模塊四 電動(dòng)機(jī) 變壓器

1、中南大學(xué)出版社（2012第一版）王少華 主編電氣系電氣系 王志堅(jiān)王志堅(jiān)模塊四模塊四 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 變壓器變壓器1. 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)2. 變壓器變壓器變壓器變壓器 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)1.2 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)1. 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)籠式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)本章主要介紹籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原本章主要介紹籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性及控制方法理、機(jī)械特性及控制方法 常見(jiàn)

2、電動(dòng)機(jī)的外形：常見(jiàn)電動(dòng)機(jī)的外形：1.1.1 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)1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1. 1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)1.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性械特性1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)與三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速調(diào)速1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)1.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成 ，兩部分中間由氣隙隔開(kāi)，兩部分中間由氣隙隔開(kāi)1.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)

3、構(gòu)（1）定子定子是由定子鐵心和定子繞組構(gòu)成定子是由定子鐵心和定子繞組構(gòu)成 。定子鐵心由硅鋼片疊成。定子鐵心由硅鋼片疊成。1.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)（1）定子1.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)（2）轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成 ?；\型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)動(dòng)原理銅條組成的銅條組成的籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)的可以旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵永久磁鐵當(dāng)手柄搖動(dòng)磁鐵時(shí)，籠型轉(zhuǎn)子跟著磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)手柄搖動(dòng)磁鐵時(shí)，籠型轉(zhuǎn)子跟著磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)。1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

4、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三相交流異步電動(dòng)機(jī)是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子不是永磁的也不是線繞電磁的，在轉(zhuǎn)子鐵芯上鑲嵌著一個(gè)“鼠籠”。左圖是一個(gè)銅制的鼠籠，由多根銅條與兩個(gè)銅端環(huán)組成，銅條與銅端環(huán)有良好的電連接。 把鼠籠放在有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵芯中間，在定子芯繞組通上三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因?yàn)榇艌?chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，鼠籠的銅條切割磁力線產(chǎn)生電流，而有電流的銅條又受到磁力的作用，鼠籠便旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理右圖是鼠籠隨磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)截圖。感應(yīng)電流的方向可用右手定則判斷，銅條受力方向按左手定則判斷。圖中標(biāo)有磁力線與旋 轉(zhuǎn)方向，銅條端面

5、的顏色代表電流的方向。綠色表示電流指向屏幕內(nèi)，紅色表示電流指向屏幕外，黃色表示無(wú)電流。 1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理為增大導(dǎo)磁率，鼠籠是嵌裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的。由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度比旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢，故稱之為異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度之差再與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度之比稱為轉(zhuǎn)差率，一般異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率為2%至6%，輸入三相交流電為50周時(shí)，鼠籠轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)速約2820至2940轉(zhuǎn)。 1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相對(duì)稱電流的產(chǎn)生：三相對(duì)稱電流的產(chǎn)生：三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接到三相交流電源上，定子

6、繞三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接到三相交流電源上，定子繞組中便流入三相對(duì)稱交流電流。組中便流入三相對(duì)稱交流電流。三相三相繞組繞組接成接成星形星形YBZXAC三相繞組在定子鐵三相繞組在定子鐵心中的排列心中的排列A A、B B、C C 接三相電源接三相電源1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))120sin()120sin(sintIitIitIimCmBmA三相對(duì)稱電流：三相對(duì)稱電流：1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：）。為正，合成磁場(chǎng)如圖（為負(fù)、時(shí)aiiitCBA, 0:0. 1電流流進(jìn)

7、電流流進(jìn)電流流出電流流出合成磁合成磁場(chǎng)方向場(chǎng)方向1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：）。，合成磁場(chǎng)如圖（為負(fù)、為正時(shí)biiitCBA0,:60. 2合成磁場(chǎng)合成磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)了6060度度1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：）。為負(fù)，合成磁場(chǎng)如圖（、為正時(shí)ciiitCBA0,:120. 3合成磁合成磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了場(chǎng)轉(zhuǎn)了120120度度1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生： 60t60 0t 1

8、20t120結(jié)論：結(jié)論：三相對(duì)稱電流產(chǎn)三相對(duì)稱電流產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向三相異步電動(dòng)機(jī)的換向旋轉(zhuǎn)方向取決于通入定子繞組中三相電流的相序。旋轉(zhuǎn)方向取決于通入定子繞組中三相電流的相序。0nAiBiCimItA B CM3三相電三相電 源源定子繞組電流的順序?yàn)槎ㄗ永@組電流的順序?yàn)锳 A、B B、C C，電機(jī)正轉(zhuǎn)。，電機(jī)正轉(zhuǎn)。1.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向三相異步電動(dòng)機(jī)的換向AiBiCimItA B C三相電三相電 源源M3定子繞組電流的順序?yàn)槎ㄗ永@組電流的順

9、序?yàn)锳 A、C C 、B B ，電機(jī)反轉(zhuǎn)。，電機(jī)反轉(zhuǎn)。電源的電源的C C相電流相電流0n電源的電源的B B相電流相電流改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接定子繞組其中兩相。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接定子繞組其中兩相。1.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速:pfn1601其中，其中，f1:電網(wǎng)頻率，我國(guó)為電網(wǎng)頻率，我國(guó)為50Hz P:磁極對(duì)數(shù)，為常數(shù)磁極對(duì)數(shù)，為常數(shù) 磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速關(guān)系表磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速關(guān)系表p123456n1(r/min)3000 150010007506005001.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異

10、步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速 :1n異步異步名稱的由來(lái)名稱的由來(lái)01nn 如果如果01nn 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)距無(wú)轉(zhuǎn)距無(wú)轉(zhuǎn)子電流無(wú)轉(zhuǎn)子電流因?yàn)閮烧叽嬖谙鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，即因?yàn)閮烧叽嬖谙鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，即同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速） :0n1.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的換向與轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 s ：%100010nnns異步電機(jī)運(yùn)行中異步電機(jī)運(yùn)行中:%6%5

11、.1s轉(zhuǎn)差率為同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為同步轉(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）所以，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速比較接近。所以，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速比較接近。01)1 (nsn 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n 1：1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)子中各個(gè)載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)子中各個(gè)載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下, ,受受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩總和。到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩總和。22cosICTT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

12、電路的功率因數(shù)功率因數(shù)1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩22cosICTT21220222)(UsXRsRKT得到轉(zhuǎn)矩公式得到轉(zhuǎn)矩公式22022202)(sXRsEI2202222)(cossXRRNfU11144.4代入其中參數(shù)：代入其中參數(shù)：轉(zhuǎn)矩正比于電源電壓的平方，即轉(zhuǎn)矩受電源電轉(zhuǎn)矩正比于電源電壓的平方，即轉(zhuǎn)矩受電源電壓的影響很大。壓的影響很大。1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性21220222)(Us

13、XRsRKT由轉(zhuǎn)矩公式由轉(zhuǎn)矩公式機(jī)械特性：機(jī)械特性：)()(TfnsfTTs10n0Tn得特性曲線：得特性曲線：1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n0Tn1. 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)額定負(fù)載電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。矩。米）牛頓分轉(zhuǎn)千瓦()/()(9550602NNNNNnPnPTNTnNNT額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電機(jī)帶動(dòng)最

14、大負(fù)載的能力。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0TnmT21220222)(UsXRsRKT求解求解0dSdT202121XKUTm最大轉(zhuǎn)矩也受電源電壓的影響。最大轉(zhuǎn)矩也受電源電壓的影響。mT2.最大轉(zhuǎn)矩.1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性最大轉(zhuǎn)矩受電源電壓的影響：最大轉(zhuǎn)矩受電源電壓的影響：在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，最大轉(zhuǎn)當(dāng)電源電壓降低時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩下降很多，電機(jī)工作在特矩下降很多，電機(jī)工作在特性性2 2，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低、，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低、定子電流增大，造成電機(jī)

15、過(guò)定子電流增大，造成電機(jī)過(guò)熱。熱。202121XKUTmLTn1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)，電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)，出現(xiàn)悶車情況，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)燒出現(xiàn)悶車情況，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)燒壞電機(jī)。所以，壞電機(jī)。所以，bc段是不穩(wěn)定區(qū)段是不穩(wěn)定區(qū)域。域。電機(jī)的過(guò)載系數(shù)：電機(jī)的過(guò)載系數(shù)：NmTT三相異步機(jī)三相異步機(jī)2 .28 .11.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

16、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中21220222)(UXRRKTst則電機(jī)不能啟動(dòng)。時(shí)，電機(jī)能夠啟動(dòng)，否LSTTTSTT啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩. 3STT1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性課堂習(xí)題課堂習(xí)題解：解：1.1.根據(jù)額定轉(zhuǎn)速可判斷出同步轉(zhuǎn)速為根據(jù)額定轉(zhuǎn)速可判斷出同步轉(zhuǎn)速為min/15000rn 2150050606001nfP故%2%100150014701500%10000nnns【例】一臺(tái)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：【例】一臺(tái)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)

17、為：。2/,4 . 1/,min/1470kW,22NmNSTNNTTTTrnP試求：試求：1.1.磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率；磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率； 2.2.額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性課堂習(xí)題課堂習(xí)題【例】一臺(tái)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：【例】一臺(tái)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：。2/,4 . 1/,min/1470kW,22NmNSTNNTTTTrnP試求：試求：1.1.磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率；磁極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率； 2.2.額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。解：解：2.

18、2.mNnPTNNN9 .14214702295509550mNTTNST2009 .1424 . 14 . 1mNTTNm8 .2859 .142221.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)：電動(dòng)機(jī)接上電源，轉(zhuǎn)速由啟動(dòng)：電動(dòng)機(jī)接上電源，轉(zhuǎn)速由0開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，直至穩(wěn)定運(yùn)行的開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，直至穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程，稱為啟動(dòng)過(guò)程。過(guò)程，稱為啟動(dòng)過(guò)程。啟動(dòng)要求：?jiǎn)?dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)時(shí)間短啟動(dòng)要求：?jiǎn)?dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)時(shí)間短三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間雖短，但啟動(dòng)電流很大。中小型籠三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間雖短，但啟動(dòng)電流很大。中小型籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的

19、式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍。但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，倍。但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，只有額定轉(zhuǎn)矩的只有額定轉(zhuǎn)矩的1.02.2倍。倍。啟動(dòng)電流大的原因：?jiǎn)?dòng)電流大的原因：起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí) n = 0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大。度很大。122IIE使1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速啟動(dòng)啟動(dòng) 對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響：頻繁啟動(dòng)造成熱量的對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響：頻繁啟動(dòng)造成熱量的積累，導(dǎo)致電機(jī)積累，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱；大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負(fù)載工作。過(guò)熱；大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負(fù)載工作。三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法：三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法： 1.

20、 直接啟動(dòng)直接啟動(dòng) 二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接啟動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接啟動(dòng)。 2. 降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng)Y Y 換接換接啟動(dòng)、自耦降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)。啟動(dòng)、自耦降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng)（1 1）Y Y 換接啟動(dòng)換接啟動(dòng) Y Y 換接啟動(dòng)的方法只適換接啟動(dòng)的方法只適合三角形接法的電機(jī)。合三角形接法的電機(jī)。啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)接成星形；啟動(dòng)完畢啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)接成星形；啟動(dòng)完畢后，電機(jī)自動(dòng)接成三角形。后，電機(jī)自動(dòng)接成三角形。 Y Y啟動(dòng)時(shí)：?jiǎn)?dòng)時(shí)：ZUZUIlPYSTY13 啟動(dòng)時(shí)：?jiǎn)?dòng)時(shí)：ZUII

21、lPST13331STSTYII Y Y啟動(dòng)電流是啟動(dòng)電流是 啟啟動(dòng)電流的三分之動(dòng)電流的三分之一。一。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S2 2自動(dòng)自動(dòng)接到啟動(dòng)位置，啟動(dòng)接到啟動(dòng)位置，啟動(dòng)完畢后，開(kāi)關(guān)完畢后，開(kāi)關(guān)S S2 2自動(dòng)自動(dòng)接到運(yùn)轉(zhuǎn)位置。接到運(yùn)轉(zhuǎn)位置。 此啟動(dòng)方法適合星此啟動(dòng)方法適合星形接法的三相籠型電形接法的三相籠型電動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速電機(jī)的反轉(zhuǎn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)A B CM3三相電三相電 源源A B C三相電三相電

22、源源M3自動(dòng)對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)定子繞阻接在三相電源的任意兩相即自動(dòng)對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)定子繞阻接在三相電源的任意兩相即可反轉(zhuǎn)?？煞崔D(zhuǎn)。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速電機(jī)的能耗制動(dòng)電機(jī)的能耗制動(dòng)1. 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)制動(dòng)方法：制動(dòng)方法： 能耗制動(dòng)就是電動(dòng)能耗制動(dòng)就是電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)三相電源的同機(jī)斷開(kāi)三相電源的同時(shí)接入直流電源。時(shí)接入直流電源。 直流電源產(chǎn)生直流磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)直流電源產(chǎn)生直流磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生與原來(lái)轉(zhuǎn)矩相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)快速停下來(lái)。生與原來(lái)轉(zhuǎn)矩相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)快速停下來(lái)。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三

23、相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速電機(jī)的反接制動(dòng)電機(jī)的反接制動(dòng)2. 反接制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)就是電動(dòng)機(jī)工反接制動(dòng)就是電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，作時(shí)，定子繞組接電源定子繞組接電源三根線的順序是三根線的順序是ABCABC，斷，斷開(kāi)時(shí)定子繞組接電源三開(kāi)時(shí)定子繞組接電源三根線的順序是根線的順序是ACBACB。ACB順序接線，在定子鐵心中產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，產(chǎn)順序接線，在定子鐵心中產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，產(chǎn)生相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)快速停下來(lái)。生相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)快速停下來(lái)。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速電機(jī)的調(diào)速電機(jī)的調(diào)速Pfsnsn1060)1 ()1 (1. 變極調(diào)速（

24、變極調(diào)速（有級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速）2. 變頻調(diào)速（無(wú)級(jí)調(diào)速）變頻調(diào)速（無(wú)級(jí)調(diào)速）調(diào)速方法：調(diào)速方法： 變極調(diào)速就是調(diào)磁極對(duì)數(shù)。一般電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是變極調(diào)速就是調(diào)磁極對(duì)數(shù)。一般電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是固定的，所以這種調(diào)速范圍窄。固定的，所以這種調(diào)速范圍窄。變頻調(diào)速目前廣泛使用，調(diào)速范圍寬。變頻調(diào)速目前廣泛使用，調(diào)速范圍寬。1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速電機(jī)的變頻調(diào)速電機(jī)的變頻調(diào)速變頻調(diào)速就是在電源與電動(dòng)機(jī)定子之間接入一個(gè)變變頻調(diào)速就是在電源與電動(dòng)機(jī)定子之間接入一個(gè)變頻裝置即可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。頻裝置即可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻器變頻器1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)

25、-工作原理工作原理機(jī)理：機(jī)理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號(hào)步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號(hào) 轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè) 電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移 動(dòng)一小段距離。動(dòng)一小段距離。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)給一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。給一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。 (2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速?？刂泼}沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 (3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均步進(jìn)電機(jī)主要由兩部分

26、構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性由磁性材料構(gòu)成，其上分別有六個(gè)、四個(gè)磁極材料構(gòu)成，其上分別有六個(gè)、四個(gè)磁極 。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子繞組定子繞組1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)定子的六個(gè)磁極上定子的六個(gè)磁極上有控制繞組，兩個(gè)有控制繞組，兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相對(duì)的磁極組成一相。相。這里的相和這里的相和三相交流電中的三相交流電中的“相相”的概念不同。的概念不同。步進(jìn)機(jī)通的是直流步進(jìn)機(jī)通的是直流電脈沖，這主要是電脈沖，這主要是指線路的聯(lián)接和組指線路的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。數(shù)的區(qū)別。ABC定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子IAIBIC1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單三拍單三拍工作方式工作方

27、式 三相步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍六拍、三相雙三拍等等。（1 1）三相繞組聯(lián)接方式：）三相繞組聯(lián)接方式：Y 型型（2 2）三相繞組中的通電順序?yàn)椋海┤嗬@組中的通電順序?yàn)椋篈 相相 B 相相 C 相相通電順序也可以為：通電順序也可以為： A 相相 C 相相 B 相相 1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單三拍單三拍工作過(guò)程工作過(guò)程化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。A

28、相通電，相通電，A 方向的磁通經(jīng)方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)軸線方向原有一子和磁場(chǎng)軸線方向原有一定角度，則在磁場(chǎng)的作用定角度，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子被磁下，轉(zhuǎn)子被磁A A 相通電使轉(zhuǎn)子相通電使轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和 AA 對(duì)齊。對(duì)齊。CABBCA34121.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單三拍單三拍工作過(guò)程工作過(guò)程CABBCA3412B相通電，轉(zhuǎn)子相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相軸線對(duì)相軸線對(duì)齊，相對(duì)齊，相對(duì)A相通電位置轉(zhuǎn)相通電位置轉(zhuǎn)30 ；1C342CABBAC相通電再轉(zhuǎn)相通電再轉(zhuǎn)30 1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單

29、三拍單三拍工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍。個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點(diǎn)：三相單三拍的特點(diǎn)：（1）每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)）每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò) 30 。此角稱為步距角，。此角稱為步距角，用用 S表示。表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。電順序即可改變轉(zhuǎn)向。1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單雙六單雙六拍工作過(guò)程拍工作過(guò)程三相

30、繞組的通電順序?yàn)椋喝嗬@組的通電順序?yàn)椋?AABBBCCCAA 共六拍。共六拍。工作過(guò)程：工作過(guò)程：A相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和A相對(duì)齊。相對(duì)齊。CABBCA34121.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單雙六拍單雙六拍工作過(guò)程工作過(guò)程所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對(duì)置上。相對(duì)AA 通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15。（1）BB 磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì) 2、4 齒有磁拉力，齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。該拉力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。A、B相同時(shí)通電相同時(shí)通電（2）AA 磁場(chǎng)繼續(xù)對(duì)磁場(chǎng)繼續(xù)對(duì)1、3齒有拉齒有拉力。力。CABBCA341

31、21.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相單雙六拍單雙六拍工作過(guò)程工作過(guò)程總之，每個(gè)循環(huán)周期，有總之，每個(gè)循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為三相六拍，步距角為15 。CABBCA3412B相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相對(duì)齊，又轉(zhuǎn)了相對(duì)齊，又轉(zhuǎn)了15 。1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相雙三拍雙三拍工作過(guò)程工作過(guò)程三相繞組的通電順序?yàn)椋喝嗬@組的通電順序?yàn)椋?AB BC CA AB 共三拍。共三拍。AB通電通電CABBCA3412BC通電通電CABBCA34121.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-三相三相雙三拍雙

32、三拍工作過(guò)程工作過(guò)程工作方式為三相雙三拍時(shí)，工作方式為三相雙三拍時(shí)，每通入一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子也每通入一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)30 ，即，即 S = 30 。CA通電通電CABBCA3412以上三種工作方式，三以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。因此較常采用。1.3 特種電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-小步距角小步距角的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 實(shí)際采用的步進(jìn)電機(jī)的步距實(shí)際采用的步進(jìn)電機(jī)的步距角多為角多為3度和度和1.5 度，步距角越小，度，步距角越小，機(jī)加工的精度越高。機(jī)加工的精度越高。為產(chǎn)生小步距角，定、轉(zhuǎn)為產(chǎn)生小步距

33、角，定、轉(zhuǎn)子都做成多齒的，圖中轉(zhuǎn)子子都做成多齒的，圖中轉(zhuǎn)子40個(gè)個(gè)齒，定子仍是齒，定子仍是 6個(gè)磁極，但每個(gè)個(gè)磁極，但每個(gè)磁極上也有五個(gè)齒。磁極上也有五個(gè)齒。轉(zhuǎn)子的齒距轉(zhuǎn)子的齒距等于等于360 / 40=9 ，齒寬、齒槽各齒寬、齒槽各4.5 。 為使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊，定子磁極上的小齒，齒寬和齒為使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊，定子磁極上的小齒，齒寬和齒槽和轉(zhuǎn)子相同。槽和轉(zhuǎn)子相同。2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的種類變壓器的種類:按電壓升降：按電壓升降：升壓變壓器、降壓變壓器升壓變壓器、降壓變壓器按按 相相 數(shù)：數(shù)：?jiǎn)蜗?、三相、多相單向、三相、多相按?用用

34、途：途：電力變壓器、電流互感器、電焊變壓器電力變壓器、電流互感器、電焊變壓器按冷卻方式：按冷卻方式：干式、油浸式、水冷式干式、油浸式、水冷式變壓器的功能：變壓器的功能：變變 電電 壓：壓：電力變壓器電力變壓器變變 電電 流：流：電流互感器電流互感器變變 阻阻 抗：抗：電子技術(shù)中的阻抗匹配電子技術(shù)中的阻抗匹配2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型升壓升壓變壓器變壓器升壓升壓變壓器變壓器升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電電燈燈電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)電電爐爐發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)輸電線輸電線變電壓在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用：變電壓在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用： 2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器

35、的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型心式、殼式變壓器心式、殼式變壓器三相電力變壓器三相電力變壓器變壓器由繞組和鐵心組成。變壓器由繞組和鐵心組成。繞組繞組鐵心鐵心2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型鐵心鐵心鐵心的作用：鐵心的作用： 構(gòu)成電路，用來(lái)產(chǎn)生磁通。構(gòu)成電路，用來(lái)產(chǎn)生磁通。鐵心鐵心鐵心鐵心鐵鐵心心2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型繞組的作用：繞組的作用： 構(gòu)成電路，產(chǎn)生磁場(chǎng)。構(gòu)成電路，產(chǎn)生磁場(chǎng)。繞組繞組繞組繞組2.變壓器變壓器2.1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型TrN1i10u1AXN2| |Z

36、L| |u20Saxx由硅鋼片疊由硅鋼片疊壓制成的變壓制成的變壓器鐵心磁壓器鐵心磁路。路。變壓器變壓器一次側(cè)一次側(cè)繞組繞組（原邊）（原邊）變壓器變壓器二次側(cè)二次側(cè)繞組繞組（副邊）（副邊）變壓器圖變壓器圖形符號(hào)形符號(hào) 是一種能變換電壓、變換電流、變換阻抗的是一種能變換電壓、變換電流、變換阻抗的。變壓器在傳遞電能的過(guò)程中。變壓器在傳遞電能的過(guò)程中。2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理N1i10u1AXN2| |ZL| |u20Saxx 變壓器的變壓器的，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為。變壓器空載時(shí)原邊電流變壓器空載時(shí)原邊電流 ，在鐵心，在鐵心磁路中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的磁

37、通磁路中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的磁通，當(dāng)當(dāng)穿過(guò)兩線圈時(shí)，分別感應(yīng)電壓穿過(guò)兩線圈時(shí)，分別感應(yīng)電壓：m2M2m1L144. 444. 4fNUfNUm2M220m1L1144.444.4fNUUfNUU 變壓器原、副邊電壓變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為：與感應(yīng)電壓的關(guān)系為： 變壓器原、副邊電壓變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為：與感應(yīng)電壓的關(guān)系為：kNNfNUUUUML21m2m1212014.44fN44. 4 其中其中k 稱為變壓器的變比。稱為變壓器的變比。顯然：變壓器顯然：變壓器。2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理（2） 變壓器的變壓器的，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為，這種

38、運(yùn)行狀態(tài)稱為。 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)由于副邊電流存變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)由于副邊電流存在的去磁作用，因此原邊電流由在的去磁作用，因此原邊電流由 。原邊磁動(dòng)勢(shì)增加的數(shù)值恰好等于。原邊磁動(dòng)勢(shì)增加的數(shù)值恰好等于二次側(cè)負(fù)載所需要的磁動(dòng)勢(shì)。即二次側(cè)負(fù)載所需要的磁動(dòng)勢(shì)。即：2211011NININI221121 IUIUPP或： 變壓器在能量傳遞的變壓器在能量傳遞的過(guò)程中損耗甚小，因此：過(guò)程中損耗甚小，因此：因此：因此：kNUUII1N121221 其中其中1/k 稱為變壓器的變稱為變壓器的變流比。顯然：變壓器流比。顯然：變壓器。N1i1u1AXN2| |ZL| |u2Saxi2【例【例5.15.1】一臺(tái)額定容量為

39、】一臺(tái)額定容量為SN=1000VA、額定電壓、額定電壓為為380/24V的變壓器給臨時(shí)工地照明用電。的變壓器給臨時(shí)工地照明用電。試求試求（1 1）變壓器的變比；）變壓器的變比；（2 2）原、副繞組的額定電流；）原、副繞組的額定電流；（3 3）副繞組能接多少只）副繞組能接多少只60W、24V的白熾燈？的白熾燈？解解: :（1 1）83.152438021UUk67.4124100063. 238010002211NNNNNNUSIUSI（2 2）（3 3）接入燈數(shù)）接入燈數(shù)只177 .165 . 267.4124/602NI2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理（3）變壓器

40、的變換阻抗作用）變壓器的變換阻抗作用 變壓器的副邊所接負(fù)載為變壓器的副邊所接負(fù)載為| |ZL| |，原邊輸入阻抗為，原邊輸入阻抗為Z1時(shí)，有時(shí)，有：把變壓比和變流比公式把變壓比和變流比公式代入可得代入可得：；22LIUZL222222111ZkIUkkIkUIUZN1i1u1AXN2| |ZL| |u2Saxi2111IUZ 2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理 已知某收已知某收音機(jī)輸出變壓器的音機(jī)輸出變壓器的原邊匝數(shù)為原邊匝數(shù)為600,副副邊匝數(shù)為邊匝數(shù)為30,副邊副邊原接有原接有16的揚(yáng)聲的揚(yáng)聲器，現(xiàn)要改接成器，現(xiàn)要改接成4 揚(yáng)聲器，求揚(yáng)聲器，求N2應(yīng)應(yīng)改為多少？改

41、為多少？變壓器的阻抗變換作用常用于電子電路中。變壓器的阻抗變換作用常用于電子電路中。例如：例如：匝所以：則，揚(yáng)聲器后改接成解：1540600 40 160046400 464001620 2030600122L2L2121kNNkkZZkZNNk【例【例】為使負(fù)載獲得最大功率，在電源與負(fù)載之間接為使負(fù)載獲得最大功率，在電源與負(fù)載之間接入變壓器。已知信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)入變壓器。已知信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)。3,75,sin2150LRRVte試求試求: :(1)(1)不接變壓器，負(fù)載能得到多不接變壓器，負(fù)載能得到多大功率？大功率？(2)(2)接入變壓器后，計(jì)算變比。接入變壓器后，計(jì)算變比。(3)(3)接入變壓

42、器后，計(jì)算接入變壓器后，計(jì)算負(fù)載獲負(fù)載獲得的最大功率。得的最大功率。2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理解解:(1):(1)不接變壓器，負(fù)載能得到多大功率？不接變壓器，負(fù)載能得到多大功率？W11. 03)37515()(22021LLLLRRRERIP2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理 (2) (2)接入變壓器后，計(jì)算變比。接入變壓器后，計(jì)算變比。75,02RRRkRLLL其中525375LLRRk2.變壓器變壓器2.1.2 變壓器的工作原理變壓器的工作原理解解:(3):(3)接入變壓

43、器，負(fù)載獲得的最大功率。接入變壓器，負(fù)載獲得的最大功率。W75. 03) 1 . 05(3)7575155()()(22202122LLLLLRRREkRkIRIP額定電壓額定電壓 變壓器副邊開(kāi)路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允許的電變壓器副邊開(kāi)路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允許的電壓值。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 NSNNNNNIUIUS2211（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） 變壓器的功率與效

44、率變壓器的功率與效率變壓器的功率與效率變壓器的功率與效率(2) (2) 變壓器的效率變壓器的效率 為減小鐵損，變壓器的鐵心一般由一片片磁滯回線窄的硅鋼片疊為減小鐵損，變壓器的鐵心一般由一片片磁滯回線窄的硅鋼片疊合而成。合而成。繞組產(chǎn)生的損耗。繞組產(chǎn)生的損耗。磁滯損耗：磁滯使鐵心發(fā)熱引起的損耗。磁滯損耗：磁滯使鐵心發(fā)熱引起的損耗。 渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生 的感應(yīng)電流（渦流）引起損耗。的感應(yīng)電流（渦流）引起損耗。1112PPPPPPFeCu：銅損CuP：鐵損FeP變壓器繞組的極性變壓器繞組的極性繞組極性的判別：繞組極性的判別：變壓器繞組極性的判別方法有直流法和交流法。變壓器繞組極性的判別方法有直流法和交流法。直流法：直流法：開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S S閉合瞬閉合瞬間，毫安表間，毫安表指針正偏，指針正偏，則則1 1和和3 3是同是同名端；若指名端；若指針?lè)雌?，針?lè)雌? 1和和4 4是同名端。是同名端。繞組的連接繞組的連接變