电机与拖动课程
1 绪论1.1 引言1.2 电机主要类型1.3 电机中铁磁材料的特性1.4 电机理论中常用的基本电磁定律
电力拖动:电动机带动生产机械按给定规律运动来完成生产任务。
电力拖动系统:除了电动机与生产机械械负载外,还有传动机构作为两者的连接,以及控制电机的电气控制设备和电源。如下图1所示。对于自动化与电气专业需要学习的知识系统如下图2,本门课程属于电机拖动部分。
电机发展过程:电磁感应定律的发现->直流电机发展->单相交流电的应用->三相交流电的应用->控制电机
电机是电能生产(发电机),传输(升压变压器电机即电机一种),分配(降压变压器即电机一种)的主要设备。电机也是生产机械的的动力设备。电机是自动控制系统中的重要原件。
变压器(静止电机):电磁感应原理制成的设备,由绕在共同铁芯上的两个线圈,通过交变的磁通相互联系着,把一种电压交流电转换成同频率的另一种交流电。
本课程学习各种电机的基本结构,工作原理和特性以及他们的控制系统
电机里用到材料:导电材料,导磁(铁磁)材料,绝缘材料,结构材料。
铁磁材料:良好导电性,高导磁能力与磁化曲线非线性。空气的导磁能力是4π*10-6,铁磁材料的导磁系数是其几千倍。非铁磁材料其实导磁率与空气差不多。
导磁系数:不同材料不同导磁系数,铁磁材料系数高原因是在于其内部存在很多极小的强烈磁化了的自发磁化区域,相当于一块块小磁铁,称为磁畴。经过外磁场磁化以后,产生了方向一致的附加磁场。
铁磁材料的磁化曲线:磁通密度B(附加磁场磁感应强度)与磁场强度H(外磁场)之间的关系曲线,称为B-H曲线,是磁性材料的基本特征,称为磁化曲线。
导磁系数μ:不是常数,由B/H决定,先增大后减小趋势,其中μ变小现象称为磁饱和。因此充分利用铁磁材料一般固定在b点(膝点)附近。导磁系数最大。
磁滞现象和磁滞损耗:不同材料有不同磁滞回线,铁磁材料在外界交变磁场作用下,磁畴会相互摩擦消耗能量,从而引起损耗称为磁滞损耗。
铁磁材料的磁滞回线:对铁磁材料反复磁化一个循环时候得到的闭合曲线。剩磁Br即没有外界磁场,铁磁材料本身也有磁场强度。
铁磁材料涡流损耗:当铁芯中磁通发生交变时候,在铁芯内也会感应电动势并产生感应电流,由于电流在铁芯内流动呈现涡流,因此称为涡流损耗。所以当铁芯中的磁通交变会产生磁滞损耗与涡流损耗。合起来称为铁耗。
磁路中常用的物理量:
磁路中常用的基本定律
全电流定律:
磁路欧姆定律:
电磁感应定律:磁产生电的定律,那么如何判断其产生的电动势大小(根据电流方向判断,电流方向又根据楞次定律与右手螺旋判断);
交变的电流产生交变的磁场,交变的磁场产生感应电动势,利用电磁感应定律或者楞次定律判断感应电流电动势方向。感应电动势就是直流电机中也实际存在,因为换向器是交变的。
两种感应电动势:其中电机电枢切割磁感线产生运动电动势。
电磁力定律:
总结: