华北电力大学电机学课件全

华北电力大学电机学课件全CONTENTS•电机学概述•电机的基本原理目录•直流电机•交流电机•控制电机•电机学实验与实践CHAPTER01电机学概述电机学的基本概念电机学是研究电机的原理、设计和应用的学科，1主要涉及电机的运行特性、电磁场、热力学等方面的知识电机的种类繁多，包括直流电机、交流电机、步2进电机、伺服电机等，每种电机都有其独特的工作原理和应用领域电机学的基本概念包括磁场、电流、电磁力等，3这些概念是理解电机工作原理的基础电机学的应用领域电机学的应用领域非常广在交通运输中，电机学主泛，包括电力工业、交通要用于铁路、地铁、城市运输、制造业、航空航天公交等轨道交通的牵引和等驱动A BC D在电力工业中，电机学主在制造业中，电机学主要要用于发电、输电和配电用于生产机械的驱动和控过程中的电机设计和运行制电机学的发展历程01电机学的发展历程可以追溯到19世纪初，随着工业革命的兴起，电机的发明和应用逐渐普及02在20世纪初，随着交流电机的出现和电力系统的建立，电机学得到了迅速发展03近年来，随着新能源和智能制造等领域的发展，电机学也在不断创新和进步CHAPTER02电机的基本原理电机的工作原理01电机的基本工作原理基于电磁感应定律和磁场原理，通过磁场和电流相互作用产生转矩和旋转运动02电机的旋转运动是通过在电机的定子和转子之间产生旋转磁场实现的，旋转磁场与转子导体相互作用产生转矩，驱动转子旋转电机的分类与特点直流电机交流电机伺服电机具有换向器和电刷，能够实现直分为异步电机和同步电机，异步具有快速响应、高精度和高动态流电流的输入和输出，具有较好电机结构简单、运行可靠、维护性能的特点，适用于需要精确控的调速性能和启动性能，但维护方便，同步电机具有较高的功率制位置和速度的场合较复杂因数和效率，适用于需要精确控制速度的场合电机的性能参数电压转速电机输入的额定电压值电机在额定工作条件下旋转的转速额定功率电流效率电机在额定工作条件下输出的电机输入的额定电流值电机输出功率与输入功率的比机械功率值，反映电机的能量转换效率CHAPTER03直流电机直流电机的基本结构010203直流电机的基本结构包括定子和转子直流电机的机座是电机的外壳，用于转子是电机中实现旋转运动的部件，两部分定子包括机座、主磁极和换支撑和固定主磁极和换向器主磁极由电枢铁心、电枢绕组和转轴组成向器等部件，而转子则包括电枢铁心、是产生磁场的主要部件，通常由永久电枢铁心是放置电枢绕组的导磁部件，电枢绕组和转轴等部件磁铁或励磁绕组组成换向器是实现通常由硅钢片叠成电枢绕组是实现电流换向的关键部件，由多个换向片电能与机械能转换的关键部件，由线组成，通过电刷与电枢绕组连接圈绕制而成，放置在电枢铁心上转轴通过轴承与电机外壳连接，将旋转运动传递到负载上直流电机的工作原理直流电机的工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律当直流电流通过电枢绕组时，产生磁场，该磁场与主磁极产生的磁场相互作用，产生转矩，驱动转子旋转直流电机有励磁和电枢两个绕组励磁绕组通过励磁电流产生磁场，而电枢绕组通过电枢电流产生感应电动势和电流当电枢电流与励磁电流相互作用时，产生电磁转矩，驱动转子旋转在换向器的作用下，电枢电流不断改变方向，使得直流电机能够连续旋转换向器由多个换向片组成，通过电刷与电枢绕组连接当转子旋转时，换向片也随之旋转，使得电刷不断地接触不同的换向片，从而实现电流方向的改变直流电机的应用直流电机在许多领域都有广泛的在电力机车和城市轨道交通中，此外，直流电机还在许多工业自应用，如电力机车、城市轨道交直流电机作为牵引电动机使用，动化设备和家用电器中得到应用，通、船舶、风力发电、电动汽车为列车提供动力在船舶中，直如轧钢机、塑料机械、电梯、空等流电机用于推进系统和辅助设备调等在风力发电中，直流电机用于驱动发电机和齿轮箱在电动汽车中，直流电机作为驱动电动机使用，为车辆提供动力CHAPTER04交流电机交流电机的基本结构交流电机的基本组成转子绕组的连接方式包括定子和转子两部分，定子由铁芯根据转子绕组的连接方式，交流电机和绕组组成，转子由铁芯和转子绕组可分为鼠笼式和绕线式组成定子绕组的排列方式根据绕组排列方式的不同，交流电机可分为单相电机和三相电机交流电机的工作原理交流电机的旋转原理当三相交流电通入定子绕组后，会产生旋转磁场，旋转磁场与转子磁场相互作用，使转子转动交流电机的调速原理通过改变输入交流电的频率或电压，可以调节旋转磁场的转速，从而实现对交流电机的调速交流电机的启动方式根据启动方式的不同，交流电机可分为直接启动和降压启动交流电机的应用工业领域的应用01交流电机广泛应用于工业领域的各种机械设备中，如泵、风机、压缩机、机床等电力系统的应用02在电力系统中，交流电机被用于发电、输电、配电和用电等各个环节中家用电器领域的应用03交流电机也广泛应用于家用电器中，如空调、冰箱、洗衣机等CHAPTER05控制电机控制电机的分类与特点直流伺服电动机力矩电动机具有结构简单、控制性能好、具有输出力矩大、响应速度快、价格低廉等优点，广泛应用于调速范围广等优点，适用于需各种需要快速响应的控制系统要大负载、高精度的控制系统中交流伺服电动机步进电动机具有调速范围广、运行稳定、具有控制精度高、运行稳定、可靠性高等优点，适用于高精易于控制等优点，适用于需要度、高动态性能的控制系统快速定位、高精度的控制系统控制电机的工作原理直流伺服电动机交流伺服电动机通过改变电枢电压或励磁电流来控制通过改变输入的交流电压或频率来控电动机的转速和转向，从而实现控制制电动机的转速和转向，从而实现控电机的调速和定位制电机的调速和定位力矩电动机步进电动机通过改变输入的电流或电压来控制电通过控制脉冲的数量和频率来控制电动机的力矩和转速，从而实现控制电动机的步数和转速，从而实现控制电机的调速和定位机的定位和调速控制电机的应用机器人力矩电动机和步进电动机广泛应用数控机床于机器人中，用于实现机器人的关节驱动和控制直流伺服电动机和交流伺服电动机广泛应用于数控机床中，用于实现高精度加工和高动态性能的切削运动自动化生产线控制电机广泛应用于自动化生产线中，用于实现生产线的自动化和智能化CHAPTER06电机学实验与实践电机学实验的目的与要求目的通过实验，加深学生对电机学理论知识的理解，培养其实际操作能力和解决问题的能力要求学生需按照实验指导书的要求，独立完成实验操作，并撰写实验报告实验设备与器材直流电机、交流电机、变压器、电动机控制装置等电源、测速装置、测温装置、测量仪表等实验器材清单学生需根据实验内容，提前向实验室管理员申请所需的实验器材实验步骤与操作方法实验前准备学生需认真阅读实验指导书，了解实验目的、要求和操作步骤同时，检查实验设备和器材是否齐全、完好实验操作按照实验指导书的步骤，逐步进行实验操作在实验过程中，学生需注意安全，遵守实验室规章制度数据处理实验结束后，学生需对实验数据进行处理和分析，并撰写实验报告在报告中，需对实验结果进行讨论和总结，并提出改进意见和建议THANKS[感谢观看]。