电机学_导论部分.ppt

电 机 学(一) 许 加 柱 湖 南 大 学 目录 第一章 导论 1.1 电机的定义 1.1 电机的定义 1.2 电机的分类及作用 1.2 电机的分类及作用 1.3 世界及我国电机发展简史及趋势 1.3 世界及我国电机发展简史及趋势 1.3 世界及我国电机发展简史及趋势 绿色能源之风力发电 绿色能源之风力发电 变速风力发电机组 变浆控制 双馈感应发电机 偏航系统(见风使舵以使风机实时获取最大风能量) 我国电机发展简史 我国电机发展简史 1949年全国总装机184.83万千瓦，全国仅有为数不多的电机修理厂； 1958年上海电机厂造出世界上第一台双水内冷发电机（汪耕院士）； 1999年中科院电工所（顾国彪院士1958年开始研究）东方电机厂（饶芳权院士）合作用蒸发冷却改装成功李家峡400MW 水轮发电机的4 号发电机； 我国电机发展简史 2003年已达3.9亿千瓦，为1949年的211倍，形成了以上海,哈尔滨及四川东方三大发电设备制造集团为骨干的制造企业群。但人均装机容量不到0.3千瓦，我国年人均用电量仅相当于世界水平的1/3 。 中国水电站 2002年水电装机8455万千瓦，开发率仅为16% ；2010年将达到1.4-1.65亿千瓦，2020年将达到1.97-2.18亿千瓦; 21世纪拟建的水头200米级的大型水电枢纽就有溪落渡，龙滩，小湾，拉西瓦等12座，总容量达4200万千瓦(三峡安装32台70万千瓦水轮发电机组，其中左岸14台，右岸12台，地下6台，另外还有2台5万千瓦的电源机组，总装机容量2250万千瓦，远远超过位居世界第二的巴西伊泰普水电站 )。 三峡发电机转子吊装成功 三峡水电站远景图 1.4 电机中的基本电磁定律 1.4 电机中的基本电磁定律 1.4 电机中的基本电磁定律 1.4 电机中的基本电磁定律 1.4 电机中的基本电磁定律 1.5 电机中的材料 1.5电机中的材料 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.6 铁磁材料的特性 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.7 磁路基本定律及计算方法 1.8 电机中的机电能量转换过程 1.8 电机中的机电能量转换过程 1.8 电机中的机电能量转换过程 1.8 电机中的机电能量转换过程 电机学与其他学科的关系 电能的生产、传输和分配 驱动生产装置和机械 控制系统和智能化装置的重要元件 直线电机 3.涡流与涡流损耗 4.交流铁心损耗 β为频率指数，一般在1.2~1.6之间随硅钢片中的含钢量而异。 直流励磁铁心有没有损耗？ 磁 路 基 本 定 律 欧姆定律 基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第二定律 磁路与电路的主要区别 有磁路饱和 不存在饱和现象 磁势、磁通非线性 电压、电流线性 导磁率变化 电阻率恒定 磁路 电路 铁心磁路计算 是电机分析和设计过程中的一项重要工作 已知磁通确定磁动势 已知磁动势确定磁通 电机和变压器设计属于前一类是我们学习的重点 1.串联磁路计算 将磁路分段，保证每段磁路的均匀性 计算每段磁路的截面积和等效长度 根据给定磁通，确定每段磁路磁密 由磁密确定每段磁路的磁场强度 计算每段磁路的磁压降 由基尔霍夫第二定律计算磁动势 计算实例 已知数据： 1.硅钢片的磁化曲线 2.铁心尺寸： 3.气隙尺寸： 4.线圈匝数：N＝500 5.给定磁通： 计算数据： 1.励磁磁动势F 2.励磁电流I 将磁路分为铁心段和气隙段 铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得： 2.并联磁路计算 将磁路分段，保证每段磁路的均匀性 计算每段磁路的截面积和等效长度 列出节点方程和电压方程求解 确定每段磁路磁密和磁场强度 计算磁动势 计算实例 已知数据： 求：励磁磁动势F2 磁路分段 第二类问题求解：给定磁动势大小，求磁通和磁密 假定一个磁通值，计算出相应得磁动势，迭代完成 假定一个磁通φ’ 计算出磁动势F’ 重新假定φ’ Y N 3.交流磁路的特点 1.交流磁路存在磁滞损耗和涡流损耗 2.交流磁路中电压平衡关系中比直流磁路多了感应电动势 3.交流磁路存在交流磁通，电流的波形和相位问题