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电机与拖动基础 第一章 绪论 自动化系电气教研室

— 电机与拖动基础 —. 电机与拖动基础 第一章 绪论 自动化系电气教研室. 前言. 一、本课程性质及其特点： 1 、本课程属于专业基础课 2 、基本概念多 3 、电磁力关系复杂（电流、电压、磁场、力矩等关系） 4 、该课程以大学物理 、高等数学 和电路理论为基础. 二、要求： 1 、作笔记 2 、准备两个作业本，按要求交 作业 3 、实验前认真预习，写出预习 报告. 三、参考书：. 1 、王毓东编 《 电机学 》 上、下 浙江大学出版 2 、 《 电机与拖动基础 》 ，李发海编著，清华大学出版社出版。 2003 年

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电机与拖动基础 第一章 绪论 自动化系电气教研室

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  1. —电机与拖动基础— 电机与拖动基础 第一章 绪论自动化系电气教研室

  2. 前言 • 一、本课程性质及其特点： • 1、本课程属于专业基础课 • 2、基本概念多 • 3、电磁力关系复杂（电流、电压、磁场、力矩等关系） • 4、该课程以大学物理、高等数学和电路理论为基础

  3. 二、要求：1、作笔记2、准备两个作业本，按要求交 作业3、实验前认真预习，写出预习 报告

  4. 三、参考书： • 1、王毓东编《电机学》上、下 浙江大学出版 • 2、《电机与拖动基础》，李发海编著，清华大学出版社出版。2003年 • 3、《电机拖动基础》，任兴权编著，冶金工业出版社出版。2002年 • 4、《电机学》，许实章编著，机械工业出版社出版。2000年

  5. 四、考核方式及成绩的确定 • 在本课程学习结束之后将进行闭卷考试 • 总成绩基 本构成如下：闭卷考试占70%，实验成绩占10%，作业10%，考勤10% • 答疑时间：每周周一的5、6节

  6. 五、本课程学习基本内容： • 直流机、变压器、异步机、同步机 • 掌握内容： • 1）工作原理 • 2）电磁分析 • 3）特性及应用

  7. 电机的作用与功能： • 电机是实现机械能与电能相互转换的电磁机器 • 电动机：电能 ——机械能 • 发电机：机械能 ——电能 • 变压器：U1交流电能 ——U2交流电

  8. 六、电机的分类： • 1、按电能形式分 • 直流电机（发电机、电动机） • 交流电机 • （异步机、同步机） • （发电机、电动机）

  9. 2、按能量转换形式分 • 发电机（直流电机、交流电机） • （异步机、同步机） • 电动机（直流电机、交流电机） • （异步机、同步机）

  10. 七、电机的作用：1、进行能量转化、传输和分配电能七、电机的作用：1、进行能量转化、传输和分配电能 • 一简单供电系统图

  11. 2、驱动生产机械 • 磁悬浮列车大型车床

  12. 3、控制各种自动设备 • 盲人引路车 • 爬行机器人

  13. 八、电机的发展状况 • 大型和超小型两个极端方向发展 • 大型同步电机的自动控制拖动；各种微电机

  14. 磁路（课后自我复习） • 磁路的基本概念和基本定律 • 铁磁材料的磁性能

  15. 磁 路 • 要求： • 掌握磁路的基本概念及电机磁路的特点 • 掌握描述磁路的基本物理量 • 掌握研究磁路的几个基本定律 • 熟练掌握电磁感应定律和电磁力定律 • 掌握铁磁材料的性质及其磁化曲线

  16. 第一节 磁路的基本概念和基本定律 • 一、磁路的基本概念 • 磁路：磁通经过的路径。 • 基本物理量： • 1、磁感应强度B（磁密）单位：Wb/m2;或T • 2、磁通单位：WB • 3、磁场强度H单位：A/m • 4、磁动势F=NI 单位：A • 5、磁压降V=Hl 单位：A • 线圈中有电流I，线圈周围就会产生磁场，磁场强弱取决于线圈匝数N和电流I的乘积IN，该乘积就叫磁动势F。

  17. 变压器磁路

  18. 5、磁导率 • 表示物质导磁能力强弱的物理量=B/H • 单位：亨/米 • 空气磁导率0=4×10-7H/m • 铁磁材料磁导率>>0

  19. 6、磁阻Rm 磁阻Rm=L/ ( S) L:磁路长度； ：磁导率； S：磁路截面积

  20. 二 . 磁路的基本定律 • 1、安培环路定律（全电流定律） • 磁场强度H沿任意闭合回路l的线积分，等于该闭合回路所包围的全电流

  21. 1、安培环路定律的公式表示 • 电流的参数方向与闭合路径方向符合右手螺旋关系取正号，反之为负. • 若沿长度L。磁路强度H处处相等，且闭和回路所包围的总电流是由通过I的N匝线圈提供，则上式可写成： • HL=Ni

  22. 2、磁路欧姆定律 • 若铁心上绕有通有电流I的N匝线圈，铁心的截面积为A，磁路的平均长度为L，材料的导磁率为μ，不计漏磁通，且各截面上的磁通密度为平均并垂直于各截面则：

  23. 2、磁路欧姆定律 • 磁路中的磁通与磁势成正比，与磁阻成反比，即磁通 =F/Rm

  24. 3、磁路的基尔霍夫第一定律任何磁路中，流进节点的磁通代数和为零3、磁路的基尔霍夫第一定律任何磁路中，流进节点的磁通代数和为零 • 4、磁路的基尔霍夫第二定律 在闭合磁回路中，磁路各段磁压降代数和等于作用于该磁路上的磁动势之和。

  25. 磁路和电路的类比和区别： • 磁路和电路的类比关系： • 电路与磁路的区别： • 1．电路中有电流就有功率损耗。磁路中恒定磁通下没有功率损耗； • 2．电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘体，除在铁心的磁通外，空气中也有漏磁通； • 3．电阻为常数，磁阻为变量； • 4．对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路饱和时为非线形不能应用叠加原理。 • 总上所述磁路与电路仅是数学形式上的类似，而本质是不同的。

  26. 三. 基本电磁定律 • 1、电磁感应定律 • 1）运动电势：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。大小：电势e=Blv。B: 磁密； l：导体长度； v：导体与磁场的相对速度。正方向：用右手定则判断 • 电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。

  27. 2）变压器电势： • 线圈中的磁通变化时，线圈中会感应电势e：电势e正方向：e 的正方向与正方向符合右手螺旋关系

  28. 2、电磁力定律 • 一个通电流的导体，在磁场中要受到力的作用，这个力叫电磁力。电磁力f=Bli • 电磁力方向：左手定则判断

  29. 第二节 铁 磁 材 料 的 磁 性 能 • 1、铁磁物质：金属：铁、钴、镍 ；非金属 铁氧体 • 2、铁磁物质的磁化：将铁磁材料放入磁场后，磁场会显著增强，铁磁材料在磁场中呈现很强的磁性这一现象， • 一、高导磁性含义：在一个空间（外）磁场中，放入铁磁材料，该磁场会被大大加强。

  30. 二、铁磁材料的磁化过程和磁化曲线 • 铁磁材料的磁化过程可分为四阶段： • 可逆磁化阶段、不可逆磁化阶段、可逆与不可逆磁化阶段、趋近饱和阶段 • 磁场强度H与铁磁材料中B的关系曲线B=f(H)

  31. 三、铁磁材料的磁滞和剩磁现象 • 铁磁材料中磁场B的变化落后于外磁场H的变化称为磁滞现象，从而在铁磁材料中产生了剩磁。 • 饱和磁滞回线与换向磁化曲线上的各有关磁学量

  32. 四、铁磁材料的磁损耗 • 当铁磁材料处于变化磁场中，会产生涡流损耗和磁滞损耗。 • 1、涡流损耗：电磁感应在铁心内产生电流pFe=C Fe D2f2B2 • C Fe：系数 • D：厚度 • f: 频率 • B：磁密 • 2、磁滞损耗：磁畴（小磁铁）来回翻转，摩擦耗能。ph=k hfB2

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