电机学 课件第6章

1、2019年9月7日星期六,1,1.1 电机的基本功能与主要类型,一、按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。 2. 电动机将电能转换为机械能。 3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。 4. 控制电机 作为自动控制系统的控制元件，起检测、放大、执行和校正作用。,电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。,2019年9月7日星期六,2,二、按运动方式及电源性质分类,电机,静止电机-变压器,旋转电机,直流电机,交流电机,异步电机,同步电机,控制电机,直流发电机,直流电动机,。

2、电机与拖动,1,第1章 电机学基础知识,第1章 电机学基础知识,2,第 1 章 电机学基础知识,1.1 电机的基本功能与主要类型,1.3 电机的制造材料,1.2 电机的基本原理,下一章,上一章,返回主页,3,1.1 电机的基本功能与主要类型,一、按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。 2. 电动机将电能转换为机械能。 3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。 4. 控制电机 作为自动控制系统的控制元件，起检测、放大、 执行和校正作用。,4,二、按照电机的结构特点及电源性质分类,1. 变压器 2. 旋转电机,。

3、2018年3月29日星期四,山东理工大学电工电子教研室,1,主讲教师 魏佩瑜教授电工电子教研室,电机与拖动,2018年3月29日星期四,山东理工大学电工电子教研室,2,第 1 章 电机学基础知识,1.1 电机的基本功能与主要类型,1.3 电机的制造材料,1.2 电机的基本原理,2018年3月29日星期四,山东理工大学电工电子教研室,3,1.1 电机的基本功能与主要类型,一、按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。2. 电动机 将电能转换为机械能。3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。4. 控制电机 作为自动控制系。

4、2018年6月13日星期三,山东理工大学电工电子教研室,1,主讲教师 魏佩瑜教授电工电子教研室,电机与拖动,2018年6月13日星期三,山东理工大学电工电子教研室,2,第 1 章 电机学基础知识,1.1 电机的基本功能与主要类型,1.3 电机的制造材料,1.2 电机的基本原理,2018年6月13日星期三,山东理工大学电工电子教研室,3,1.1 电机的基本功能与主要类型,一、按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。2. 电动机 将电能转换为机械能。3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。4. 控制电机 作为自动控制系。

5、第五章感应电机 5 1感应电机的结构和运行状态 5 2三相感应电动机的磁动势和磁场 5 3三相感应电动机的电压方程和等效电路 5 4感应电动机的功率方程和转矩方程 5 7感应动机的转矩 转差率曲线 临沂师范学院 5 5笼型转子的极数 相数和。

6、第2章 直流电机,直流电机的功能是将直流电能与机械能相互转换，把机械能转换为直流电能的装置称为直流发电机，而把直流电能转换为机械能的装置称为直流电动机。,直流电机是电机的主要类型之一。直流电机自身有着显著的优点，但与交流电机相比自身有着缺点。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值!,2.1.1直流发电机的工作原理,直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。,2.1直流电机的基本工作原理,图2-2a线圈电动势的波形,图2-2b电刷。

7、4.1 变压器的空载合闸时的瞬变过程,变压器二次侧空载，把一次侧绕组接入电源，称为变压器的空载合闸。 变压器正常运行时，励磁电流很小，大型电力变压器空载电流只占额定电流2.5%以下 。但空载合闸到电网的瞬间，励磁电流可能急剧增加为正常励磁电流的几十倍，甚至上百倍，空载合闸出现的瞬态电流冲击，可能引起系统跳闸。,第4章 变压器的瞬变过程,一、空载合闸物理过程分析,图41 变压器空载合闸到电网接线图,在 t =0 , 0 的初始条件下，上式的解为：,电网电压按正弦规律变化，则空载时一次侧的电压平衡方程为：,结论：磁通无暂态分量，合。

8、第一章 磁 路,1-1磁路的基本定律,1-2 常用的铁磁材料及其特性,1-3 磁路的计算,一、重点: 1、磁路的基本定律; 2、铁磁材料的特性及基本磁化曲线; 3、铁心损耗., 重点与难点,二、难点: 1、磁滞回线； 2、铁心损耗； 3、磁路的计算。,1-1磁路的基本定律,一、磁路的概念:磁路：磁通所通过的路径.见图。主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁通。漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。,主磁路：主磁通所通过的路径。漏磁路：。

9、第三篇 同步电机,同步发电机的三相突然短路和异常运行 第一节 同步发电机的三相突然短路 第二节 同步发电机的不对称运行 第三节 同步发电机的失磁运行 第四节 同步发电机的振荡,第一节 同步发电机的三相突然短路,一、超导体闭合回路的磁链守恒原理,无论交链回路的外磁场如何变化，由感应电流产生的磁链将恰好抵消这种变化，使得任意瞬间超导闭合回路的总磁链始终不变，即超导闭合回路保持其磁链等于初始值而且不变，这就是超导闭合回路的磁链守恒原理。,二、三相突然短路时的物理过程和同步电抗,1）转子转速一直保持同步转速，只考虑电磁。

10、第19章 直流电机的运行原理,自动化院电气工程系,内容,直流电机的电枢绕组 直流电机的磁场和电枢反应 直流电机的换向 电枢绕组的感应电动势和电磁转矩 直流电机的基本方程式,19.1 直流电机的电枢绕组,按联结方法，可分为： 单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组、混合绕组。 区别在于电枢绕组的并联支路数不同。,电枢绕组产生感应电动势，通过电流，从而产生电磁转矩和电磁功率，是实现机电能量转换的重要部件。,基本概念,几何中性线：磁极之间的平分线， 极对数p：2p ：极数;,极距 :每个磁极在定子内圆表面所占的空间距离。,可表示为:,。

11、第14章 三相异步电机的运行原理,自动化院电气工程系,内容,14.1 三相异步电机转子不转时的电磁关系14.2 三相异步电机转子旋转时的电磁关系,先分析转子不转、转子绕组开路， 再分析转子绕组短路、转子堵转， 最后分析转子旋转。,以三相绕线转子异步电机为例。,内容,14.1 三相异步电机转子不转时的电磁关系,1. 转子绕组开路时的电磁关系,参考方向规定,定子绕组电压和电流：电动机惯例 转子绕组电压和电流：发电机惯例 磁动势、磁通、磁通密度：出定子，进转子为正。,参考方向规定,空间坐标轴线（原点）取在定、转子的A 相绕组的轴线上。 空间。

12、第15章 三相异步电动机的功率、转矩和运行特性,自动化院电气工程系,内容,稳态运行时的功率和转矩关系 电磁转矩及其与参数的关系 运行特性 参数的测定方法,15.1 三相异步电动机的功率与转矩关系,功率平衡关系,铁耗（只考虑定子铁耗）：,定子铜耗：,输入有功功率：,功率平衡关系,传递给转子的电磁功率：,电磁功率也可表示为：,功率平衡关系,电阻 上的损耗代表传递给电动机转轴上的机械功率：,转子绕组的铜耗,功率平衡关系,电磁功率Pem一定时，转差率s越大，转子铜耗pCu2越大，电机的效率越低。,功率平衡关系,电机在旋转中，还会产生机械损耗。

13、第18章 直流电机的基本工作原理和结构,自动化院电气工程系,内容,直流电机的用途和基本工作原理直流电机的主要结构直流电机的额定值,18.1 直流电机的用途和 基本工作原理,直流电机 实现机械能和直流电能相互转换的电磁机械装置。 直流发电机：机械能-直流电能；直流电动机： 直流电能-机械能.,直流电动机 特点 调速范围宽，易于平滑调节过载、起动、制动转矩大易于控制，可靠性高调速时能量损失较小 应用于对调速要求高的场所：轧钢机、舰船推进、造纸、挖掘机等。 直流发电机 给直流电动机、电解、电镀、冶炼、充电、交流发电机励磁等的直。

14、,电机学多媒体课件系列,福州大学电气工程与自动化学院电机学教研组,2006.10,第三篇 异 步 电 机,第九章 异步电机的理论分析与运行特性,目 录,第九章 异步电机的理论分析与运行特性9.1 异步电机的基本结构9.2 异步电机的运行状态和磁场9.3 三相异步电机的等效电路9.4 异步电机的参数9.5 异步电动机的功率平衡式和转矩平衡式9.6 异步电动机的机械特性及稳定运行条件9.7 异步电动机的工作特性,第九章 异步电机的理论分析与运行特性,第一节 异步电机的基本结构,优点：结构简单，制造、使用和维护方便 运行可靠，效率较高，价格低廉，坚固耐用。

15、第四篇 同 步 电 机,电气工程与自动化学院电机学教研组,电机学多媒体课件系列,2006.8,目 录,第十三章 同步发电机在大电网上运行13.1 同步发电机的并联运行13.2 隐极同步发电机的功角特性13.3 凸极同步发电机的功角特性13.4 同步发电机的有功功率调节13.5 无功功率的调节和V形曲线13.6 同步电动机与同步补偿机,13.1 同步发电机的并联运行,并联运行的优点：提高电网质量：U=const、f=const，无穷大电网或无穷大汇流排减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂运行经济性可以提高电厂建设的。

16、34138-03a,主编,BJ2.TIF,第3章,3.1 直流电机的工作原理和基本结构 3.2 直流电枢绕组 3.3 空载和负载时直流电机的磁场 3.4 电枢的感应电动势和电磁转矩 3.5 直流电机的基本方程 3.6 直流发电机的运行特性 3.7 直流电动机的运行特性 3.8 直流电动机的起动、调速和制动 3.9 换向,3.1 直流电机的工作原理和基本结构,1.直流电机的工作原理 2.直流电机的基本结构 3.励磁方式 4.直流电机的额定值,1.直流电机的工作原理,图3-1表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分(定子)上，装有一对用直流励磁的主磁极N和S，在旋转部分(转子)上装设电。

17、34138-10a,主编,BJ8.TIF,第10章,10.1 电机的温升和温升限值 10.2 电机内热量的传导和散出 10.3 绕组和铁心的稳态温升 10.4 在不同的工作制下运行时电机的发热和冷却 10.5 电机的冷却方式,10.1 电机的温升和温升限值,1.电机中常用的绝缘材料及其容许工作温度 2.电机的温升和温升限值,1.电机中常用的绝缘材料及其容许工作温度,表10-1 各级绝缘的最高容许工作温度,2.电机的温升和温升限值,(1)温度计法 这种方法是用温度计直接测定温度，最为简便，但是它仅能测得部件的，而无法测出内部最热点的温度。 (2)电阻法 这种方法是利用绕组发热时电。

18、第六章 同步电机61 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别？同步电机：转子直流励磁，产生主磁场，包括隐极和凸极异步电机：转子隐极，是对称绕组，短路，绕组是闭合的，定子两者都一样。62 什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速？试问 75r/min、50Hz 的电机是几极的？同步电机：频率与电机转速之比为恒定的交流电机 ， （极）601fpn160574fnP63 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式？励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较为方便，而电枢绕组电压高 ，电流大，放在转子上使结构复杂，引出不方便，故大容量电机将。

19、电气工程与自动化学院电机学教研组,电机学多媒体课件系列,2007.1,第二篇 交流电机的共同问题,第六章 交流电机绕组及其感应电动势,第六章 交流电机绕组及其感应电动势6.1 旋转电机的基本作用原理6.2 交流绕组6.3 绕组的感应电动势6.4 谐波电动势及其削弱方法,目 录,第一节 旋转电机的基本作用原理,1、旋转电机是一种以磁场为耦合场的连续旋转的机电装置。,*其中一方产生磁场，另一方输出电动势或电磁转矩,交流电机虽然在运行原理和结构上有很多不同，但其交流绕组构成及其感应电动势和磁动势等问题存在相同之处。,三相交流绕组的结构三相交。

20、34138-06a,主编,BJ4.TIF,第6章,6.1 同步电机的基本结构和运行状态 6.2 空载和负载时同步发电机的磁场 6.3 隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路 6.4 凸极同步发电机的电压方程和相量图 6.5 同步发电机的功率方程和转矩方程 6.6 同步电抗的测定 6.7 定子漏抗和电枢等效磁动势的测定 6.8 同步发电机的运行特性 6.9 同步发电机与电网的并联运行 6.10 同步电动机与同步补偿机 6.11 同步发电机的不对称运行 6.12 同步发电机的三相突然短路 6.13 磁阻电动机,6.1 同步电机的基本结构和运行状态,1.同步电机的基本结构 2.同步电机的运行状态。