0-1电机在国民经济中的作用
现代社会中,电能是使用最广泛的一种能源.在电能的生产、输送和使用等方面,电机起着重要的作用.
电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型,发电机可把机械能转换为电能,主要用于生产电能的发电厂,在火电厂、水电厂和核电厂中,水轮机、汽轮机带动发电机,把燃料烧的热能、水流的机械能或原子核裂变的原子能都转变为电能,发电机发出的电压一般为10.5~20kV,为了减少远距离输电中的能量损失,应采用高压输电,输电电压为110kV、220kV、330kV、500kV 或更高,把发电机发出的电压升高到输电电压是由变压器完成的.高压输电线将电能输送到各个用电区,由于各种用电设备如电动机、电炉、电灯等需要不同的低电压,例如6kV、1kV、380V、220V,因此再由变压器把高电压降为所需的低电压.各种用电设备统称为负载,在电能的生产、输送、分配、消费中的发电机、变压器、电力线路、负载等联在一起构成统一的整体,这就是电力系统,电力系统中接有很多发电厂的发电机,每个发电机都向系统提供电能;电力系统中接有大量的、各式各样的负载,每个负载都从系统中取用电能,电力系统是一个十分庞大又十分复杂的系统,发电机与变压器则是电力系统中最重要的设备,
电动机将电能转换为机械能,用来驱动各种用途的生产机械.机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工业、化学工业及其他各工矿企业中,广泛地应用各种电动机.例如用电动机拖动各种机床、轧钢机、电铲、卷扬机、纺织机、造纸机、搅拌机、压缩机、鼓风机等生产机械.
在交通运输中,铁道机车和城市电车是由牵引电机拖动的:在航运和航空中,使用船舶电机和航空电机.
在农业生产方面,电力排灌设备、打谷机、碾米机、油机、饲料粉碎机等都由电动机拖动.
在国防、文教、医疗及日常生活中,也广泛应用各种小功率电机和微型电机.随着国民经济的发展,工业生产自动化水平不断提高,各种高科技领域如计算机、通信、人造卫星等行业也广泛地应用各种控制电机,
20世纪七八十年代以来,由于大功率电力电子器件以及微电子技术、微型计算机技术的一系列进展促进了交流调速技术的发展,已经生产出多种电机交流调速系统,不仅提高了生产机械的性能,而且节省了大量电能.
随着现代社会的发展,电力和电机工业在国民经济中仍将起着重要作用,并将得到更大的发展。
0-2电机的分类
电机在各个领域内都得到广泛的应用,种类繁多,性能各异,分类方法也很多.主要有两种常用的分类方法.
从能量传递、转换的功能及用途来分,电机有下列几类:
(1)变压器,主要是改变交流电的电压,也有改变相数、阻抗及相位的
(2)发电机.把机械能转换为电能.
(3)电动机.把电能转换为机械能.
(4)控制电机.作为自动控制系统的控制元件,
这一种分类方法中,电动机与发电机的功能不同,用途也不一样,但从运行原理上看,电动机运行和发电机运行不过是电机的两种运行状态,它们之间可逆,而且电机还可以运行于其他的状态.
另一种分类方法是按照电机的结构特点及电源性质分类,电机主要有下列几类:(1)变压器.属于静止的不旋转设备.
(2)旋转电机.包括直流电机和交流电机,交流电机中因结构不同又分为同步电机和异步电机。
直流电机--电源为直流电的电机.
交流同步电机--交流电机的一种,运行中转速恒为同步转速,电力系统中的发电机都是同步电机.
交流异步电机--也是一种交流电机,运行中转速不为同步转速,异步电机主要用于电动机.
还有其他分类方法,但不论哪种方法都不是绝对的.
本教材按照变压器、直流电机、同步电机、异步电机的顺序分别进行阐述,从具体电机入手,分析其主要原理,使初学者易于掌握.
0-3 电机学课程性质及学习方法
电机学是电气工程及其自动化等专业的主要技术基础理论课,电机学将系统地阐述变压器、直流电机、同步电机和异步电机的基本电磁关系、分析方法、运行性能、各种运行方式等内容,为进一步学习以上各有关专业的专业课程打下坚实的理论基础.本课程的先修课程有高等数学、物理、电路及磁路等.
电机学与物理、电路及磁路等课程的性质有很多不同之处.
(1)电机学是基础理论课,又带有专业性,电机学具体分析各种类型电机,比较实际,不像电路及磁路课中分析的电阻、电感、电容电路不代表具体的电器设备.
(2)电机学通过对具体电机的分析阐述基本电磁规律,具有复杂性和综合性的特点.在电机中,各种电、磁、力、热等方面的物理定律同时在一台电机上起作用,相互制约,必须综合考虑.
根据电机学课程的性质,在学习方法上要掌握以下几点:(1)理论联系实际.首先学好电机的基本理论,掌握电磁规律,加深对物理概念的理解,对具体电机结构也要有一定了解,否则不可能深入掌握理论
(2)重视学习能力的培养,从具体电机入手掌握分析电机理论的工具,学习分析电机理论问题的方法并能灵活应用.重视数学计算,提高定量计算的能力.
(3)抓主要矛盾,培养工程观点,在分析复杂的实际问题中,常常需要忽略一些次要因素,抓主要矛盾加以解决,这样所得的结果在工程应用上已经足够正确,在某种条件下的次要因素,在另一条件下又可能成为有决定影响的主要因素,要根据研究的问题及条件而变.(4)重视试验,培养动手能力,通过电机学实验,打好强电实验的基本功,为专业课程的实验打好基础.
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