電機與拖動基礎(chǔ)課件

1、 1油建公司：王迎春油建公司：王迎春 2目目 錄錄23154 3 “電機與拖動基礎(chǔ)”是“電機”和“電力拖動技術(shù)基礎(chǔ)”兩部分內(nèi)容的有機結(jié)合，它是在學(xué)習(xí)了“電工基礎(chǔ)”等課程的基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)直流電機、變壓器、交流電機的基本理論和電力拖動的基本原理等知識，以期達到下列要求： （1） 熟悉直流電機、變壓器、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)，掌握它們的工作原理。 （2） 掌握直流電動機、三相異步電動機的機械特性及各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的基本理論。 （3） 掌握直流電動機、三相異步電動機起動、制動、調(diào)速的電力拖動基本原理和基本方法。 （4） 掌握電機及電力拖動實驗的基本方法和技能。 1、 主要內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法主要內(nèi)容、

2、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 4 學(xué)習(xí)時應(yīng)注意以下幾點：學(xué)習(xí)時應(yīng)注意以下幾點： （1） 牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性。 （2） 可運用類比或比較的學(xué)習(xí)方法，找出各種電機的共性和個性，以加深對各種電機及拖動系統(tǒng)性能的理解。 （3） 要理論聯(lián)系實際，重視實驗和實訓(xùn)環(huán)節(jié)。1、 本課程的主要內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法本課程的主要內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 5 電能是現(xiàn)代能源中應(yīng)用最廣的二次能源，它的生產(chǎn)、變換、傳輸、分配、使用和控制都比較方便經(jīng)濟，而要實現(xiàn)電能的生產(chǎn)、變換和使用等都離不開電機。 電機是一種利用電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，將能量或信號進行轉(zhuǎn)換或變換的電磁機械裝置。電機在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域起著重要作用。在電力

3、工業(yè)中，產(chǎn)生電能的發(fā)電機和對電能進行變換、傳輸與分配的變壓器是電站和變電所的主要設(shè)備。在工業(yè)企業(yè)中，人們利用電動機把電能轉(zhuǎn)換為機械能去拖動各種生產(chǎn)機械，從而滿足生產(chǎn)工藝過程的要求。在交通運輸業(yè)中，需要大量的牽引電動機。在電力排灌、播種、收割等農(nóng)用機械中，都需要規(guī)格不同的電動機。在品種繁多的家用電器中，也離不開功能各異的小功率電動機。2、 電機和電力拖動技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用電機和電力拖動技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用 6 用電動機作為原動機拖動生產(chǎn)機械運行的系統(tǒng)，稱為電力拖動系統(tǒng)。電力拖動是機電設(shè)備中的一個重要組成部分。除小部分生產(chǎn)機械采用氣動或液壓拖動外，絕大多數(shù)的生產(chǎn)機械都采用電力拖動，這源于電力

4、拖動有其一系列的優(yōu)點： （1） 電能的遠距離輸送簡便經(jīng)濟，分配簡單，檢測方便； （2） 電力拖動比其他形式的拖動效率高，電動機與被拖動機械的聯(lián)接簡便； （3） 電動機的形式和種類很多，具有各種各樣的特性，可適應(yīng)不同生產(chǎn)機械的需要，且電力拖動的起動、制動與調(diào)速等控制簡便迅速，調(diào)節(jié)性能好； （4） 可實現(xiàn)遠距離控制與自動調(diào)節(jié)，并進而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。2、 電機和電力拖動技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用電機和電力拖動技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用 7 現(xiàn)代能源的主要形式是電能，與電能密切關(guān)聯(lián)的電機廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個部門和社會生活的各個方面。電機的品種繁多，按其功能用途可分為變壓器、直流電機、交流電機和控制電

5、機，如圖0.1所示。 無論是哪一種電機，都 必須以磁場作為其耦合 場，通過電磁感應(yīng)作用 來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。為了 在一定的勵磁電流下產(chǎn) 生較強的磁場,電機的磁 路均用導(dǎo)磁性能良好的 鐵磁材料組成。圖圖0.1 電機的分電機的分類類3、 電機的類型電機的類型 83、 電機的類型電機的類型 93、 電機的類型電機的類型 104 4、 直流電機基礎(chǔ)知識直流電機基礎(chǔ)知識目目 錄錄1234 11 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 掌握直流電機的基本結(jié)構(gòu)、直流發(fā)電機和直流電動機的基本原理、直流電機的勵磁方式和磁場分布、直流電動機的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩以及直流電動機的機械特性。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工

6、作原理與結(jié)構(gòu) 12 直流電機可分為直流發(fā)電機和直流電動機兩大類。 將機械能轉(zhuǎn)化為電能的直流電機是直流發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)化為機械能的直流電機是直流電動機。 直流電機具有良好的調(diào)速性能、較大的起動轉(zhuǎn)矩和過載能力，一般應(yīng)用于對起動和調(diào)速要求較高的場合。另外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、維護較困難是直流電機的不足之處。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 13 圖1.1所示為直流發(fā)電機的工作原理模型。在圖1.1中，n、s為一對固定的磁極，稱為直流電機的定子。abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)鐵質(zhì)圓柱體上的線圈，線圈連同鐵質(zhì)圓柱體是直流電機可轉(zhuǎn)動的部分，稱為直流電機的轉(zhuǎn)子（或電樞）。線圈的末端a、d聯(lián)結(jié)到

7、兩個相互絕緣并可以隨線圈一同轉(zhuǎn)動的導(dǎo)電片上，該導(dǎo)電片稱為換向片。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的聯(lián)結(jié)是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。在定子與轉(zhuǎn)子間有間隙存在，稱為氣隙。 圖1.1直流發(fā)電機的工作原理模型在直流發(fā)電機的模型中，當(dāng)有原動機拖動轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速逆時針旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在線圈abcd中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 14圖圖1.1直流發(fā)電機的工作原理模型直流發(fā)電機的工作原理模型 4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 15 導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向可用右手定則確定。在逆時針旋轉(zhuǎn)情況下，導(dǎo)體ab在n極下，感應(yīng)電動勢的極性

8、為a點高電位，b點低電位；導(dǎo)體cd則在s極下，感應(yīng)電動勢的極性為c點高電位，d點低電位，在此狀態(tài)下電刷a的極性為正，電刷b的極性為負。當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)180后，導(dǎo)體ab在s極下，導(dǎo)體cd則在n極下，此時導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢方向已改變，但由于原來與電刷a接觸的換向片已經(jīng)與電刷b接觸，而與電刷b接觸的換向片同時換到與電刷a接觸，因此電刷a的極性仍為正，電刷b的極性仍為負。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 16 從圖1.1中可以看出，和電刷a接觸的導(dǎo)體總是位于n極下，和電刷b接觸的導(dǎo)體總是位于s極下，因此電刷a的極性總為正，而電刷b的極性總為負，使電刷獲得直流電動勢。 實際直流發(fā)電機

9、的電樞是根據(jù)具體應(yīng)用情況需要有多個線圈。線圈分布于電樞表面的不同位置上，并按照一定的規(guī)定聯(lián)結(jié)起來，構(gòu)成直流電機的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要,n、s極交替放置多對。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 17圖1.2 4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 18圖圖1.2 直流電動機的模型直流電動機的模型 4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 19 導(dǎo)體受力方向由左手定則確定。在第一種情況下，位于n極下的導(dǎo)體ab受力方向為從右向左，而位于s極下的導(dǎo)體cd受力方向從左到右。導(dǎo)體所受電磁力對軸產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，這種由于電磁作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩，

10、電磁轉(zhuǎn)矩的方向為逆時針。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時，線圈按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動到第二個位置時，原位于s極下的導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到n極下，其受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?；而原位于n極下的導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到s極下，導(dǎo)體ab受力方向變?yōu)閺淖笙蛴?，該轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時針方向，線圈在此轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。這樣雖然導(dǎo)體中流通的電流為交變的，但n極下的導(dǎo)體受力方向和s極下導(dǎo)體的受力方向并未發(fā)生變化，電動機在此方向不變的轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 20 同直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。 由以上分析可以看出：任何一臺電機既可以作為發(fā)電機

11、運行，也可以作為電動機運行，這一性質(zhì)稱為電機的可逆原理。電機的可逆原理不僅適用于直流電機，也適用于交流電機。電機的實際運行方式由外施條件決定，如果電機轉(zhuǎn)子輸入機械能，而電樞繞組輸出電能，電機作為發(fā)電機運行；如果在電樞繞組中輸入電能，轉(zhuǎn)子輸出機械能，則電機作為電動機運行。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 21 直流電動機和直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)基本是相同的，即都有可旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分?？尚D(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子，靜止部分稱為定子，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在著氣隙。小型直流電動機結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，其剖面結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。 （1） 定子部分定子部分 定子的作用，在電磁方面是產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路

12、，在機械方面是整個電機的支撐。定子由磁極、機座、換向極、電刷裝置、端蓋和軸承等組成，如圖1.3所示。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 22圖圖1.4小型直流電動機的剖面結(jié)小型直流電動機的剖面結(jié)構(gòu)構(gòu)1電樞繞組；電樞繞組；2電樞鐵芯；電樞鐵芯；3機座；機座；4主磁極鐵芯；主磁極鐵芯；5勵磁繞組；勵磁繞組；6換向繞組；換向繞組；7換向極鐵芯；換向極鐵芯；8主磁極極靴；主磁極極靴；9機座底腳機座底腳4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 23 主磁極主磁極的作用是在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中建立磁場。主磁極由主磁極鐵芯和放置在鐵芯上的勵磁繞組構(gòu)成。主磁極鐵芯分成極

13、身和極靴兩部分，極靴的作用是使氣隙磁通密度的空間分布均勻并減小氣隙磁阻，同時極靴對勵磁繞組也起支撐作用。為減小渦流損耗，主磁極鐵芯是用1.01.5 mm厚的低碳鋼板沖成一定形狀，用鉚釘把沖片鉚緊，然后再固定在機座上。主磁極上的線圈是用來產(chǎn)生主磁通的，稱為勵磁繞組。主磁極的結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 24圖圖1.5直流電機主磁極的結(jié)構(gòu)直流電機主磁極的結(jié)構(gòu)1機座；2主磁極鐵芯；3勵磁繞組4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 25 機座直流電機的機座有兩種形式，一種為整體機座，另一種為疊片機座。整體機座是用導(dǎo)磁性能較好的鑄鋼材料制

14、成的，該種機座能同時起到導(dǎo)磁和機械支撐的作用。由于機座起導(dǎo)磁作用，因此機座是主磁路的一部分，稱為定子鐵軛。主磁極、換向極及端蓋均固定在機座上，因此，機座起到了支撐的作用。一般直流電機均采用整體機座。疊片機座是用薄鋼沖片疊壓成定子鐵軛，再把定子鐵軛固定在一個專門起支撐作用的機座里，這樣定子鐵軛和機座是分開的，機座只起支撐作用，可用普通鋼板制成。疊片機座主要用于主磁通變化快、調(diào)速范圍較高的場合。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 26 換向極換向極結(jié)構(gòu)如圖1.6所示。換向極安裝在相鄰的兩個主磁極之間，固定在機座上，用來改善直流電機的換向。一般電機容量超過1 kw時均應(yīng)安裝換向

15、極。 換向極是由換向極鐵芯和換向極繞組組成。換向極鐵芯可根據(jù)要求用整塊鋼制成，也可用1.01.5 mm厚的鋼板疊成，所有的換向極線圈串聯(lián)后稱為換向極繞組，換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。換向極繞組數(shù)目一般與主磁極數(shù)目相同，但在功率很小的直流電機中，只裝主磁極數(shù)一半的換向極或不裝換向極。換向極的極性根據(jù)換向要求確定。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 27 電刷電刷裝置的作用是通過電刷和旋轉(zhuǎn)的換向器表面的滑動接觸，把轉(zhuǎn)動的電樞繞組與外電路聯(lián)結(jié)起來，并與換向器配合，起到整流或逆變的作用。電刷裝置一般由電刷、刷握、刷桿座和壓緊彈簧組成，其結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。 端蓋電機中的端蓋主要起支

16、撐作用。端蓋固定在機座上，其上放置軸承支撐直流電機的轉(zhuǎn)軸，使直流電機能夠旋轉(zhuǎn)。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 28圖圖1.6 直流電動機換向極結(jié)直流電動機換向極結(jié)構(gòu)構(gòu)1換向極鐵芯；2換向極繞組圖圖1.7 電刷的結(jié)構(gòu)電刷的結(jié)構(gòu)1刷握；2電刷；3壓緊彈簧；4銅絲辮 4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 29 （2） 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子部分 轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電機的轉(zhuǎn)動部分，是用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。它包括電樞鐵芯、換向器、電機轉(zhuǎn)軸、電樞繞組、軸承和風(fēng)扇等。 電樞鐵芯電樞鐵芯是主磁路的一部分，同時用來嵌放電樞繞組。當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)

17、時，為減小電樞鐵芯中的磁通變化引起的磁滯損耗和渦流損耗，電樞鐵芯用涂有絕緣漆的0.5 mm厚的硅鋼片疊成。電樞鐵芯沖片上沖有放置電樞繞組的電樞槽、軸孔和通風(fēng)口。小型直流電機的電樞沖片形狀如圖1.8所示。 電樞繞組電樞繞組是用絕緣銅線繞制的線圈按一定規(guī)律放置在電樞鐵芯槽內(nèi)，并與換向器聯(lián)結(jié)。電樞繞組是直流電機的重要組成部分，電機工作時線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機電能量的轉(zhuǎn)換。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 30圖圖1.8電樞沖片形狀電樞沖片形狀1齒；2槽；3軸向通風(fēng)孔4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 31 換向器換向器又稱整流子。對于發(fā)電

18、機，換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱觿菹蛲獠枯敵鲋绷麟妷海粚τ陔妱訖C，它是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的交變電流以使電機旋轉(zhuǎn)。換向器如圖1.9所示。換向器是由換向片組合而成的，是直流機的關(guān)鍵部件，也是最薄弱的部分。 換向器采用導(dǎo)電性能好、硬度大、耐磨性能好的紫銅或銅合金制成。換向片的底部做成燕尾形，嵌在含有云母絕緣的v形鋼環(huán)內(nèi)，拼成圓筒形套在鋼套筒上，相鄰的兩換向片間以0.61.2 mm厚的云母片作為絕緣，最后用螺紋壓圈壓緊。換向器固定在轉(zhuǎn)軸的一端。換向片靠近電樞繞組的部分與繞組引出線間焊接。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 32圖圖1.9 換向

19、器結(jié)構(gòu)換向器結(jié)構(gòu)1v形套筒；2云母片；3換向片；4聯(lián)結(jié)片4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 33 表征電機額定運行情況的各種數(shù)據(jù)稱為額定值。額定值一般標(biāo)注在電機的銘牌上，所以又稱為銘牌數(shù)據(jù)。它是正確合理使用電機的依據(jù)。銘牌數(shù)據(jù)主要包括電機型號、額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速和額定勵磁電流及勵磁方式等，此外還有電機的出廠數(shù)據(jù)，如出廠編號、出廠日期等。 國產(chǎn)電機型號一般采用大寫的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其格式為：第一部分用大寫的拼音表示產(chǎn)品代號，第二部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計序號，第三部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示機座代號，第四部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵芯長度代號。4.1

20、直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 34 如：z292中的z表示一般用途直流電機；2表示設(shè)計序號，第二次改型設(shè)計；9表示機座代號；2表示電樞鐵芯長度代號。 電機銘牌上所標(biāo)的數(shù)據(jù)稱為額定數(shù)據(jù)，具體含義如下： 額定功率pn是指在額定條件下電機所能供給的功率。對于電動機，額定功率是指電動機軸上輸出的最大機械功率；對于發(fā)電機，額定功率是指電刷間輸出的最大電功率。額定功率的單位為kw。 額定電壓un是指額定工作條件下電機出線端的平均電壓。對于電動機，額定電壓是指輸入額定電壓；對于發(fā)電機，額定電壓是指輸出額定電壓。額定電壓的單位為v。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)

21、35 額定電流in是指電機在額定電壓下，運行于額定功率時對應(yīng)的電流值。額定電流的單位為a。 額定轉(zhuǎn)速 指對應(yīng)于額定電流、額定電壓，電機運行于額定功率時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速的單位為 。 額定勵磁電流 是指對應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時的勵磁電流。額定勵磁電流的單位為a。 勵磁方式是指直流電機的勵磁線圈與其電樞線圈的聯(lián)結(jié)方式。根據(jù)電樞線圈與勵磁線圈的聯(lián)結(jié)方式不同，直流電機勵磁有并勵、串勵、他勵和復(fù)勵等方式。fninn4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 36 在電機的銘牌上還標(biāo)有其他數(shù)據(jù)，如勵磁電壓、出廠日期、出廠編號等。額定值是選用或使用電機的主要依據(jù)。電機

22、在運行時的各種數(shù)據(jù)可能與額定值不同，由負載大小決定。若電機的電流正好等于額定值，稱為滿載運行；若電機的電流超過額定值，稱為過載運行；若比額定值小得多，稱為輕載運行。長期輕載運行使電機的容量不能充分利用。故在選擇電機時，應(yīng)根據(jù)負載的要求，盡可能使電機運行在額定值附近。4.1 直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機的工作原理與結(jié)構(gòu) 37 由直流電機的基本工作原理可知，電樞旋轉(zhuǎn)切割氣隙中的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電樞電流與氣隙中的磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，因而氣隙磁場是電機進行機電能量轉(zhuǎn)換的媒介。直流電機的氣隙磁場是在主磁極的勵磁繞組中通以直流電流建立的。所以直流電機有兩種基本繞組，即勵磁繞組和電樞繞組

23、。勵磁繞組和電樞繞組之間的聯(lián)結(jié)方式稱為勵磁方式。勵磁方式不同，電機的運行特性有很大的差異。 直流電機的勵磁方式可分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵四類，如圖1.10所示。4.2 直流電機的勵磁方式和磁場直流電機的勵磁方式和磁場 38圖圖1.10直流電機的勵磁方式直流電機的勵磁方式（a） 他勵； （b）并勵； （c） 串勵； （d）、（e） 復(fù)勵4.2 直流電機的勵磁方式和磁場直流電機的勵磁方式和磁場 39 (1) 他勵電機他勵電機 他勵式直流電動機的勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個相互獨立的電源供電，如圖1.10（a）所示。勵磁電流if的大小僅決定于勵磁電源的電壓和勵磁回路的電阻，而與電機的電樞電壓及負載

24、基本無關(guān)。 (2) 并勵電機并勵電機 并勵式直流電動機的勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由同一電源供電，如圖1.10（b）所示。勵磁電流一般為額定電流的5%，要產(chǎn)生足夠大的磁通需要有較多的匝數(shù)，所以并勵繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線較細。并勵式直流電動機一般用于恒壓系統(tǒng)。中小型直流電動機多為并勵式。4.2 直流電機的勵磁方式和磁場直流電機的勵磁方式和磁場 40 (3) 串勵電機串勵電機 串勵式直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如 圖1.10（c）所示。勵磁電流與電樞電流相同，數(shù)值較大，因此，串勵繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)線較粗。串勵式直流電動機具有很大的起動轉(zhuǎn)矩，但其機械特性很軟，且空載時有極高的轉(zhuǎn)速。串勵式直流電動機不準(zhǔn)空

25、載或輕載運行。串勵式直流電動機常用于要求起動轉(zhuǎn)矩很大且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負載等。4.2 直流電機的勵磁方式和磁場直流電機的勵磁方式和磁場 41 (4) 復(fù)勵電機復(fù)勵電機 復(fù)勵電機的主磁極由兩個勵磁繞組組成:一個與電樞繞組串聯(lián)，稱為串勵繞組；另一個為他磁（或并勵）繞組，如圖1.10（d）、（e）所示。通常他磁（或并勵）繞組起主要作用，串勵繞組起輔助作用。若串勵繞組和他勵（或并勵）繞組的磁動勢方向相同，稱為積復(fù)勵；該型電機多用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速變化不大的負載。由于積復(fù)勵式直流電動機在兩個不同旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)速和運行特性不同，因此不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中。若串勵繞組和并勵（或他勵）繞組的磁動勢方

26、向相反，稱為差復(fù)勵；差復(fù)勵式直流電動機一般用于起動轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動系統(tǒng)中。這種勵磁方式的直流電動機也不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中。4.2 直流電機的勵磁方式和磁場直流電機的勵磁方式和磁場 42 直流電動機運行時，其電樞中產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢。電磁轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩，通過電動機的軸帶動負載；電樞感應(yīng)電動勢為反向電動勢，與電樞所加外電壓相平衡。 電樞電動勢是指直流電機正、負電刷之間的感應(yīng)電動勢，也就是每個支路里的感應(yīng)電動勢。 在直流電機中，感應(yīng)電動勢是由于電樞繞組和磁場之間的相對運動即導(dǎo)線切割磁力線而產(chǎn)生的。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電樞繞組中每根導(dǎo)體感應(yīng)電動勢為 對于給定的電機，電樞繞組的

27、電動勢（即每一并聯(lián)支路的電動勢）等于并聯(lián)支路每根導(dǎo)體電動勢之和，線速度v與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n成正比。因此，電樞電動勢可用下式表示 ：lvbex4.3 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 434.3 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 44 在直流電機中，電磁轉(zhuǎn)矩是由電樞電流與氣隙磁場相互作用而產(chǎn)生的電磁力所形成的。根據(jù)電磁力定律，當(dāng)電樞繞組有電樞電流流過時，在磁場內(nèi)將受到電磁力的作用，該力與電機電樞鐵芯半徑的乘積為電磁轉(zhuǎn)矩。一根導(dǎo)體在磁場中所受電磁力的大小為 ，對于給定的電機，磁感應(yīng)強度b與每極的磁通成正比；每根導(dǎo)體中的電流ia與從電刷流入（或流出）的電樞電流ia

28、成正比；導(dǎo)線長度l在電機制成后是個常量。因此，電磁轉(zhuǎn)矩t與電磁力f成正比，即電磁轉(zhuǎn)矩與每極磁通和電樞電流ia成正比，其大小用下式來表示： axlibf 4.3 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 454.3 直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 46 小結(jié) 直流電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子部分包括機座、主磁極、換向極和電刷裝置。轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向極轉(zhuǎn)軸和軸承等。 導(dǎo)體在磁場中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；載流導(dǎo)體在磁場中受力。這兩個規(guī)律是直流電機工作的基礎(chǔ)。 電樞是直流電機的核心。電樞由電樞鐵芯及其上的電樞繞組共同組成。電能向機械能轉(zhuǎn)換及機械能向電

29、能轉(zhuǎn)換均是在電樞中完成的。小小 結(jié)結(jié) 47 電樞磁動勢的存在使空載時的氣隙每極磁通量和氣隙磁通密度分布波形發(fā)生變化。電樞反應(yīng)使氣隙磁通密度分布發(fā)生畸變，在磁路飽和的情況下，每極下的磁通量減少，電樞反應(yīng)表現(xiàn)為去磁作用，使磁通密度的零點偏離幾何中性線。電樞反應(yīng)對一般用途的中小型直流電機影響不大，但對大中型直流電機有較大影響。 直流電機是可逆的，即從原理上講，一臺直流電機可作為發(fā)電機運行，也可作為電動機運行。小小 結(jié)結(jié) 485 5、 變壓器基礎(chǔ)知識變壓器基礎(chǔ)知識目目 錄錄12341 49 變壓器是將某一種等級的交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)樽儔浩魇菍⒛骋环N等級的交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的另一種等級交流電能的靜止電氣設(shè)備

30、。同頻率的另一種等級交流電能的靜止電氣設(shè)備。作用：作用：變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。5.1變壓器概述變壓器概述 50(a)(b)(c)5.1變壓器概述變壓器概述 51一、變壓器工作原理一、變壓器工作原理5.1變壓器概述變壓器概述 52（二）變壓器的工作原理（二）變壓器的工作原理 變壓器是基于變壓器是基于電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理而工作的。而工作的。變壓器本體變壓器本體主要由繞組和鐵心組成主要由繞組和鐵心組成。工作時，。工作時，繞組是繞組是“電電”的通路，而鐵的通路，而鐵心則是心則是“磁磁”的通路的通路，且起繞組骨架的作用。，且起繞組骨架的作用。一次側(cè)輸

31、入電能一次側(cè)輸入電能后，因其交變故在鐵心內(nèi)產(chǎn)生了交變的磁場（即由電能變成磁后，因其交變故在鐵心內(nèi)產(chǎn)生了交變的磁場（即由電能變成磁場）場）；由于匝鏈（穿透），二次繞組的磁力線在不斷地交替變由于匝鏈（穿透），二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感應(yīng)出二次電動勢化，所以感應(yīng)出二次電動勢，當(dāng)外電路溝通時，則產(chǎn)生了感生當(dāng)外電路溝通時，則產(chǎn)生了感生電流，向外輸出電能（即由磁場能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種電流，向外輸出電能（即由磁場能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種“電電磁磁電電”的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實的轉(zhuǎn)換過程是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上而實現(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換過程也就是變壓器的工作過程?，F(xiàn)的，這種能量轉(zhuǎn)換

32、過程也就是變壓器的工作過程。 5.1變壓器概述變壓器概述 532.變壓器的外形結(jié)構(gòu)變壓器的外形結(jié)構(gòu) 5.1變壓器概述變壓器概述 545.1變壓器概述變壓器概述 55變壓器變壓器器身器身鐵心鐵心繞組繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱本體油箱油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測保護裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測 溫元件、呼吸器等）溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）出線裝置（包括套管等）5.1變壓器概述變壓器

33、概述 565.1變壓器概述變壓器概述 575.1變壓器概述變壓器概述 58（一）主變的主要組成部分及其作用（一）主變的主要組成部分及其作用1 1、鐵芯：、鐵芯：變壓器的磁路部分變壓器的磁路部分。鐵芯是用。鐵芯是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊放組成的閉合磁路放組成的閉合磁路，變壓器的原線圈和副線圈都繞在鐵芯上變壓器的原線圈和副線圈都繞在鐵芯上。2 2、繞組：、繞組：變壓器的電路部分變壓器的電路部分。變壓器有原線圈和副線圈變壓器有原線圈和副線圈，它們是它們是用銅線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈用銅線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，繞在鐵芯柱上，繞在鐵芯柱上，導(dǎo)線導(dǎo)線外邊采用紙絕緣或紗包絕緣

34、等。外邊采用紙絕緣或紗包絕緣等。 3 3、套管：、套管：支持引出線之間及與變壓器箱體絕緣支持引出線之間及與變壓器箱體絕緣。 110kv110kv及以上套及以上套管采用全密封油浸紙絕緣電容式套管，套管自身密封不與變管采用全密封油浸紙絕緣電容式套管，套管自身密封不與變壓器本體相同，并充有變壓器油，下部裝設(shè)壓器本體相同，并充有變壓器油，下部裝設(shè)ctct以供測量和保以供測量和保護用。護用。5.1變壓器概述變壓器概述 595.1變壓器概述變壓器概述 604 4、油枕：、油枕：油枕保證油箱內(nèi)充滿油，使變壓器縮少與空氣的接觸面油枕保證油箱內(nèi)充滿油，使變壓器縮少與空氣的接觸面，減少油，減少油的劣化速度；變壓器

35、油溫隨著負載和環(huán)境溫度的變化而變化，的劣化速度；變壓器油溫隨著負載和環(huán)境溫度的變化而變化，當(dāng)油的當(dāng)油的體積隨著溫度膨脹或縮少時，油枕起儲油及補油作用體積隨著溫度膨脹或縮少時，油枕起儲油及補油作用；在油枕的側(cè)面；在油枕的側(cè)面裝有裝有監(jiān)視油位的油位計（玻璃式、連桿式、鐵磁式）監(jiān)視油位的油位計（玻璃式、連桿式、鐵磁式）。油枕內(nèi)放置氣。油枕內(nèi)放置氣囊，與呼吸器配合調(diào)節(jié)油位變化。囊，與呼吸器配合調(diào)節(jié)油位變化。5 5、油箱、油箱：承載鐵芯和線圈、變壓器油：承載鐵芯和線圈、變壓器油。 6 6、變壓器油：、變壓器油：絕緣及冷卻絕緣及冷卻 。7 7、調(diào)壓裝置：、調(diào)壓裝置：調(diào)整電壓比調(diào)整電壓比。 a a、有載調(diào)壓

36、有載調(diào)壓：變壓器帶負載狀態(tài)下切換分接頭位置：變壓器帶負載狀態(tài)下切換分接頭位置 ； b b、無載調(diào)壓：無載調(diào)壓：變壓器調(diào)壓時不帶任何負載，且與電網(wǎng)斷開，在無勵變壓器調(diào)壓時不帶任何負載，且與電網(wǎng)斷開，在無勵磁情況下變換繞組分接頭。磁情況下變換繞組分接頭。 5.1變壓器概述變壓器概述 615.1變壓器概述變壓器概述 628 8、凈油器：凈油器：改善運行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)老化改善運行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)老化（多應(yīng)用于有（多應(yīng)用于有載調(diào)壓油箱）。載調(diào)壓油箱）。凈油器內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中的水份及氧化物凈油器內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中的水份及氧化物，使油保持潔凈，延長油的使用年限，改善油的電

37、氣化學(xué)性能使油保持潔凈，延長油的使用年限，改善油的電氣化學(xué)性能。9 9、冷卻器：冷卻器：當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時，通過散熱器形成當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時，通過散熱器形成油的對流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用油的對流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。 1010、呼吸器呼吸器：當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮少時，排出或：當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮少時，排出或吸入的空氣都經(jīng)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對吸入的空氣都經(jīng)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對空氣起過濾作用，從而保證油的清潔?？諝馄疬^濾作

38、用，從而保證油的清潔。呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程：呼吸器內(nèi)的硅膠變色過程： 藍色藍色淡紫色淡紫色淡粉紅（淡粉紅（2/32/3時需更換）。時需更換）。 5.1變壓器概述變壓器概述 631111、瓦斯繼電器瓦斯繼電器：變壓器的保護裝置，裝在變壓器油箱至油枕的連接管：變壓器的保護裝置，裝在變壓器油箱至油枕的連接管 上。上。 a a、輕瓦斯：通過、輕瓦斯：通過檢測瓦斯繼電器中積聚氣體達到一定量時動作檢測瓦斯繼電器中積聚氣體達到一定量時動作。 b b、重瓦斯：、重瓦斯：通過檢測油流速度達到一定值時動作通過檢測油流速度達到一定值時動作。1212、防爆閥：防爆閥：當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，溫度升高，油劇烈分解產(chǎn)生

39、大當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，溫度升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力劇增，當(dāng)壓力達到防爆閥動作值時，防爆閥打開，量氣體，使油箱內(nèi)壓力劇增，當(dāng)壓力達到防爆閥動作值時，防爆閥打開，油及氣體油閥門噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。油及氣體油閥門噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。5.1變壓器概述變壓器概述 64（二）絕緣（二）絕緣 1 1、絕緣等級：、絕緣等級：絕緣材料按其耐熱程度可分為絕緣材料按其耐熱程度可分為7 7個等級個等級，它們的最高允許溫度也各，它們的最高允許溫度也各不相同。不相同。 各級絕緣材料通常有：各級絕緣材料通常有：y y級絕緣材料級絕緣材料：棉紗、天然絲、再生纖維素為基礎(chǔ)的紗織

40、品，纖維素的棉紗、天然絲、再生纖維素為基礎(chǔ)的紗織品，纖維素的 紙、紙板、木質(zhì)板等。紙、紙板、木質(zhì)板等。a a級絕緣材料：級絕緣材料：經(jīng)耐溫達經(jīng)耐溫達 的液體絕緣材料浸漬過的棉紗、天然絲、再生的液體絕緣材料浸漬過的棉紗、天然絲、再生 纖維素等制成的紡織品、浸漬過的紙、紙板、木質(zhì)板等。纖維素等制成的紡織品、浸漬過的紙、紙板、木質(zhì)板等。e e級絕緣材料：級絕緣材料：聚脂薄膜及其纖維等。聚脂薄膜及其纖維等。b b級絕緣材料：級絕緣材料：以云母片和粉云母紙為基礎(chǔ)的材料。以云母片和粉云母紙為基礎(chǔ)的材料。f f級絕緣材料：級絕緣材料：玻璃絲和石棉及以其為基礎(chǔ)的層壓制品。玻璃絲和石棉及以其為基礎(chǔ)的層壓制品。h

41、級絕緣材料：級絕緣材料：玻璃絲布和玻璃絲布和玻璃漆管浸以耐熱玻璃漆管浸以耐熱 的有機硅漆。的有機硅漆。c級絕緣材料：級絕緣材料：玻璃、電瓷、石英等。玻璃、電瓷、石英等。5.1變壓器概述變壓器概述 652 2、絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣結(jié)構(gòu) 變壓器的絕緣分為變壓器的絕緣分為外絕緣和內(nèi)絕緣外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：兩種：外絕緣指外絕緣指的是油箱的是油箱外部的絕緣，外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與它構(gòu)成了相與相之間和相對地的絕緣相之間和相對地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開

42、關(guān)的絕緣等絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開關(guān)的絕緣等 。 繞組絕緣又可分繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是兩種。主絕緣指的是繞組繞組與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。匝間以及層間的絕緣。5.1變壓器概述變壓器概述 661、高壓繞組間絕緣、繞組對地（鐵心、油箱）、高壓繞組間絕緣、繞組對地（鐵心、油箱）絕緣；絕緣；2、各相間的絕緣；、各相間的絕緣；3、引出線對地和其它繞組的絕緣；、引出線對地和其它繞組的絕緣；4、分接開關(guān)對地和其它繞組的絕緣。、分接開關(guān)對地和其它繞組的

43、絕緣。1、同一繞組中的不同點，如線餅間、層、同一繞組中的不同點，如線餅間、層間、線匝間的絕緣；間、線匝間的絕緣；2、同一繞組的各引出線間的絕緣；、同一繞組的各引出線間的絕緣；3、分接開關(guān)各部分的絕緣。、分接開關(guān)各部分的絕緣。主絕緣主絕緣縱絕緣縱絕緣繞組絕緣繞組絕緣引線和分接引線和分接開關(guān)的絕緣開關(guān)的絕緣套管內(nèi)部的套管內(nèi)部的絕緣絕緣套管內(nèi)部閃絡(luò)套管內(nèi)部閃絡(luò)和泄漏距離和泄漏距離空氣氣隙空氣氣隙內(nèi)絕內(nèi)絕緣緣外絕外絕緣緣變壓器絕緣變壓器絕緣5.1變壓器概述變壓器概述 67電力變壓器的分類電力變壓器的分類根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點可分如下幾類：根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點可分如下幾類：（1 1

44、）按用途分有：）按用途分有：升壓變壓器升壓變壓器（使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電（使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電 線路向遠方輸送）；線路向遠方輸送）；降壓變壓器降壓變壓器（使電力從高壓降為低壓，再由（使電力從高壓降為低壓，再由 配電線路對近處或較近處負荷供電）。配電線路對近處或較近處負荷供電）。（2 2）按相數(shù)分有：）按相數(shù)分有：單相變壓器；三相變壓器單相變壓器；三相變壓器。 （3 3）按繞組分有：）按繞組分有：單繞組變壓器單繞組變壓器（為兩級電壓的自耦變壓器）；（為兩級電壓的自耦變壓器）；雙繞雙繞 組變壓器；三繞組變壓器組變壓器；三繞組變壓器。 5.1變壓器概述變壓器概述 68（4 4）

45、按繞組材料分有：）按繞組材料分有：銅線變壓器；鋁線變壓器銅線變壓器；鋁線變壓器。 （5 5）按調(diào)壓方式分有：）按調(diào)壓方式分有：無載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器無載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器。 （6 6）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有：）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有： a a）油浸式變壓器油浸式變壓器。冷卻方式一般為。冷卻方式一般為自然冷卻自然冷卻，風(fēng)冷卻風(fēng)冷卻（在散熱器上安裝（在散熱器上安裝風(fēng)扇），風(fēng)扇），強迫風(fēng)冷卻強迫風(fēng)冷卻（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進油循環(huán)）此（在前者基礎(chǔ)上還裝有潛油泵，以促進油循環(huán)）此外，外，大型變壓器還有采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻等大型變壓器還有采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷

46、卻、強迫油循環(huán)水冷卻等。 b b）干式變壓器干式變壓器。繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)。繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前已可制造到到35kv35kv級級，其應(yīng)用前景很廣。，其應(yīng)用前景很廣。5.1變壓器概述變壓器概述 69變壓器的型號變壓器的型號 變壓器的型號分兩部分，前部分由變壓器的型號分兩部分，前部分由漢語拼音字母漢語拼音字母組成，組成，代表代表變變壓器的類別、結(jié)構(gòu)特征和用途壓器的類別、結(jié)構(gòu)特征和用途，后一部分由后一部分由數(shù)字組成，表示產(chǎn)品的容

47、數(shù)字組成，表示產(chǎn)品的容量（量（kvakva）和高壓繞組電壓（）和高壓繞組電壓（kvkv）等級）等級。漢語拼音字母含義如下：漢語拼音字母含義如下：第第1 1部分表示相數(shù)部分表示相數(shù)。 d d單相（或強迫導(dǎo)向）；單相（或強迫導(dǎo)向）；s s三相三相第第2 2部分表示冷卻方式部分表示冷卻方式。 j j油浸自冷油浸自冷；f f油浸風(fēng)冷油浸風(fēng)冷； fpfp強迫油強迫油循環(huán)風(fēng)冷循環(huán)風(fēng)冷； spsp強迫油循環(huán)水冷強迫油循環(huán)水冷。5.1變壓器概述變壓器概述 70第第3 3部分表示電壓級數(shù)部分表示電壓級數(shù)。 s s三級電壓；無三級電壓；無s s表示兩級電壓表示兩級電壓其他：其他：o o全絕緣；全絕緣；l l鋁線圈

48、或防雷；鋁線圈或防雷；o o自耦自耦（在首位時表示降壓自（在首位時表示降壓自耦，在末位時表示升壓自耦）；耦，在末位時表示升壓自耦）；z z有載調(diào)壓有載調(diào)壓； thth濕熱帶濕熱帶（防護類型（防護類型代號）；代號）；tata干熱帶干熱帶（防護類型代號）（防護類型代號） 5.1變壓器概述變壓器概述 71（1 1）額定容量（額定容量（snsn） 額定容量是制造廠所規(guī)定的在額定工作狀態(tài)（額定容量是制造廠所規(guī)定的在額定工作狀態(tài)（即在額定電壓、額即在額定電壓、額定頻率、額定使用條件下的工作狀態(tài)）下變壓器輸出的視在功率的保證值，定頻率、額定使用條件下的工作狀態(tài)）下變壓器輸出的視在功率的保證值，以以snsn表

49、示。表示。 額定容量通常是指高壓繞組的容量額定容量通常是指高壓繞組的容量；當(dāng)變壓器容量因冷卻方式而；當(dāng)變壓器容量因冷卻方式而變更時，則額定容量是指它的最大容量。變更時，則額定容量是指它的最大容量。 （2 2）額定電流（額定電流（i i1 1、i i2 2） 變壓器一、二次額定電流是指在額定電壓和額定環(huán)境溫度下使變變壓器一、二次額定電流是指在額定電壓和額定環(huán)境溫度下使變壓器各部分不超溫的一、二次繞組長期允許通過的線電流壓器各部分不超溫的一、二次繞組長期允許通過的線電流，單位以，單位以a a表示。表示。5.1變壓器概述變壓器概述 72（3 3）額定電壓（額定電壓（unun） 變壓器的額定電壓就是各

50、繞組的額定電壓變壓器的額定電壓就是各繞組的額定電壓，是指額定施加的或，是指額定施加的或空載時產(chǎn)生的電壓?？蛰d時產(chǎn)生的電壓。一次額定電壓一次額定電壓u1n u1n 是指接到變壓器一次繞組端點的是指接到變壓器一次繞組端點的額定電壓值；二次額定電壓額定電壓值；二次額定電壓u2nu2n是指當(dāng)一次繞組所接的電壓為額定值、是指當(dāng)一次繞組所接的電壓為額定值、分接開關(guān)放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時二次繞組的電壓分接開關(guān)放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時二次繞組的電壓（單位（單位為為v v或或kvkv）。）。三相變壓器的額定電壓指的均是線電壓三相變壓器的額定電壓指的均是線電壓。 一般情況下在高壓繞組上抽出適

51、當(dāng)?shù)姆纸宇^，因為高壓繞組或一般情況下在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸宇^，因為高壓繞組或其單獨調(diào)壓繞組常常套在最外面，引出分接頭方便其單獨調(diào)壓繞組常常套在最外面，引出分接頭方便；其次是高壓側(cè)電流其次是高壓側(cè)電流小，引出分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面小，分接開關(guān)接觸部分容小，引出分接引線和分接開關(guān)的載流部分截面小，分接開關(guān)接觸部分容易解決。易解決。 5.1變壓器概述變壓器概述 73（5 5）阻抗電壓（短路阻抗）阻抗電壓（短路阻抗） 阻抗電壓也稱短路電壓阻抗電壓也稱短路電壓（uz%uz%），），它表示變壓器通過額定電流它表示變壓器通過額定電流時在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗時在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生

52、的電壓損耗（百分值）。（百分值）。 用試驗求取的方法為：用試驗求取的方法為：將變壓器二次側(cè)短路將變壓器二次側(cè)短路，在一次側(cè)逐漸施，在一次側(cè)逐漸施加電壓，當(dāng)二次繞阻通過額定電流時，加電壓，當(dāng)二次繞阻通過額定電流時，一次繞阻施加的電壓一次繞阻施加的電壓uzuz與額定電與額定電壓壓unun之比的百分數(shù)之比的百分數(shù), ,即：即：uz%=uz/unuz%=uz/un100%100%。 正常運行時，阻抗電壓少一些較好正常運行時，阻抗電壓少一些較好，因為阻抗電壓過大時，會因為阻抗電壓過大時，會產(chǎn)生過大的電壓降產(chǎn)生過大的電壓降，而在變壓器發(fā)生短路時，阻抗電壓大一些較好，因而在變壓器發(fā)生短路時，阻抗電壓大一些較

53、好，因可以限制短路電流，否則變壓器經(jīng)受不住短路電流沖擊?？梢韵拗贫搪冯娏?，否則變壓器經(jīng)受不住短路電流沖擊。 5.1變壓器概述變壓器概述 74（6 6）空載電流（）空載電流（i0i0） 變壓器一次側(cè)施加（額定頻率的）額定電壓，二次側(cè)斷開運變壓器一次側(cè)施加（額定頻率的）額定電壓，二次側(cè)斷開運行時稱為空載運行行時稱為空載運行，這時一次繞組中通過的電流稱空載電流，它主要這時一次繞組中通過的電流稱空載電流，它主要僅用于產(chǎn)生磁通僅用于產(chǎn)生磁通，以形成平衡外施電壓的反電動勢以形成平衡外施電壓的反電動勢，因此空載電流可因此空載電流可看成也就是勵磁電流看成也就是勵磁電流。變壓器容量大小、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的質(zhì)量好

54、。變壓器容量大小、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的質(zhì)量好壞，是決定空載電流的主要因素。壞，是決定空載電流的主要因素。（7 7）空載損耗（）空載損耗（p0p0） 空載電流的有功分量空載電流的有功分量i0ai0a為損耗電流，由電源所汲取的有功功為損耗電流，由電源所汲取的有功功率稱空載損耗率稱空載損耗p0 p0 ?？蛰d損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗空載損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗 。 5.1變壓器概述變壓器概述 75（8 8）短路損耗（）短路損耗（pfpf） 短路損耗變壓器二次側(cè)短接短路損耗變壓器二次側(cè)短接、一次繞組通過額定電流時變壓器一次繞組通過額定電流時變壓器由電源所汲取的由電源所汲取的（亦即消耗的）（

55、亦即消耗的）功率功率（單位為（單位為w w或或kwkw）。）。 （9 9）連接組別）連接組別 表示變壓器各相繞組的連接方式和一、二次線電壓之間的相位表示變壓器各相繞組的連接方式和一、二次線電壓之間的相位關(guān)系關(guān)系。符號順序由。符號順序由左至右各代表一、二次繞組的連接方式左至右各代表一、二次繞組的連接方式，數(shù)字表示兩數(shù)字表示兩個繞組的連接組號個繞組的連接組號。一般的高壓變壓器基本都是一般的高壓變壓器基本都是ynyn，y,d11y,d11接線接線。在變壓。在變壓器的聯(lián)接組別中器的聯(lián)接組別中“yn”yn”表示一次側(cè)為星形帶中性線的接線表示一次側(cè)為星形帶中性線的接線，y y表示星形，表示星形，n n表示

56、帶中性線表示帶中性線；“d”d”表示二次側(cè)為三角形接線。表示二次側(cè)為三角形接線?！?1”11”表示變壓器二表示變壓器二次側(cè)的線電壓次側(cè)的線電壓uabuab滯后一次側(cè)線電壓滯后一次側(cè)線電壓uab330uab330度（或超前度（或超前3030度）度）。 5.1變壓器概述變壓器概述 765.1變壓器概述變壓器概述 特殊變壓器特殊變壓器 771.1.電壓互感器電壓互感器 用于供電系統(tǒng)監(jiān)測高壓電網(wǎng)中的電壓變化情用于供電系統(tǒng)監(jiān)測高壓電網(wǎng)中的電壓變化情況，將其變成標(biāo)準(zhǔn)等級的低壓以供測量儀表使況，將其變成標(biāo)準(zhǔn)等級的低壓以供測量儀表使用用。 特點特點：原邊匝數(shù)多，副邊匝數(shù)少原邊匝數(shù)多，副邊匝數(shù)少, ,變比大；變

57、比大；原邊按不同電網(wǎng)電壓等級設(shè)定，副邊額定電壓原邊按不同電網(wǎng)電壓等級設(shè)定，副邊額定電壓均為均為100100伏。伏。用來擴大測量儀表的測量范圍用來擴大測量儀表的測量范圍5.1變壓器概述變壓器概述 78工作原理工作原理：實測電壓值為副邊電壓表讀數(shù)乘以實測電壓值為副邊電壓表讀數(shù)乘以變比。變比。注意事項注意事項：電壓互感器副邊不能短路，否則會電壓互感器副邊不能短路，否則會因過大的繞組電流而燒毀線圈；副繞組、鐵心因過大的繞組電流而燒毀線圈；副繞組、鐵心、外殼必須可靠接地，以保證工作人員安全。、外殼必須可靠接地，以保證工作人員安全。ukuu215.1變壓器概述變壓器概述 79 主要用在電網(wǎng)線路中的大電流測

58、量主要用在電網(wǎng)線路中的大電流測量。特點：原邊匝數(shù)很少（一匝或幾匝），副邊匝數(shù)原邊匝數(shù)很少（一匝或幾匝），副邊匝數(shù)較多；副邊接儀用電流表或其它電流線圈，原較多；副邊接儀用電流表或其它電流線圈，原邊額定電流為邊額定電流為10101500015000安，副邊額定電流均安，副邊額定電流均采用采用5 5安。安。 5.1變壓器概述變壓器概述 80工作原理工作原理：實測電流值等于副邊電流表的讀數(shù)實測電流值等于副邊電流表的讀數(shù)乘以電流比。乘以電流比。注意事項注意事項：電流互感器在運行、接入、退出時電流互感器在運行、接入、退出時，絕不能使副邊開路，否則會因過高的副邊感，絕不能使副邊開路，否則會因過高的副邊感應(yīng)電

59、勢而擊穿繞組，傷及工作人員；副繞組、應(yīng)電勢而擊穿繞組，傷及工作人員；副繞組、鐵心、外殼必須可靠接地，以保證工作人員安鐵心、外殼必須可靠接地，以保證工作人員安全。全。ikii215.1變壓器概述變壓器概述 81普通雙繞組變壓器只有磁的耦合普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無電的直接聯(lián)系，自耦變壓，而無電的直接聯(lián)系，自耦變壓器的原副邊兩種聯(lián)系同時存在器的原副邊兩種聯(lián)系同時存在。 特點：一個原副邊共用一個線圈一個原副邊共用一個線圈，帶有可滑動抽頭的變壓器，帶有可滑動抽頭的變壓器5.1變壓器概述變壓器概述 82 工作原理： 注意事項：自耦變壓器低壓側(cè)的自耦變壓器低壓側(cè)的設(shè)備必須有高壓保護裝置，以及短設(shè)備

60、必須有高壓保護裝置，以及短路保護措施。路保護措施。2121*nnuuk2*)11 (*iki5.1變壓器概述變壓器概述 83 特點：電焊時要求有下降的外特性，即起弧電壓電焊時要求有下降的外特性，即起弧電壓要高要高,(60,(608585伏伏) )；起弧后，起弧后，要求電壓迅速下降要求電壓迅速下降,(,(約約3030伏伏) )； 短路時，短路電流不要過大。短路時，短路電流不要過大。常用交流電焊機實際是特殊變壓器。常用交流電焊機實際是特殊變壓器。5.1變壓器概述變壓器概述 84 5.2 電力變壓器的安裝電力變壓器的安裝 85 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)： 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)