电机学基础知识

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
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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。
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电机与电力拖动的发展概况
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。
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Siemens 和他的自激式发电机
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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。
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特斯拉与他发明的两相异步电动机 weipeiyu制作
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电机与电力拖动的发展概况
电机工程得以飞跃发展是与俄罗斯杰出的工程师 多里沃－多勃罗沃尔斯基的工作分不开的，他是三 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。
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
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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
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皮克斯发明的直流发电机
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雅可比发明的世界上第一台电动机模型与实用电动机
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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 磁极是用永久磁铁制造的。
静止电机-----------------变压器
电机
直流发电机 直流电机
直流电动机
旋转电机
异步电机 异步电动机
交流电机
异步发电机
同步发电机
同步电机
同步电动机
控制电机
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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。
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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 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。
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。
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二、按运动方式及电源性质分类
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法拉第与最早的发电机 —— 法拉第盘
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电机与电力拖动的发展概况
1832年皮克斯在电磁感应理论的指导下，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；
其后他致力于电机理论的研 究并阐明了电机的可逆性原 理。
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。
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。
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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；
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。
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电机与电力拖动的发展概况
随着生产机械的发展，对上述单机、多机拖动系统
提出了更高的要求：
要求提高加工精度与工作速度，要求快速起动、制