《鐵磁材料電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及MATLAB仿真ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鐵磁材料電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及MATLAB仿真ppt課件（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,Page,*,Click to edit Master title style,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及,MATLAB,仿真,普通高等教育“十二五”電氣信息類(lèi)規(guī)劃教材,北,方,工,業(yè),大,學(xué),Click to edit Master title style,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及,MATLAB,仿真,陳亞愛(ài) 周京華編著,李正熙主審,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及,Page,2,本課程的章節(jié)和內(nèi)容,緒 論,第,1,章 變壓器,第,2,章 三相交流電動(dòng)機(jī),第,3,章 三相交流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng),第,4,章 直流電機(jī),第,5,章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng),第,6,章 驅(qū)動(dòng)和控制微電機(jī),第,7,章 電動(dòng)機(jī)容量的選擇,控制電機(jī),（自動(dòng)

2、化專(zhuān)業(yè)的必修課）,Page 2本課程的章節(jié)和內(nèi)容控制電機(jī),Page,3,緒 論,Page 3緒 論,Page,4,本章內(nèi)容,電機(jī)的分類(lèi)和應(yīng)用,我國(guó)電機(jī)工業(yè)概況,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,常用的基本電磁定律,磁路計(jì)算仿真,Page 4本章內(nèi)容電機(jī)的分類(lèi)和應(yīng)用我國(guó)電機(jī)工業(yè)概況,Page,5,提問(wèn),電機(jī)是指電能與機(jī)械能或電能與電能互相轉(zhuǎn)換,的裝置。,普通電機(jī)的主要任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換。,什么是電機(jī)？有什么作用？,Page 5提問(wèn)什么是電機(jī)？有什么作用？,Page,6,0.1,電機(jī)的分類(lèi)和應(yīng)用,電 機(jī),動(dòng)力設(shè)備類(lèi),控制電機(jī),直流,直流發(fā)電機(jī),直流電動(dòng)機(jī),異步電動(dòng)機(jī),

3、同步電機(jī),同步發(fā)電機(jī),同步電動(dòng)機(jī),調(diào)相機(jī),交流,旋轉(zhuǎn)電機(jī),變壓器,電機(jī)的分類(lèi),Page 60.1電機(jī)的分類(lèi)和應(yīng)用電 機(jī)動(dòng)力設(shè)備類(lèi) 控制電機(jī),Page,7,電能生產(chǎn),由,同步發(fā)電機(jī),產(chǎn)生；,高壓輸電,由,升壓變壓器,將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高到輸電電壓再輸送；,降壓用電,由,降壓變壓器,將輸來(lái)的高壓電降為所需低電壓，供給用電設(shè)備；,生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng),由各種,電動(dòng)機(jī),或,電力拖動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)；,控制系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換,由各種,控制電機(jī),完成。,600MW,汽輪發(fā)電機(jī),連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器,連接發(fā)電機(jī),的封閉母線,與電網(wǎng)相連,的高壓出線端,10kV,級(jí),SC(B)10,型,環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器,S1

4、1,系列,502000KVA,雙繞組,無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器,0.1,電機(jī)的分類(lèi)和應(yīng)用,電機(jī)的應(yīng)用,降壓變壓器,三相交流電動(dòng)機(jī),各種控制電機(jī),Page 7電能生產(chǎn)由同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生；,Page,8,0.2,我國(guó)電機(jī)工業(yè)概況,在大型發(fā)電設(shè)備制造方面，已研制出,600MW,水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)、,300MW,的雙水內(nèi)冷和全氫冷汽輪發(fā)電機(jī)、,650MW,的核電機(jī)組、,700MW,的,水輪發(fā)電機(jī)，電力變壓器的最大容量已達(dá)到,840MVA,、電壓最高為,750kV,。,在大型交直流電機(jī)制造方面，已研制出,25000kW,的直流電動(dòng)機(jī)、,4700kW,的直流發(fā)電機(jī)、,42MW,的同步電動(dòng)機(jī)。,在中、小、微型電機(jī)

5、制造方面，已獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)研制成了,100,多個(gè)系,列，上千品種。各種類(lèi)型的電機(jī)基本上滿(mǎn)足了生產(chǎn)和生活的需要。,建國(guó)后經(jīng)過(guò),60,多年的發(fā)展，已建立了全國(guó)性的研究實(shí)驗(yàn)基地，培養(yǎng)了,一大批從事研究、制造電機(jī)的專(zhuān)家和工程技術(shù)人員，有了統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),和系列產(chǎn)品,。,Page 80.2我國(guó)電機(jī)工業(yè)概況 在大型發(fā)電,Page,9,本教材以電力拖動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電機(jī)和電力拖動(dòng)為重點(diǎn)，從使用的角度介紹交、直流電機(jī)、變壓器、控制電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要工作特性、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性以及,MATLAB,仿真軟件在電機(jī)與拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)等。,“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)以及,MATLAB,仿真”教材，把“電機(jī)

6、學(xué)”和“電力拖動(dòng)基礎(chǔ)”兩門(mén)課內(nèi)容整合為一，同時(shí)結(jié)合仿真技術(shù)，加入了,MATLAB,仿真技術(shù)在電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例。,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,本教材內(nèi)容,Page 9 本教材以電力拖動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電機(jī)和,Page,10,本課程雖是基礎(chǔ)課，但又具有專(zhuān)業(yè)課程性質(zhì)，講授的內(nèi)容是電機(jī)方面非常具體、實(shí)際的問(wèn)題。因此，該課程具有內(nèi)容涉及面廣，理論性強(qiáng)，實(shí)踐性強(qiáng)，綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。,“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ),”,課程屬電氣工程及其自動(dòng)化或,電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)過(guò)程中需用到“高,等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“電路”、“模擬電子技術(shù)”等,課程的知識(shí)。,課程性質(zhì),0.3,本教材內(nèi)

7、容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 10 本課程雖是基礎(chǔ)課，但又具有專(zhuān)業(yè),Page,11,通過(guò)課程的學(xué)習(xí),掌握常用交、直流電機(jī)及變壓器的基,本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行性能仿真和實(shí)驗(yàn)方法；了解交直流,電力拖動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握異步電動(dòng)機(jī)的特性分析、起制動(dòng),方法和交流機(jī)基本的調(diào)速方法；掌握他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起制動(dòng),及調(diào)速等各種運(yùn)行狀態(tài)的靜動(dòng)態(tài)特性和參數(shù)計(jì)算；熟悉常用,控制電機(jī)的原理和特性，學(xué)會(huì)選擇電動(dòng)機(jī)容量的方法，熟悉,MATLAB,仿真軟件在電機(jī)與拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)。,教學(xué)任務(wù),0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 11 通過(guò)課程的學(xué)習(xí),掌握常用交、直流電機(jī)及,Page,1

8、2,如何學(xué)習(xí)？,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知,識(shí)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，也為從事自動(dòng)化及,電氣工程技術(shù)工作和科學(xué)研究奠定初步基礎(chǔ)。,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,教學(xué)任務(wù),Page 12如何學(xué)習(xí)？為后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的學(xué),積極思考，,多做練習(xí)；,前后關(guān)聯(lián)，,掌握體系；,聯(lián)系實(shí)際，,創(chuàng)新設(shè)計(jì)。,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,學(xué)習(xí)方法總結(jié),Page,13,在實(shí)際運(yùn)行著的電機(jī)中，電、磁、力、熱等物理定律同時(shí)起作用，互相制約，分析解決這種復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，往往需忽略一些次要矛盾，抓住主要矛盾加以解決，只要所得結(jié)果正確，引起的誤差在允許的范

9、圍內(nèi)，在工程上是允許的，這與以前所學(xué)課程中解決問(wèn)題理想化、單一化有很大區(qū)別，學(xué)習(xí)時(shí)需有足夠的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)中要多思考、多聯(lián)系、多練習(xí)，逐步體會(huì)。,本課程的動(dòng)力用電機(jī)包括變壓器、交流異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、直流電機(jī)等，種類(lèi)繁多，各具特性，但就其內(nèi)部電磁關(guān)系耦合過(guò)程和機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系來(lái)說(shuō)，仍有其內(nèi)在聯(lián)系。基本工作原理都是建立在電磁感應(yīng)定律和電磁力定律基礎(chǔ)上的；能量轉(zhuǎn)換都是以磁場(chǎng)為媒介，其電磁關(guān)系可抽象為電路參數(shù)，得出基本方程式和等效電路，這是共性方面。,理論聯(lián)系實(shí)際，注重做好本課程要求的仿真和開(kāi)設(shè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，立足于學(xué)會(huì)使用各類(lèi)電機(jī)。利用,MATLAB,仿真工具幫助理解課程所涉及的知識(shí)和電機(jī)的運(yùn)行特性，

10、在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法，注意培養(yǎng)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。,學(xué)習(xí)中注重聯(lián)系實(shí)際和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。,在學(xué)習(xí)中應(yīng)將變壓器、交流電機(jī)、直流電機(jī)的相似性有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，注意課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，形成學(xué)習(xí)本課程鮮明的主線，只要學(xué)好了變壓器，對(duì)交流電機(jī)和直流電機(jī)的內(nèi)容就比較容易掌握了。學(xué)習(xí)中注意前后關(guān)聯(lián)，掌握知識(shí)體系。,0.3本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法總結(jié)P,Page,14,自動(dòng)控制原理,現(xiàn)代控制理論,自動(dòng)化儀表及裝置,現(xiàn)代電力電子技術(shù),機(jī)器人技術(shù),檢測(cè)技術(shù),系統(tǒng)仿真,智能儀器,先進(jìn)傳感變換技術(shù),電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),控制,系統(tǒng),中的,各部,分與相應(yīng),的知,識(shí)域,對(duì)應(yīng),關(guān)

11、系,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 14自動(dòng)控制原理自動(dòng)化儀表及裝置現(xiàn)代電力電子技術(shù)機(jī),變壓器,電 機(jī),磁,場(chǎng),耦合,電流,全電流定律,鐵心,小電流,大磁通,鐵心增磁功能,鐵心飽和,鐵心氣隙,制約,制約,電磁轉(zhuǎn)矩,電磁力,定 律,電磁感,應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),能量轉(zhuǎn)換,變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī),知 識(shí) 結(jié) 構(gòu),電機(jī)中的知識(shí)結(jié)構(gòu),0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page,15,變壓器磁耦合電流 全電流定律鐵心小電流大磁通鐵心增磁功能鐵心,Page,16,教材與參考書(shū),參考書(shū),：,1,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第3版）.李發(fā)海、王巖編著,.清華大學(xué)出版社，2005年

12、8月,2,電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)上、下冊(cè)（第3版）.顧繩谷主編,.機(jī)械工業(yè)出版社，2004年4月,3,Electric Machinery(Sixth Edition).,清華大學(xué)出版社，2003年7月,教材,：,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及,MATLAB,仿真,.,陳亞愛(ài) 周京華編著.李正熙主審,機(jī)械工業(yè)出版社，,2011,年,8,月,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 16教材與參考書(shū)教材：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及MATL,Page,17,課程有關(guān)事項(xiàng)及紀(jì)律要求,不遲到，上課認(rèn)真聽(tīng)講，做好重點(diǎn)內(nèi)容的筆記。,課前預(yù)習(xí)，,課后復(fù)習(xí),，及時(shí)掌握每次課的要點(diǎn)。,按時(shí)完成作業(yè)，不抄作業(yè)，每?jī)芍芙灰淮巫鳂I(yè)

13、。,課上不做與課程無(wú)關(guān)的事，不懂可及時(shí)舉手提問(wèn)，手機(jī)關(guān)上或置振動(dòng)。,有疑難，應(yīng)及時(shí)答疑。,答疑時(shí)間：每周三下午,16,：,00-17,：,00,地點(diǎn)：電力電子與電氣傳動(dòng)工程研究中心。,電話：88802,691,轉(zhuǎn),203,張虎老師：,88802691,轉(zhuǎn),204,實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)時(shí)注意安全，實(shí)驗(yàn)后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。,總評(píng)成績(jī)：平時(shí),40,%（作業(yè),+,考勤,+,實(shí)驗(yàn)），考試,60%,。,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 17課程有關(guān)事項(xiàng)及紀(jì)律要求 不遲到，上課認(rèn)真聽(tīng),Page,18,齊心協(xié)力 共同進(jìn)步,愿成為同學(xué)們的良師益友，,一起努力，,暢游電機(jī)與拖動(dòng)的知識(shí)海洋

14、！,0.3,本教材內(nèi)容、課程性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)方法,Page 18齊心協(xié)力 共同進(jìn)步愿成為同學(xué)們的良師益友，一起,Page,19,0.4,電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,所謂鐵磁材料是指導(dǎo)磁性能好的材料，包括鐵、鎳、鈷,等以及它們的合金。,鐵磁材料的磁導(dǎo)率,m,Fe,要比非鐵磁材料磁導(dǎo)率,m,大得多,（,m,Fe,m,），非鐵磁材料磁導(dǎo)率接近真空磁導(dǎo)率,m,0,（,m,0,=4,p,10,-7,H/m,），電機(jī)中常用鐵磁材料的磁導(dǎo)率,m,Fe,=,（,20008000,）,m,0,。,鐵磁材料,Page 190.4電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,Page,20,0.4,電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,未磁化前

15、，磁疇隨機(jī)排列，鐵磁材料對(duì)外不呈磁性，磁化后，在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇沿磁場(chǎng)方向排列整齊，鐵磁材料呈現(xiàn)較強(qiáng)的磁性，形成了一個(gè)附加磁場(chǎng)疊加在外磁場(chǎng)上，使合成磁場(chǎng)顯著增強(qiáng)。,外磁場(chǎng),a),磁化前,b,）磁化后,圖,0-2,磁疇示意圖,鐵磁材料的磁化,鐵磁材料能在外磁場(chǎng)中呈現(xiàn)很強(qiáng)的磁性，該現(xiàn)象稱(chēng)磁化，這是因?yàn)殍F磁材料內(nèi)部存在許多很小的被稱(chēng)為磁疇的天然磁化區(qū)，每個(gè)磁疇可看做一微型磁鐵，其示意圖如圖,0-2,所示。,Page 200.4電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,Page,21,0.4,電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,在工程計(jì)算時(shí)，事先將各種鐵磁 材料用試驗(yàn)的方法，測(cè)得它們?cè)诓煌?磁場(chǎng)強(qiáng)度,H,下對(duì)應(yīng)的磁通密度,

16、B,，繪 制成,B,-,H,曲線，該,B,-,H,曲線稱(chēng)為磁化曲線。將未經(jīng)磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，磁場(chǎng)強(qiáng)度,H,由零增大時(shí)，磁通密度,B,隨之增大，所得,B,=,(,H,),曲線稱(chēng)為起始磁化曲線，如圖,0-3,所示。,磁化曲線,在非鐵磁材料中，磁通密度,B,和磁場(chǎng)強(qiáng)度,H,之間呈線性關(guān)系，即,B,=,m,0,H,。,圖,0-3,起始磁化曲線,對(duì)于鐵磁材料，磁導(dǎo)率,m,Fe,值除了比,m,0,大得多以外，還與磁場(chǎng)強(qiáng)度以及物質(zhì)磁狀態(tài)的歷史有關(guān)，故鐵磁材料的磁導(dǎo)率,m,Fe,不是常數(shù)。,Page 210.4電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,Page,22,0.4,電機(jī)中的鐵磁材料及其特性,磁化曲線,圖,0-3,起始磁化曲線,磁化曲線分四段,其中，,a,點(diǎn)稱(chēng)為跗點(diǎn)；拐彎點(diǎn),b,稱(chēng)為膝點(diǎn)；,c,點(diǎn)為飽和點(diǎn)。過(guò)了飽和點(diǎn),c,，鐵磁材料的磁導(dǎo)率趨近,0,在,0a,段：,當(dāng),H,增大使得,B,增大，但,B,增大速度較慢；,在,ab,段：,B,隨,H,迅速增大（呈直線段）；,在,bc,段：,B,隨,H,增大的速度又較慢；,在,cd,段：,磁飽和區(qū)（又呈直線段）。,Page 220.4電機(jī)中的鐵磁材料及其特性 磁