電機(jī)與電氣控制技術(shù)

1、第第1515章章 電機(jī)與電氣控制技術(shù)電機(jī)與電氣控制技術(shù)15.1 15.1 磁路與變壓器磁路與變壓器15.2 15.2 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)* *15.3 15.3 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)* *15.4 15.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)* *15.5 15.5 控制電機(jī)控制電機(jī)15.6 15.6 電氣控制技術(shù)基礎(chǔ)電氣控制技術(shù)基礎(chǔ)15.1 15.1 磁路與變壓器磁路與變壓器1 1 磁路基礎(chǔ)與磁路定律磁路基礎(chǔ)與磁路定律2 2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理3 3 變壓器的使用變壓器的使用4 4 特殊變壓器簡介特殊變壓器簡介磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。構(gòu)成磁路的重磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。構(gòu)成磁路

2、的重 要材料是鐵磁性材料。要材料是鐵磁性材料。1u2uis1.1.磁路基礎(chǔ)與磁路基本定律磁路基礎(chǔ)與磁路基本定律1 1） 磁路基礎(chǔ)磁路基礎(chǔ) 線圈通入電流后，產(chǎn)線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏生磁通，分主磁通和漏磁通。磁通。s：主磁通主磁通：漏磁通漏磁通鐵心鐵心（導(dǎo)磁性能好（導(dǎo)磁性能好 的磁性材料的磁性材料）線圈線圈2 2） 磁路計(jì)算中的基本物理量磁路計(jì)算中的基本物理量一、磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁感應(yīng)強(qiáng)度 （磁通密度）（磁通密度） 與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）。（磁力線）。SB單位：韋伯單位：韋伯1 Tesla = 104 高斯高斯B 的單位

3、的單位：特斯拉特斯拉（Tesla）二、磁導(dǎo)率二、磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨亨/ /米米）70104 真空中的磁導(dǎo)率真空中的磁導(dǎo)率( )為常數(shù)為常數(shù)0一般材料的磁導(dǎo)率一般材料的磁導(dǎo)率 和真空中的磁導(dǎo)率之比，和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率r0r1r，則稱為磁性材料則稱為磁性材料1r，則稱為非磁性材料則稱為非磁性材料三、磁場強(qiáng)度三、磁場強(qiáng)度 H H 磁場強(qiáng)度是計(jì)算磁場所用的物理量，其大小為磁磁場強(qiáng)度是計(jì)算磁場所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。BH 單位：單位：B ：特斯拉特斯拉：亨亨/

4、 /米米H：安安/ /米米 磁性材料的磁性能：磁性材料的磁性能： 1.1.非線性非線性大大小小BH)(I) 2.2.磁飽和性磁飽和性HB 根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回 線接近矩形?？捎米鲇洃浽?。線接近矩形?？捎米鲇洃浽?。 3. 3. 磁滯性磁滯性BHBrHc一一. . 安培環(huán)路定律（全電流律）：安培環(huán)路定律（全電流律）：3 3 磁路的基本定律磁路的基

5、本定律 磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分, ,等于等于通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和. .HI1I2I3IldH電流方向和磁場強(qiáng)度的方向電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手定則，電流取正；符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。否則取負(fù)。HLNI 在無分支的均勻磁路在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路磁路長度長度L L線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)N NIHL：稱為磁壓降。稱為磁壓降。NINI：稱為磁動(dòng)勢。一般稱為磁動(dòng)勢。一般

6、用用 F F 表示。表示。F=NIHLNI總磁動(dòng)勢總磁動(dòng)勢 在非均勻磁路在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場（磁路的材料或截面積不同，或磁場強(qiáng)度不等）中，強(qiáng)度不等）中，總磁動(dòng)勢等于各段磁壓降之和?？偞艅?dòng)勢等于各段磁壓降之和。00lHIHNI例：例：INl0l對于均勻磁路對于均勻磁路 LSLBHLNI磁路中的磁路中的歐姆定律歐姆定律二二. . 磁路的歐姆律：磁路的歐姆律：則：則： mRLSNIFINSL注：由于磁性材料注：由于磁性材料 是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性 分析，不做定量計(jì)算。分析，不做定量計(jì)算。slRm令：令：Rm 稱為磁阻稱為磁阻磁路和

7、電路的比較（一）磁路和電路的比較（一）磁磁路路電電路路磁通磁通INR+_EI磁壓降磁壓降HL磁動(dòng)勢磁動(dòng)勢INF 電動(dòng)勢電動(dòng)勢電流電流電壓降電壓降UEIU基本定律基本定律mRF 磁阻磁阻SlRm磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度SB 安培環(huán)路安培環(huán)路定律定律HLNI0磁磁 路路IN歐姆定律歐姆定律電阻電阻電流電流強(qiáng)度強(qiáng)度基氏基氏電壓定律電壓定律基氏基氏電流定律電流定律0IUEREI SlRSIJ磁路與電路的比較磁路與電路的比較 ( (二二) )電電 路路R+_EI勵(lì)磁電流：勵(lì)磁電流：在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流直流直流 - - 直流磁路直流磁路 交流交流 - - 交流磁

8、路交流磁路磁路分析磁路分析直流磁路直流磁路交流磁路交流磁路4 4 磁路的分析磁路的分析RUI IU一一. .直流磁路的分析直流磁路的分析直流磁路的特點(diǎn)直流磁路的特點(diǎn):直流磁路和電路中的恒壓源類似直流磁路和電路中的恒壓源類似直流電路中直流電路中REI E 固定固定I 隨隨 R R 變化變化mR隨隨 變化變化 直流磁路中直流磁路中mRF F 固定固定 U一定一定I一定一定磁動(dòng)勢磁動(dòng)勢 F=IN 一定一定)(mRF 磁通和磁阻成反比磁通和磁阻成反比（線圈中沒有反電動(dòng)勢線圈中沒有反電動(dòng)勢）（R 為線圈的電阻為線圈的電阻）電路方程：電路方程：dtdNRieeuulR)()(一般情況下一般情況下 很小很小

9、RudtdNu 交流交流激勵(lì)激勵(lì) 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢二二. . 交流磁路的分析交流磁路的分析：主磁通：主磁通：漏磁通漏磁通uLeei的感應(yīng)電勢的感應(yīng)電勢 和和 產(chǎn)生產(chǎn)生假設(shè)假設(shè)tmsin則則tfNtNummcos2cos最大值最大值mmfN U2有效值有效值mmfNUU44.42dtdNu uLeeimNfU44.4uLeeimRIN m一定時(shí)磁動(dòng)勢一定時(shí)磁動(dòng)勢ININ隨磁阻隨磁阻 的變化而變化的變化而變化。mR當(dāng)外加電壓當(dāng)外加電壓U U、頻率、頻率 f f 與與線圈匝數(shù)線圈匝數(shù)N N一定時(shí)，一定時(shí)， 便便確定下來。根據(jù)磁路歐姆確定下來。根據(jù)磁路歐姆定律定律 當(dāng)當(dāng) m 交流磁

10、路的特點(diǎn)交流磁路的特點(diǎn): :交流磁路和電路中的恒流源類似交流磁路和電路中的恒流源類似直流磁路中：直流磁路中：mRF 固定固定mRF隨隨 變化變化直流電路中直流電路中：RIUS IS固定固定U 隨隨 R R 變化變化交流磁路中磁阻交流磁路中磁阻 對電流的影響對電流的影響mR電磁鐵吸合過程的分析：電磁鐵吸合過程的分析： 在吸合過程中若外加電壓在吸合過程中若外加電壓不變不變, , 則則 基本不變?；静蛔?。iumRmRIN 電磁鐵吸合前電磁鐵吸合前( (氣隙大）氣隙大） 大大 起動(dòng)電流大起動(dòng)電流大 電磁鐵吸合后電磁鐵吸合后( (氣隙?。庀缎。?小小 電流小電流小mR 如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長

11、時(shí)間吸不上，線如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時(shí)間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會(huì)導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。圈中的電流一直很大，將會(huì)導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。 注意：注意：RUI (U不變不變，I不變不變）mRIN mRIN ( I 隨隨 Rm 變化變化）fNUm44. 4m（ U不變時(shí)不變時(shí)， 基本不變基本不變）直流磁路直流磁路交流磁路交流磁路磁路磁路小結(jié)小結(jié)（隨隨Rm變化變化）變壓器功能：變壓器功能：變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子電路中的阻抗匹配電子電路中的阻抗匹配 （如喇叭的輸出變壓器）（如喇叭的輸出變壓器） 變電流：變電流：電流互感器電流互感器 2) 2) 變壓器的工作

12、原理變壓器的工作原理 發(fā)電廠發(fā)電廠1.05萬伏萬伏輸電線輸電線22萬伏萬伏升壓升壓變電站變電站1萬伏萬伏降壓降壓 變壓器應(yīng)用舉例降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 / 220伏伏降壓降壓儀器儀器36伏伏降壓降壓單相變壓器單相變壓器1u2uLR1i2i 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理鐵芯鐵芯原邊原邊繞組繞組副邊副邊繞組繞組一一. .結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：1u2uLR1i2i1u1i2u2iLR變壓器符號變壓器符號：2211iuiu工作過程工作過程：空載運(yùn)行空載運(yùn)行 ：原邊接入電源，副邊開路。：原邊接入電源，副邊開路。接上接上交流電源交流電源1u 原邊電流原邊電流 i i1 1等等 于勵(lì)于勵(lì)

13、磁電流磁電流 i i1010 dtdNedtdNe2211 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢二二. . 工作原理工作原理1u2e1i1e1N2N i i1010 產(chǎn)生磁通產(chǎn)生磁通 （交變交變）（ 方向符合右手定則方向符合右手定則）、e結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。KNNEEUU212121K為變比為變比10i1u20u2i1e2e原、副邊電壓關(guān)系原、副邊電壓關(guān)系mmNfENfE221144.444.4根據(jù)交流磁路的分析根據(jù)交流磁路的分析可得：可得：202uu 02i時(shí)時(shí) （變電壓變電壓）負(fù)載運(yùn)行負(fù)載運(yùn)行1u2e1i1e1N2NZ2i 副邊帶負(fù)載后對磁路的副

14、邊帶負(fù)載后對磁路的影響：在副邊感應(yīng)電壓的影響：在副邊感應(yīng)電壓的作用下，副邊線圈中有了作用下，副邊線圈中有了電流電流 i i2 2 。此電流在磁路中此電流在磁路中也會(huì)產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流也會(huì)產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流 i i1 1。但當(dāng)外加電但當(dāng)外加電壓、頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空壓、頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或載或有負(fù)載時(shí)基本不變有負(fù)載時(shí)基本不變 。帶負(fù)載后帶負(fù)載后磁動(dòng)勢的平衡關(guān)系為：磁動(dòng)勢的平衡關(guān)系為：)44. 4(11mNfU NiNiNi102211KNNII11221結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比1102211NiN

15、iNi 由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵(lì)磁電流由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵(lì)磁電流 很小，可忽略很小，可忽略 。即。即：02211NINI)(10i原、副邊電流關(guān)系原、副邊電流關(guān)系 （變電流變電流）2211NINI （變阻抗變阻抗）1i1u2u2iLR1N2N原、副邊阻抗關(guān)系原、副邊阻抗關(guān)系LLRKR222IURL從原邊等效：從原邊等效：22222211KRKIUKIKUIURLL結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊所帶負(fù)載乘以結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊所帶負(fù)載乘以 變比的平方。變比的平方。 阻抗變換舉例：阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率i

16、1uRsRL信號源信號源設(shè)：設(shè)：信號電壓的有效值信號電壓的有效值: :U1= 50V;信號內(nèi)阻：信號內(nèi)阻： Rs=100 ;負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等 效電阻效電阻：RL=8 。求：負(fù)載上得到的功率求：負(fù)載上得到的功率解：（解：（1 1）將負(fù)載直接接到信號源上得到的輸出功率為：）將負(fù)載直接接到信號源上得到的輸出功率為： W)(7 . 181085022LLSRRRUpL1i1u2u2iLR1N2NRs（2 2）將負(fù)載通過變壓器接到信號源上。）將負(fù)載通過變壓器接到信號源上。輸出功率為輸出功率為：W25. 698981005022LLSLRRRUp設(shè)變比設(shè)變比 1:5 . 321NNK9

17、885 . 32LR則：則：結(jié)論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了結(jié)論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了 很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條 件（信號源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。件（信號源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。 額定電壓額定電壓 變壓器副邊開路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允變壓器副邊開路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允 許的電壓值。許的電壓值。NNUU21 、 額定電流額定電流 變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，原、副邊繞組允許的電流值。變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，原、副邊繞組允許的電流值。NNII21 額定容量額定容量 傳送功率的最大能力。傳送功率的最大能力。NSN

18、NNNNIUIUS2211（理想理想）1 1 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例） 3 ) 3 ) 變壓器的使用變壓器的使用容量容量 S SN N 輸出功率輸出功率 P P2 2 原邊輸入功率原邊輸入功率 P P1 1 輸出功率輸出功率 P P2 2注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系效率效率變壓器功變壓器功率因數(shù)率因數(shù)NNNIUS11容量：容量：21PP 原邊輸入功率：原邊輸入功率：cos222IUP 輸出功率輸出功率： 2 2 變壓器的效率變壓器的效率( ( ) )為防止渦流損失，鐵芯為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片導(dǎo)磁材料一般由一片片導(dǎo)

19、磁材料疊合而成。疊合而成。 變壓器的損耗包括兩部分：變壓器的損耗包括兩部分：銅損銅損 ( (P PCUCU) ) ：繞組導(dǎo)線電阻所致。繞組導(dǎo)線電阻所致。磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱，磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱， 造成的損失。造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生渦流損失：交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生 的感應(yīng)電流（渦流），的感應(yīng)電流（渦流）， 造成的損失。造成的損失。鐵損鐵損( )：PFE1112PPPPPPFECU3 3 變壓器的外特性變壓器的外特性副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：)(22IfU U2I2U20U20：原邊加額定電壓、原邊加額定電壓、副邊開

20、路時(shí)，副邊的輸副邊開路時(shí)，副邊的輸出電壓。出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I I2 2的變化，的變化，U U2 2 變化不多）變化不多） 當(dāng)電流流入兩個(gè)線圈當(dāng)電流流入兩個(gè)線圈( (或流出）時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方或流出）時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入端稱為同極性端（同名端）?；蛘呦蛳嗤?，則兩個(gè)流入端稱為同極性端（同名端）?；蛘哒f，當(dāng)鐵芯中磁通變化（增大或減?。r(shí)，在兩線圈中說，當(dāng)鐵芯中磁通變化（增大或減?。r(shí)，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢極性相同的兩端為同極性端。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢極性相同的兩端為同極性端。同極性端同極性端(同名端同名端)AXax*4 4 變壓器繞組

21、極性及連接方法變壓器繞組極性及連接方法AXax*電器使用時(shí)兩種電壓電器使用時(shí)兩種電壓（220V/110V）的切換：的切換：220V： 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 2 3110V： 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 1 3，2 4線圈的接法線圈的接法1324*220V：聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 2 3mNfU)2(44. 4220勵(lì)磁勵(lì)磁mNi210NfUm244. 4220兩種接法下線圈工作情況的分析兩種接法下線圈工作情況的分析*1324NN10i220U110V：聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 1 3，2 4NfUm244. 4220mNfU)(44. 4110NfUm44.41101,32,4220V：聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 2 31324*110U10i說明：兩種接法下說明：兩種

22、接法下 不變，不變， 所以鐵芯磁路的設(shè)計(jì)相同所以鐵芯磁路的設(shè)計(jì)相同m勵(lì)磁勵(lì)磁mNi10問題問題1 1：在在110V110V 情況下，如果只用一個(gè)繞組（情況下，如果只用一個(gè)繞組（N N），行不行？），行不行？答：答：不行（兩繞組必須并繞）不行（兩繞組必須并繞） 原邊有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器原邊有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器（220 / 110220 / 110），），使用中應(yīng)注意的問題：使用中應(yīng)注意的問題：*1324NN220i220U1,32,4110iN若兩種接法鐵芯中的磁通相等，則：若兩種接法鐵芯中的磁通相等，則： Ni2220Ni11021110220ii問題問題2 2：如果兩繞組的極性端

23、接錯(cuò)，結(jié)果如何？如果兩繞組的極性端接錯(cuò)，結(jié)果如何？結(jié)論：結(jié)論：在極性不明確時(shí)，一定要先測定極性再通電。在極性不明確時(shí)，一定要先測定極性再通電。答：答：有可能燒毀變壓器有可能燒毀變壓器兩個(gè)線圈中的磁通抵消兩個(gè)線圈中的磁通抵消燒毀燒毀感應(yīng)電勢感應(yīng)電勢0e電流電流 很大很大11Rui 1111eRiu原因：原因：*1324NN10i220U 方法一：交流法方法一：交流法AXaxu同極性端的測定方法同極性端的測定方法若若 說明說明 A 與與 a 或或 X 與與 x 為同為同 極性端極性端。 axAXAaUUU把兩個(gè)線圈的任意兩端把兩個(gè)線圈的任意兩端 (X - x)連連接接, ,然后在然后在 AX 上加

24、一小電壓上加一小電壓 u 。AaaxAXUUU、測量測量：axAXAaUUU 若若 說明說明 A 與與 x 或或 X 與與 a 是同是同 極性端；極性端；結(jié)論結(jié)論：方法二：直流法方法二：直流法mA表表+_AXaxK+-*AXax+_K2e設(shè)設(shè)K K閉合時(shí)閉合時(shí) 增加。增加。 感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，阻止阻止 的增加。的增加。如果當(dāng)如果當(dāng) K K 閉合時(shí)，閉合時(shí)，mA mA 表正表正偏，則偏，則 A Aa a 為同極性端為同極性端; ;如果當(dāng)如果當(dāng) K K 閉合時(shí)，閉合時(shí)，mA mA 表反表反偏，則偏，則 A Ax x 為同極性端為同極性端結(jié)論：結(jié)論： 變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念變壓器設(shè)

25、計(jì)中的一些概念(1)(1)11IUSN1U一定一定額定容量額定容量定鐵芯窗口定鐵芯窗口定導(dǎo)線直徑定導(dǎo)線直徑1I定定定定mN1UIS mfNU1144. 4則則 （銅多、鐵少銅多、鐵少）mN則則 （銅少、鐵多銅少、鐵多）mN( , 一定時(shí)一定時(shí), )SBBS 在同樣變比情況下，匝數(shù)多好，還是少好？在同樣變比情況下，匝數(shù)多好，還是少好？mfNU1144. 4m（省銅省銅）N（費(fèi)鐵費(fèi)鐵）截面積截面積 A AB 變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念(2)(2)1 1 自耦變壓器自耦變壓器KNNIIKNNUU112212121ABP1u2u1i2iLR1N2N4 ) 4 ) 特殊變壓器簡介特殊變

26、壓器簡介 使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。制作的。注意：原、副邊千萬不能對調(diào)使用，注意：原、副邊千萬不能對調(diào)使用，以以防變壓器損壞。因?yàn)榉雷儔浩鲹p壞。因?yàn)镹 N變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。迅速增加。2 2 電壓互感器：用低量程的電壓表測高電壓電壓互感器：用低量程的電壓表測高電壓1. 1. 副邊不能短路，以副邊不能短路，以 防產(chǎn)生過流；防產(chǎn)生過流；2. 2. 鐵心、低壓繞組的鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在一端接地，以防在 絕

27、緣損時(shí)，在副邊絕緣損時(shí)，在副邊 出現(xiàn)高壓。出現(xiàn)高壓。使用注意使用注意：VR N1（匝數(shù)多匝數(shù)多）保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)絲 N2（匝數(shù)少匝數(shù)少）u（被測電壓被測電壓）電壓表電壓表被測電壓被測電壓= =電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù) N1/N23 3 電流互感器：用低量程的電流表測大電流電流互感器：用低量程的電流表測大電流（被測電流被測電流）N1（匝數(shù)少匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多匝數(shù)多）ARi1i2電流表電流表被測電流被測電流= =電流表讀數(shù)電流表讀數(shù) N2/N11. 1. 副邊不能開路，副邊不能開路，以防產(chǎn)生高電壓；以防產(chǎn)生高電壓；2. 2. 鐵心、低壓繞組鐵心、低壓繞組的一端的一端 接地，以防接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在副

28、在絕緣損壞時(shí)，在副邊出現(xiàn)過壓。邊出現(xiàn)過壓。使用注意事項(xiàng)：使用注意事項(xiàng)：15.2 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)1.1.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 與工作原理與工作原理2.2.三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3.3.三相異步電動(dòng)機(jī)的使用三相異步電動(dòng)機(jī)的使用4.4.單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式異步機(jī)異步機(jī)同步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容： 基本結(jié)構(gòu)、工作原理、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、 機(jī)械特性、控制方法機(jī)械特性、控制方法 電動(dòng)

29、機(jī)的分類電動(dòng)機(jī)的分類n0nei1 .1 .三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理NSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢vlBe導(dǎo)線長導(dǎo)線長磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度切割速度（右手定則右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i i（左手定則左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neiNSf1. 1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致 結(jié)論：結(jié)論：異步異步2. 2. 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢0nnn0neiNSf三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YB

30、ZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機(jī)座機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或 電流。電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn) 磁場。磁場。線繞式線繞式鼠籠式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中異步機(jī)中, ,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向合成磁場方向：向下向下180tXBZ0nAY

31、C 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：AiBiCitmI旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZ

32、SN0n60AXYCBZNStAiBiCimI極對數(shù)（極對數(shù)（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1 1。即即：AXYCBZNS極對數(shù)（極對數(shù)（P P）的改變）的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。成的磁場則是兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY0

33、t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 0001電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: :n電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)0nn

34、無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示：提示：如果如果0nn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機(jī)運(yùn)行中異步電機(jī)運(yùn)行中: :%91s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)差率最大）例：異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速例：異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n nN N=720r/min=720r/min，電源，電源頻率為頻率為50Hz.50Hz.求：電機(jī)是

35、幾極？額定轉(zhuǎn)差率是多少？求：電機(jī)是幾極？額定轉(zhuǎn)差率是多少？解：解：額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速n0=750r/minpfn1600 475050600160 nfp該電機(jī)是該電機(jī)是8 8極電機(jī)極電機(jī)04.075072075000nnns1 1 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的“電磁電磁”關(guān)系關(guān)系 2 2 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性i2轉(zhuǎn)、定子電路轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e 1e2e 2 ：主磁通主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。勢。 ：主磁通產(chǎn)主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。生的感應(yīng)電動(dòng)勢。e1e2、e 1e 2、dtdNeeeRiu1111111設(shè)設(shè)：t

36、sin1m則則：tNum1111cos定子邊：定子邊：mmmmNfUUEfNNU11111111144. 422tNum1111cosR1R2i1u1e1e 1e2e 2mNfE22244. 4同理得轉(zhuǎn)子邊：同理得轉(zhuǎn)子邊：mNfE22244. 42f：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率2N：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)2f取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度1000026060SfPnnnnPnnfR1R2i1u1e1e 1e2e 22202220222222)(SXRSEXREI其中其中202122222SXLSfLfX202122244. 444. 4SENSfN

37、fEmm轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)220222222222)(cosSXRRXRR電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 T T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下, ,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。22cosIKTmT常數(shù)常數(shù)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的2cos轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo) 22cosIKTmT22022202)(SXRSEI2202222)(cosSXRRmNfU11144.4將其中參數(shù)代入：將其中參數(shù)代入：21220222)(UsXRsRKT得到得到轉(zhuǎn)矩公式轉(zhuǎn)矩公式2 2 三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械

38、特性)()(TfnSfT21220222)(UsXRsRKT根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式Ts10n0Tn得特性曲線得特性曲線：可見，轉(zhuǎn)矩特性曲線會(huì)出現(xiàn)最大值可見，轉(zhuǎn)矩特性曲線會(huì)出現(xiàn)最大值T Tmaxmax，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)差率為臨界轉(zhuǎn)差率差率為臨界轉(zhuǎn)差率s sm m20221max2)20(22212max202XUKTXmsRURmsKTXRms 三個(gè)結(jié)論三個(gè)結(jié)論（1 1）T T、T Tmaxmax與與U U1 1成正比成正比（2 2）T Tmaxmax與與R R2 2無關(guān)無關(guān) （3 3）S Sm m與與R R2 2成正比成正比三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n0TnNT額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 ：電機(jī)在額定電壓下，以額

39、電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 運(yùn)行，輸出額運(yùn)行，輸出額定功率定功率 時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。上輸出的轉(zhuǎn)矩。NPNn( 1 )/()(9550602分轉(zhuǎn)千瓦NNNNNnPnPT（牛頓牛頓米米）NTnN 如果如果 電機(jī)將會(huì)電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。maxTTL最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 ：( 2 )maxT電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT過載系數(shù)：過載系數(shù)：NTTmax三相異步機(jī)三相異步機(jī)2.28.1 工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，否則否則電機(jī)

40、將停轉(zhuǎn)。致使電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意注意： （1 1）三相異步機(jī)的）三相異步機(jī)的 和電壓的平方成正比，所和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。以對電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。maxTmaxTTL （2）電機(jī)嚴(yán)重過熱電機(jī)嚴(yán)重過熱0n121)(s II2021max21XKUTstT起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中則則21220222)(UXRRKTstLstTT stT體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若 電機(jī)能電機(jī)能起動(dòng)，否則

41、將起動(dòng)不了。起動(dòng)能力起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。起動(dòng)能力=T=Tstst/T/TN N電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特常用特性段性段n0nT 自適應(yīng)負(fù)載能力是自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）TISnTL2 直至新的平衡。此過程中，直至新的平衡。此過程

42、中， 時(shí)，時(shí)， 電源提供的功率自動(dòng)電源提供的功率自動(dòng)增加。增加。2 I1 I1U21220222)(UsXRsRKT 機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系21 UT與電壓的關(guān)系與電壓的關(guān)系0Tn0) 0(nnsSTTTUmax1結(jié)論：結(jié)論：與轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系與轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系22RR 2 RR R2 2的的 改變改變 ： 鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。電機(jī)外接電阻不同。 21220222)(UsXRsRKT0ST令令：得得：202XRSm0Tn2RmsmsstTstT mmssststTT結(jié)論結(jié)論：機(jī)械特性的軟硬機(jī)械特

43、性的軟硬 硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起 動(dòng)特性好。動(dòng)特性好。 硬特性硬特性 （R2小?。┸浱匦攒浱匦裕≧2大大）0Tn 不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。1 1）三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)）三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)（1 1）型號）型號 Y 132M4 磁極數(shù)磁極數(shù)( (極對數(shù)極對數(shù) p=2) 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速15001500轉(zhuǎn)

44、轉(zhuǎn)/ /分分分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500s3 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用三相異步電動(dòng)機(jī)的使用（2） 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速: 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。 如：如： n =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分（3） 聯(lián)接方式：聯(lián)接方式：Y/ 接法：接法： Y Y 接法接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒接線盒：（4 4） 額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓. . 說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的定

45、值的 5 5 。線線電電壓壓AZBYXC線線電電壓壓ABCXYZ例：例：380/220 Y/380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V380V時(shí)采用時(shí)采用Y Y接法；接法； 當(dāng)線電壓為當(dāng)線電壓為220V220V時(shí)采用時(shí)采用 接法。接法。11IUNfU11144.4電壓波動(dòng)對電動(dòng)機(jī)的影響電壓波動(dòng)對電動(dòng)機(jī)的影響1U1I11IUsnnns02E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI（5） 額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如：如：A48.6/A2 .11/ 表示三角接法下，電機(jī)的線電流為表示三角接法下，電機(jī)的線電流為11.2A11

46、.2A，相電，相電流為流為6.48A6.48A；星形接法時(shí)線、相電流均為；星形接法時(shí)線、相電流均為6.48A6.48A。（6 6）額定功率：）額定功率： 額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的功率功率（ ），不等于從電源吸收的功率（），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者）。兩者的關(guān)系為：的關(guān)系為： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠籠電機(jī)鼠籠電機(jī) =7293例：三相異步電動(dòng)機(jī)例：三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=45kw。F=50Hz，nN=2970r/M =91.5，起動(dòng)能力起動(dòng)能力=2，2.2 求求：s、TN、Tst、Tmax、P1N解：同步轉(zhuǎn)速解：同步轉(zhuǎn)

47、速n0=3000r/MS=0.01KwNPNPmNNTTmNNTstTmNNnNPNT18.49915. 04513 .3187 .1442 . 2max4 .28927 .14429704595509550 額定負(fù)載時(shí)一般為額定負(fù)載時(shí)一般為0.7 0.9 ， 空載時(shí)功率因數(shù)很空載時(shí)功率因數(shù)很低約為低約為0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，防止防止“大馬大馬” 拉拉“小車小車”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。（7 7）功率因數(shù)）功率因數(shù)(cos 1)：P2PN此外還有此外還有絕緣等級絕緣等級等參數(shù)，不一等參數(shù)，不

48、一 一介紹。一介紹。cos 12 2）三相異步機(jī)的起動(dòng)）三相異步機(jī)的起動(dòng)stI起動(dòng)電流起動(dòng)電流 ：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍倍。0n定子電流定子電流 原因：起動(dòng)時(shí)原因：起動(dòng)時(shí) ，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負(fù)載工作影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累 電機(jī)過熱電機(jī)過熱影響影響：三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：（1） 直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)

49、機(jī)一般 采用直接起動(dòng)。采用直接起動(dòng)。（2 2） 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)。Y 起動(dòng)起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹以下介紹Y 起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。Y Y 起動(dòng)：起動(dòng)： 正常正常運(yùn)行運(yùn)行l(wèi)UAZBYXClI 起動(dòng)起動(dòng)ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll設(shè)：電機(jī)每相阻抗為設(shè)：電機(jī)每相阻抗為z31llYIIAZBYXC正常正常運(yùn)行運(yùn)行UPABCXYZ起起動(dòng)動(dòng)UPStstYTT31PPUU31（2）Y 起動(dòng)應(yīng)注意的問題：起動(dòng)應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。 所以降壓起動(dòng)適合于

50、空載或輕載起動(dòng)的場所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合合)(2UTSTY 起動(dòng)起動(dòng)也時(shí)ststTI,。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)定子定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子線繞式轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞 R串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將R R短路。短路。1222202202)(IIRXREIst轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1） （2）R R2 2選的選的適當(dāng)適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流， 又可以增加起動(dòng)力矩。又可以增加起動(dòng)力矩。0Tn2R2R22RRststTRXRUR

51、KT222022212 方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 3 3）三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)）三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)A B CM3電電 源源ABCM3電電 源源制動(dòng)方法：制動(dòng)方法： 1. 1. 抱閘抱閘：加機(jī)械抱閘；加機(jī)械抱閘； 2. 2. 反接制動(dòng)反接制動(dòng)：停車時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接電源的意停車時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接電源的意兩相反接，使電動(dòng)機(jī)由原來的旋轉(zhuǎn)方向反過來，兩相反接，使電動(dòng)機(jī)由原來的旋轉(zhuǎn)方向反過來，以達(dá)制動(dòng)的目的；以達(dá)制動(dòng)的目的； 4 ）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。

52、反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成即切割磁力線的速度很大，造成 引起引起 。2I1I注意注意： 4.4.發(fā)電反饋制動(dòng)：發(fā)電反饋制動(dòng)： 令電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過令電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過 旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，便旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，便 會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。M3+-運(yùn)行運(yùn)行制動(dòng)制動(dòng)n F轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子3. 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)：停車時(shí)，斷開交流電源，接至直流停車時(shí)，斷開交流電源，接至直流 電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；n Fno5.5.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)

53、機(jī)的調(diào)速pfsnsn1060111.1.改變極對數(shù)改變極對數(shù) 有級調(diào)速。有級調(diào)速。p2.2.改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 s無級調(diào)速無級調(diào)速調(diào)速方法調(diào)速方法：0Tn2R2R0ST2R2R22RR3. 改變電源頻率改變電源頻率 (變頻調(diào)速變頻調(diào)速) 無級調(diào)速無級調(diào)速1f變頻電源變頻電源 可變可變Uf ,Hz50pfsnsn106011 此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。組成）。4 4 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)1 1）單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理）單相異步電動(dòng)機(jī)的工

54、作原理結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：定子放單相繞組（其中通單相交流電）；：定子放單相繞組（其中通單相交流電）； 轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子定子繞組繞組定子中通入單相交定子中通入單相交流電后，形成流電后，形成脈動(dòng)脈動(dòng)磁場磁場。其磁感應(yīng)強(qiáng)。其磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦分布，且度按正弦分布，且隨時(shí)間按正弦變化隨時(shí)間按正弦變化。單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：（1 1）自身沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）自身沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 .F轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流及電流 當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)

55、子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。相等方向相反，所以沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（2 2）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方 向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。其原理分析如下：其原理分析如下： 定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場（定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場（ ），可用），可用正、反兩個(gè)正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：- + -= + -= mt m 脈動(dòng)磁場的分解脈動(dòng)磁場的分解 - + + - 02s121ss1T2T正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩s起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。為零。01s22s21s（

56、正向）（正向）（反向反向）正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反電容分相式起動(dòng)電容分相式起動(dòng)2 2 ）單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)）單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)KDU1I2ICWSTW: 主繞組主繞組ST：啟動(dòng)繞組啟動(dòng)繞組K：離心開關(guān)離心開關(guān)啟動(dòng)時(shí)開關(guān)啟動(dòng)時(shí)開關(guān)K K閉合，使兩閉合，使兩繞組電流繞組電流 相位差約相位差約為為9090，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動(dòng)正場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開關(guān)被甩開，常以后離心開關(guān)被甩開，啟動(dòng)繞組被切斷。啟動(dòng)繞組被切斷。21II、工作原理工作原理罩極式單相電機(jī)罩極式單相電機(jī)定子定子磁極磁極轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子短路短路環(huán)環(huán) 定子通入電流以后，部分磁定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)

57、，并在其中產(chǎn)生通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。 圖中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向：瞬時(shí)針圖中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向：瞬時(shí)針旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闆]有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闆]有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領(lǐng)先。磁通領(lǐng)先。 單相異步電動(dòng)機(jī)的功率小，主要制成小型電機(jī)。它的應(yīng)用單相異步電動(dòng)機(jī)的功率小，主要制成小型電機(jī)。它的應(yīng)用非常廣泛，如家用電器（洗衣機(jī)、電冰箱、電

58、風(fēng)扇）、電動(dòng)非常廣泛，如家用電器（洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇）、電動(dòng)工具（如手電鉆）、醫(yī)用器械、自動(dòng)化儀表等。工具（如手電鉆）、醫(yī)用器械、自動(dòng)化儀表等。 3 3 ）單相電機(jī)的使用）單相電機(jī)的使用 4 4） 三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行 三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，若其中一相和電三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，若其中一相和電源斷開，則變成單相運(yùn)行。此時(shí)和單相電機(jī)一樣，源斷開，則變成單相運(yùn)行。此時(shí)和單相電機(jī)一樣，電機(jī)仍會(huì)按原來方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電機(jī)仍會(huì)按原來方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電機(jī)過熱。使電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電機(jī)過熱。使

59、用中要特別注意這種現(xiàn)象；三相異步電動(dòng)機(jī)若在啟用中要特別注意這種現(xiàn)象；三相異步電動(dòng)機(jī)若在啟動(dòng)前有一相斷電，和單相電機(jī)一樣將不能啟動(dòng)。此動(dòng)前有一相斷電，和單相電機(jī)一樣將不能啟動(dòng)。此時(shí)只能聽到嗡嗡聲，長時(shí)間啟動(dòng)不了，也會(huì)過熱，時(shí)只能聽到嗡嗡聲，長時(shí)間啟動(dòng)不了，也會(huì)過熱，必須趕快排除故障。必須趕快排除故障。* *15.3 15.3 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)* *15.4 15.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)* *15.5 15.5 控制電機(jī)控制電機(jī)三節(jié)內(nèi)容從略三節(jié)內(nèi)容從略15.615.6電氣控制技術(shù)電氣控制技術(shù)1 1 常用低壓控制電器常用低壓控制電器2 2 基本控制環(huán)節(jié)基本控制環(huán)節(jié)3 3 電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電動(dòng)機(jī)的保

60、護(hù)4 4 控制電路綜合舉例控制電路綜合舉例低壓低壓電器電器配電配電電器電器控制控制電器電器開關(guān)開關(guān)熔斷器熔斷器接觸器接觸器繼電器繼電器起動(dòng)器起動(dòng)器時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器熱繼電器熱繼電器1 1 低壓電器簡介低壓電器簡介1 1 ）刀閘開關(guān)）刀閘開關(guān)控制對象：控制對象：380V， 5.5kW 以下小電機(jī)以下小電機(jī) 考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：（35)*異步電機(jī)額定電流異步電機(jī)額定電流電路符號電路符號QS2 )2 )熔斷器熔斷器作用：用于短路保護(hù)。作用：用于短路保護(hù)。電路符號電路符號FU熔體額定電流熔體額定電流 的選擇的選擇