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1、机电能量转换你现在浏览的是第一页，共92页能量守恒原理质量守恒的系统中，能量不能产生，也不能消灭。你现在浏览的是第二页，共92页能量关系电源输入的电能=磁场储能的增加+内部能量损耗+机械能的输出三类能量损耗：电阻损耗、铁耗、机械损耗将损耗移出，得到一个无损耗磁储能系统，成为保守系统，能量转换过程为单值、可逆。你现在浏览的是第三页，共92页无损耗磁储能系统 你现在浏览的是第四页，共92页单边激励你现在浏览的是第五页，共92页电源输入的总功率你现在浏览的是第六页，共92页电压平衡方程你现在浏览的是第七页，共92页法拉第电磁感应定律你现在浏览的是第八页，共92页输入磁储能系统的电功率你现在浏览的是第
2、九页，共92页在时间dt内，输入耦合场的净电能你现在浏览的是第十页，共92页在dt时间内总机械能的输出你现在浏览的是第十一页，共92页能量平衡你现在浏览的是第十二页，共92页微分磁能增量你现在浏览的是第十三页，共92页磁场储能你现在浏览的是第十四页，共92页积分路径选择磁场储能是一个状态函数，其值由独立变量和的即时值唯一地确定。可以选取一条易于积分的路径求得磁能值。先把转子固定在0，=0,Te=0,再求出此位置下磁链从0增长到0时，耦合场的净电能输入。你现在浏览的是第十五页，共92页积分路径你现在浏览的是第十六页，共92页磁能计算你现在浏览的是第十七页，共92页磁共能计算你现在浏览的是第十八页
3、，共92页磁能与磁共能的关系你现在浏览的是第十九页，共92页线性系统你现在浏览的是第二十页，共92页电磁转矩-磁能计算你现在浏览的是第二十一页，共92页电磁转矩-磁共能计算你现在浏览的是第二十二页，共92页双边激励双边激励你现在浏览的是第二十三页，共92页电压平衡方程式你现在浏览的是第二十四页，共92页绕组感应电动势你现在浏览的是第二十五页，共92页输入耦合场的净电能你现在浏览的是第二十六页，共92页微分磁能增量你现在浏览的是第二十七页，共92页能量平衡你现在浏览的是第二十八页，共92页磁能增量你现在浏览的是第二十九页，共92页积分路径的选择你现在浏览的是第三十页，共92页从0到0。第一段路径
4、a段你现在浏览的是第三十一页，共92页第二段路径b段1从0到10你现在浏览的是第三十二页，共92页第三段路径c段2从0到20你现在浏览的是第三十三页，共92页磁场能量你现在浏览的是第三十四页，共92页微分磁共能你现在浏览的是第三十五页，共92页积分路径的选择1.从0到0i1从0到i10i2从0到i202.3.你现在浏览的是第三十六页，共92页磁共能你现在浏览的是第三十七页，共92页线性系统你现在浏览的是第三十八页，共92页电流为磁链的函数你现在浏览的是第三十九页，共92页磁功能函数你现在浏览的是第四十页，共92页线性系统磁能与磁共能你现在浏览的是第四十一页，共92页磁能密度你现在浏览的是第四十
5、二页，共92页线性系统磁能密度在一定的磁通密度下，磁能密度与介质磁导率成反比。对于旋转电机而言，大部分磁能储藏在气隙中。你现在浏览的是第四十三页，共92页含气隙的铁心线圈磁能设：铁心平均长度100mm，气隙长度1mm，磁路的磁通密度B=1T，铁心的磁导率是空气的1000倍。比较气隙和铁心内储存的磁能。你现在浏览的是第四十四页，共92页气隙和铁心内的磁能密度你现在浏览的是第四十五页，共92页磁能密度之比你现在浏览的是第四十六页，共92页储存的磁能之比你现在浏览的是第四十七页，共92页双边激励机电装置的机电能量转换你现在浏览的是第四十八页，共92页磁链函数你现在浏览的是第四十九页，共92页变压器电
6、动势和运动电动势你现在浏览的是第五十页，共92页分析第一项、第二项由电流的变化所引起的，称为变压器电动势；第三项由转子旋转运动所引起，称为运动电动势。感应电动势是电磁能量转换的必要条件，运动电动势的存在是机电能量转换的必要条件。你现在浏览的是第五十一页，共92页线性系统你现在浏览的是第五十二页，共92页电能输入你现在浏览的是第五十三页，共92页磁场储能的变化你现在浏览的是第五十四页，共92页线性系统你现在浏览的是第五十五页，共92页磁能变化分析磁能的变化是由两个绕组中的变压器电动势从电源所吸收的电能与运动电动势从电源所吸收的电能的1/2所提供的。你现在浏览的是第五十六页，共92页电磁转矩你现在
7、浏览的是第五十七页，共92页单相磁阻电机 定子上有一个线圈，转子为凸极，转子上没有线圈。设磁路线性，定子自感是转子转角的函数你现在浏览的是第五十八页，共92页电机的磁共能你现在浏览的是第五十九页，共92页电磁转矩你现在浏览的是第六十页，共92页通直流电你现在浏览的是第六十一页，共92页通交流电流你现在浏览的是第六十二页，共92页转子转角你现在浏览的是第六十三页，共92页转矩分量你现在浏览的是第六十四页，共92页电磁转矩平均值当转子角转速与电流角频率相等时你现在浏览的是第六十五页，共92页在旋转电机中的应用你现在浏览的是第六十六页，共92页三相异步电动机定子三相绕组有自感和互感、转子三相绕组也有
8、自感和互感，这些自感和互感与转子转角无关。而定转子绕组之间的互感与转子转角有关。你现在浏览的是第六十七页，共92页定子电感系数矩阵你现在浏览的是第六十八页，共92页转子电感系数矩阵你现在浏览的是第六十九页，共92页定转子互感系数矩阵你现在浏览的是第七十页，共92页转子定子互感系数矩阵你现在浏览的是第七十一页，共92页整个电机的电感矩阵你现在浏览的是第七十二页，共92页磁功能你现在浏览的是第七十三页，共92页矩阵形式你现在浏览的是第七十四页，共92页电磁转矩你现在浏览的是第七十五页，共92页定转子均为三相对称电流你现在浏览的是第七十六页，共92页三相凸极同步电机定子各相的自感和各相间的互感均与转
9、子转角有关，包含电感平均值和二次谐波幅值。转子励磁绕组自感与转子位置无关。定转子绕组间的互感为转子转角的余弦函数。你现在浏览的是第七十七页，共92页磁共能你现在浏览的是第七十八页，共92页电磁转矩你现在浏览的是第七十九页，共92页洛伦兹力你现在浏览的是第八十页，共92页单位体积力你现在浏览的是第八十一页，共92页总作用力你现在浏览的是第八十二页，共92页麦克斯韦应力张量法根据麦克斯韦应力张量法理论，总体积V内的有质动力f与闭合面S上的应力张量T有如下的等效关系你现在浏览的是第八十三页，共92页表面应力你现在浏览的是第八十四页，共92页等效性注意到你现在浏览的是第八十五页，共92页矢量形式的高斯变换你现在浏览的是第八十六页，共92页体积分转换为闭曲面积分你现在浏览的是第八十七页，共92页二维情况下合力你现在浏览的是第八十八页，共92页旋转电机计算作用在转子上的电磁力，一般闭合曲面选在通过气隙的圆柱面上，于是有你现在浏览的是第八十九页，共92页力的分解你现在浏览的是第九十页，共92页切向电磁力密度你现在浏览的是第九十一页，共92页电磁转矩电磁转矩由切向力产生，如果沿半径r的圆周积分，则电磁转矩的表达式为式中，r位于气隙中的任意圆周半径；Br、B分别为半径r处气隙磁密的径向和切向分量。你现在浏览的是第九十二页，共92页