电机学(变压器部分)

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1、电机学第1章绪论1.1电机与国民经济的关系☆各领域中有特殊要求的动力装置本节主要内容：☆电力能源系统的关键设备电能的生产——输送和分配——电能的消费发电———输配电———用电发电机———变压器———电动机电机学主要讲述包括四大机种：☆变压器：属于静止电机，可改变交流电能的电压，甚至也可改变相数、频率及相位。☆同步电机☆异步电机☆直流电机发电机运行：机械能电能电动机运行：电能机械能同步机、异步机和直流机属于旋转电机范畴。1.1电机与国民经济的关系1.1电机与国民经济的关系1.发电环节——各种发电机国产200MW汽轮发电机1.1电机与国民经济

2、的关系国产600MW汽轮发电机1.1电机与国民经济的关系国产330MW汽轮发电机定子1.1电机与国民经济的关系国产330MW汽轮发电机定子铁心1.1电机与国民经济的关系现场运行的水轮发电机1.1电机与国民经济的关系20kV/500kV(220kV)500kV(220kV)/110kV110kV/35kV35kV/10kV10kV/380V为了把发电厂发出的电力输送到四面八方的用户，需要将发电机输出的20kV左右的电压升高。在我国，一般升高到220kV或500kV。为了输送一定大小的功率、采用高电压。2.输配电环节——变压器1.1电机与国民

3、经济的关系连接发电机与电网的升压变压器(检修中)连接发电机的封闭母线与电网相连的高压出线端1.1电机与国民经济的关系配电变压器1.1电机与国民经济的关系实验室小型变压器1.1电机与国民经济的关系40MVA500kV超高压变压器1.1电机与国民经济的关系3.用电环节——各种电动机各行业广泛使用的鼠笼异步电动机1.1电机与国民经济的关系电磁调速电动机1.1电机与国民经济的关系新型稀土永磁节能电机1.1电机与国民经济的关系变频调速专用电机1.1电机与国民经济的关系高速异步电机1.1电机与国民经济的关系4.其它领域中一些特殊电机用于电动汽车的永磁

4、无刷直流电机1.1电机与国民经济的关系☆航天航空航海领域，生物医学领域……5.特殊新用途（电磁发射，纳米电机等）☆军事领域，电磁发射技术☆智能自动化领域，超微电机与微型机器人技术☆信息领域，雷达驱动1.2电机学的学习方法及要求抓住一个关键，三个环节，找出问题，及时解决关键：听课与自主学习紧密结合(不迟到,不缺课)；1.学习方法环节：熟悉教材，课件，及时独立完成作业。1.2电机学的学习方法及要求2.具体要求☆不缺课、不迟到早退，认真听课，做好课堂笔记；☆独立完成课后作业，勤于思考，积极提问；☆重视实践环节，完成电机基础实验，积极参与电机类开

5、放型实验和设计创新型实验，培养科研创新能力。1.2电机学的学习方法及要求教材李发海等，电机学（第三版），科学出版社，2002.教学参考书1）A.E.Fitzgerald,CharlesKingsley,Jr.StephenD.Umans，ElectricMachinery(SixthEdition)，McGrawHill,清华大学出版社，2003.2）自编补充讲义，电机学磁路部分补充讲义，华北电力大学电机教研室编，1999.3）汤蕴璆、史乃主编，电机学，机械工业出版社，1999.4）许实章，电机学，机械工业出版社，1990.1.3电机中的

6、能量转换与磁路1.电机中能量转换的两个实例心式变压器壳式变压器☆变压器1.3电机中的能量转换与磁路心式变压器平面示意图壳式变压器平面示意图1.3电机中的能量转换与磁路同步发电机工作原理☆发电机同步电机机械能到电能转换过程1.3电机中的能量转换与磁路定子铁心定子绕组转子铁心转子绕组机械端口转子定子绕组定子铁心电端口ABC1.3电机中的能量转换与磁路2.能量转换装置中的磁场与磁路一个重要物理量是磁场的磁通。而磁通所通过的路径就是磁路。从图可以看出，变压器和旋转电机中的磁路主要由铁磁材料构成，相应的磁路称为铁心磁路。☆单相变压器磁场1.3电机中

7、的能量转换与磁路电能电能变压器实现能量传递条件：两个线圈被磁场耦合起来。电能电能1.3电机中的能量转换与磁路在发电机中，机械能之所以会转换为电能，一个重要条件也是电机内存在一个耦合磁场。☆旋转电机磁场机械能电能1.3电机中的能量转换与磁路电机变压器磁场最重要的一个物理量是磁通。磁通所通过的路径就是磁路。磁路主要由铁磁材料构成，称为铁心磁路。发电机磁极单独存在时磁路发电机磁极与定子铁心构成的磁路有线圈有铁心时磁路有线圈没有铁心时磁路3.变压器与发电机磁路的形成（动画）1.4与电机磁路相关的基本物理定律(2)磁通密度也叫磁感应强度。单位特斯拉

8、（T）。(1)磁通可以直观地理解为磁路中所包含地磁力线条数。单位韦伯（Wb）1.与磁路相关的几个重要物理量1.4与电机磁路相关的基本物理定律(3)磁导率磁导率表示物质导磁能力的大小。真空磁导率