變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)

1、第五章第五章 變壓器和異步電動(dòng)機(jī)變壓器和異步電動(dòng)機(jī) 變壓器變壓器主要功能是改變交流電壓的大小。 電動(dòng)機(jī)改變電流、變換阻抗等。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主要功能是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行。他們?cè)谏a(chǎn)和生活中被廣泛應(yīng)用。主要內(nèi)容51 變壓器52 三相異步電動(dòng)機(jī)主要內(nèi)容主要內(nèi)容變壓器的作用及結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理常用變壓器三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三項(xiàng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌識(shí)讀及維護(hù)遠(yuǎn)距離輸電升高電壓，減少線路損耗一、變壓器的作用 主要功能是改變電流、變換阻抗，還可改變交流電壓的大小。 如圖如圖51 變壓器電力變壓器升壓變?yōu)殡娚龎鹤優(yōu)殡娨曪@像管所視顯像管所需要的需要的10KV的高的高壓

2、壓手機(jī)充電器 電視機(jī)中的高壓包 變壓器的應(yīng)用通過(guò)變壓器把220V交流電變?yōu)椴坏?0v的電壓 出線進(jìn)線鐵心繞組變壓器基本結(jié)構(gòu) 變壓器符號(hào) 二、變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的主要組成部分是鐵心和繞組（線圈）鐵心鐵心 變壓器的電路部分。由絕緣良好的漆包線或紗包線繞制而成。工作時(shí)與電源相連的繞組稱(chēng)為一次繞組一次繞組，與負(fù)載相連的線圈稱(chēng)為二次繞組二次繞組。 變壓器的磁路通道，同時(shí)也是變壓器的骨架。為了減小渦流和磁滯損耗，鐵心通常由磁導(dǎo)率較高又相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成。繞組繞組變壓器工作時(shí)，鐵心和繞組都會(huì)發(fā)熱，必須采取冷卻措施。小容量變壓器采用空氣冷卻方式大容量變壓器采用油浸自冷、油浸風(fēng)冷或強(qiáng)迫有循環(huán)風(fēng)冷等方式變

3、壓器油除冷卻外還可增強(qiáng)變壓器內(nèi)部的絕緣性能注：注： 根據(jù)繞組和鐵心的安裝位置不同，變壓器分為心式和殼式兩種。心式 殼式 變壓器的分類(lèi)如圖如圖 一次繞組接上交流電源交流電流通過(guò)鐵心中產(chǎn)生交變磁通交變磁通在閉合磁路中同時(shí)穿過(guò)一次繞組和二次繞組二次繞組中產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)。 如果二次繞組接有負(fù)載構(gòu)成閉合回路，就有感應(yīng)電流流過(guò)負(fù)載。 三、變壓器的工作原理變壓器的工作原理單相變壓器原理圖工工作作原原理理忽略繞組電阻和各種電磁能量損耗的變壓器稱(chēng)為理想變壓器若主磁通的變化率為t，由電磁感應(yīng)定律可得： tNe11tNe22有效值分別為： m1144. 4fNE m2244. 4fNE 212121NNEEUU理想

4、變壓器理想變壓器一次、二次繞組匝數(shù)之比。數(shù)值上也等于一、二次繞組上端電壓之比。1變壓原理變壓原理變比變比:如上圖所示：一二次繞組匝數(shù)分別為N1、N2忽略漏磁通，可認(rèn)為穿過(guò)一二次繞組的主磁通相同，則兩繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相同。降壓變壓器升壓變壓器隔離變壓器變壓器的變壓比121221NNUUII2變流原理變流原理變壓器工作時(shí)電量不增加。所以根據(jù)能量守恒定律，理想變壓器輸出功率等于從電源獲得的功率。即有:2211IUIU上式表明上式表明：變壓器工作時(shí)，一次、二次繞組中的電流跟匝數(shù)成反比。 電路圖變換阻抗前輸出功率小變換阻抗后輸出功率大3變換阻抗原理把此部分（帶負(fù)載）看成一新的負(fù)載，用 RL 表示。

5、忽略變壓器損耗。則有： LLRIRI2221211221NNUUII又因?yàn)椋河校篖LRNNR221此式表明RL是RL在變壓器一次側(cè)中的交流等效電阻變阻抗特性常用于電子電路中的阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大功率。例如揚(yáng)聲器與放大器的通過(guò)變壓器連接可獲得良好的播音效果。1三相變壓器四、常用變壓器四、常用變壓器 三相變壓器實(shí)際上是三個(gè)相同的單相變壓器的組合，在每個(gè)鐵心柱上繞著同一相的一次和二次繞組。三相干式變壓器三相油浸式變壓器三相變壓器示意圖電路符號(hào)交流弧焊機(jī) 電焊變壓器原理圖 是其重要組成部分2電焊變壓器對(duì)其要求電弧焊對(duì)電弧變壓器的要求：空載應(yīng)有6075V的引弧電壓，帶載時(shí)二次電壓迅速下降，當(dāng)焊條與焊

6、件間產(chǎn)生電弧并穩(wěn)定燃燒時(shí)，維持電弧正常點(diǎn)壓約為2535V。焊條與工件相碰瞬間，短路電流不能過(guò)大，以免燒壞電機(jī)，且為能適應(yīng)不同罕件和焊條，焊接電流大小要能調(diào)節(jié)。為滿足上述要求：電弧變壓器二次繞組與一鐵心有一定空隙的電抗器串聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿可改變空隙。空氣隙越大，感抗減小，電流增大；反之空氣隙減小，電流較小。LZZBW-10戶外干式電流互感器 JDZJ-3/6/10Q型電壓互感器 JLS-10型三相電力計(jì)量箱3互感器和鉗形電流表 互感器是一種專(zhuān)供測(cè)量?jī)x表、控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備中使用的變壓器。如下圖：可以把待測(cè)電壓、電流按一定比率變小以便量；同時(shí)由于一側(cè)與二側(cè)之間采用電磁耦合，起電氣隔離作用，從而保證儀表

7、和人員的安全。指針式鉗形電流表 數(shù)字式鉗形電流表 鉗形電流表附有測(cè)量?jī)x表的電流互感器。其結(jié)構(gòu)形式如下圖：測(cè)量時(shí)先松開(kāi)鐵心，將被測(cè)載流導(dǎo)體放入鉗口中，則此導(dǎo)線便為電流互感器的單匝一側(cè)繞組，而鐵心上以繞好的二次繞組直接與測(cè)量?jī)x表連接，這樣可讀出電流的數(shù)值。52 三相異步電動(dòng)機(jī) 在磁鐵中間放一個(gè)籠形導(dǎo)體，如果轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，籠型導(dǎo)體就隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)此原理制成的。 實(shí)驗(yàn)一磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)則籠型導(dǎo)體同方向轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)二三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使三個(gè)相同的線圈的平面互成120角，并把它們接入三相交流電路中，通電后可以看到放在線圈中間的籠型導(dǎo)體也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 定子定子電動(dòng)機(jī)靜止部分，包括機(jī)座

8、、定子鐵心和定子繞組。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu) 鑄鐵或鑄鋼制成。作用是固定鐵心和鐵心繞組，通過(guò) 前后兩個(gè)端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸。機(jī)座表面鑄有散熱筋，以增加散熱面積，提高散熱效果。1定子機(jī)座機(jī)座定子鐵心定子鐵心 由相互絕緣的硅鋼片疊制而成。鐵心內(nèi)圈有孔，定子繞組嵌在槽內(nèi)。定子繞組 未裝繞組的定子沖片 作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的電路部分，由三相對(duì)稱(chēng)繞組組成。三相繞組按照一定的空間角度依次嵌放在定子槽內(nèi)，并與鐵心絕緣。三相繞組共有六個(gè)出線端引出機(jī)殼外，接在機(jī)座的接線

9、盒中。每相繞組的首末端用U1U2、V1V2、W1W2標(biāo)記。星形接法 三角形接法 定子繞組 轉(zhuǎn)子鐵心為圓柱狀，用硅鋼片疊成，表面沖有管槽，槽內(nèi)放置銅條（或鑄鋁）。籠型轉(zhuǎn)子就是在鐵心兩端用導(dǎo)電的端環(huán)將槽孔內(nèi)的銅條連接起來(lái)，形成回路，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)成籠型。 轉(zhuǎn)子除了有籠型外還有線繞式。 2轉(zhuǎn)子作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩嵌放銅條的籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子 1兩極定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三個(gè)對(duì)稱(chēng)繞組互成120度嵌入鐵心槽中，并作星形連接，當(dāng)通入三相交流電時(shí)，則三繞組中產(chǎn)生一按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)。t=0,iu=0,iv為負(fù)值，iw為正值。合成磁場(chǎng)

10、方向垂直向下t=/2,iu達(dá)最大值,iv 和iw為負(fù)值。合成磁場(chǎng)方向水平向左。t=2,iu=0,iv為負(fù)值 ，iw為正值。合成磁場(chǎng)方向垂直向下。t=3/2,iu達(dá)負(fù)的最大值,iv 和iw為正值。合成磁場(chǎng)方向水平向右。t=,iu=0,iv 為正值，iw為負(fù)值。合成磁場(chǎng)方向豎直向上。可見(jiàn)對(duì)稱(chēng)三相繞組通入對(duì)稱(chēng)三相交流電后會(huì)產(chǎn)生一隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理 2三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和轉(zhuǎn)速定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子銅條，可看成磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子相對(duì)磁場(chǎng)切割，由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，所以轉(zhuǎn)子中有感應(yīng)電流流過(guò)，此時(shí)，繞組中的感應(yīng)電流又受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子就沿

11、著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。如n=n0時(shí)，轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子中無(wú)感應(yīng)電流而不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，則電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)；因此nn0是異步電動(dòng)機(jī)工作的必要條件。既為異步名稱(chēng)的得來(lái)。又由于轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，故又稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n必定小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0（又稱(chēng)同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速），旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與之差稱(chēng)為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差。pfn600 轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之差。 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之比。 %100000nnnnnS0)1 (nSn旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速三、三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌識(shí)讀與維護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌識(shí)讀與維護(hù)1銘牌識(shí)讀銘牌說(shuō)明銘牌說(shuō)明型號(hào) Y-112M-4是指國(guó)產(chǎn)Y系

12、列異步電動(dòng)機(jī)，機(jī)座中心高度112mm,中機(jī)座（M表示中機(jī)座，L表示長(zhǎng)機(jī)座，S表示短機(jī)座），磁極數(shù)為4極。額定功率額定電壓接法額定電流額定轉(zhuǎn)速絕緣等級(jí)防護(hù)等級(jí)工作制噪聲等級(jí)指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行能輸出的機(jī)械功率。指電動(dòng)機(jī)額定繞組規(guī)定使用的線電壓。是指電動(dòng)機(jī)繞組所采用的是三角形還是星形接法。是指電動(dòng)機(jī)在輸出額定功率時(shí)定子繞組所通過(guò)的線電流。指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。按絕緣材料允許最高溫度劃分，目前主要有5個(gè)等級(jí)。S1表示連續(xù)工作制，S2表示短時(shí)運(yùn)行工作制，S3表示斷續(xù)運(yùn)行工作制。2三相異步電動(dòng)機(jī)的選用原則.根據(jù)負(fù)載大小選擇電動(dòng)機(jī)的功率。.根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 3電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的檢查1.檢查電動(dòng)機(jī)銘牌所標(biāo)電壓、頻率是否與使用的電源電壓、頻率相等，接法與銘牌所標(biāo)是否相符。2.新電動(dòng)機(jī)或長(zhǎng)期不用的電動(dòng)機(jī)，使用前應(yīng)用兆歐表檢查各相繞組間及各相繞組對(duì)地的絕緣電阻（正常值都應(yīng)為無(wú)窮大）。使用兆歐表檢測(cè)圖兆歐表測(cè)各相繞組間的絕緣電阻測(cè)各相對(duì)地的絕緣電阻 電源電壓與額定電壓的偏差不應(yīng)超過(guò)5%，三相電壓不平衡度不應(yīng)超過(guò)1.5%。 用鉗形表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流，對(duì)較大的電動(dòng)機(jī)還要經(jīng)常觀察運(yùn)行中電