第二章 变压器运行.ppt

§1.1 概述 2.电机的分类 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 §1.1 概述 应用于医疗、办公设备与家用电器 §1.2 电机发展简史 一、电机发展历程 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 §1.2 电机发展简史 二、电机研究现状 大容量、超高速 大功率、超低速 智能材料 多功能集成电机系统 §1.2 电机发展简史 三、电机的发展趋势 超导技术，单机容量不断提高； 新型、特种电机：绿色电机 、智能化电机。采用新原理、新结构、新材料、新工艺的新型、特种电机发展最活跃。 计算机技术和电力电子技术广泛深入地应用于电机领域：电机的计算机集成制造系统（CIMS-EM）。与电力电子装置和单片微型计算机相结合—— 一体化智能电机 电磁式电机 —— 电子电机 融合计算机技术和电力电子技术最新成就，实现电机 从分析、设计、制造、运行到控制、维护、管理全方位最优化、自动化和智能化。 §1.3 基础知识—基本知识 电学、磁学和动力学原理的综合运用 直流和交流电路分析原理 磁路定律 电磁关系 电、磁和力的关系 力学定律 §1.3 基础知识—电路定律 交、直流电路分析 欧姆定律： U = I · R 基尔霍夫定律 　　　 ∑ii=0 ∑ui=0 §1.3 基础知识—电路定律 列回路方程时，首先规定正方向，然后选定某一方向环绕回路，凡正方向与环绕方向一致时取正号，反之取负号（一般取电动势与电流的方向一致）。如图可得电路方程式： e = iR-u 即 u = iR-(-Ldi/dt) §1.3 基础知识—磁路概念 采用磁力线（感应线）来描述磁场的空间分布，是一闭合线。 (a)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则。 (b)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一。 (c)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线。 §1.3 基础知识—电、磁和力的关系 右手定则： 导体在磁场中运动产生电势。 解：画出图1-13b所示模拟电路图。由于两条并联磁路是对称的，故只需计算其中一个磁回路即可。 根据磁路基尔霍夫第一定律，得 根据磁路基尔霍夫第二定律， 由图1-13a可知中间铁芯段的磁路长度 左、右两边铁芯段的磁路长度均为 （1）气隙磁位降 （2）中间铁芯段的磁位降 考虑到气隙磁场的边缘效应，在计算气隙的有效面积时，通常在长、宽方向各增加δ值，则气隙段的磁通量为 中间铁芯段的磁通密度为 从DR530的磁化曲线查得，与B3对应的H3＝19.5×102A/m，则中间铁芯段的磁位降为 （3）左、右两边铁芯的磁位降 2、直流电机的空载磁路和磁化曲线 定义：直流电机的空载磁场是指励磁绕组内通有直流励磁电流时，由励磁磁动势单独激励的磁场。 附空载磁场分布图1-14a。 空载磁路计算各部分的磁路长度图1-14b。 直流电机的磁化曲线 曲线示意图1-15。 电机的磁化曲线体现了电机磁路的非线性，这种非线性使电机运行特性的数学表达复杂化。工程分析中，常用线性分析加上适当修正的办法来考虑非线性的影响。 四、交流磁路的特点 1）交流磁路中，激磁电流是交流，因此磁路中的磁动势及其所激励的磁通均随时间而交变，但每一瞬时仍和直流磁路一样，遵循磁路的基本定律。 2）就瞬时值而言，通常情况下，可以使用相同的基本磁化曲线。 3）磁通量和磁通密度均用交流的幅值表示，磁动势和磁场强度则用有效值表示。 交变磁通的两个效应: (1)磁通量随时间交变，必然会在激磁线圈内产生感应电动势； (2)磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形的畸变。 §1.6 电机的机电能量转换过程 ±机械能＝ ±电能＋热能损耗 　　　　　 ＋磁场储能增量　　　　　 注： 发电机取“＋”，电动机取“－” 热能损耗有三种：电阻损耗pCu 铁芯损耗pFe 各类机械摩擦损耗pmec 图1-14 直流电机的空载磁场和磁路a)空载磁场分布 b)空载磁路 法拉第与最早的发电机——法拉第盘 皮克西发明的直流发电机 雅可比发明的世界上第一台电动机模型