专表。 转速n规定某一旋转方向为正，反之为负； TＤ与n正方向相同为正，反之为负； TL与n正方向相反为正，反之为负。 例 在实际应用中： ①为了满足生产工艺的要求，生产机械的运行速度一般很低； ②而电动机为了合理经济地使用材料，制造较高转速的电机。 ∵电机的 P = 2πT?n/60 即 P∝ T×n 在P一定时 n T　　或 n　　 T 而电机的Ｍ＝ＣmΦIs 若使　T　　Φ(或Is) 　　 电机体积增大 因此电动机不直接与生产机械联接(单轴系统)而 需在两者之间加减速机构—如减速齿轮箱,蜗轮蜗杆 或皮带轮等传动装置—构成多轴系统. 在三个线圈通上三相交流电后，在定子铁芯中间会形成一个旋转磁场。以A相起点为0度时为例 当A相180度时 转矩平衡关系 物理表达式 参数表达式： 说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ、f）、 结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s） 有关。 临界转差率 sm 和最大电磁转矩Tmax 由两个表达式可见 起动转矩Tst和起动转矩倍数Kst 实用表达式 同步电机 同步电动机的特点 同步电动机转子的转速n与定子电源频率f1、极对数p之间应满足： 上式表明，当定子电源频率f1不变时，同步电动机的转速为常数，与负载大小无关（在不超过其最大拖动能力时），这是同步电动机最大的优点。 三相同步电动机的基本工作原理 如果三相正弦电流通入三相同步电动机的定子绕组时，就会产生旋转速度为n1的旋转磁场。转子励磁绕组通电时建立固定磁场。假如转子以某种方法起动，并使转速接近n1，这时转子的磁场极性与定子旋转磁场之间异极性对齐（定子S极与转子N极对齐）。根据磁极异性相吸原理，定转子磁场之间就产生电磁转矩，促使转子跟旋转磁场一起同步转动，即n＝n1，故称为同步电动机。 同步电机的额定值 ① 额定容量SN或额定功率PN。指电机在额定状态下运行时，输出功率的保证值。对同步发电机是指输出的额定视在功率或有功功率，常用kV·A或kW表示。同步电动机的额定容量一般都用kW表示。同步调相机则用kV·A或kvar表示。 ② 额定电压UN。指电机在额定运行时的三相定子绕组的线电压，常以kV为单位。 ③ 额定电流IN。指电机在额定运行时三相定子绕组的线电流，单位为A或kA。 ④ 额定频率fN。我国标准工频为50Hz。 ⑤ 额定功率因数cosφN。指电机在额定运行时的功率因数。 同步电机的励磁方式 同步电机运行时必须在转子绕组中通以直流励磁电流，以建立主磁场。所谓励磁方式是指同步电机获得直流励磁电流的方式。而整个供给励磁电流的线路和装置称为励磁系统。励磁系统和同步电机有密切的关系，它直接影响同步电机运行的可靠性、经济性以及一些主要特性。常用的励磁方式有直流励磁机励磁、静止半导体励磁、旋转半导体励磁、三次谐波励磁等。 ① 直流励磁机励磁 用直流发电机作为励磁电源向同步发电机提供励磁电流，称为直流发电机励磁系统。在大功率整流器件获得迅速发展以前，这是同步发电机最基本的励磁方式，属于他励式中的一种。通常直流励磁机与主发电机装在同一转轴上，称为同轴励磁机。 ② 静止半导体励磁 如果励磁电源直接取自同步发电机本身，取消交流励磁机，便称为自励式静止半导体励磁。这是主发电机的励磁电流由整流变压器取自自身输出端，经过三相晶闸管整流装置转变为直流， ③ 旋转半导体励磁 主励磁机系一台旋转电枢式交流发电机，电枢与主发电机同轴运转，半导体整流装置也装在主发电机转子上。这样主励磁机的电枢绕组与半导体整流装置和主发电机励磁绕组三者之间就可以采用固定连接，不需要电刷和滑环装置，故此种励磁也称为无刷励磁。 ④ 三次谐波励磁 三次谐波励磁，就是利用发电机气隙磁场中得三次及其倍数次谐波进行自励磁。 同步电动机的电压方程式和相量图 分析 当同步电动机的电枢绕组通入三相对称交流电后，就会产生以同步转速n1旋转的三相合成基波电枢磁势Fa。 当同步电动机稳定运行时