NO.215電機與拖動基礎(chǔ)電機與拖動基礎(chǔ)電機與拖動基礎(chǔ)電力能源三大基本的物理學要素電 電壓、電流、電阻、電感、電容、電動勢磁 磁場、磁場強度、磁感應(yīng)強度、磁通勢、磁通量、磁阻力 電磁力、電磁轉(zhuǎn)矩常用的物理概念和定律磁感應(yīng)強度（磁通密度）BB FqvT=104高斯

[N/A-m] T-特斯拉μI BdB

r3NNq FvSSI- +磁場強度H

線圈匝數(shù)；L-線圈長度；I-u鐵：μr 硅鋼2N/A7μ0 10HBμ

, μ μ0μrμ-磁導(dǎo)率；μ0-真空磁導(dǎo)率[N/A2]（4π×10-7）；μr-相對磁導(dǎo)率；H-單位是A/m；H與磁介質(zhì)無關(guān)，而B與磁介質(zhì)有關(guān)磁通量Φ [Wb] 韋伯S對于均勻磁場：SB φ B

BSφ[Wb/m2]S磁飽和現(xiàn)象鐵磁材料的特點：（1）磁導(dǎo)率隨著外加磁場的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，存在磁飽和現(xiàn)象。（2）渦流現(xiàn)象，在鐵磁物質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生能量損耗，即鐵耗。鐵磁材料的磁滯和剩磁現(xiàn)象鐵磁材料中磁感應(yīng)強度B的變化落后于外磁場H的變化稱為磁滯現(xiàn)象，從而在鐵磁材料中產(chǎn)生了剩磁。飽和磁滯回線與換向磁化曲線上的各有關(guān)磁學量鐵磁材料的磁化特性安培環(huán)路定律（全電流定律）Hdll

InHklkn1

IWIW-磁通勢（全電流數(shù)），安匝I-電流W-線圈匝數(shù)消耗在任一閉合的磁回路上的磁通勢等于其包圍的全電流數(shù)。載流導(dǎo)體在磁場中的安培力B在均勻磁場中：f IlB電磁感應(yīng)定律1切割磁力線產(chǎn)生電動勢：e=Blve的方向由右手定則確定電磁感應(yīng)定律2磁通感應(yīng)電動勢：dtdtewdφ感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的電流總是試圖要阻止磁通的變化正弦波的特征量ImImtIm ： 電流幅值（最大值）

： 角頻率（弧度/秒）： 初相角有效值概念有效值電量必須大寫如：U、I2i 2i 0T1TI當 時，可得I I ItT描述變化周期的幾種方法：周期T：變化一周所需的時間 單位：秒，毫秒..頻率f：每秒變化的次數(shù) 單位：赫茲，千赫茲...角頻率ω：每秒變化的弧度 單位：弧度/秒f f 1T12π2中國 50Hz美國、日本 60Hz正弦波的相量表示法概念：一個正弦量的瞬時值可以用一個旋轉(zhuǎn)的有向線段在縱軸上的投影值來表示。ωωUmt矢量長度 = Um矢量與橫軸夾角= 初相位φ矢量以角速度ω按逆時針方向旋轉(zhuǎn)相量的書寫方式描述正弦量的有向線段稱為相量(phasor)。mm在實際應(yīng)用中，幅度更多采用有效值，則用符號：正弦波的相量表示法舉例例1：將u1、u2用相量表示。u2 t12U2t2幅度：相量大小設(shè)：

U2 U1

2 1落后于1領(lǐng)先2落后1？例2：同頻率正弦波相加--平行四邊形法則u2

sin

t相量的復(fù)數(shù)表示將復(fù)數(shù) 放到復(fù)平面上，可如下表示：aaa2U b U +1aajbUosjUnbUa小結(jié)：正弦波的四種表示法波形圖i Im tT瞬時值uUmt相量圖復(fù)數(shù)符號法ajbUejU正弦交流電iu純電阻負載 RuuUmSntu iiISnω

0 UIUmIm RUmωtuC純電容負載 iuCmiIm

900IUmI Um1

m u iUΔ

0ωtiu純電感負載 LuuiωtUIuUSnuiωtUImiIm

-900UIm mUΔ900UΔIUΔIiuiImSnωt- RuuiωtUIm m uiωtUωLΔ900電阻&電容負載IΔUuUSnIΔUi

mSnt

Im ωCUmΔ900三相交流電路：三種電壓初相位各差120 。uuAuBuCt三相交流電：三種電壓初相位各差120uuuuAuBuCωtuuA Um costcostuB UuC Umt120 )120 )t))mU

Um=?值

380V電力拖動系統(tǒng)動力學穩(wěn)定運行基本條件電力拖動系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)矩特性：生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。Tf=f(nf)1、恒轉(zhuǎn)矩負載2、風機、離心泵類負載 3、恒功率負載?動力機的機械特性固有機械特性：動力機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。n=1、直流電動機 2、交流電動機電力拖動穩(wěn)定運行的條件dndnTdndnTTFdT電動機的機械特性呈下降趨勢轉(zhuǎn)動方程式

對于回轉(zhuǎn)體：TT dT

GD2 dndtGD2 稱飛輪矩T-TF 為動轉(zhuǎn)矩T-TF=0，系統(tǒng)穩(wěn)定運行T-TF>0，系統(tǒng)加速過渡過程T-TF<0，系統(tǒng)減速過渡過程能量平衡方程式dGdt*?ae**??? (TpG <0)

d$ (1/2J)多軸系統(tǒng)的簡化GDp2J22GDp2J22多軸系統(tǒng)的簡化轉(zhuǎn)動工作機構(gòu)1、轉(zhuǎn)矩的折算（折算前后的功率不變：TfΩf=TFΩ

ΩfΩ

jj Ω nΩf nfj

轉(zhuǎn)動工作機構(gòu)考慮傳動效率時的轉(zhuǎn)矩的折算 fjη

j

11(

1)jj(1j T

1)工作機構(gòu)回轉(zhuǎn)運動時2、飛輪矩的折算（折算前后的動能不變：

1 2JF1

1 2Ji1 cc22 b 2a FD2一般情況下，傳動系統(tǒng)多為減速運行，ji>1,則可以采用下式來估算：δ 2Fδ例題：2-1已已知：GD2 14.5Nm2,GD2 18.8Nm2,GD2 Nan2450r/min,bTf 85Nm810r/min,fnf 150r/min解：j1

2450810

j2

j

j2

2450150

aaFfGD2GD2GD2 GD2bTfjFT 工作機構(gòu)平移運動時1、折算轉(zhuǎn)矩：

9.55FvvFGfvFGfTFMn