1、机电能量转换电机专题邓先明 教授机电能量转换电机专题参考书目1、许实章，电机学（上、下），机械工业出版社；2、唐任远等著，现代永磁电机理论与设计，机械工业出版社；3、电机与拖动基础实验指导书；4、高景德等，交流电机及其系统的分析，清华大学出版社；5、辜承林，机电动力系统分析，华中理工大学出版社；6、中国电机工程学报电工技术学报电机与控制学报、IEEE期刊等电气类科技期刊论文；机电能量转换机电能量转换Fundamental of electro-mechanical energy conversion邓先明机电能量转换一、机电装置分类机电装置：机械能与电能的转换装置。（一）机电信号变换器实现机械
2、信号和电信号的变换；传感器装置，功率较小，通常用于测量和控制系统中；例如：旋转变压器、自整角机、交直流测速电机等。1-1、机电装置概述机电能量转换（二）动铁换能器在装置线圈中通电流，产生电磁力，使动铁产生有限的位移；例如：继电器、电磁铁、接触器等。uiui vfm机电能量转换（三）机电能量持g13505转换装置（电机）例如：电动机、g2469电机。机电能量转换二、机电能量转换方式（一）电g14280g1292g13565与压电g6940g5224功率小，g993g2499g17882；（二）磁g14280g1292g13565功率小，g993g2499g17882；（三）电g3342力（g19
3、757电g5347机电装置）功率小；（g3247）电磁力（电磁g5347机电装置）功率大，电机。机电能量转换三、耦合场机电装置中g2265g2559：电g3342g13818g2524、磁g3342g13818g2524；g1314g20069g7114，g1016g13785g2499g1209分g5332，g5456g8504g10432g12447；如：电磁g5347装置：磁g3342g13818g2524；g19757电g5347装置：电g3342g13818g2524；机电能量转换四、分析方法g5414g13447g1038g1867有g3822g1022电g12483g2487和机
4、械g12483g2487的装置；一g14336旋转电机g1867有g1016g1022电g12483g2487和一g1022机械g12483g2487。u1i1 nTmi2u2机电能量转换1-2 机电装置的能量平衡（一）机电装置g7171g17148量g4444g5670系统: g17993g5502能量g4444g5670g2419理；（二）g13818g2524g3342的g1328用：1、g1186g17767g1849系统g2572g6922能量，g15929g1817g1660能；2、g18334g6930g1660能g13485g17767出系统；3、能量转换的g4198g1183
5、。机电能量转换机电装置能量平衡方程（一）能量的g5430g5347：电能、机械能、电磁和磁g3342g1660能、g9921能。（二）能量g5191g15925g7053程：g1209电动机g1038例电g9316的g17767g1849电能 =g13818g2524g3342g1660能g3698量 +机械能g17767出 +g9921能g6451g13803机电能量转换电机g6451g13803：（一）电系统：电流通g17819g13481g13464产生的电g19471g6451g13803；（二）机械系统：机械g6717g6842等产生的g9921g6451g13803；（三）g138
6、18g2524g3342中：铁g5527的g9077流和磁g9394g6451g13803。g4570g2520类g6451g13803g5414g5194g2052g11468g5224的能量中，g5483g2052能量g5191g15925g7053程g1038：电g9316的g17767g1849电能-电g19471g6451g13803 =g13818g2524g3342g1660能g3698量+g1183g17148g6451g13803 +机械能g17767出+机械g6451g13803机电能量转换能量流程电g9316的g17767g1849电能-电g19471g6451g1380
7、3 =g13818g2524g3342g1660能g3698量+g1183g17148g6451g13803 +机械能g17767出+机械g6451g13803g17767g1849电能电g19471g6451g13803g1183g17148g6451g13803机械g6451g13803g17767出机械能机电g13818g2524系统机电能量转换能量平衡方程的微分式电g9316的g17767g1849电能-电g19471g6451g13803 =g13818g2524g3342g1660能g3698量+g1183g17148g6451g13803 +机械能g17767出+机械g6451g
8、13803dt时间内的微分形式：dWel = dWf + dWmec机电能量转换1-3 保守系统和磁场储能（一）g1457g4444系统g1852g18108g11013g1660能g1815g1226g13464g6116的，与g2620g3272系统g8821有能量交换的自g4444g10301理系统。（二）g1660能g1815g12261、电系统：电感和电g4493222121 qLLiW ,( 2121 xxxxWW ,( 2121 xxxxff &=机电能量转换（g3247）磁能和磁g1861能系统g13464g6116如g32821、电压g7053程ui R+-g165X=0X1
9、e2、能量g5191g15925g7053程dtdeiRu = = 11 00 2 )( iddtRiuit机电能量转换ui R+-g165X=0X1eg15912铁在g993g2528位置g7114，磁g2282g7366线ig1600x=0x=x1x=x2x=g165max=g165max=0机电能量转换ui R+-g165X=0X1eg15912铁g19757g8502在x1g3800g7114的磁g3342g1660能g1038：= 10 idW mg15912铁g19757g8502在x1g3800g7114的g1861能g1038：= 10ic diW ig1600x=0x=x1x
10、=x2i1g1601WmWc机电能量转换ui R+-g165X=0X1e(五)磁能密度= 10Bm HdBig1600x=0x=x1x=x2i1g1601WmWcHB0x=x1H1B1g185mg2345位g1319g12227磁g3342g1660能：g185m= Wm / V ；V=Sl；s磁路截面积，l磁路长度。磁g17347线g5627g7114：VWiViNVlNiSBHmm=2112112121机电能量转换ui R+-g165X=0X1eig1600x=0x=x1x=x2i1g1601WmWcHB0x=x1H1B1g185m磁g17347线g5627g7114磁能g4506g524
11、2：2221221 HBBHm =磁g17347线g5627g7114磁能： FLiIVW mm 212121 2 =机电能量转换g15912铁g19757g8502在x1g3800g7114，磁g3342g1660能和磁g1861能g1038：= 10 idWm磁g17347线g5627g7114：= 10ic diW ig1600x=0x=x1x=x2i1g1601WmWcui R+-g165X=0X1e(六)磁共能11iWW cm =+1121 iWWcm =机电能量转换g5415机电装置g1867有ng1022g13481g13464g7114，磁g3342g1660能和磁g1861能
12、g1038：(七)磁能和磁共能的一般表达形式 =+njjjii njjjnjjj ididinn1,0,0 1,0,0 111Wm Wc机电能量转换g5415机电装置g1867有ng1022g13481g13464g7114，磁g3342g1660能和磁g1861能磁g17347线g5627： = =njnkkjkjnjjjcm iLiiWW1 11 2121 磁g11709g19465g5430g5347 LIItcm WW 21=I=(i1, i2,in )g7171ng1041g19466电流g10378g5589变量；Lg7171ng104ng19466电感系g6980g11709g1
13、9465机电能量转换1-4 单边励磁装置的磁能产生电磁力ui R+-g165X=0X1e1、电压g7053程2、dtg7114g19400内能量g5191g15925g7053程dtdeiRu = = 212121 )( 2 iddteidtRiui tttt机电能量转换ui R+-g165X=0X1eig1600x=x1x=x2i112AB2、dtg7114g19400内电流g1038常g6980)()( 122 2121 = iiddtRiuitt工g1328点g1186Ag2052B，磁链g3698加。g17767g1849电能g1038：g17767g1849电能等于磁g2282g73
14、66线中ABg1601,2g3272城的长g7053g5430面g12227。机电能量转换A点的磁能g1038：S1+S2；B点的磁能g1038：S4+S2；g17767g1849电能等于磁g2282g7366线中ABg1601,2g3272城的长g7053g5430面g12227。即：S3+S4 ；g17767g1849电能-磁g3342g1660能g3698量：S3+S4 (S4+S2-(S1+S2)=S3+S1；等于磁g1861能的g3698量。ig1600x=x1x=x2i112ABS1S2S3S4g17767g1849电能=磁g3342g1660能g3698量+磁g1861能的g36
15、98量。机电能量转换ig1600x=x1x=x2i112ABS2S4 S3S1g17767g1849电能等于磁g2282g7366线中ABg1601,2g3272城的长g7053g5430面g12227：g17767g1849电能=i1(g1602-g1601)磁g17347线g5627g7114,磁g1861能的g3698量g71710ABg3272城的三角g5430的面g12227，g1038：g17767g1849电能=磁g3342g1660能g3698量+磁g1861能的g3698量。输入电能21)(21 1120 = iS AB 输入电能的一半传递给磁场储能增量，一半传递给磁共能的增量（即机械输出能量）。
