第1章 电机学基础知识
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电机与电力拖动的发展概况
四、本课程的性质和任务
专业技术基础课程。
了解各类电机的基本结构。
理解电机中的能量转换关系。
掌握电机稳态运行时的分析方法和运行性能。 理解电机稳态运行时各种参数的物理意义，并 能熟练应用等效电路和相量图。 通过实验，掌握电机的基本实验方法和电机使
2018年10月10日星期三
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电机与电力拖动的发展概况
二十世纪以来，生产机械上广泛采用“单电机拖动 系统”，即一台生产机械由一台单独的电动机拖动； 电动机与生产机械在结构上密切配合，从而进一步 简化机构容易实现生产机械运动的全部自动化。 用一台电动机拖动具有多个工作机构的生产机械， 则机械内部仍保留着复杂的机械传动机构； 从上世纪三十年代起，广泛采用了“多电机拖动系 统”，即每一个工作机构用单独电机带动，这样生产 机械结构大大简化； 例对铣床来说共有3台电机即主轴电机、进给电机 和冷却电机。
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磁场的基本物理量
四、磁导率 磁导率 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质 的导磁能力。 它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：
磁导率 的单位：亨/米（H/m）
B μH
W b/m 2 V s Ωs H μ的单 位 A/m Am m m
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电机与电力拖动的发展概况
1834年雅比克制造出世界第一台电动机，从而证
明了实际应用电能的可能性。 1838 年，用直流电动机拖动电动轮船试验成功。 1845年用电磁铁代替了永久磁铁，此前电机中的 磁极是用永久磁铁制造的；
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Hale Waihona Puke 山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作
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电机与电力拖动的发展概况
二、按运动方式及电源性质分类 静止电机-----------------变压器 直流电机 电机 旋转电机 交流电机 直流发电机 直流电动机 异步电动机 异步电机 异步发电机 同步电机 控制电机
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1885 年，费那里斯发现了两相电流能产生旋转 磁场。 1886 年，特斯拉研制出两相异步电动机。
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特斯拉与他发明的两相异步电动机 山东理工大学电工电子教研室 weipeiyu制作
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电机与电力拖动的发展概况
1820年丹麦的奥斯特从实验室中发现了电流对磁针 有力的作用，揭开了电学理论新的一页； 同一年德国的安培确定了通过有电流的线圈其作用 与磁铁相似，这指出了磁现象的本质问题； 1826年德国的欧姆在通过实验而得出欧姆定律； 1831年英国的法拉第发现电磁感应定律，为研制 各种电机奠定了重要的理论基础； 1832年皮克西在电磁感应理论的指导下，制造了 第一台发电机（另一说法是法拉第制造了第一台发电 机）； 1833年楞次建立了确定感应电流方向的原则；
用的基本技能。
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电机与电力拖动的发展概况
五、教学内容 变压器 直流电机 动力电机 交流电机 机 控制电机 异步电机 同步电机
电
电机： 发电机和电动机。
电动机 磁场 发电机
电能
机械能
水能 热能 风能 原子能
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1.2 电机的基本原理
1.2.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度 磁感应强度B 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度B的方向 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。 磁感应强度B的大小
B F Il
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
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磁场的基本物理量
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的
磁场，也称匀强磁场。 二、磁通 磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S 说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂 直的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。 磁通 的单位:韦[伯](Wb)
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电机与电力拖动的发展概况
随着电子技术的不断发展，无触点控制系统已被大量 采用，从分离元件到集成电路，直到近几年来的微机 处理系统。 由于有触点控制系统有其独特的优点，目前仍被广泛 采用。 建国以来，电力拖动自动化系统技术的发展有了很大 的成绩，建立了一些有一定电力拖动自动化水平的工 厂，建立了一批科研与设计机构，自行设计和制造了 一批具有一定水平的生产自动线。但与先进国家相比 差距较大； 控制电机方面，由于我们起步较晚，差距更大。
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1Wb =1T· m2
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磁场的基本物理量
三、磁场强度 磁场强度H ：表示磁场内某点磁场强弱和方向的物 理量。 是计算磁场时所引用的一个物理量，通过它来确定 磁场与电流之间的关系。 磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m) H 与 B 的区别 ① H ∝I，与介质的性质无关。 ② B 与电流的大小和介质的性质均有关。
同步发电机 同步电动机
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电机与电力拖动的发展概况
三、电、电机与电力拖动的发展史 1. 电与电机的发展概况 在公元585年，泰勒斯发现了摩擦起电； 1672年格里凯解释了摩擦起电； 1746年荷兰的莫伸布洛克在莱顿镇制造了莱顿瓶； 1752年美国的富兰克林解释了雷和电的关系。 十八世纪末和十九世纪初，由于生产发展的需要， 在电磁方面的研究工作发展的很快。 1785年库仑首先从实验室中确定了电荷间的相互作 用力，即库仑定律，使电荷的概念开始有了定量的意 义。
火力和水力发电设备，基本上能生产满足国民经济
生产需要的各种电机。
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电机与电力拖动的发展概况
2．电力拖动的发展概况 最初电动机拖动代替了蒸汽或水力的拖动； 当时电动机拖动生产机械的方式是通过天轴来实 现的，称为“成组拖动”。 即由一台电动机拖动一组生产机械，从电动机到 各种生产机械的能量传送以及在各生产机械之间的能 量分配完全用机械的方式，靠天轴及机械传动来实现。 电动机远离车间，车间内有大量的天轴、长皮带 和皮带轮等，能量在传递过程中损耗大、效率低、易 出事故，若电动机发生故障，成组的生产机械将停产， 这是一种落后的拖动方式。
相电路系统的创始者；
他在1889年相继发明和制造出三相异步电动机和 三相变压器，并首先采用了三相输电线，使电机基 本定型。 一个多世纪以来，电机的基本结构似乎并没有多大
的变化，但电机的类型有了很大的发展，在运行性
能、经济指标等方面都有了很大的改进和提高。
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皮克斯发明的直流发电机 weipeiyu制作 6
雅可比发明的世界上第一台电动机模型与实用电动机
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电机与电力拖动的发展概况
1838 年，俄国人用一台直流电动机拖动轮船， 以 4 km/h 的速度逆流而上和顺流而下，这是最早 的实用电动机。 1845年用电磁铁代替了永久磁铁，此前电机中的
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电机与电力拖动的发展概况
随着自动控制系统和计算机装置的发展，在一般旋
转电机的理论基础上，又发展了许多种可靠性，高
精度、快速响应的控制电机，成为电机学科的一个 独立的分支。
我国的电机工业在建国以来发生了巨大的变化。现
在已建立了自己的工业体系，有统一的国家标准、 统一的电机、变压器系列，能生产成套的大、小型
磁极是用永久磁铁制造的。
1866 年，德国科学家西门子制成的第一台自激式 发电机，标志着制造大容量发电机技术的突破，具 有划时代的意义。
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Siemens 和他的自激式发电机
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第 1 章 电机学基础知识
1.1 电机的基本功能与主要类型 1.2 电机的基本原理 1.3 电机的制造材料
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1.1 电机的基本功能与主要类型
电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转 换或传递的一种电磁装置。 一、按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。 2. 电动机 将电能转换为机械能。 3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。 4. 控制电机 作为自动控制系统的控制元件，起检测、放大、 执行和校正作用。
也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度B 与在同样电流下真空时该点的磁感应强度B0之比的 倍数。 自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为磁 性材料和非磁性材料。
《电机学》课件 第一章
1-4 铁磁材料及特性
1-4 铁磁材料及特性
1-4 铁磁材料及特性
3、磁化曲线 将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当 磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将 随之增大，得到曲线B=f(H)。
1-4 铁磁材料及特性
分析磁化曲线，分四段
在oa段：当H增大→B增大，但B增大速度较慢 在ab段：当H增大→B增大，B增大速度快； 在bc段：B随H增大的速度又较慢；饱和区 c点为饱和点，拐弯点b称为膝点 在cd段及以后：铁磁材料的磁导率趋近μ
小 结
二、磁路
1、概念 2、磁路基本定律
• • • •
安培环路定律 磁路的欧姆定律 磁路的基尔霍夫第一定律 磁路的基尔霍夫第二定律
小 结
三、铁磁材料及特性
1、铁磁材料 2、磁导率 3、磁畴 4、磁化曲线
磁滞损耗
5、铁心损耗 涡流损耗
思考
一台电机在同一时间决不能既
是发电机又是电动机，为什么
说发电机作用和电动机作用同 时存在于一台电机中？
•
1 2 3 1 2 3 0 0
1-2 磁路及磁路定律
•
4、磁路的基尔霍夫第二定律
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路 磁位降的代数和。
Ui
Ik
F
此定律实际上是安培环路定律的另一种表达形 式。
1-3 基本电磁定律
1-3 基本电磁定律
1.
变压器电动势
磁通本身就是由交流电流所产生，也就是 说磁通本身随时间在变化着，这样产生的电 势称为变压器电动势。（线圈与磁场相对静 止）
1-3 基本电磁定律
2、运动电动势（速度电动势）
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统”，即每一个工作机构用单独电机带动，这样生产
机械结构大大简化；
例对铣床来说共有3台电机即主轴电机、进给电机 和冷却电机。
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电机与电力拖动的发展概况
随着生产机械的发展，对上述单机、多机拖动系统
提出了更高的要求：
要求提高加工精度与工作速度，要求快速起动、制
量分配完全用机械的方式，靠天轴及机械传动来实现。
电动机远离车间，车间内有大量的天轴、长皮带
和皮带轮等，能量在传递过程中损耗大、效率低、易
出事故，若电动机发生故障，成组的生产机械将停产，
这是一种落后的拖动方式。
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电机与电力拖动的发展概况
1. 发电机
将机械能转换为电能。
2. 电动机
将电能转换为机械能。
3. 变压器、变流器、变频机、移相器Biblioteka 变换电压、电流、频率、相位。
4. 控制电机
作为自动控制系统的控制元件，起检测、放大、
执行和校正作用。
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电机与电力拖动的发展概况
二、按运动方式及电源性质分类
1866 年，德国科学家西门子制成的第一台自激式 发电机，标志着制造大容量发电机技术的突破，具 有划时代的意义。
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Siemens 和他的自激式发电机
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第1章电机基础知识
火 电 站
二 滩 水 电 站
第1章电机基础知识
太阳能电站 全国装机容量第最1章大电机的基新础知疆识达板城风电厂
核电站
地热电站
第1章电机基础知识
潮汐电站
波浪能发电站
第1章电机基础知识
变频器
第1章电机基础知识
电力变压器
第1章电机基础知识
第1章电机基础知识
2、驱1动.1生.产2机械电机的功能（续2）
磁悬浮列车
第1章电机基础知识 大型车床
作电源用-直流发电机 将机械能转化为直流电能
信号传递-直流伺服电动机 将控制信号转换为机械信号
第1章电机基础知识
1.1.2 电机的功能（续3）
3、控制各种自动设备
盲人引路车
爬行机器人
第1章电机基础知识
４、1大电.1型机和.的2超发小展型电状方向况机发展的功能（续4）
铸钢：μ≈1 000μ0， 硅钢片：μ≈(6 000 ~ 7 000)μ0
铁磁材料之所以具有高导磁性。是因为在其
内部具有一种特殊通常铁磁材料内部磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，对外不显磁性。
有外磁场作用时
磁畴在外界磁场的作用下，均发生归 顺性转向，使得铁磁材料内部形成一 个很强的附加磁场。
矫顽
剩磁
B 膝点
磁力
Br
－Hm －HC
0
HC
－Br
H Hm
磁滞回线
第1章电机基础知识
(二) 物质的磁性能
▲ 非磁性物质（非铁磁物质） μ≈μ0
▲ 磁性物质 (1) 高导磁性
μ＞＞μ0 ※ 铸钢：μ≈1 000μ0 ※ 硅钢片：μ≈(6 000 ~ 7 000)μ0
L= ΨL /i = NΦ /i= N(N i/R m)/i= N2λm
电机学知识点讲义汇总
电机学知识点讲义汇总第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=-dtd N dt d Φ-=ψ 式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dtdiL e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dtdi1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中，F=Ni ——磁动势，单位为A ；R m =Alμ——磁阻，单位为H -1； Λm =lA R m μ=1——磁导，单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==mRHl F φ上式表明，在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时，主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f （F 0）为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。
电机学第1章1.ppt
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3、电机的发展
◇电机的发展:三个时期(1)直流电机形成(2)交流电机的
形成(3)电机理论、设计和制造工艺完善
▪ 电机的发展初期主要是直流电机的发展
▪ 电磁感应定律的发现——1831年法拉第电磁感应 定律
▪ 1833年后制成一台旋转磁机式直流发电机 ▪单相交流电的应用——远距离传输 ▪ 三相交流电的应用——解决电机启动问题
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感谢您的阅读收藏，谢谢！
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– 绝缘材料
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2021/4/6
电路与磁路的类比
+ U
-
I R
+ F
-
Φ Rm
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概念思考
为什么说发电机和电动机的作用可以同时存在 于一台电机中，但又不能同时既是发电机又是 电动机
从能量传递，力的性质等方面考虑
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作业
1-1,1-4,1-8 (1-5，1-6)
4
2021/4/6
◇．电机的近代发展及趋势
▪ 单机容量不断增加——机组容量大时，单位容量的用料 （省）、损耗（小）、造价（低）
如汽轮发电机：
1900
5MVA
1956水内冷 208MVA
1920
25MVA 1960
320MVA
1937空气冷却 100MVA 目前
>1000MVA
氢气冷却 150MVA
9
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磁通连续性原理
由于磁感应线是闭合的，因此对任意封闭曲面 来说，进入该闭合曲面的磁感应线，一定等于 穿出该闭合曲面的磁感应线。如规定磁感应线 从曲面穿出为正，穿入为负，则通过任意封闭 曲面的磁通量总和必等于零
电机学基础知识
对于某一电路，在任意时刻，沿任一回路，各支路电压的
代数和恒等于零。
ut 0
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第1章 电机学基础知识
1.1.5 安培环路定律（全电流定律）
在磁场中，磁场强度H沿任意闭合回路 l 的线积分，等于
该闭合回路所包围的所有电流的代数和。 l Hdl i
i1
i2
i3 1. 对于通电螺线管，磁场是均匀
的，磁场强度H处处相等，总电
1.2.1 电机的磁路
磁路
主磁通
i1 ＋
u1 －
1 2
i2 ＋
u2 －
N
S
S
励磁绕组
漏磁通 变压器磁路
N
直流电机磁路
15
第1章 电机学基础知识
1.2.2 磁路定律
∮ 1. 安培环路定律 H dl = ∑i l 如图： ∑i = i1＋i2－i3
2. 磁路的欧姆定律
∮H dl = Hl = N i
l
② 软磁材料 B－H 曲线窄， Br 小、Hc 小。 用于制造变压器、电机等电器的铁心。
③ 矩磁材料 B－H 曲线形状接近矩形， Br 大、Hc 小。 用于计算机中，作记忆单元。
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第1章 电机学基础知识
Φ
4. 铁心损耗
(1) 磁滞损耗 Ph (2) 涡流损耗 Pe
铜损耗使线圈发热，
铁损耗使铁心发热。 0.35mm
流由通有电流的匝线圈提供：
l
H lN i
H dl
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第1章 电机学基础知识
2.工程中用到几何形状复杂的磁路，可以将磁路分成几 段，分别应用安培环路定律，再求电流的总和。
n
Hklk i
1
3.对于带气隙的铁心磁路，磁 场是不均匀的
《电机学课件》课件
电机的种类和工作原理
直流电机
直流电机通过直流电源提供电 流，可实现精确控制和调速。
交流电机
交流电机利用交流电源提供电 流，有许多种不同的类型和工 作原理。
步进电机
步进电机是一种特殊的电机， 可以实现精确的位置控制。
电机的控制方法
1
直接启动
最简单的电机控制方法，直接将电源连接到电机启动。电机，通过改变电路连接方式来减小起动电流。
3
变频调速
通过改变输入电压和频率来实现电机的调速控制。
电机的特性与参数
扭矩
效率
电机扭矩是电机输出力矩的大小， 决定了电机的动力性能。
电机效率是指电机的输出功率与 输入功率之比，衡量了电机的能 量利用效率。
转速
电机转速是指电机旋转的速度， 通常以转/分钟来表示。
电机学课件
本PPT课件将为您介绍电机学的基础知识，包括电机的种类和工作原理，控制 方法，特性与参数，应用领域，发展趋势。最后进行总结和回顾。
电机的基础知识
1 电机的定义
电机是将电能转化为机械 能的设备，广泛应用于各 个领域。
2 电机的组成
电机由定子、转子、电磁 铁、轴等部件组成。
3 电机的工作原理
电机的应用领域
工业
电机广泛应用于工业自动化设备、机械制造等领 域。
家电
电机在家庭电器中的应用，如洗衣机、冰箱等。
交通
电机在交通工具中的应用，如电动汽车、电动自 行车等。
能源
电机在能源领域的应用，如风力发电机、太阳能 光伏系统等。
电机的发展与趋势
1
高效能
电机的效率不断提高，节能环保成为发展的重要方向。
电机学重点总结
知识点第一章：（以填空题、判断题、简答题为主）p13,p17,p30电机的定义（广义、侠义）电机的任务基本电磁定律（全电流定律、电磁感应定律、电磁力定律）铁磁材料特点，磁滞损耗、涡流损耗的产生机理、影响因素，产生条件磁路基本定律（磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一/第二定律），定性分析交流磁路特点，磁化曲线分析（磁通与励磁电流的波形）变压器电动势产生原因与磁通之间的相位关系铁磁材料磁导率特点，磁饱和特性闭合磁路磁饱和时主磁通和励磁电流间的波形关系软硬磁材料区别，磁滞回线剩磁矫顽力磁导率铁耗，涡流损耗和磁滞损耗，产生原因及应对措施第二章：（以填空题、判断题、简答题为主）直流电机电枢绕组线圈感应电动势的交变性，直流电动势产生机理；直流电机电枢绕组虚槽数、换向片数、元件数、线圈数关系；第一节距、第二节距、合成节距、换向器节距含义；单叠绕组、单波绕组线圈绕制原则、支路数；电枢反应；感应电动势、电磁转矩的定义及计算；直流发电机、直流电动机的功率流；各种直流电机的特性曲线分析；直流电力拖动机组稳定运行条件；直流电动机的启动、调速与制动；直流电机转子线圈感应电动势的交变性及直流电动势产生机理空载磁场的产生原因及方向并励直流发电机自励条件及临界点电阻随转速的变化关系并励直流发电机，并励直流电动机等效电路及电磁功率计算直流电力传动系统稳定运行条件直流电机电枢反应定义，分类，产生条件及影响并励直流发电机和他励直流发电机外特性比较，拐弯现象解释第三章：（以填空题、判断题、简答题、计算大题为主）变压器的额定值定义；变压器的变比定义；变压器空载电流与励磁电流的关系；变压器的绕组折算方法、条件、折算前后物理量的对应关系；变压器等效电路图及各参数的含义；变压器参数测定（空载实验、短路实验）；标幺值的含义、各物理量的基值、标幺值的计算及相关物理量标幺值的等值关系；负载系数的含义；变压器电压变化率的计算；变压器效率的计算及其取最大值的条件；三相变压器的连接组判断；绕组连接法及磁路系统对空载电动势波形的影响；变压器并联运行的条件,并联时的容量计算；自偶变压器的容量；电压互感器、电流互感器的作用及其使用注意事项；变压器二次测额定电压定义变比计算变压器绕组折算后一二次侧感应电动势大小关系主磁通漏磁通区别和等效电路空载或短路实验测得损耗对应关系及参数求取并联运行理想条件和实际条件电压互感器电流互感器单项变压器外加电压与励磁电流波形关系连接组别判断3.49电压变化率，最大效率求解3.46并联变压器容量分配，最打输出容量计算3.52第四章：（以填空题、判断题、简答题为主）交流绕组感应电动势与励磁磁动势间时空变化规律；交流绕组槽距角、槽距电角、相带、极距、极相组的概念；单层绕组、双层绕组每相最大并联支路数；导体电动势、匝电动势、线圈电动势、线圈组电动势、相电动势的概念及计算；消弱谐波电动势的方法（短距绕组）；单相绕组磁动势、三相绕组基波合成磁动势性质；谐波磁动势的次数、转速；单相绕组通单相交流电，三相绕组通三相对称交流电产生的磁动势三相绕组基波磁动势转向与电流向序关系对称绕组消除3n次谐波短路绕组消除或削弱谐波时第一节距选择第五章：（以填空题、判断题、简答题、计算大题为主）异步电机的转子结构；同步转速、转差率的计算；异步电机的三种运行状态；异步电机额定值；异步电机工作原理；定子磁场和转子磁场相对静止关系；异步电机的绕组折算；转子绕组中感应电动势及电流的频率计算；异步电机的频率折算及其含义；异步电机的等效电路；异步电机的参数测定（空载实验、短路实现）；异步电机的功率流及相关功率之间的关系；异步电机的电磁功率计算（最大转矩、起动转矩）；异步电机电磁转矩的三种表达式；异步电机特性曲线分析；异步电机的启动特点；异步电机启动方法及相关计算；异步电机的制动及调速；异步电机定子磁场和转子磁场同步，转子和磁场异步异步电机三种运行状态及各种状态下功率流程异步电机铁耗的主要产生原因频率折算和绕组折算共同条件鼠笼型异步电机转子相数降压启动特点变频调速时保证磁通不变的方法异步电机功率流程，转子转速，转差率，转子频率，电磁转矩，效率，定子电流，Y三角形启动转矩或启动电流计算第六章：（以填空题、判断题、简答题、计算大题为主）同步电机的特点；同步转速的计算；同步电机的额定值；同步电机的运行原理；同步电机的电枢反应；隐极机、凸极机在磁路不饱和、饱和状态下的电磁关系（方程式、向量图）及相关计算；同步发电机的运行特性（空载特性、短路特性、零功率因数特性、外特性、调整特性）分析；保梯电抗、短路比的概念及对电机性能的影响；同步发电机的并联运行条件及方法；同步电机功率和转矩平衡方程；同步电机电磁功率的计算及含义；同步电机交轴电枢反应对机电能量转换的意义；同步电机静态稳定的条件；同步电机无功功率的调节和V形曲线分析；同步电动机无功调节及V性曲线；同步电动机的起动和调速；调相机的作用、机理和运行状态；步进电动机工作原理及步距角计算。
电机与拖动 第4版 第1章 电机学基础知识
磁动势F =Ni（单位安匝At）
磁阻Rm = l/(μA) （单位每亨H-1）
第一章 电机学基础知识
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1.2 电机的基本原理
2) 磁路及基本定律
基尔霍夫第一定律
基尔霍夫第二定律
l0A0μ0ϕ0 i N
l1A1μ1ϕ1 ϕ1
ϕ2 l2A2μ2ϕ2
l3A3μ3ϕ3 ϕ3
l6A6μ6ϕ6
l5A5μ5ϕ5 l4A4μ4ϕ4
第一章 电机学基础知识
目录
1.1 电机的基本功能与主要类型 1.2 电机的基本原理 1.3 电机的制造材料
第一章 电机学基础知识
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1.1 电机的基本功能
电机（包括变压器和旋转电机 ）是实现能量转换和 信号传递的电磁装置。
电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。
电机是实现能量转换和信号转换的电磁装置。
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1.2 电机的基本原理
1) 磁场基本概念
同性相斥、异性相吸。 铁磁材料性质。
第一章 电机学基础知识
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1.2 电机的基本原理
1) 磁场基本概念
磁通量Φ（单位：韦伯 Wb ） 垂直穿过某截面的磁感线总和。
磁通连续性定理—通过任意封闭曲面的磁通量等于零。
第一章 电机学基础知识
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1.2 电机的基本原理
电机泛指所有实施电能特性变换的机械装置。电气工 程学科关注的电机，研究限于依据磁场耦合实现机电 能量转换和信号传递与转换的装置（电磁式电机）。
the devices used in the interconversion of electric and mechanical energy. Emphasis is placed on electromagnetic rotating machinery, by means of which the bulk of this energy conversion takes place. However, the techniques developed are generally applicable to a wide range of additional devices including linear machines, actuators, and sensors.
山东理工第1章电机学基础知识
电机应用领域
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工业领域
电机作为各种机械设备的 动力源，广泛应用于制造 业、冶金、化工等工业领 域。
交通领域
电动汽车、电动自行车等 交通工具中大量使用电机 作为驱动力。
家用电器
洗衣机、冰箱、空调等家 用电器中，电机是实现各 种功能的关键部件。
电机发展趋势
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高效节能
随着能源紧缺和环保要求的提 高，高效节能电机成为发展趋
交流电机通常采用自然冷却、自扇冷或他扇冷等方式进行冷却，同时根据使用 环境和安全要求，采取相应的防护措施，如开启式、防护式、封闭式等。
交流电机性能分析
空载与负载特性
交流电机在空载和负载状态下具有不同的性能表现，通过 分析空载电流、负载电流、功率因数等参数，可以了解电 机的运行状况。
调速与制动方法
交流电机的调速方法包括变极调速、变频调速、串级调速 等，制动方法则包括反接制动、能耗制动、回馈制动等， 这些方法可以满足不同工况下的需求。
来改变匝数比；有载调压则通过在变压器中引入有载分接开关，实现在
负载变化时自动调节输出电压的功能。
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电机学实Hale Waihona Puke 与仿真电机学实验目的和内容
掌握电机基本原理
通过实验了解电机的工作原理、 电磁特性和运行性能，加深对电
机学基本理论的理解。
培养实验技能
学习电机实验的基本方法、操作技 巧和数据处理方法，提高实验能力 和分析解决问题的能力。
变压器控制与调压方法
01
变压器的基本工作原理
通过电磁感应原理，将输入电压变换为所需的输出电压，实现电压的升
降和隔离。
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