14年华北电力大学电机学绪论

NorthChinaElectricPowerUniversity电气与电子工程学院SchoolofElectricalEngineering2019年8月2日2时22分《电机学（1）》教师：华北电力大学电力工程系22019年8月2日2时22分参考书目1李发海等编《电机学》科学出版社2许实章《电机学》机械工业出版社《电机学习题集》机械工业出版社3蒋豪贤编《电机学》华中理工大学出版社4胡虔生《电机学例题与习题教程》中国水利水电出版社5汤蕴璆《电机理论与运行》水利电力出版社32019年8月2日2时22分本课要求1.了解各类电机的基本结构，掌握其工作原理，电磁关系，运行参数及参数意义。2.掌握分析方法，计算技巧及测试方法。3.培养用工程观点分析解决实际问题的能力。42019年8月2日2时22分概论主要内容：1．电机的分类。2．铁磁材料的特性。3．电机中常用的电路和磁路定律52019年8月2日2时22分概论§0-1电机的作用及主要类型一、电机的作用电能的生产、传输、分配、应用离不开电机，电机在电力系统中占有相当重要的地位。电能的生产——输送和分配——电能的应用发电———输配电———用电发电机———变压器———电动机电机：电能↔机械能依据的原理：电磁感应定律、电磁力定律变压器：电能↔电能。电磁感应定律62019年8月2日2时22分72019年8月2日2时22分发电环节——各种发电机国产200MW汽轮发电机82019年8月2日2时22分国产600MW汽轮发电机92019年8月2日2时22分102019年8月2日2时22分112019年8月2日2时22分风力发电☆新能源技术122019年8月2日2时22分波浪发电波浪能电站外景波浪能电站内景132019年8月2日2时22分连接发电机与电网的升压变压器(检修中)连接发电机的封闭母线与电网相连的高压出线端142019年8月2日2时22分配电变压器152019年8月2日2时22分用电环节——各种电动机各行业广泛使用鼠笼异步电动机电动机，作为原动机拖动各类机械设备。应用广泛，在电力系统全部负荷中，所占比例超过60%。162019年8月2日2时22分新型稀土永磁节能电机172019年8月2日2时22分高速异步电机(6000-90000,体积小,精度高)182019年8月2日2时22分192019年8月2日2时22分二、分类202019年8月2日2时22分212019年8月2日2时22分§0－2电机中所用材料及铁磁材料的特性一、电机材料1.导电：要求导电能力好。紫铜线或铝线2.导磁：要求导磁性能较高和铁心损耗较小。硅钢片3.绝缘：要求介电强度高，耐热性能好。A、E、B、F、H、C222019年8月2日2时22分各种绝缘材料的极限允许温度4.冷却:要求热容量和导热能力大。空气、氢气、油、水、蒸发冷却5.结构：要求机械强度好。铸铁、铸钢、钢板CA级E级B级F级H级C级105120130155180180以上232019年8月2日2时22分二、铁磁材料的特性1.磁导率很大070410/Hm真空磁导率0(20006000)Fe铁、钴、镍及其合金的磁导率很大称为：铁磁性材料称为：非铁磁性材料铜、铝、绝缘材料等，其磁导率242019年8月2日2时22分磁畴252019年8月2日2时22分2.磁化曲线B=f(H)为非线性b点称为膝点（正常工作点）c点称为饱和点BHabcB=f(H)μ=f(H)未磁化iIB已磁化262019年8月2日2时22分DW450-50的实际磁化曲线H（A/m）B(T)代号说明：D-电工钢片，W-冷轧无取向，即各个方向磁导率相等，450-50—在50Hz下铁心损耗4.5W/kg,厚度为0.5mm。0200040006000800000.20.40.60.811.21.41.61.8272019年8月2日2时22分3.存在磁滞现象282019年8月2日2时22分4.存在磁滞及涡流损耗交变磁场中（1）磁滞损耗：称为斯坦梅茨系数或磁滞损耗系数，取决于材料的性质。称为斯坦梅茨指数。对于常用硅钢片，W/kghhmPfBh1.0~1.6T2mB时，292019年8月2日2时22分（2）涡流损耗：称为涡流损耗系数22W/kgccmPfBc302019年8月2日2时22分铁耗：1kg硅钢片，铁耗系数或比损耗22nhchmcmhcmPPPfBfBfB1.21.62n2150W/kg50mfPPB1TmB50fHz150P312019年8月2日2时22分§0－3研究电机常用的电磁定律一、电路定律1、KCL：2、KVL：0IUE0U322019年8月2日2时22分3、欧姆定律：阻抗元件Z：纯电阻Z=R电感性Z=R+jX电容性Z=R-jXUIZ332019年8月2日2时22分二、磁路定律1.基尔霍夫磁路第一定律：342019年8月2日2时22分2.全电流定律（安培环路定律）：352019年8月2日2时22分3.基尔霍夫磁路第二定律：作用在闭合磁路上的总磁动势等于各段磁路上的磁压降之和362019年8月2日2时22分4.磁路欧姆定律：欧姆定律：372019年8月2日2时22分三、电磁感应定律（英国人麦克尔.法拉第1831年发现）382019年8月2日2时22分变压器电势1、自感电势：wLiLeLddieLdtdtLLi22()mLLmLwiwRSwLwwiiil392019年8月2日2时22分2.互感电势21122mMwwMi212122Mddewdtdt212211wMi402019年8月2日2时22分运动电势412019年8月2日2时22分四、安培力定律422019年8月2日2时22分五、能量守恒定律电能、机械能、热能、磁场储能热能：1.电阻损耗2.铁耗3.机械损耗4.附加损耗432019年8月2日2时22分本章小结1．电机的分类。2．铁磁材料的特性。（1）磁导率很大；（2）磁化曲线为饱和曲线；（3）存在磁滞现象；（4）存在铁耗：铁耗正比于磁密的平方、频率越大铁耗越大。442019年8月2日2时22分3．电机中常用的电路定律：KCL定律、KVL定律、欧姆定律。4．电机中常用的磁路定律：全定律定律；基尔霍夫磁路第一、第二定律；磁路欧姆定律。5．电磁感应定律；电磁力定律；能量守恒定律。6．自感以及互感的概念。