电机与电力拖动基础

北京工商大学信息工程学院电机与电力拖动基础北京工商大学信息工程学院1.1电机技术的发展概述1.2本课程的性质及内容安排1.3本课程常用物理概念和定律第1章绪论北京工商大学信息工程学院1.1电机技术的发展概述一、二十世纪初前的电机发展史二、现代社会应用的主要能量形式--电能三、机电能量转换装置--电机四、工业时代的宠儿--电机工业五、新型电力传动--一门新的交叉学科六、拖动技术的演变七、电力传动自动化控制系统北京工商大学信息工程学院一、二十世纪初前的电机发展史时间事件1820H.C.Oerstead：发现「电流的磁作用」：成为电磁学学科的奠基A.M.Ampere：「安培定理」即「右螺旋定则」J.B.Biot,F.Savart：「毕奧‧沙瓦尔定律」1824D.F.J.Arago发现感应电动机的原理1826G.S.Ohm：「欧姆定律」1831M.Faraday：发现电磁感应现象1845W.Weber,F.E.Neumann：电磁感应理论1849G.R.Kirchhoff：「克希荷夫定律」北京工商大学信息工程学院一、二十世纪初前的电机发展史时间事件1872鼓形绕线的西门子型交流发电机1881Edison：大型直流发电机1902美国的平均发电机容量100kW1920GE,WH,AEG公司完成双槽鼠笼型转子北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能水电站北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能石洞口电厂北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能宝钢电厂北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能葛洲坝水利枢纽工程北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能吉林丰满发电厂北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能吉林丰满发电厂发电机组及控制柜北京工商大学信息工程学院二、现代社会应用的主要能量形式--电能吉林丰满发电厂发电机组及控制柜北京工商大学信息工程学院三、机电能量转换装置--电机电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制等，都必须利用“电机”这种进行能量转换或信号变换的机电装置。发电机：电能生产设备，把机械能转换为电能；电动机：将电能转换为机械能，拖动生产机械运转——电力拖动。北京工商大学信息工程学院低压电动机交流异步电动机三、机电能量转换装置--电机北京工商大学信息工程学院发电机三、机电能量转换装置--电机北京工商大学信息工程学院四、工业时代的宠儿--电机工业电机是随着生产力的发展而产生和发展的，而电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。新中国成立以来，我国电机制造工业发生了巨大的变化。电在传输过程中离不开变压器北京工商大学信息工程学院配电系统四、工业时代的宠儿--电机工业北京工商大学信息工程学院五、新型电力传动--一门新的交叉学科(1)现代控制技术的使用，使电机具有更良好的特性。(2)电机已成为各种机电系统中一种极为重要的元件。(3)电力电子学、计算机、电机学和控制论结合而发展成的新学科。北京工商大学信息工程学院调速装置五、新型电力传动--一门新的交叉学科北京工商大学信息工程学院五、新型电力传动--一门新的交叉学科北京工商大学信息工程学院六、拖动技术的演变(1)成组拖动(2)单电动机拖动系统(3)多电动机拖动系统采用电气控制线路及装置，继电器--接触器自动控制系统实现各电动机间的转速关系保持恒定电动机间互相联锁,维持某一参数在允许范围内。北京工商大学信息工程学院七、电力传动自动化控制系统(1)采用计算机控制的生产过程自动化系统；(2)提高加工精度与工作速度；(3)快速启动、制动以及逆转；(4)实现在很宽范围内调速及整个生产过程自动化等。北京工商大学信息工程学院针织圆机纺纱机七、电力传动自动化控制系统北京工商大学信息工程学院七、电力传动自动化控制系统印染机械北京工商大学信息工程学院七、电力传动自动化控制系统冲压机械北京工商大学信息工程学院钢厂七、电力传动自动化控制系统北京工商大学信息工程学院1.2本课程的性质及内容安排一、课程性质二、课程学习任务三、课程主要作业内容四、实践能力培养要求五、主要参考书目六、考核方式北京工商大学信息工程学院一、课程性质本课程是自动化、电气工程及自动化等非电机类专业的专业技术基础课。《电机与电力拖动基础》是把“电机学”和“电力拖动基础”两门课程有机结合为一门课程。先修课程：高等数学、物理、电路等后续课程：运动控制系统、电气控制与PLC、计算机控制技术、自动控制系统等北京工商大学信息工程学院一、课程性质北京工商大学信息工程学院1、掌握常用交直流电机及变压器的基本理论；2、掌握分析电动机机械特性及各种运转状态的基本理论；3、掌握电力拖动系统中电动机各种调速方法的基本原理；4、掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能，并具有熟练的运算能力；5、了解电机与电力传动技术今后的发展方向。二、课程学习任务北京工商大学信息工程学院(1)他励直流电动机运行原理和工作特性的计算；(2)变压器运行原理和运行特性的计算；(3)异步电动机运行原理和工作特性的计算；(4)他励直流电动机机械特性的分析与计算；(5)异步电动机机械特性的分析与计算；(6)其它电机与电力拖动的基础知识。三、课程主要作业内容北京工商大学信息工程学院直流电动机运行他励直流电动机工作特性的测定直流发电机实验单相变压器实验三相变压器极性和联结组的测定三相异步电动机实验他励直流电动机在各种运转状态下机械特性的测定四、实践能力培养要求北京工商大学信息工程学院教材：李发海等.电机与拖动基础（第3版）清华大学出版社，2005参考书：顾绳谷等.电机及拖动基础.北京：机械工业出版社，1980冯畹芝,陈维治,郭兴朴编著.电机与拖动基础.北京:机械工业出版社，1986李发海等.电机学（上、下册）.北京：科学出版社,1982陈伯时等.电机与拖动（上）.中央广播电视大学出版社，1983邱阿瑞编著.电机与电力拖动基础.北京：清华大学出版社，2003孙旭东，冯大钧编著.电机学习题与题解.北京：科学出版社，2001.6唐介主编.电机与拖动学习辅导与习题全解.北京：高等教育出版社，2004.12黄立培主编.电动机控制.北京：清华大学出版社，2003五、主要参考书目北京工商大学信息工程学院平时：10%作业：10%实验：10%闭卷考试：70%六、考核方式北京工商大学信息工程学院1.3本课程常用物理概念和定律一、磁感应强度（或磁通密度）B二、磁感应通量三、磁场强度四、安培环路定律五、铁磁材料的磁化特性六、简单磁路的计算方法七、导体在磁场中的安培力八、电磁感应定律北京工商大学信息工程学院图1-18电流磁场中的磁力线磁场由电流产生；强弱用磁感应强度描述B；描述的形式是磁力线（如图1-18），是无头无尾的闭合曲线一、磁感应强度（或磁通密度）B北京工商大学信息工程学院一、磁感应强度（或磁通密度）B图1-19磁力线与电流的右手螺旋关系毕奥-萨伐尔定律：磁感应强度B与产生它的电流之间的描述——右手螺旋定则北京工商大学信息工程学院图1-20均匀磁场中的磁通磁通：穿过截面S的磁力线根数.二、磁感应通量北京工商大学信息工程学院——导磁物质的磁导率，[H]=A/m三、磁场强度北京工商大学信息工程学院将磁路分段四、安培环路定律北京工商大学信息工程学院还与磁场强度及物质磁状态的历史有关五、铁磁材料的磁化特性北京工商大学信息工程学院根据安培环路定律图1-22简单磁路已知求电流II六、简单磁路的计算方法北京工商大学信息工程学院图1-23左手定则磁场对场中载流导线施加的力——安培力七、导体在磁场中的安培力北京工商大学信息工程学院图1-24右手定则确定感应电动势方向1、切割电动势八、电磁感应定律北京工商大学信息工程学院图1-25磁通及其感应电动势2、变压器电动势楞次定律左手螺旋定则：右手螺旋定则：八、电磁感应定律北京工商大学信息工程学院本章结束