2025/6/191电机与拖动基础
2025/6/192电机基础知识★1.1电机的分类和应用★1.2常用的基本电磁定律★1.3磁路计算仿真
1.1电机的分类和应用2025/6/19
2025/6/1941.1.1什么是电机在电能的生产、转换、传输、分配、使用与控制等方面，都必须通过能够进行能量(或信号)传递与变换的电磁机械装置，这些电磁机械装置被广义地称为电机。通常所说的电机，是指那些利用电磁感应原理设计制造而成的、用于实现能量(或信号)传递与变换的电磁机械的统称。
2025/6/195按电机的功能来分类，电机可分为：(1)发电机--把机械能转变成电能；(2)电动机--把电能转变成机械能；(3)变压器、变频器、变流机、移相器等，是分别用于改变电压、频率、电流及相位的，即把一种类型的电能转变成另一种类型的电能；(4)控制电机--应用于各类自动控制系统中的控制元件。1.1.1什么是电机
2025/6/196始于19世纪60～70年代的第二次工业技术革命是以电力的广泛应用为显著特点的。从此人类社会由蒸汽机时代步入了电气化时代。1866年，德国工程师西门子制成发电机；1870年比利时人格拉姆发明了电动机;1882年法国学者德普勒发明了远距离送电的方法。同年，美国著名发明家爱迪生创建了美国第一个火力发电站，把输电线结成网络。1.1.2电机及电力拖动的发展概况
2025/6/197根据不同的应用，按照不同的设计和驱动方式电机可做如下基本分类：1.1.3电机的种类与应用图1-1电机种类示意图2025/6/19
2025/6/198电气化、信息化时代，在性能、可靠性及容量等方面，对电机提出了更高的要求。交流变频调速系统及变频电机、大功率无刷直流电机、永磁同步无刷电机等得到了很大发展。电力拖动技术发展至今，它具有许多其他拖动方式无法比拟的优点。它启动、制动、反转和调速的控制简单、方便、快速且效率高；电动机的类型多，且具有各种不同的运行特性来满足各种类型生产机械的要求；整个系统各参数的检测和信号的变换与传送方便，易于实现最优控制。因此，电力拖动已成为国民经济电气自动化的基础。1.1.3电机的种类与应用2025/6/19
2025/6/1991.2常用的基本电磁定律
2025/6/19101.2.1电路定律1）欧姆定律流过电阻R的电流I的大小与加于电阻两端的电压U成正比，与电阻R的大小成反比。对直流电路的公式为对于正弦交流电路，电阻R改为阻抗Z，电压与电流以复数有效值表示，公式为
2025/6/19111.2.1电路定律如设流进节点的电流为正，则流出节点的电流为负。或对于正弦交流电路，公式为2）基尔霍夫第一定律（电流定律）对电路中任意一个节点，电流的代数和等于零。对于直流电路的公式为
2025/6/19121.2.1电路定律式中各个电压和电动势，凡是正方向与所取回路巡行方向相同者为正，相反者为负。或对于正弦交流电路，公式为3）基尔霍夫第二定律（电压定律）对于电路中的任一闭合回路，所有电压降的代数和等于所有电动势的代数和，对于直流电路，公式为
2025/6/19131．电流磁效应凡是电流均会在其周围产生磁场，叫电流的磁效应，即所谓“电生磁”。1.2.2全电流定律
2025/6/19142．磁路的几个基本物理量（1）磁感应强度Ｂ磁场中任意一点的磁感应强度B的方向，即过该点磁力线的切线方向，磁感应前度B的大小为通过该点与B垂直的单位面积上的磁力线的数目。磁感应强度B的单位为T，工程上常沿用Gs为单位，其换算关系为1T=104Gs1.2.2全电流定律
2025/6/19151.2.2全电流定律磁通的单位为Wb，有时沿用Mx为单位，其换算关系为1Wb=108Mx磁场均匀且与截面垂直时，上式可简化为（2）磁感应通量穿过某一截面Ｓ的磁感应强度Ｂ的通量，即穿过某截面Ｓ的磁力线的数目，故称为磁感应通量，简称磁通。
2025/6/19161.2.2全电流定律为此，磁感应强度B又称为磁通密度。其单位与磁通和面积的单位相对应，即1T=1Wb/m21Gs=1Wb/cm2由上式可知，磁场均匀，且磁场与截面垂直时