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1、电 机 学 概 论 Electric Machinery 已学课程 l高等数学（矢量运算等） l电路原理（电路定律、星形/三角形联接、正 弦电 流分析等） l大学物理(电磁定律等) 电机在国民经济中的作用 w 电能是现代社会最主要的能源，并对人类文明 的发展起到了重要的推动作用。 w 电机是和电能的生产、输送与利用密切相关的 能量转换机械 。 w 电气自动化、电气技术和供用电技术等专业的 一门专业基础课。 电机的分类 l按照能量转换或传递的功能及用途 电机 发电机 将机械能转换为电能。 电动机 将电能转换为机械能。 变压器 改变交流电能的电压。 控制电机 主要用于执行控制任务， 而不是传递能量
2、。 电机的分类 l按照结构特点及电源种类分 电机 变压器静止的电机 旋转电机 交流电机 直流电机 同步电机 异步电机 电机 变压器 直流电机 直流发电机 直流电动机 交流电机 控制电机 同步电机 同步发电机 同步电动机 异步电机 异步发电机 异步电动机 电机的分类 电机的用途 电机的主要类型 变压器 电动机 发电机 变压器的用途 w 变压器是将一种交流电压、电流转换成同频 率的另一种电压、电流的静止电器。 w 主要用于各级变电站中。 w 改变交流电能的电压，实现交流电能的经济 输送和合理分配。 大容量电力变压器 单相心式变压器 单相双绕组变压器示意图 一次绕组： 接交流电源 二次绕组： 接交流
3、负载 电力系统示意图 发电机的用途 火电厂：将燃料燃烧的热能转换为电能。 水电厂：将水流的势能转换为电能。 核电厂：将原子核裂变的原子能转换为电能 。 风电厂：将风能转换为电能。 w 主要用于发电厂 火力发电厂原理图 火力发电厂原理图 凸极同步电 机的转子 隐极同步电机的转子 200MW汽轮发电机 200MW汽轮发电机定子 320MW水轮发电机 吊装中的水轮 发电机转子（ 320MW ） 电动机的用途 w 作为原动机，拖动各种机械设备。 工业 农业 交通运输业 航天、航空、航海行业 国防、文化教育、医疗卫生、IT等行业 日常生活 电动机的用途 w 工业 机床、机器人、轧钢机、纺织机、造纸机、风
4、机、 水泵、压缩机、吊车、卷扬机、传送带等。 w 农业 电力排灌设备、脱粒机、碾米机、榨油机、粉碎机等。 w 交通运输业 电气机车、磁悬浮列车、城市轨道列车、无轨电车、电动 汽车等。 电动机的用途 w 航空和航海业 有特殊要求的航空电机、船用电机和推进电 机等。 w 日常生活 电风扇、洗衣机、吸尘器、空调、电冰箱、 微波炉、DVD播放机、电动按摩器、电动工具等 。 电动机的外形电动机的外形 三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分 组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。 异步电动机的结构 三相笼式异步电动机的部件图 异步电机 散嵌线圈 三相对称交流绕组模型 直流电机的主要结构 定子
5、 机座（磁 轭） 主极 换向极 电刷装置 转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 转轴 轴轴 端盖端盖 电枢铁心电枢铁心 电枢绕组电枢绕组 和槽碶和槽碶 电枢绕组电枢绕组 端部端部 换向器换向器 轴承轴承 直流电机的转子 励磁绕组和串换向极励磁绕组和串换向极 后的电枢绕组出线后的电枢绕组出线 定子机座定子机座 换向极铁心换向极铁心 换向极绕组换向极绕组 主主磁极铁心磁极铁心 主主磁极绕组磁极绕组 （励磁绕组（励磁绕组 ） 换向极绕组与励换向极绕组与励 磁的串联接线磁的串联接线 直流电机定子直流电机定子 电机的新发展 w 与微电子技术、计算机技术、自动控制技术、电力电 子技术和超导技术等的发展相结合。
6、 w 原材料性能和制造工艺水平的提高。 电力电子技术 永磁材料 蒸发冷却技术 电机的新发展 w 新原理、新结构、高性能的电机不断被研究 开发出来： 开关磁阻电机 横向、径向、轴向永磁电机 高速电机 高性能交流调速系统等 圆筒形直线电机 潜油直线电动机样机 结构与磁力线分布 电机的定义 w 电机学中讨论的电机，是指依靠电磁感应作用 而运行的电磁机械，用于机械能和电能之间的转 换或者不同形式电能之间的变换。 性 质 w 任何一种电机的输入、输出能量中，至少有一方 必须为电能，或者双方都是电能。 w 电机本身不是能源，而只是转换或传递能量的机 械装置。 w 要从电机输出能量，必须先给电机输入能量，其
7、 能量转换或传递过程遵从能量守恒定律。 性 质 w 电机是以电磁感应为基本作用原理来运行的。 w w 利用其它原理（光电效应、热电效应、化学效 应等）产生电能的装置通常不包括在电机的范围 内。 电机学课程性质 l课程地位 是电气工程及其自动化专业的重要专业基础课，为 后续相关专业课程打下坚实理论基础。 w 分析的对象是工程实际中使用的具体电机。 w 物理概念多，有较强的理论性。 w 涉及条件和因素较复杂，具有较强的专业性和综合性。 l内容特点 课程学习要求 电机学以变压器和旋转电机的基本概念、基本电磁关 系、基本分析方法、运行特性等内容为核心。 结构、原理、性能、应用 要求：要求： 逐步建立并牢固掌握电机学的基本概念； 熟悉和掌握电机基本理论和基本分析方法； 学习分析工程实际问题的思路和方法； 提高分析和解决实际问题的能力。
