《电机及其拖动基础》绪论

1、,电机及拖动基础,电机,电机： 是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。, 本课程重要性,是电气工程及自动化领域的一门专业基础课，各个专业方向都要用到，尤其在电气工程领域，对各个专业方向都很重要。, 课程要求:,学时：48 性质：技术基础必修课 出勤考核：出勤率直接影响最终成绩。 作业：按时，认真完成作业。 期末考试：课程结束一周内。 考试形式：闭卷。 考题类型：选择，问答，计算。 各项指标占分比： 百分制，平时成绩占30，期末考试成绩占70。, 教材:,电机及拖动基础 第四版 -顾绳谷 主编 机械工业出版社 2007,电机学第二版 -阎治安 主编，西安交通大学出版社 2006 电机及拖动基础第四版 -李发海 主编，清华大学出版社 2012 电机与拖动基础 -王秀丽 主编，化学工业出版社 2010年. 电机与拖动基础第四版 -王岩、曹李民 主编， 清华大学出版社，2012年,参考书:, 本课程构成情况,第一部分：电机原理 介绍常见的几种电机（直流电机，感应电机，变压器）的基本原理、基本结构、基本电磁关系等内容。 第二部分：电机拖动 介绍常见的几种电机的外特性以及启动和调速

2、问题。,先修课程：高等数学、工程数学、工程力学、电路原理、电工基础、电器控制等课程。 课程难度：综合了电，机械，磁等多方面内容，学习难度较大。, 电机发展概况,1、直流电机的产生和形成,1820年7月21日，丹麦哥本哈根大学教授、物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”，建立了电磁的相互联系，诞生了电磁学。1821年英国著名的物理学家法拉第制成了第一个实验电动机的模型，经过40多年时间的研究与发展，终于使电动机得以在工业生产和日常生活中得以广泛应用。, 电机发展概况,直流电动机的发展大致可以分为四个阶段： 1、是以永磁体作为磁场的阶段，这是最初直流电动机的共同特点。但是，由于天然磁极比较小，而且其磁性比较弱，电机只能获得很小的功率，获得的动力也是比较小，不过这段时间持续并不长，很快直流电机的发展就进入了第二个阶段。, 电机发展概况,直流电动机的发展大致可以分为四个阶段： 2、以电磁铁作为磁极的阶段。1825年英国的电工家斯特金制成了第一块电磁铁（用16个线圈导线绕制成的），1829年美国物理学家亨利所制成的电磁铁可以举起1吨的货物。1834年雅克比首先在电机中采用电磁铁代替永久磁铁，使其输

3、出功率显著提高，并且首次采用换向装置，大大改变了直流电机的性能。, 电机发展概况,直流电动机的发展大致可以分为四个阶段： 3、第三阶段是改变励磁方式的阶段。励磁技术是直流发电机的一个关键性技术，1851年金斯捷首先运用电磁铁代替永久磁体励磁，最初供应电磁铁的电流都是来自电池，1854年丹麦的赫尔特.维尔纳兄弟就申请了自激式发电机的专利。此后又科学家们又发明了串激式自激发电机和自并励发电机，大大改变了直流发电机的性能，从而开创了直流电机发展的新阶段。, 电机发展概况,直流电动机的发展大致可以分为四个阶段： 4、直流电机发展的第四阶段就是在实用的道路上朝着完善化的方向前进，主要体现在电枢转子的改进上。1865年发明了齿状电枢；1870年发明了环状电枢；1872年发明了一种鼓型转子，降低了电机生产技术的成本，电机得到实际应用的时代终于来到了。但是，随着直流发电技术特别是直流输电技术的限制，交流电动机又开始受到了工程师们的重视了。, 电机发展概况,交流发电机,随着直流发电技术的发展，直流发电机最多可以发出的最大电压达到57.6千伏，输出最大功率可以达到4650千瓦，输送的距离可以达到180公里

4、。但是这很快就达到了技术上的极限，直流发电机和输电技术存在这如下几个问题：（1）线圈的绝缘性能不够；（2）换向器无法工作；（3）发电机在制作、运行上存在困难，尤其是换向火花；（4）高压直接输给用户不仅危险，而且用户需要的是低电压。（5）直流电的输送存在很大的困难。, 电机发展概况,交流电机的发展历程： 1、1856年德国西门子公司生产出第一台转枢式交流电动机，用的是单相交流电，与直流电机相比优势并不明显。 2、1885年意大利物理学家、电工学家加利莱奥.费拉里斯、1886年美国物理学家尼古拉.特斯拉各自独立的发明了旋转磁场，这个磁场会带动通电线圈转动，这样他们研制成功二相交流电动机, 特斯拉,1856年7月9日至10日之间的夜半时分，特斯拉出生于利卡省斯米湾的一个塞尔维亚家庭。,1875年特斯拉在格拉茨理工大学学习物理学、数学和机械学，第二年因学费问题被迫退学。,1882年特斯拉在布达佩斯（匈牙利首都）一公园散步时发现了旋转磁场。,1883年特斯拉在斯特拉斯堡受雇于爱迪生欧洲大陆公司，制造了第一个感应电机模型。,1903年7月的数个夜晚，特斯拉基于沃登克里弗塔制造几百英里半径范围的人造

5、闪电，点亮天空。,1898年特斯拉注册了无线控制技术（在纽约中央公园的湖里进行了遥控自动化小艇的实验，取得极大成功）。,1915年特斯拉和爱迪生曾是1915年诺贝尔物理学奖得主的首选人物。,1895年特斯拉建成世界上第一个水力发电站。, 尼古拉.特斯拉,看到这里，你以为从此就要坐拥财富，出任CEO，迎娶白富美，走上人生巅峰？ 不，恰恰相反，由于电流之战的缘故，特斯拉（现在是电动车公司？）及威斯汀豪斯（西屋电气创始人）几近破产，为此，特斯拉还不得不卖掉自己的一些专利来帮助威斯汀豪斯度过难关。即使拥有多项专利，但特斯拉一生还是过得穷困潦倒，他去世时已经破产，而且十分孤独，一个人孤零零地死在了纽约的一家酒店房间里，死前只能靠牛奶跟饼干充饥。他活了86岁，且终身未娶，这在当时对于一个身高接近2米且长的很英俊的男士是很难想象的。他很受妹子欢迎，但是他从来没接受过一次约会，因为他觉得这会影响他的工作。PS：爱迪生第一任妻子16岁，第二任19岁。 你知道是谁在一百多年前就拥有日后发展成晶体管（就是让你现在能每天玩王者农药所不可缺少的元件）的专利？是谁发明了遥控器，让你能在被窝里随意换台？让你每天能跟

6、妹子聊天互动的无线通讯技术呢？ 交流电系统、无线电系统、无线电能传输、球状闪电、涡轮机、放大发射机、粒子束武器、太阳能发动机、X光设备、电能仪表、导弹科学、遥感技术、飞行器、宇宙射线、雷达系统、机器人 特斯拉给我们这世界带来了太多太多，而我们呢？给了他一个孤独的晚年，甚至在科学界的地位还不如一个商人。他的那份伟大，或许只有时间才能证明。, 电机及电力拖动技术的发展概况,交流电机的发展历程： 3、1889年俄国工程师杜列夫-杜波洛沃尔斯基发明了鼠笼式三相电动机，这是第一台能够实用的三相交流电动机，至此电动机发展到了可以进入工业应用的阶段。, 电力拖动技术的发展概况,20世纪20年代以前：成组拖动，能量的传递与分配完全用机械方法。, 电机及电力拖动技术的发展概况,20世纪20年代以来：单电动机拖动系统，电动机与生产机械在结构上配合密切，用电气方法调节每台生产机械的转速。, 电机及电力拖动技术的发展概况,20世纪30年代以来：多电动机拖动系统，每个工作机构用单独的电动机拖动，机械结构大为简化。, 本课程内容,1、掌握常用交、直流电机及变压器的基本理论（电磁关系、能量关系等）。,2、掌握控制电机的工作原理、特性及用途。,3、掌握分析电动机机械特性及各种运行状态（起动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论。,4、掌握电力拖动机械过渡过程的基本特性及其主要的分析方法，了解机械惯性和电磁惯性同时作用时对直流电力拖动过渡过程的影响。,5、掌握电力拖动系统中电动机参数调速方法的基本原理和技术经济指标。,6、掌握选择电机的原理与方法。,7、掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能。,8、了解电机与电力拖动今后的发展方向。, 本课程的学习方法,抓住重点：重要的基本概念与基本原理必须清楚。,抓住主要矛盾：采用简化处理方法，有条件的略去一些次要因素。,良好的学习方法：用学会的知识来理解新学的东西。,会做基本的计算题：参照例题做习题。,可以理论联系实际：利用身边的实物加深理解。,充分预习和复习！,本节结束！,

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