1、绪论绪论 0.1电机概述电机概述 0.2本课程的性质、本课程的性质、内容与学习方法内容与学习方法 0.1电机概述电机概述 0.1.1电机的主要类型电机的主要类型电机的种类繁多，按其功能分类，可分成常规电机和控制电机，具体分类如图01所示。图01电机的分类 常规电机的主要任务是完成能量的转换，其功能如下：发电机将机械能转换成电能输出；电动机将电能转换成机械能输出，主要用于电力拖动系统中，带动生产机械运转；变压器将一种电压等级的交流电能变换成同频率的另一种电压等级的交流电能。控制电机的主要任务是完成控制信号的传递和转换，通常用于自动控制系统中，作为检测、校正及执行元件。其主要包括交、直流伺服电动机
2、，步进电动机，交、直流测速发电机，自整角机，旋转变压器等。部分控制电机的功能如下：伺服电动机将控制电压信号转换成转轴上的角位移或角速度输出，作执行元件；步进电动机将电脉冲信号转换成转轴上的角位移或线位移输出，作执行元件或驱动元件；测速发电机将转速信号转换成电压信号输出，主要作检测元件。0.1.2电机及电力拖动技术在国民经济中的作用电机及电力拖动技术在国民经济中的作用在国民经济生产中，电机工业是机械工业的一个重要组成部分，电机是机电一体化中机和电的结合部分，是机电一体化的一个很重要的基础，电机可称为电气化的心脏。电机对国民经济的发展起着重要的作用，并随着国民经济和科学技术的发展而不断发展。电机的
3、发展与电能的发展紧密联系在一起。电能是现代社会一种最主要的能源，这主要是由于它的生产和变换比较经济，传输和分配比较容易，使用和控制比较方便，而要实现电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制都离不开电机。在电力工业中，发电机和变压器是电站和变电所的主要设备。在电站，利用发电机可将原始能源(如水力、风力、热力、化学能、太阳能、核能等)转换为电能。在变电所，电能在远距离传输前，须用升压变压器把发电机发出的低压交流电变换成高压交流电，而电能在供给用户使用前，须用降压变压器把来自高压电网的高电压变换成低电压后才能安全使用。在机械、冶金、化工等工业企业中，大量应用电动机把电能转换为机械能，去拖动机床、起重
4、机、轧钢机、电铲、抽水机、鼓风机等各种生产机械。在现代化农业生产中，电力排灌、播种、收割等农用机械都需要规格不同的电动机去拖动。在交通运输业中，电车、地铁、电动自行车、电梯、飞机、轮船等也需要各种电动机。在医疗器械及家用电器中也离不开功能各异的小功率电动机。在工业、航天和国防科学等领域的自动控制技术中，各式各样小巧灵敏的控制电机被广泛地作为检测、放大、执行和解算元件。在现代工业、农业、交通运输等各行业中，为了实现生产工艺过程的各种要求，需要广泛采用各种各样的生产机械，其中，一部分生产机械采用气动或液压拖动，而大多数生产机械都采用电动机拖动，即电力拖动。电力拖动具有其他拖动方式无法比拟的优点：第
5、一，电力拖动比以蒸汽、水力、压缩空气等为动力的拖动效率高，且电动机与被拖动机械的连接简便；第二，电力拖动所用的电动机类型很多，不同的电动机具有不同的运行特性，可满足不同生产机械的需要；第三，电力拖动系统各参数的检测、信号的变换与传送方便，易于实现自动控制。因此，电力拖动已成为现代工农业中最广泛的拖动方式，而且随着近代电力电子技术和计算机技术的发展以及自动控制理论的应用，电力拖动控制装置的特性品质正在得到不断的提高，从而可提高生产机械运转的准确性、可靠性、快速性和生产过程的自动化程度，便于提高劳动生产率和产品质量，所以电力拖动也是实现工业电气自动化的基础，在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。
6、现在，一些工厂企业的生产过程正从单机、局部自动化发展到全盘、综合自动化，已经出现了大批自动生产线，而且一些自动化车间和自动化工厂已经在我国出现。0.2本课程的性质、内容与学习方法本课程的性质、内容与学习方法本课程是工业电气自动化、电气技术、机电一体化等电气类专业的一门重要的专业基础课，既有基础性又有专业性。“电机及拖动基础”是“电机原理”和“电力拖动基础”两门课程内容的有机结合，主要分析研究直流电机、变压器、三相异步电动机的基本理论及其电力拖动的基本规律，简单介绍常用交流电机、常用控制电机的原理及应用和电力拖动系统电动机容量的选择问题。本课程主要运用“物理”、“电工基础”等基础课的基本理论来分
7、析研究各类电机内部的电磁物理过程，从而得出各类电机的一般规律及其各异的特性。但它与“物理”、“电工基础”等基础课的性质不同，在“电机及拖动基础”课程中，不仅有理论的分析推导、磁场的抽象描述，而且还要用基本理论去分析研究比较复杂的带有机、电、磁综合性的工程实际问题，这是本课程的特点，也是学习的难点。因此，必须要有一个良好的学习方法，才能学好本课程。这里提供以下学习方法供大家参考：（1）学习之前，必须理解与掌握电和磁的基本概念，能够熟练运用电磁感应定律、安培定律、电路和磁路定律、力学、机械制图等已学过的知识。（2）学习过程中，对于电机结构，要弄清各主要部件的组成和作用；对于有关公式，要从物理概念上
8、去理解和记忆，不要死记硬背。本课程涉及电机的类型较多，要注意各种电机结构的异同点、电磁关系和能量转换关系的异同点、拖动问题的异同点等，运用总结对比的方法融会贯通，加深理解。分析实际问题时，要运用工程的观点和方法，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，从而简化实际问题的分析和计算。（3）为了提高课堂教学效果，课前应预习，一是对相关的已学知识进行回顾和补遗，二是对将要学到的内容浏览一遍，对新的名词和术语及相关内容有所了解，便于有的放矢地听课；课后应及时复习和小结，并选做适当的思考与练习题，以巩固所学的理论知识，提高理解和应用能力。（4）必须进行必要的实验和实习，一是对基本理论进行验证，二是培养和提高学生的实际操作技能和工作能力。“电机及拖动基础”课程将为后续课程“工厂电气控制设备”、“电力电子技术”、“自动控制理论”、“调速系统”等的学习作基础知识准备，为日后工作中对电力拖动设备的技术管理和生产第一线选配、安装调试、操作、维护与检修电力拖动设备打下良好的基础。
