1電機(jī)介紹2課程說明3本課程常用的物理概念和定律0/49緒論1.電機(jī)介紹（1）電能電能是現(xiàn)代常用的一種能源。電能應(yīng)用廣泛，自從電能出現(xiàn)以后，由于電能在變換、傳輸、分配、使用和控制等都比較方便，而且易于大量生產(chǎn)，集中管理，遠(yuǎn)距離傳輸和實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，因此電能在現(xiàn)代社會中，取代了其他控制方法，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。1/49葛洲壩水利樞紐工程寶鋼電廠2/49引進(jìn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)國產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)3/49現(xiàn)場運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)4/49風(fēng)力發(fā)電波浪發(fā)電波浪能電站外景

波浪能電站內(nèi)景

5/49連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的封閉母線與電網(wǎng)相連的高壓出線端6/49

至今保留在美國麻省理工學(xué)院的由愛迪生發(fā)明的一種直流電動機(jī)各行業(yè)廣泛使用電動機(jī)7/49簡單的電力系統(tǒng)示意圖8/499/49是以電磁感應(yīng)和電磁力定律為基本工作原理進(jìn)行電能的傳遞電機(jī)或機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械（2）電機(jī)電能的生產(chǎn)、變換、傳輸、分配、使用和控制等電動機(jī)：電能機(jī)械能發(fā)電機(jī)：機(jī)械能電能變壓器：U1交流電能U2交流電能10/49電機(jī)圖11/49電機(jī)圖12/49（3）電機(jī)的分類13/49電機(jī)變壓器直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動機(jī)交流電機(jī)控制電機(jī)同步電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動機(jī)異步電機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步電動機(jī)綜合以上分類方法，可歸納如下：14/49變壓器發(fā)電機(jī)交流電動機(jī)15/49（4）電機(jī)的應(yīng)用1）電力系統(tǒng)原動機(jī)發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器用戶16/492）一般工業(yè)軋鋼機(jī)電解鋁數(shù)控機(jī)床冶金工業(yè)17/493）交通運(yùn)輸18/494）家用電器19/49（5）新型電力傳動現(xiàn)代控制技術(shù)的使用，使電機(jī)具有更良好的特性電機(jī)已成為各種機(jī)電系統(tǒng)中一種極為重要的元件電力電子學(xué)、計算機(jī)、電機(jī)學(xué)和控制論結(jié)合而發(fā)展成的新學(xué)科20/49同步發(fā)電機(jī)定子各種微電機(jī)（6）電機(jī)的發(fā)展方向21/492課程說明（1）課程性質(zhì)、任務(wù)

本課程是工業(yè)電氣自動化和電氣技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。

本課程的任務(wù)是讓學(xué)生掌握電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及拖動系統(tǒng)的運(yùn)行性能、分析計算、電機(jī)選擇及試驗方法，培養(yǎng)在電機(jī)及電力拖動方面分析和解決問題的能力，為今后學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。

22/49電路分析電子技術(shù)基礎(chǔ)大學(xué)物理電機(jī)與應(yīng)用運(yùn)動控制系統(tǒng)（2）和其他課程的關(guān)系23/49（3）本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法

本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，同時又具有專業(yè)課的性質(zhì)，涉及的基礎(chǔ)理論和實際知識面廣，是電磁學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)等學(xué)科知識的綜合。必須結(jié)合電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，采用工程觀點(diǎn)和分析方法。掌握基本理論的同時，還要注意培養(yǎng)實驗操作技能和計算方法。學(xué)好本門課程，必須做到以下幾點(diǎn)：1）抓主要矛盾，有條件地略去一些次要因素；2）抓住重點(diǎn)，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；3）要有良好的學(xué)習(xí)方法，運(yùn)用對比或比較的方法，分析電機(jī)的共性和特點(diǎn)，加深對原理和性能的理解；4）理論聯(lián)系實際，重視科學(xué)實驗和工程實踐；5）充分預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。24/49教材：葉國平.電機(jī)與應(yīng)用.學(xué)期總課時：64學(xué)時課堂教學(xué)：36學(xué)時實驗課：10學(xué)時參考書：各種“電機(jī)與拖動”、“電機(jī)原理”方面的書籍。

（4）課程內(nèi)容與安排

本課程的內(nèi)容有直流電機(jī)、直流電動機(jī)的電力拖動、變壓器、三相異步電動機(jī)、三相異步電動機(jī)的電力拖動、微控電機(jī)等部分25/49葉國平主編.《電機(jī)與應(yīng)用》電子工業(yè)出版社李發(fā)海主編.《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》清華大學(xué)出版社顧繩谷主編.《電機(jī)及拖動基礎(chǔ)》（第2版）（上、下冊）機(jī)械工業(yè)出版社26/49（5）考核方式期末考試：70%實驗：10%平時（出勤、紀(jì)律、作業(yè)等）：20%27/493本課程常用的物理概念和定律磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁通密度)B磁通量(或磁通)磁場強(qiáng)度H安培環(huán)路定律鐵磁材料的磁化特性簡單磁路的計算方法載流導(dǎo)體在磁場中的安培力電磁感應(yīng)定律28/4929/49磁場是由電流產(chǎn)生的。描述磁場強(qiáng)弱及方向的物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁力線是無頭無尾的閉合曲線。磁感應(yīng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的電流之間的關(guān)系用畢奧-薩伐爾定律描述，磁力線的方向與電流的方向滿足右手螺旋關(guān)系。30/49(1)磁感應(yīng)線的回轉(zhuǎn)方向和電流方向之間的關(guān)系遵守右手螺旋法則(2)磁場中的磁感應(yīng)線不相交，每點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向確定唯一(3)載流導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)線都是圍繞電流的閉合曲線磁力線31/49在均勻磁場中，如果截面與垂直，則上式變?yōu)榛蛟谥浦械膯挝幻Q為韋[伯]，；B的單位名稱為特[斯拉]，。32/49式中，是導(dǎo)磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率。真空中磁導(dǎo)率為。鐵磁材料的。在制中的單位名稱安[培]/米，。33/49式中，為該磁路所包圍的全電流，因此，這個定律也叫全電流定律。簡化辦法：

上式也可以理解為，消耗在任一閉合磁回路上的磁通勢，等于該磁路所鏈著的全部電流。i3

H

dl

i2

i1l34/49磁化特性曲線

磁滯回線較窄的鐵磁材料屬于軟磁材料，如硅鋼片、鐵鎳合金、鑄鋼等。這些材料磁導(dǎo)率較高，回線包圍面積小，磁滯損耗小，多用于做電機(jī)、變壓器的鐵心。硬磁材料，如鎢鋼、鈷鋼等，磁滯回線較寬，主要用做永久磁鐵。35/49如圖，根據(jù)安培環(huán)路定律

帶氣隙的鐵心磁路

當(dāng)氣隙長度δ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兩側(cè)的鐵心截面的邊長時，鐵心和氣隙中為均勻磁場，則其中

F=NI：磁路的磁動勢

Hl：鐵心上的磁壓降

Hδδ：氣隙上的磁壓降36/49在均勻磁場中，若載流直導(dǎo)體與方向垂直，長度為，流過的電流為，則載流導(dǎo)體所受的力為37/49

在電機(jī)學(xué)中，習(xí)慣上用左手定則確定的方向，即把左手伸開，大拇指與其他四指成900，如圖所示，如果磁力線指向手心，其他四指指向?qū)w中電流的方向，則大拇指的指向就是導(dǎo)體受力的方向。38/49變化的磁場會產(chǎn)生電場，使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在電機(jī)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象主要表現(xiàn)在兩個方面1、切割電動勢39/49右手定則

在電機(jī)學(xué)