第2章 電機與電器技術(shù)

2.1 電機學(xué)基礎(chǔ)

2.1.1 概述

在人類使用能源的歷史上，無論哪一種技術(shù)上的發(fā)明和應(yīng)用，都不能與電的發(fā)明及應(yīng)用相比擬。在電能所能達到的一切領(lǐng)域，都使得那里的技術(shù)發(fā)生根本性的變化。發(fā)電機產(chǎn)生的電能通過高壓遠距離輸電送到它所需要的地方作為動力加以應(yīng)用，改變了整個社會的能源動力的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)、生活方式。

在電能的生產(chǎn)、傳輸、變換、分配和應(yīng)用中，電機是主要的機電能量轉(zhuǎn)換裝置。廣義的電機包括旋轉(zhuǎn)電機、直線電機和靜止電機。旋轉(zhuǎn)電機和直線電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能與機械能之間相互轉(zhuǎn)換的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。靜止電機是根據(jù)電磁感應(yīng)定律和磁勢平衡原理實現(xiàn)電壓變化與電能傳遞的一種電磁裝置，也稱為變壓器。電機的一般分類如圖2-1所示。

圖2-1 電機分類

電機學(xué)主要研究電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)理論、設(shè)計制造、運行特性、控制策略及試驗方法。以電路理論和電磁場理論為基礎(chǔ)，結(jié)合電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代分析和測試技術(shù)，研究電機設(shè)計、制造及其控制等方面出現(xiàn)的新的理論及實際問題。發(fā)展新的品種，研究各種電機新的控制方法，實現(xiàn)電機的機電一體化。電機中各種電、磁、力、熱等方面的定律同時起作用，互相影響又互相制約，故分析時既有理論又有實際，且具有一定的復(fù)雜性和綜合性。

電機中所用的材料主要有以下幾種。

（1）導(dǎo)電材料：作為電機中的電路系統(tǒng)，常用紫銅或鋁。

（2）導(dǎo)磁材料：為了在一定的勵磁電流下產(chǎn)生較強的磁場，電機和變壓器的磁路都采用導(dǎo)磁性能良好的鐵磁材料制成，如硅鋼片、鋼板及鑄鋼。

（3）絕緣材料：作為帶電體之間及帶電體與鐵心之間的電氣隔離，常用聚酯漆、環(huán)氧樹脂、玻璃絲帶、電工紙、云母片等。

（4）結(jié)構(gòu)材料：使各部分構(gòu)成整體、支撐和連接其他機械，常用鑄鐵、鑄鋼、鋼板、鋁合金及工程塑料。