電工學chapter7[2016]

1、12授課內(nèi)容：授課內(nèi)容： 3機座：鑄鋼或鑄鐵機座：鑄鋼或鑄鐵4 轉子轉子: 在旋轉磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流。在旋轉磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流。鼠籠轉子鼠籠轉子(1) 鼠籠式轉子鼠籠式轉子 (2) 繞線式轉子繞線式轉子5定子與轉子的作用定子與轉子的作用YBZXAC轉子轉子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機機 座座轉子：在旋轉磁場作用下，轉子：在旋轉磁場作用下， 產(chǎn)生感應電動勢或產(chǎn)生感應電動勢或 電流。電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉磁場。磁場。6n0neiNSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈7磁極旋轉磁極旋轉導線切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢導線切割磁力線產(chǎn)生感應電動

2、勢vlBe導線長度導線長度磁感應強度磁感應強度切割速度切割速度（右手定則）（右手定則）閉合導線產(chǎn)生電流閉合導線產(chǎn)生電流 i（左手定則）（左手定則）通電導線在磁場中受力通電導線在磁場中受力ilBfn0neiNSf81. 線圈跟著磁鐵轉線圈跟著磁鐵轉兩者轉動方向一致兩者轉動方向一致 結論：結論：異步異步2. 線圈比磁場轉得慢線圈比磁場轉得慢0nnn0neiNSf如何讓磁場如何讓磁場旋轉？旋轉？9旋轉磁場的產(chǎn)生旋轉磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機中異步機中, 旋轉磁場代替了旋轉磁極旋轉磁場代替了旋轉磁極0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAi

3、BiCimIt100tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下設電流為正時，流入首端設電流為正時，流入首端11180tXBZ0nAYC 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：60012001800AiBiCimIt12旋轉方向旋轉方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機的旋轉方向：換接其中兩相。改變電機的旋轉方向：換接其中兩相。AiCiBimIt旋轉磁場的旋轉方向旋轉磁場的旋轉方向AiBiCimIt13M3M314旋轉

4、磁場的旋轉磁場的轉速轉速大小大小分）轉 /( 600fn 一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360。則。則 同步轉速（旋轉磁場的速度）為：同步轉速（旋轉磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt15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。即：即：AXYCBZNS16極對數(shù)（極對數(shù)（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

5、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 AAXBYBYCZCZ17極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt18XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉速的關系極對數(shù)和轉速的關系AiBiCimIt19三相異步電動機的同步轉速三相異步電動機的同步轉速分）轉/( 600pfn 2p180分）轉/( 50011p360分）轉/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉過的空間角度磁場轉過的空間角度同步轉速同步轉速)50(Hzf

6、0n3p120分）轉/( 000120AXYCBZ分）分）轉轉/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS21電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速電動機轉速:n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機0nn無轉矩無轉矩轉子與旋轉磁場間沒有相對運動轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流無轉子電流提示提示：如果如果0nn 22 轉差率轉差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機運行中異步電機運行中:%91

7、s轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉差率最大）（轉差率最大）23 例例6.2.1 6.2.1 一臺三相異步電動機，其額定轉速一臺三相異步電動機，其額定轉速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉差率。極對數(shù)和額定負載下的轉差率。解：解：根據(jù)異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉根據(jù)異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：速的關系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%100097510

8、00%10000nnns24一、轉矩公式一、轉矩公式 22cosIKTT則轉矩公式可表示為則轉矩公式可表示為 轉矩T也與s有關。22022212)(sXRUsRKT25二、機械特性曲線二、機械特性曲線 在電源電壓U1和轉子電阻R2 一定的情況下，轉速與轉矩的關系曲線 n n =f f (T T)，稱為電動機的機械特性曲線。轉速與轉矩轉速與轉矩的關系曲線的關系曲線TbTmax0nn0TNTstnNa261. 額定轉矩額定轉矩 TNTbTmax0nn0TNTstnNa02TTT若功率單位用千瓦，則nPT2955060/22nP2TnP255. 9 額定轉矩是電動機在額定負載時的轉矩。額定轉矩是電動

9、機在額定負載時的轉矩。NNNnPT2955027如某臺電動機，P P2N =7.5kW，額定轉速n nN=1440r r/min，則額定轉矩為14405 . 7955095502NNNnPTmN 7 .49 正常情況下，電動機都工作在正常情況下，電動機都工作在特性曲線的特性曲線的 ab ab 段，當負載轉矩增加時，電動機轉速要降低，段，當負載轉矩增加時，電動機轉速要降低，但對應的電磁轉矩卻要增加，因為但對應的電磁轉矩卻要增加，因為 ab ab 段比較平坦，所以電段比較平坦，所以電動機的轉速變化不大。這種特征稱為動機的轉速變化不大。這種特征稱為硬的機械特性。硬的機械特性。TbTmax0nn0Ts

10、taTNnN282. 最大轉矩最大轉矩 Tmax 在機械特性曲線的最大值，稱為在機械特性曲線的最大值，稱為最最大轉矩大轉矩或或臨界轉矩臨界轉矩。Tb0nn0TstaTNnNTmax0)(22022212sXRUKsRdsddsdT可得202XRsm進而可得進而可得2021max2XUKT可見，T Tmaxmax U U1 12 2,且與轉子電阻R R2 無關，而R R2越大 s sm也越大。29 當負載轉矩超過最大轉矩時，電動機轉速急劇下降，電當負載轉矩超過最大轉矩時，電動機轉速急劇下降，電動機將停止轉動動機將停止轉動產(chǎn)生悶車現(xiàn)象。產(chǎn)生悶車現(xiàn)象。 電動機一旦悶車，電流立即電動機一旦悶車，電流立

11、即上升上升6767倍倍，電動機嚴重，電動機嚴重過熱！以至燒壞。從另一方面考慮，若在很短時間內(nèi)過過熱！以至燒壞。從另一方面考慮，若在很短時間內(nèi)過載，在電動機尚未過熱就恢復達到正常狀態(tài)，未損壞電載，在電動機尚未過熱就恢復達到正常狀態(tài)，未損壞電動機是允許的。因此，最大轉矩也表示電動機具有短時動機是允許的。因此，最大轉矩也表示電動機具有短時間的過載能力。間的過載能力。定義最大轉矩與額定轉矩的比值為過載系數(shù)定義最大轉矩與額定轉矩的比值為過載系數(shù)，即，即NTTmax一般電動機的過載系數(shù)為1.82.2。303. 起動轉矩起動轉矩 Tst 電動機剛起動 (n n =0) 時的轉矩稱為起動轉矩起動轉矩22022

12、212XRURKTst當當R R2 2 = X = X2020時，時， T Tstst = = T Tmaxmax ，s sm m =1 =1。T0nU1U1U1 U1U1對轉矩的影響對轉矩的影響T0nTmaxR2R2R2 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) 因為因為Ist/IN=7.0, Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 時時48132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動起動mN91

13、8385513131ststY .TT(3)又當負載轉矩為額定轉矩的又當負載轉矩為額定轉矩的80%和和50%時，電動機能否起動？時，電動機能否起動？49 三相籠型異步電動機磁極對數(shù)三相籠型異步電動機磁極對數(shù)p = 2，頻率，頻率f1 = 50Hz ，額定電壓額定電壓UN = 380V，形聯(lián)結，當負載轉矩形聯(lián)結，當負載轉矩TL = 20 Nm時，轉差率時，轉差率s = 0.04，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為 0.88，效率，效率 = 85%。求：求：(1) 轉子轉速轉子轉速n，（，（2）輸出功率）輸出功率P2，（，（3）輸入功率）輸入功率P1，（，（4）定子線電流）定子線電流I1L和相電流和相電流I1

14、P。/21PP 88. 03803cos31L11LNIIUP04. 01500n150000nnnSNm.20955022LNnPTT506.6 安全用電安全用電51一、知識回顧：一、知識回顧：1.家庭電路的進戶線有兩根，分別叫家庭電路的進戶線有兩根，分別叫 和和 。 對地有對地有220V的電壓，的電壓， 對地電壓為對地電壓為0V?；鹁€零線火線零線 2.影響電流大小的因素有影響電流大小的因素有 和和 。電壓電阻12343.如圖所示，如圖所示，1接接 線，線，2接接 線，線，3接接 線，線，4接用電器的接用電器的 。零火地外殼52例題：把圖例題：把圖1中的引出線中的引出線a、b、c、d、e 、

15、f正確連入電路正確連入電路.圖圖1535455帶電操作帶電操作56沒問題啊！57二、觸二、觸電電1.定義：定義： 指一定強度的電流流過人體所引起的傷指一定強度的電流流過人體所引起的傷害事故。害事故。2.實驗表明：實驗表明：（1）當）當1mA左右的電流通過人體時，會使人左右的電流通過人體時，會使人產(chǎn)生麻的感覺；產(chǎn)生麻的感覺；（2）超過）超過10mA的電流就能使人感到巨痛，甚的電流就能使人感到巨痛，甚至神經(jīng)麻痹，呼吸困難，有生命危險；至神經(jīng)麻痹，呼吸困難，有生命危險；（3）電流達到）電流達到100mA時，時，3s就可使人窒息，心就可使人窒息，心臟停止跳動。臟停止跳動。（4）不高于）不高于36V的電

16、壓才是安全電壓。的電壓才是安全電壓。一定強度一定強度電流電流流過人體流過人體58220V人體人體凳子凳子幫倒忙！幫倒忙！由于干燥凳子的電阻非由于干燥凳子的電阻非常大，根據(jù)歐姆定律知，常大，根據(jù)歐姆定律知，通過人體的電流接近零，通過人體的電流接近零，所以人不會觸電。所以人不會觸電?；鹁€火線大地大地59火線零線三、觸電事故三、觸電事故家庭電路中的觸電事故都是人體直接或間接接觸火線引家庭電路中的觸電事故都是人體直接或間接接觸火線引起的。起的。單線觸電單線觸電雙線觸電雙線觸電低壓觸電低壓觸電60U高壓觸電的兩種形式高壓觸電的兩種形式高壓電弧觸電高壓電弧觸電跨步電壓觸電跨步電壓觸電怎么辦？怎么辦？單腳跳

17、吧！單腳跳吧！61四、防止觸電四、防止觸電1.如何防止觸電，保證安全用電呢？如何防止觸電，保證安全用電呢？（1）家庭電路的安裝應當符合安全用電的要求；）家庭電路的安裝應當符合安全用電的要求；（2）要注意不要弄濕用電器；）要注意不要弄濕用電器；（3）保護好用電器的絕緣體，不使它的火線裸露；）保護好用電器的絕緣體，不使它的火線裸露；（4）對于有金屬外殼的家用電器，其外殼要接地；）對于有金屬外殼的家用電器，其外殼要接地；（5）在戶外，不要靠近高壓帶電體。）在戶外，不要靠近高壓帶電體。2.安全用電的原則安全用電的原則:（1）不接觸低壓帶電體；）不接觸低壓帶電體；（2）不靠近高壓帶電體。）不靠近高壓帶電體。623.發(fā)現(xiàn)觸電事