第01章电机的基本原理.pptVIP

第01章电机的基本原理第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-引言电机虽然种类繁多、大小不一、形式各异，但具有共同的基本原理和特征。第一章电机的基本原理第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-第一章电机的基本原理目前，按电机供电电源的不同，大致可以分为直流电机和交流电机两大类，其中：交流电机又可根据其工作方式分为同步电机和异步电机。如果按电机中能量转换的方式，又可将其分为发电机和电动机两大类：发电机是将输入的机械能转换成电能输出；电动机是将输入的电能转换成机械能输出。第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日电机分类：常规电机控制电机(特种电机)电动机发电机直流电动机交流电动机电机变压器直流发电机交流发电机异步电动机同步电动机异步发电机同步发电机第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-第一节电磁感应一、磁场1.磁场强度和方向由载流导体产生的磁场大小可用磁场强度H来表示，磁力线的方向与电流的方向满足右手螺旋关系。假定在一根导体中通以电流i，则在导体周围空间的某一平面上产生的磁场强度H为第一章电机的基本原理（1-1）第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-如果载流导体是匝数为N的线圈（如图1-2），则上式可表示为第一章电机的基本原理（1-2）第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-2.磁通密度通常把穿过某一截面S的磁力线根数被称为磁感应强度，用磁通?来表示。在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B，且有第一章电机的基本原理（1-3）3.B-H曲线磁场强度H与磁通密度B存在一定的关系，在真空中它们成正比关系，即（1-4）其中，?0为真空导磁率，且有?0≈4??10-7H/m。第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率。第一章电机的基本原理第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系可表示为第一章电机的基本原理（1-5）其中，?r为导磁材料的相对导磁率。由于?r的值不是常数，因而B与H之间的关系不是线性的，通常也是用B-H曲线来表达他们之间的关系。第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-第一章电机的基本原理二、磁路磁路的主要部分是由高导磁材料构成，使得磁通被限制在磁路内部，这就像电流被限制在电路中一样，可以用类似于电路分析方法来建立磁路分析方法。由于变压器和电机的铁心多是由高导磁材料构成的，因此磁路方法可用作分析变压器和电机的重要工具。第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-1.简单磁路一个简单的磁路由采用高导磁材料的铁心和通电线圈组成，若忽略线圈漏磁通，由通电线圈产生的磁场将主要分布在铁心内部。第一章电机的基本原理第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-现定义一个新的变量磁动势Fm，则上式可写成第一章电机的基本原理（1-6）再由式（1-3）和式（1-5）可得（1-7）令为磁阻，可将上式表示为（1-8）由上式可见，磁动势Fm、磁通?和磁阻Rm的关系与电路中的电动势E、电流i和电阻R的关系相似。这样，可以用类似电路的等效磁路来分析和研究基本电磁关系。第12页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-2.气隙磁场假如在磁路中有一段气隙，如图1-5所示，只要气隙的长度lg与相邻铁心表面的尺寸相比足够小，那么由通电线圈产生的磁通?仍主要分布在铁心和气隙中，这时磁路的磁动势Fm为第一章电机的基本原理（1-9）或写成第13页，共39页，星期日，2025年，2月5日-*-由于Bc=?/Sc，Bg=?/Sg，如果忽略气隙磁场的边缘效应，即Sc=Sg，上式变为第一章电机的基本原理（1-10）上式说明，磁路的磁动势Fm等于磁通?与铁心磁阻Rmc和气隙磁阻Rmg串联值的乘积，这与串联电路的分析相似。由于铁心的导磁率远远大于气隙的导磁率，即????0，Rmc??