2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
18
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
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
15
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。
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
23
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
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
11
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；
2018年10月10日星期三
Hale Waihona Puke 山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作
2
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
2018年10月10日星期三
weipeiyu制作
9
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。
2018年10月10日星期三
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
10
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。
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
19
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
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
20
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
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
21
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)
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
17
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。
2018年10月10日星期三
1Wb =1T· m2
weipeiyu制作
22
山东理工大学电工电子教研室
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
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
3
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。
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
14
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。
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
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
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
7
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
weipeiyu制作
13
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。
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
8
Siemens 和他的自激式发电机
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
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
2018年10月10日星期三
山东理工大学电工电子教研室
weipeiyu制作
1
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。