電機(jī)拖動(dòng)電子教案

1、緒論 一、電機(jī)及電機(jī)學(xué)概念1.電機(jī)定義：是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。2.電機(jī)分類：（按運(yùn)動(dòng)方式分類）靜止電機(jī)-變壓器 電機(jī)直流電機(jī) 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 交流電機(jī) 異步電機(jī) 同步電機(jī)發(fā)展情況：基本系列、派生系列、特種電機(jī)、專用電機(jī)、節(jié)能電機(jī)二、電機(jī)中的材料1.導(dǎo)電材料：線圈（銅、鋁）2.導(dǎo)磁材料：鐵磁材料（重點(diǎn)介紹）3.結(jié)構(gòu)材料：鑄鐵、鑄鋼和鋼板等4.絕緣材料：聚酯漆、環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃絲帶、電工紙、云母片等（A、E、B、F、H、C）三、本課程的任務(wù)電機(jī)學(xué)及性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課1. 基本要求：了解電機(jī)、變壓器的基本結(jié)構(gòu)掌握正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的分析方法了解空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行時(shí)電機(jī)內(nèi)部的物理情

2、況掌握電機(jī)的運(yùn)行特性掌握電機(jī)的基本實(shí)驗(yàn)方法和操作技能3.本門(mén)課學(xué)習(xí)方法：抓住主要矛盾； 理論聯(lián)系實(shí)際； 善于運(yùn)用對(duì)比的方法。四、電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用1. 電能是現(xiàn)代常用的一種能源2. 電機(jī)是一種進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置3. 電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天等起重要作用。第一章 磁路磁路1.11.2總學(xué)時(shí)：2 課堂講授：2 教學(xué)目的：1.了解磁場(chǎng)的基本物理量。2.了解物質(zhì)在磁性能方面的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.磁感線強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別2.磁性物質(zhì)的特點(diǎn)。難點(diǎn)：磁飽和性和磁滯性。教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。工作原理、平衡方程、等效電路等內(nèi)容由教

3、師“精講”，在此基礎(chǔ)上，部分內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)，然后由學(xué)生在課堂上講解、討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容：1.磁場(chǎng)基本物理量2.磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)教書(shū)育人方式：1.采用幻燈片、演示實(shí)驗(yàn)等手段，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.對(duì)每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容。1.1 磁場(chǎng)的基本物理量一.磁通穿過(guò)某一截面的磁感應(yīng)強(qiáng)度的通量，即穿過(guò)某截面的磁力線的數(shù)目，故稱為磁感應(yīng)通量，簡(jiǎn)稱磁通。二.磁感應(yīng)強(qiáng)度BB的方向B的大?。号c磁場(chǎng)方向垂直的單位面積即穿過(guò)的磁力線的數(shù)目。單位Ts磁場(chǎng)均勻且與截面垂直時(shí)，。稱為磁通密度。的單位為Wb B的單位為T(mén) 三. 磁場(chǎng)強(qiáng)度H或四、 磁導(dǎo)

4、率導(dǎo)磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率，反映介質(zhì)的導(dǎo)磁性能，大則導(dǎo)磁性能好。的單位H/，真空的= 4H/m 。一般， 2000 6000（鐵磁性材料）H的單位為A/m 或A/cm1.2常用鐵磁性材料及其特性一、 鐵磁物質(zhì)的磁化鐵磁材料：鐵、鎳、鈷及其合金二、 磁化曲線1.磁化曲線：特性：具有高的導(dǎo)磁性能；磁化曲線呈非線性（飽和特性）2.磁滯回線磁滯現(xiàn)象：B的變化總是滯后H的變化；時(shí)的值，稱為剩磁。三、 鐵磁材料 軟磁材料：高，小，磁滯回線窄而長(zhǎng)，如：鑄鋼、硅鋼片、制作電機(jī)鐵心；硬磁材料：不高，Br大，磁滯回線寬，如：鐵氧體、釹鐵硼等制造永久磁鐵；三、磁路計(jì)算1.計(jì)算類型2.給定磁通量，計(jì)算所需磁動(dòng)勢(shì)F3.給定磁動(dòng)

5、勢(shì)F，計(jì)算所產(chǎn)生的磁通量4.計(jì)算步驟5.分段（材料相同，截面積相等）6.計(jì)算各段有效截面積和平均長(zhǎng)度7.求各段磁通密度8.求各段磁場(chǎng)強(qiáng)度9.求總磁動(dòng)勢(shì)10.求所需電流或線圈匝數(shù)11.查磁化曲線磁路1.31.4總學(xué)時(shí)：4 課堂講授：4 教學(xué)目的：1.掌握磁路歐姆定律。2.掌握鐵心線圈電路。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.磁路歐姆定律。2.交流鐵心線圈電路。難點(diǎn)：交直流鐵心線圈電路的區(qū)別。教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。工作原理、平衡方程、等效電路等內(nèi)容由教師“精講”，在此基礎(chǔ)上，部分內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)，然后由學(xué)生在課堂上講解、討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和總結(jié)。教學(xué)內(nèi)

6、容：1.磁路恒定磁通歐姆定律和交變磁通歐姆定律。2.磁路基爾霍夫第一、第二定律。3.交流鐵心線圈電路中的電磁關(guān)系，功率關(guān)系。4.交流鐵心線圈電路的等效電路。教書(shū)育人方式：1.采用幻燈片、演示實(shí)驗(yàn)等手段，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.對(duì)每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容1.3磁路基本定律一電路定律1歐姆定律 2基爾霍夫第一定律（電流定律）或3基爾霍夫第二定律（電壓定律）或二全電流定律（安培環(huán)路定律）1電流磁效應(yīng)凡是電流均會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，叫電流的磁效應(yīng)，即所謂“電生磁”。磁力線的方向可根據(jù)電流的方向有右手螺旋定則確定。2磁路的幾個(gè)基本物理量3全電流定律磁場(chǎng)中沿任一閉

7、回路的磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于該閉回路回路所包圍的所有導(dǎo)體電流的代數(shù)和。這就是全電流定律。當(dāng)導(dǎo)體電流的方向與積分路徑的方向符合右螺旋關(guān)系時(shí)為正，反之為負(fù)。三磁路及磁路定律磁路：磁通流通的路徑。鐵磁材料的磁化曲線1.磁路的歐姆定律將全電流定律用于右圖所示的無(wú)分支磁路，可得磁路中的磁通與作用在該磁路的上的磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁路的磁阻成反比，稱為磁路的歐姆定律。磁阻 磁導(dǎo)2.磁路的基爾霍夫第一定律對(duì)任一封閉面而言，穿入的磁通必于穿出的磁通，這是磁通連續(xù)原理。對(duì)有分支的磁路在磁通匯合處的封閉面上磁通的代數(shù)和等于零，即。圖中，4. 磁路的基爾霍夫第二定律將全電流定律應(yīng)用到任一閉合磁路上，有 磁壓降的代數(shù)和等于

8、磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。 圖中 磁路和電路的差別：（1）電路可以有電勢(shì)無(wú)電流，磁路中有磁動(dòng)勢(shì)必然有磁通；（2）電路中有電流就有損耗（），恒定磁通下，磁路中無(wú)損耗；（3）（而，磁路中必須考慮漏磁通；（4）電阻率在一定溫度下恒定不變，而鐵磁材料構(gòu)成的磁路中，隨變化，即隨飽和度增加而增加。四電磁感應(yīng)定律負(fù)號(hào)解釋：1變壓器電動(dòng)勢(shì)線圈與磁通之間沒(méi)有相對(duì)切割關(guān)系，僅由線圈交鏈的磁通發(fā)生變化而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為變壓器電勢(shì)。見(jiàn)圖，自感電動(dòng)勢(shì)、互感2運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)（速率電動(dòng)勢(shì)）若磁場(chǎng)恒定，構(gòu)成線圈的導(dǎo)體切割磁力線，使線圈交鏈的磁通發(fā)生變化，導(dǎo)體中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)稱為運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)，三方向互相垂直時(shí)，其大小 方向由右手定則確定。五

9、電磁力定律載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用，三方向互相垂直時(shí)，其大小為 方向由右手定則確定。1.4 鐵心線圈電路一、 直流鐵心線圈電路空載電流、主磁通、漏磁通、正方向1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和變比根據(jù)基爾霍夫電壓定律，繞組電動(dòng)勢(shì)平衡方程式由于，故，同時(shí)也很小，故可認(rèn)為。如果隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，則亦按正弦規(guī)律變化，根據(jù)可知，主磁通也按正弦規(guī)律變化。設(shè)則 同理 由此可知及在相位上均滯后于電角度，它們的有效值分別是寫(xiě)成相量表達(dá)式為 由于 故有；k 稱為變壓器的變比，通常。2.空載電流空載電流，又稱勵(lì)磁電流，包含兩個(gè)分量，分別承擔(dān)兩項(xiàng)不同的任務(wù)。一個(gè)分量叫磁化電流，其任務(wù)是建立幅值為的主磁通，為無(wú)功電流分量

10、。另一個(gè)分量叫鐵耗分量，其任務(wù)為補(bǔ)償空載損耗（鐵耗），為有功分量。空載勵(lì)磁電流 鐵耗電流與鐵耗的關(guān)系為 通常，與之間的相位差接近。3.漏電動(dòng)勢(shì)與漏電抗漏磁通1主要沿非鐵磁性物質(zhì)閉合的，磁路不會(huì)飽和，所以由漏磁通感應(yīng)的漏電動(dòng)勢(shì) 相量關(guān)系式 式中 一次繞組的漏電抗,表征漏磁通對(duì)電路的電磁效應(yīng),為一常數(shù)。二電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及等效電路考慮漏電動(dòng)勢(shì)和電阻壓降i0r 1時(shí)，變壓器空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式 式中 -繞組的漏阻抗可以畫(huà)出相應(yīng)的等效電路，如下圖所示。四、 磁滯損耗和渦流損耗1.磁滯損耗：磁疇之間產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生的，2.渦流損耗：渦流與鐵心電阻相作用產(chǎn)生的損耗，3.鐵損：磁滯損耗+渦流損耗，第二

11、章變壓器變壓器 2.12.3總學(xué)時(shí)：6 課堂講授：4 實(shí)驗(yàn)： 上機(jī)：教學(xué)目的：1.掌握其基本工作原理和主要結(jié)構(gòu)、額定值及其計(jì)算2.掌握空載時(shí)的各物理量、基本方程式、等效電路、電磁關(guān)系及相量圖3.掌握負(fù)載時(shí)的方程式、等效電路和相量圖4.掌握負(fù)載時(shí)的電磁關(guān)系及繞組的折算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.基本工作原理和額定值2.電磁關(guān)系、電動(dòng)勢(shì)方程和等效電路3.繞組折算難點(diǎn)：基本結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、繞組的折算教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。工作原理、平衡方程、等效電路等內(nèi)容由教師“精講”，在此基礎(chǔ)上，部分內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)，然后由學(xué)生在課堂上講解、討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和

12、總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容：1.變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值2.變壓器的空載運(yùn)行：空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、平衡方程。3.變壓器的負(fù)載運(yùn)行：磁勢(shì)平衡、電壓平衡、繞組折算、相量圖。教書(shū)育人方式：1.采用報(bào)廢的變壓器實(shí)物現(xiàn)場(chǎng)講課，采用幻燈片、演示實(shí)驗(yàn)等手段，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。利用模型介紹結(jié)構(gòu)，講解基本工作原理；利用實(shí)物講解電樞繞組、工作原理等。2.對(duì)每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容。變壓器的主要功能是把一種電壓的電能轉(zhuǎn)換為同頻率的另一種電壓的電能，故稱變壓器。實(shí)際上，它在變壓的同時(shí)還能改變電流，還可改變阻抗和相數(shù)。2.1 變壓器的工作原理變壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和

13、套在鐵心上的兩個(gè)繞組，如圖21所示。一個(gè)繞組接電源，稱為原繞組（一次繞組、初級(jí)），另一個(gè)接負(fù)載，稱為副繞組（二次繞組、次級(jí)）。原繞組各量用下標(biāo)1表示，副繞組各量用下標(biāo)2表示。原繞組匝數(shù)為N1，副繞組匝數(shù)為N2。圖2-1理想狀況如下（不計(jì)電阻、鐵耗和漏磁），原繞組加電壓，產(chǎn)生電流，建立磁通，沿鐵心閉合，分別在原副繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和。 說(shuō)明只要改變?cè)?、副繞組的匝數(shù)比,就能按要求改變電壓。又 說(shuō)明變壓器在改變電壓的同時(shí),亦能改變電流。二、三相變壓器1.分類三相心式變壓器和三相組式變壓器2.2變壓器的基本結(jié)構(gòu)一變壓器的主要部件1.鐵心作用、材料、基本形式（心式和殼式）2.繞組作用、材料、型式；高壓繞組

14、和低壓繞組；同心式和交疊式3.油箱及其附件 油箱、儲(chǔ)油柜、散熱器、分接開(kāi)關(guān)、套管、氣體繼電器等二變壓器的分類按用途分：電力變壓器和特種變壓器按相數(shù)分：?jiǎn)蜗?、三相、多相變壓器按每相繞組數(shù)目分：雙繞組、三繞組、自耦變壓器三、銘牌及額定值1型號(hào)2額定容量 kVA3額定電壓 V，kV4額定電流 A5額定頻率 HZ額定值之間的關(guān)系：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎?三相變壓器： 2.3變壓器的運(yùn)行分析一空載運(yùn)行時(shí)的物理情況空載時(shí)電流很小，二次繞組電流為零。此時(shí)即為交流鐵心線圈電路。二負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況可用下表表示。1.等效電路歸算的目的：導(dǎo)出等效電路歸算的方法：是將一個(gè)匝數(shù)與一次繞組相等，電磁效應(yīng)與二

15、次繞組相同的繞組去代替的二次繞組。歸算的算法如下：（1）電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算 故；同理動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算是乘以變比（2）電流的歸算 故 電流的歸算是除以變比（3）.阻抗的歸算 阻抗的歸算是乘以的平方變壓器歸算的基本方程式 （2-1） （2-2） （2-3） （2-4） （2-5）根據(jù)經(jīng)過(guò)歸算以后的基本方程式，不難導(dǎo)出負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等效電路如圖所示，稱為T(mén)形等效電路。可見(jiàn)，變壓器負(fù)載時(shí)的等效阻抗 簡(jiǎn)化等效電路：忽略I0 R1 X1 R2 X2 ZL2.基本方程式（1）折算前（2）折算后3.相量圖根據(jù)基本方程式和T形等效電路，不難畫(huà)出相應(yīng)的相量圖，如圖所示。相量圖的畫(huà)法視給定的條件而定，例如已知、及變壓

16、器的各個(gè)參數(shù)，則畫(huà)圖的步驟為：以作為參考相量，畫(huà)滯后一個(gè)角，在上加和得，主磁通超前，由此可以畫(huà)出和，落后于一個(gè)角度，在根據(jù)作出電流，再在上加上和，從而得原邊電壓。變壓器 2.42.6總學(xué)時(shí)：6 課堂講授：6 實(shí)驗(yàn)：4 上機(jī)教學(xué)目的：1.掌握參數(shù)測(cè)定的方法、標(biāo)么值的概念及應(yīng)用2.掌握變壓器的運(yùn)行特性，掌握u及的意義及計(jì)算3.掌握磁路系統(tǒng)的區(qū)別、不同磁路及電路對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響4.掌握連接組別的判定方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)： 參數(shù)測(cè)定、運(yùn)行特性、連接組別的判定難點(diǎn)： 參數(shù)測(cè)定、標(biāo)么值、連接組別的判定教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。參數(shù)測(cè)定、標(biāo)么值、連接組別等

17、內(nèi)容由教師“精講”，然后由學(xué)生在課堂上討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容：1.變壓器的等效電路：T型、簡(jiǎn)化等效電路2.變壓器的參數(shù)測(cè)量：激磁參數(shù)、短路參數(shù) 3.標(biāo)么值4.變壓器的運(yùn)行特性：電壓變化率、效率5.三相變壓器的磁路、聯(lián)接組、電動(dòng)勢(shì)波形教書(shū)育人方式：1.采用幻燈片、演示實(shí)驗(yàn)手段，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。利用模型介紹結(jié)構(gòu)，講解基本工作原理；實(shí)物利用講解電樞繞組。加強(qiáng)課堂教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的互補(bǔ)與融合；將部分課堂教學(xué)授課搬到實(shí)驗(yàn)室。2.對(duì)每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容。2.4 變壓器參數(shù)的測(cè)定通過(guò)空載和短路試驗(yàn)測(cè)取變壓器的參數(shù)。一、空載實(shí)驗(yàn)1.目的

18、：通過(guò)測(cè)量I0，U1，U20及P0來(lái)計(jì)算K, I0（），PFe，Zm=rm+jxm 以及判斷鐵心質(zhì)量和線圈質(zhì)量。2.接線：一般低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)開(kāi)路3.步驟：（1）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開(kāi)路； （2）電源電壓由01.2UN（或1.2 UN0），測(cè)U1、U20、I0和P0值； （3）可得I0=f(U1)及P0=f(U1)4.計(jì)算：（1）變比：（2）（3）（4）由空載簡(jiǎn)化等效電路，得：；5.注意：（1）rm和Xm是隨電壓的大小而變化的，故取對(duì)應(yīng)額定電壓時(shí)的值。 （2）空載試驗(yàn)在任何一側(cè)做均可，高壓側(cè)參數(shù)是低壓側(cè)的k2倍。（3）三相變壓器必須使用一相的值。（4），很低，為減小誤差，利用低功率因數(shù)表。二

19、、短路實(shí)驗(yàn)1.目的：測(cè)IK、UK及PK，計(jì)算UK（）,pCu, ZK=RK+jXK 。2.接線：通常高壓側(cè)加壓，低壓側(cè)短路3.步驟：（1）高壓側(cè)接電源，低壓側(cè)短接； （2）電壓由0，使IK=01.2IN，分別測(cè)IK、UK及PK； （3）可得IK=f(UK)，線性；PK=f(UK)，拋物線。4.計(jì)算：（1） pCupK=PK (PK=pCu+pFepCu，電源電壓很低pFe0)（2）由簡(jiǎn)化等效電路，得 ； ；一般認(rèn)為：；（3）溫度折算：線圈電阻與溫度有關(guān)，國(guó)標(biāo)規(guī)定向75換算； 對(duì)銅線： 對(duì)鋁線： 三相變壓器必須使用一相的值。短路試驗(yàn)在任何一方做均可，高壓側(cè)參數(shù)是低壓側(cè)的k2倍。5. 短路電壓（阻

20、抗電壓）短路試驗(yàn)時(shí)，使短路電流為額定電流時(shí)一次側(cè)所加的電壓，稱為短路電壓UK即UKN=I1NzK75 額定電流在短路阻抗上的壓降，亦稱作阻抗電壓。短路電壓百分值：uK對(duì)變壓器運(yùn)行性能的影響：短路電壓大小反映短路阻抗大?。?） 正常運(yùn)行時(shí)希望小些 ，電壓波動(dòng)小 ；（2） 限制短路電流時(shí)，希望大些。中、小型變壓器：（410.5）%； 大型變壓器： （12.517.5）%。6.標(biāo)么值 即某一物理量實(shí)際值與選定值之比。 實(shí)際值與基準(zhǔn)值必須具有相同的單位。（1）基值的選取通常以額定值為基準(zhǔn)值，各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)例如：變壓器一次側(cè)選； 變壓器二次側(cè)選； 由于變壓器一、二次側(cè)容量相等，均選

21、額定值的標(biāo)么值為1； 標(biāo)么值的表示為在原符號(hào)右上角加“*”表示； 使用標(biāo)么值表示的基本方程式與采用實(shí)際值時(shí)的方程式在形式上一致。舉例：； ；（2）實(shí)際值、標(biāo)么值和百分值的關(guān)系 實(shí)際值=標(biāo)么值基準(zhǔn)值 百分值=標(biāo)么值100%2.5 變壓器的運(yùn)行性能一、電壓調(diào)整率和外特性1. 電壓調(diào)整率uU1=U1N，cos2等于常數(shù)時(shí)，從空載到負(fù)載，二次側(cè)電壓變化的百分值。定義式：2. 參數(shù)表達(dá)式：由簡(jiǎn)化相量圖，可得：（推導(dǎo)過(guò)程略） 式中： 稱為負(fù)載系數(shù)，直接反應(yīng)負(fù)載的大小，如，表示空載；，表示滿載；3.影響u的因素：（1）負(fù)載大??；（2）短路阻抗標(biāo)么值；（3）負(fù)載性質(zhì)二、效率和效率特性1變壓器的損耗：損耗鐵損-

22、不變損耗；銅損-可變損耗。2.效率：變壓器的效率比較高，一般在（9598）%之間，大型可達(dá)99%以上。 令： 結(jié)論：（1）效率大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及空載損耗和短路損耗有關(guān)。 （2）效率特性： （3）最大效率：令：得，即（或銅損=鐵損）時(shí)，有說(shuō)明：變壓器的鐵損總是存在，而負(fù)載是變化的，為了提高變壓器的經(jīng)濟(jì)效益，提高全年效益，設(shè)計(jì)時(shí)，鐵損應(yīng)設(shè)計(jì)得小些，一般取，對(duì)應(yīng)的PKN與P0之比為34。2.6 三相變壓器的連接組一、 三相變壓器的聯(lián)結(jié)1.變壓器線圈的首、末端標(biāo)志線圈名稱單相變壓器三 相 變 壓 器首端末端首端末端中點(diǎn)高壓線圈AXA B CX Y ZO低壓線圈axa b cx y zo中壓線圈Am

23、XmAm Bm CmXm Ym ZmOm極性：指瞬時(shí)極性同名端 由線圈的繞向和首末端標(biāo)志決定2.單相變壓器的連接組別：I,I0；I,I63.三相變壓器線圈的連接組別（1)連接方式：Y或D；（y,d）（2)定義：反映三相變壓器對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，高、低壓側(cè)對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓）之間的相位關(guān)系，它與線圈的繞向和首、末端標(biāo)記及高、低壓線圈的連接方式有關(guān)。（3)時(shí)鐘表示法：（相量圖）舉例： B CbcA,a位形圖 Y,y0 作圖步驟：先畫(huà)出高壓線圈的相量圖； 便于比較，將A,a連成等電位點(diǎn)； 畫(huà)出低壓側(cè)的相量圖； 將AB,ab連線，得出結(jié)論。4.國(guó)標(biāo)規(guī)定了五種標(biāo)準(zhǔn)連接組：Y,yn0；Y，d11；YN，d11

24、；YN，y0；Y，y0。凡Y,y或D,d連接均為偶數(shù)；凡Y,d或D,y連接均為奇數(shù)。變壓器 2.72.11授課學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：8 課堂講授：8（含習(xí)題課） 實(shí)驗(yàn)： 上機(jī)：教學(xué)目的：1.掌握并聯(lián)運(yùn)行的條件2.了解不對(duì)稱運(yùn)行的分析方法及掌握序阻抗的概念3.掌握三繞組變壓器、自耦變壓器及互感器的原理、基本方程。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)： 1.并聯(lián)運(yùn)行的條件及方法2.三繞組變壓器、自耦變壓器的原理、基本方程。難點(diǎn)：不滿足并聯(lián)條件的分析、不對(duì)稱運(yùn)行的分析方法。教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。并聯(lián)運(yùn)行的條件及方法、三繞組變壓器、自耦變壓器的原理等內(nèi)容由教師“精講”，不對(duì)稱

25、運(yùn)行內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)，然后由學(xué)生課堂討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容：1.變壓器的并聯(lián)運(yùn)行：并聯(lián)運(yùn)行條件、變比不等時(shí)的變壓器并聯(lián)運(yùn)行、聯(lián)接組號(hào)不同時(shí)的變壓器并聯(lián)運(yùn)行2.三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行：對(duì)稱分量法、各相序等效電路、單相負(fù)載運(yùn)行3.變壓器的瞬變過(guò)程： 4.三繞組變壓器、自耦變壓器及互感器。教書(shū)育人方式：1.加強(qiáng)課堂教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的互補(bǔ)與融合；將部分課堂教學(xué)授課搬到實(shí)驗(yàn)室。2.對(duì)每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容。2.7 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 1.定義：幾臺(tái)變壓器的原、副線圈分別連接到原、副邊的公共母線上，共同向負(fù)載供電。2.優(yōu)點(diǎn)：可靠性；經(jīng)濟(jì)性。一、理想并聯(lián)運(yùn)行的條件 1.理想條件

26、：空載時(shí)副邊無(wú)環(huán)流； 負(fù)載后負(fù)載系數(shù)相等；各變壓器的電流與總電流同相位。2.應(yīng)滿足的要求：各變壓器的原、副邊的額定電壓分別相等，即變比相等； 各變壓器的連接組號(hào)相同；各變壓器的短路阻抗（短路電壓）標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。二、變比不等時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，設(shè)空載運(yùn)行時(shí)的環(huán)流（原邊向副邊折算）空載時(shí)有環(huán)流：負(fù)載運(yùn)行：結(jié)論：變比大的變壓器承擔(dān)的電流小，變比小的變壓器承擔(dān)的電流大。三、組別不同時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行組別不同時(shí)，副邊線電動(dòng)勢(shì)最少差300，由于短路阻抗很小，產(chǎn)生的環(huán)流很大。結(jié)論：組別不同，絕對(duì)不允許并聯(lián)。四、短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 結(jié)論：各變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值

27、成反比，短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器分擔(dān)的負(fù)載小，短路阻抗標(biāo)么值小的變壓器分擔(dān)的負(fù)載大?？偨Y(jié)：變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器，在任何一臺(tái)變壓器都不會(huì)過(guò)載的情況下，可以并聯(lián)運(yùn)行。短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓（即適當(dāng)減小其電壓變比），以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能得以充分利用。2-8 自耦變壓器一.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每只只有一個(gè)繞組，原繞組的一部分兼作副繞組。其主要特點(diǎn)是原邊和副邊不但有磁的聯(lián)系，還有電的聯(lián)系。繞組有串聯(lián)部分和公共部分。二.工作原理繞組AX加上原邊輸入額定電壓，鐵心中產(chǎn)生主磁通，在繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，每匝電勢(shì)均為，原繞組的電動(dòng)勢(shì)副繞組的電

28、動(dòng)勢(shì) 電壓比 與雙繞組變壓器相同。繞組公共部分電流： 忽略勵(lì)磁電流時(shí)，由磁通勢(shì)平衡關(guān)系，可得前式代入上式可得 則有 可見(jiàn)，公共部分的電流比額定負(fù)載電流還要小。三.容量關(guān)系與反相，所以自耦變壓器的通過(guò)容量（額定容量） 由此可知，自耦變壓器的額定容量由兩部分組成：一部分為電磁容量。另一部分為傳導(dǎo)容量，直接通過(guò)電的聯(lián)系由原邊傳導(dǎo)副邊。四.優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合繞組容量（電磁容量）小于額定容量。用材料少，體積小，重量輕，成本低。鐵耗，銅耗小，效率高。缺點(diǎn)是內(nèi)部絕緣和過(guò)電壓保護(hù)均需加強(qiáng)。適用于k3的電力變壓器，實(shí)驗(yàn)室的調(diào)壓和異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)等。2.10 儀用互感器一.電壓互感器功能是將高電壓變?yōu)榈碗妷哼M(jìn)行測(cè)

29、量。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是原繞組匝數(shù)很多，副繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于特殊的將壓變壓器。工作時(shí)副邊接電壓表，一般為100V，相當(dāng)于開(kāi)路。工作原理：原繞組并接于被測(cè)線路。副繞組接入電壓表或其他測(cè)量?jī)x表的電壓線圈。則 電壓互感器的電壓變化根據(jù)可知，如用配套的電壓表，表上可直讀的數(shù)值 互感器的電壓比有誤差，相位亦有誤差，誤差的大小與勵(lì)磁電流的大小和漏阻抗的大小有關(guān)，為減少誤差，鐵心采用高度硅鋼片，且使鐵心工作在不飽和狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際誤差的大小，精度分0.5、1.0和3.0三級(jí)。使用注意事項(xiàng)：1二次側(cè)有一端可靠接地；2二次側(cè)不能短路；3負(fù)載不能超過(guò)規(guī)定值。二.電流互感器功能是將大電流變?yōu)樾‰娏鬟M(jìn)行測(cè)量。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是原繞組的

30、匝數(shù)很少，副繞組的匝數(shù)很多。工作時(shí)副邊接電流表或其他測(cè)量?jī)x表的電流線圈，相當(dāng)于工作在短路狀態(tài)的升壓變壓器。一次側(cè)電流可為52500A，二次側(cè)電流為5A.工作原理：原繞組為一匝（穿心）或幾匝，串接于被側(cè)電路。副繞組接電流表，測(cè)得電流，則被測(cè)電流 電流互感器的電流變化比 根據(jù)，可知，如用配套的電流表，可直接讀取的數(shù)值。 電流互感器亦有變化比和相位誤差，按電流比誤差的大小，精度分0.2、0.5、1.0、3.0、10.0五級(jí)。 使用注意事項(xiàng)：1二次側(cè)有一端可靠接地；2副邊不準(zhǔn)開(kāi)路；3負(fù)載不能超過(guò)規(guī)定值。第三章 異步電機(jī)繞組的基本理論 授課學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：6 課堂講授：6 實(shí)驗(yàn)： 上機(jī)：教學(xué)目的：1.了解

31、交流繞組的基本要求及構(gòu)成原理 2.了解三相單層、雙層繞組 3.掌握繞組電動(dòng)勢(shì)大小及改善波形的方法 4.掌握單、三相繞組磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)及分析方法 5.了解交流電機(jī)中的磁通教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：繞組分布、繞組展開(kāi)圖 ；電動(dòng)勢(shì)大小 高次諧波產(chǎn)生及削弱方法；磁動(dòng)勢(shì)性質(zhì)難點(diǎn)：交流繞組的繞制；磁動(dòng)勢(shì)大小、性質(zhì)；三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)及圖解法分析。教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。繞組分布、繞組展開(kāi)圖、電動(dòng)勢(shì)大小、高次諧波產(chǎn)生及削弱方法、磁動(dòng)勢(shì)性質(zhì)、由教師“精講”，磁動(dòng)勢(shì)性質(zhì)可由學(xué)生進(jìn)行課堂討論。3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相 (多相)

32、電流 三相 (多相) 繞組 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2.同步轉(zhuǎn)速 n0 的大小怎樣改變？每相繞組由，一個(gè)線圈組成，每相繞組由兩個(gè)，線圈串聯(lián)組成磁極對(duì)數(shù)p = 2電流變化一周旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈 n0 = 1 500；當(dāng)磁極對(duì)數(shù) p = 3 時(shí)n0 = 1 0003. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向 U (i1) V(i2) W(i3) 由超前相轉(zhuǎn)向滯后相。 由通入繞組中的電流的相序決定的。 怎樣改變 n0 的方向 ? V(i1) U(i2) W(i3)二、工作原理對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流 ，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)能量），磁感線切割轉(zhuǎn)子繞組中，產(chǎn)生 e 和 i 轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 1. 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電

33、流有功分量與e2同方向轉(zhuǎn)子電流有功分量與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用形成了電磁轉(zhuǎn)矩。2轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 : n=(1 s) n0起動(dòng)時(shí) n = 0，s = 1 理想空載時(shí) n = n0，s = 0 正常運(yùn)行時(shí) 0nn0， 1s0 額定運(yùn)行時(shí) sN = 0.01 0.093.電機(jī)的五種狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)、發(fā)電機(jī)狀態(tài)、制動(dòng)狀態(tài)、理想狀態(tài)、堵轉(zhuǎn)狀態(tài)3. 電磁轉(zhuǎn)矩 的大小和方向 大?。篢 = CTm I2cosj2方向：與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件1. 定子定子鐵心、定子繞組、 機(jī)座和端蓋等。 2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組 繞線型：對(duì)稱三相繞組。 籠型：對(duì)稱多相繞組。繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，

34、風(fēng)扇 ，冷空氣流，罩 殼（非驅(qū)動(dòng)端），端蓋（驅(qū)動(dòng)端）。二、三相繞組1、三相單層繞組例如：z = 12，p = 1，m = 3，y =t 。每極每相槽數(shù) q 一相繞組，接線圖（單層）槽距角：相鄰兩槽中心線間的電角度。 極距： 相鄰兩磁極中心線間的距離（槽數(shù)）。 線圈節(jié)距 y ：線圈兩圈邊之間的距離（槽數(shù)） 。當(dāng) y =t時(shí)，稱為整距繞組；當(dāng) yt時(shí)，稱為短距繞組。當(dāng) q1 分布繞組。當(dāng) q = 1 集中繞組。2、三相雙層繞組3. 三相繞組的種類(1)單層繞組和雙層繞組(2)整距繞組和 短距繞組 整距繞組 y=tt 短距繞組 y1三、籠型繞組1. 極數(shù) 轉(zhuǎn)子極數(shù) = 定子極數(shù) 因?yàn)椋恨D(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢(shì)

35、和電流是感應(yīng)出來(lái)的。如果兩者不相等，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來(lái)。2. 相數(shù)籠型轉(zhuǎn)子是對(duì)稱多相繞組。轉(zhuǎn)子槽數(shù)能被磁極對(duì)數(shù)整除時(shí)m2=z2/p轉(zhuǎn)子槽數(shù)不能被極對(duì)數(shù)整除時(shí)m2 = z23. 匝數(shù)N=1/2（一根導(dǎo)條相當(dāng)于半匝）四、額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1.型號(hào) 例如：Y 112S-6 極數(shù)6極 短機(jī)座 規(guī)格代號(hào)：中心高112mm 產(chǎn)品代號(hào)：異步電動(dòng)機(jī)2.額定值額定功率PN: 電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行，由軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W或kW。額定電壓UN: 電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行,施加在定子繞組上的線電壓，單位為V。額定頻率fN：50Hz。額定電流IN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下軸端輸出額定功率時(shí)，定子繞組的線

36、電流，單位為A。額定轉(zhuǎn)速nN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率、軸端輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。其他額定值 N N (或N)其他數(shù)據(jù):絕緣等級(jí):A,E,B,H,F(極限工作溫度:105,120,130,155,180) 防護(hù)等級(jí):IP23-防護(hù)式,IP44-封閉式(分別表示防塵,防水) 工作制:S1-連續(xù)工作制;S2-段是工作制;S3-斷續(xù)周期工作制 接法:(Y或).對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率：3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式一、定子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式電動(dòng)勢(shì)平衡方程式U1 = -E1 + (R1 + jX1 ) I1定子繞組的電動(dòng)勢(shì)E1 =4.44 kw1 N1f 1

37、mkw1定子繞組的繞組因數(shù)；kw1N1定子繞組的有效匝數(shù)忽略R1和X1 ，U1 =E1 =4.44 kw1 N1f1即m正比于相電壓U1 二、轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式電動(dòng)勢(shì)平衡方程式0 = E2s (R2 + jX2s ) I2s = E2sZ2sI2s 轉(zhuǎn)子繞組漏電抗X2s = 2pf2L2轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)E2s = 4.44 kw2N2f2m kw2轉(zhuǎn)子繞組的繞組因數(shù)(籠型繞組kw2 =1)kw2N2轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)式中 ：轉(zhuǎn)子頻率f2 = s f1；E2 = 4.44 kw2N2f1m ；轉(zhuǎn)子靜止時(shí)， f2=f1 ；轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的漏電抗 X2 = 2pf1L2轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的電動(dòng)勢(shì) X2s

38、= s X2，E2s = s E23.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式一、磁通勢(shì)平衡方程式1. 定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)轉(zhuǎn)向與定子電流相序一致。 2. 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) 轉(zhuǎn)向幅值與轉(zhuǎn)子電流的相序一致，即與定子電流相序一致。轉(zhuǎn)速 (1) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 (2) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速 n2 + n= s n0 + (1s) n0 = n0 結(jié)論：(1) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)在空間是沿同一方向以同一速度旋轉(zhuǎn)的。(2) 二者組成了統(tǒng)一的合成旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。單相電流通過(guò)單相繞組產(chǎn)生脈振磁通勢(shì)和脈振磁場(chǎng)脈振磁場(chǎng)：軸線不變，大小和方向隨時(shí)間交變的磁場(chǎng)。 脈振磁通勢(shì)：

39、產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)的磁通勢(shì)。二、脈振磁通勢(shì)三、旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)三相電流通過(guò)三相繞組時(shí)，三相繞組的三個(gè)基波脈振磁通勢(shì)為四、高次諧波磁通勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)磁極的磁場(chǎng) = 基波磁場(chǎng) + 奇次諧波磁場(chǎng)(1) 在同步電機(jī)中，諧波磁通勢(shì)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流損耗，使電機(jī)發(fā)熱 。(2) 在感應(yīng)電機(jī)中，諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩，影響其起動(dòng)性能；損耗溫升。 諧波電動(dòng)勢(shì)的影響使發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)波形變壞，供電質(zhì)量，雜散損耗，溫升；干擾鄰近通信線路。 措施 改善氣隙磁場(chǎng)分布；采用短距繞組和分布繞組；籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用斜槽形式。3.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析一、等效電路1、折算折算原則：保持F2不變，只要使等效前后轉(zhuǎn)子電流的大小和相

40、位相等即可；等效前后轉(zhuǎn)子電路的功率和損耗相等。折算方法：*附加電阻的物理意義：模擬轉(zhuǎn)軸上總的機(jī)械功率； 轉(zhuǎn)子方程為： 2、轉(zhuǎn)子繞組折算說(shuō)明：原則和方法與變壓器相同。電流折算： 電動(dòng)勢(shì)折算：電阻和電抗折算： 3、T型等效電路折算后的基本方程組：T形等效電路 r1 X1 r2 X2 rm Xm 分析：堵轉(zhuǎn)：，相當(dāng)于短路；空載：，相當(dāng)于開(kāi)路。二、基本方程式三、相量圖3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩一、功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡1.功率平衡：能量轉(zhuǎn)換：電能機(jī)械能 P1 Pem Pmec P2 pCu1 pFe pCu2 pmec+pad 電源輸入功率：定子銅損： 定子鐵損： 電磁功率： 轉(zhuǎn)子銅損： 總機(jī)械功

41、率： 輸出功率： 可見(jiàn)： 2.轉(zhuǎn)矩平衡： ，即 -機(jī)械角速度rad/s；式中：Tem電磁轉(zhuǎn)矩（驅(qū)動(dòng)）；T2負(fù)載轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)）；T0空載轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)）；式中： 二、電磁轉(zhuǎn)矩1.物理表達(dá)式： = (CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù))說(shuō)明：上式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通、轉(zhuǎn)子有功電流的關(guān)系。2.參數(shù)表達(dá)式：由簡(jiǎn)化等效電路可得 ：可得：*結(jié)論：與電源參數(shù)、電機(jī)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系。3.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性定義：是指在額定電壓和頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n(s)、輸出轉(zhuǎn)矩T2 、定子電流I1、功率因數(shù)cos1、效率與輸出功率P2之間的關(guān)系。一、轉(zhuǎn)速特性 或 由Pcu2= s Pem得 s=是一條稍向下傾斜的曲線。二、輸出轉(zhuǎn)矩特

42、性 異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：是一條過(guò)原點(diǎn)稍向上翹的曲線。三、定子電流特性 由知，空載時(shí)：，很?。回?fù)載時(shí)，P2增加，也增加，I1也增加。四、定子功率因數(shù)特性空載：很??；負(fù)載時(shí)，隨，。五、效率特性 根據(jù)=空載時(shí)，P2=0，=0；負(fù)載時(shí)，隨著P2的增加，也增加，當(dāng)負(fù)載增大到可變損耗與不變損耗相等時(shí)，最大；負(fù)載繼續(xù)增大，銅損增加很快，反而下降。*說(shuō)明：電機(jī)在額定負(fù)載附近的和較高，希望在PN附近運(yùn)行。 I1 T2 S P2 異步電動(dòng)機(jī)工作特性圖3.8 單相異步電動(dòng)機(jī)一、結(jié)構(gòu)：定子為單相繞組（有起動(dòng)和工作繞組）；轉(zhuǎn)子為鼠籠式。二、工作原理單相交流繞組通入單相交流電流產(chǎn)生脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)，其可分解為F+、F-，建立

43、起正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)+、-，這兩個(gè)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，從而形成正反向電磁轉(zhuǎn)矩T+、T-，疊加后即為推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩T。設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n，則對(duì)正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)差率s+為 s+ =s對(duì)反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)差率s-為s- =2-s*單相異步電動(dòng)機(jī)的T=f(s)曲線：*單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩為0，即單相異步電動(dòng)機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)s1時(shí)，T0，且T無(wú)固定方向，取決于s的正負(fù)。由于反向轉(zhuǎn)矩的作用，合成轉(zhuǎn)矩減小，過(guò)載能力低。三、起動(dòng)方法1.分相起動(dòng)電動(dòng)機(jī) 電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)向：由起動(dòng)繞組轉(zhuǎn)向工作繞組； 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)：實(shí)為兩相異步電動(dòng)機(jī)； 電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小

44、，只適用于比較容易起動(dòng)的場(chǎng)合。2.罩極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：凸極定子，工作繞組為集中繞組，極靴表面的處開(kāi)槽，小極部分罩短路環(huán)（即為罩極繞組）；工作特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，只適用于小型風(fēng)扇、電動(dòng)模具及電唱機(jī)中，容量一般在3040瓦以下；轉(zhuǎn)向：由未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分。*小結(jié)：分相電動(dòng)機(jī)可通過(guò)改變并聯(lián)到單相電源的兩繞組的任一個(gè)的首、末端，即可改變其轉(zhuǎn)向。第四章 異步電機(jī)的電力拖動(dòng) 授課學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：10 課堂講授：8(含補(bǔ)充內(nèi)容及習(xí)題課)實(shí)驗(yàn)：2上機(jī)：教學(xué)目的：本章主要介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及其在電機(jī)起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)過(guò)程中的具體應(yīng)用。包括異步機(jī)三種不同的機(jī)械特性表示方法，鼠籠機(jī)的降壓起動(dòng)，繞線電機(jī)起動(dòng)

45、電阻計(jì)算，多種調(diào)速方法，異步機(jī)的制動(dòng)等內(nèi)容。其中，機(jī)械特性是重點(diǎn)，其他具體問(wèn)題都是在了解機(jī)械特性的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步學(xué)習(xí)的。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：調(diào)速方法及計(jì)算、單相異步電機(jī)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、異步電機(jī)矢量變換控制 難點(diǎn)：?jiǎn)蜗喈惒诫姍C(jī)；感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電壓下的運(yùn)行分析方法主要結(jié)構(gòu)；異步電機(jī)矢量變換控制教學(xué)方法：運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，采用教師講授與學(xué)生提問(wèn)、討論相結(jié)合的形式。調(diào)速方法及計(jì)算、單相異步電機(jī)等內(nèi)容由教師“精講”，在此基礎(chǔ)上，其他內(nèi)容由學(xué)生先自學(xué)，然后學(xué)生在課堂上講解、討論，最后由教師補(bǔ)充、概括和總結(jié)。在自學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生多方面收集異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用方面的資料，開(kāi)闊視野，補(bǔ)充教材外的異步電機(jī)調(diào)速現(xiàn)狀

46、及變頻調(diào)速系統(tǒng)、異步電機(jī)矢量變換控制等內(nèi)容。既可調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性-讓他們掌握基本知識(shí)，又培養(yǎng)能力。教學(xué)內(nèi)容：1.了解三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的的固有特性，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的人為特性。2.了解負(fù)載的機(jī)械特性和電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件。3.掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指標(biāo)及三相異步電動(dòng)機(jī)的主要起動(dòng)方法。4.掌握異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速指標(biāo)及三相異步電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方法。5.了解異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)原理和制動(dòng)方法教教書(shū)育人方式：1.采用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)手段，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。加強(qiáng)課堂教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的互補(bǔ)與融合；將部分課堂教學(xué)授課搬到實(shí)驗(yàn)室。2.對(duì)

47、每次課進(jìn)行小結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)內(nèi)容。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、機(jī)械特性的三種表達(dá)式定義：異步電動(dòng)機(jī)在定子電壓、頻、繞組參數(shù)固定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與此電磁轉(zhuǎn)矩之間的函數(shù)關(guān)系n=f(T)。*因?yàn)檗D(zhuǎn)差率s=1-n/n1,也可以用s=f(T)從電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的物理過(guò)程，影響因素的角度來(lái)看，可以用物理表達(dá)式和參數(shù)表達(dá)式描述，考慮到應(yīng)用的要求，可以使用實(shí)用表達(dá)式1.物理表達(dá)式：= (CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù))說(shuō)明：上式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通、轉(zhuǎn)子有功電流的關(guān)系。2 特點(diǎn)：*不含有轉(zhuǎn)差率s*主磁通、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子功率因數(shù)都是s的函數(shù)1) 主磁通與s結(jié)論：當(dāng)定子漏抗壓降較小時(shí)，E1=U1,則 主磁通=U1/4.44f1N1kw1,幾乎不變當(dāng)定子電流增大，定子壓降增大，E1不等于U1，主磁通下降很多2）轉(zhuǎn)子電流與s轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式:結(jié)論：轉(zhuǎn)差率小時(shí)，轉(zhuǎn)子電阻作用大，s增大，電流增大；轉(zhuǎn)差率大時(shí)，轉(zhuǎn)子漏電抗