電氣基本知識(shí)培訓(xùn)技巧---經(jīng)典教程

1、電氣基本知識(shí)電氣基本知識(shí)1.11.1正弦交流電正弦交流電 正弦交流電路：是指電壓和電流均按正正弦交流電路：是指電壓和電流均按正 弦規(guī)律變化的電路。弦規(guī)律變化的電路。以交流電的形式產(chǎn)生電能或供給電能的設(shè)備稱以交流電的形式產(chǎn)生電能或供給電能的設(shè)備稱 為為交流電源交流電源。由交流電源、用電設(shè)備和連接導(dǎo)線組成的電流由交流電源、用電設(shè)備和連接導(dǎo)線組成的電流 流通路徑稱為流通路徑稱為交流電路交流電路。tIim sint it mI： 幅值（最大值）幅值（最大值） ： 角頻率（弧度角頻率（弧度/秒）秒） ： 初相角初相角mI 特征量特征量: :（三要素）（三要素）1.1.1交流電的三要素 描述變化周期的幾種

2、方法：描述變化周期的幾種方法：1. 周期周期 T： 變化一周所需的時(shí)間變化一周所需的時(shí)間 單位：秒，毫秒單位：秒，毫秒.Tf1fT22 3. 角頻率角頻率 ： 每秒變化的弧度每秒變化的弧度 單位：弧度單位：弧度/秒秒2. 頻率頻率 f：每秒變化的次數(shù)：每秒變化的次數(shù) 單位：赫茲單位：赫茲（Hz），千赫茲，千赫茲 .it T1.周期與頻率周期與頻率tIim sin為正弦電流的最大值為正弦電流的最大值mI 在工程應(yīng)用中常用在工程應(yīng)用中常用有效值有效值表示幅度。表示幅度。交流電表指交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓220

3、V，也是指供電電壓的有效值。也是指供電電壓的有效值。最大值最大值電量名稱必須大電量名稱必須大寫寫,下標(biāo)加下標(biāo)加 m。如：如：Um、Im2.幅值與有效值幅值與有效值 正弦量在任一瞬時(shí)的值稱為瞬時(shí)值，用小寫字母表示，瞬時(shí)值中最大的稱為幅值，用帶下標(biāo)的字母來表示。則有則有TtiTI02d1（均方根值）（均方根值）可得可得2mII 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，tIim sindtRiT20交流交流直流直流RTI2熱效應(yīng)相當(dāng)熱效應(yīng)相當(dāng)有效值概念有效值概念tIi sin2： t = 0 時(shí)的相位，稱為時(shí)的相位，稱為初相位或初相角初相位或初相角。說明：說明： 給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)

4、，常用于描述多個(gè)正弦波相位間的關(guān)系。常用于描述多個(gè)正弦波相位間的關(guān)系。it ）（t：正弦波的相位角或相位。：正弦波的相位角或相位。3.初相位初相位:正弦量所取的計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同，初始值也就不同，到達(dá)幅值或某一特征值的時(shí)間也就不同。 1212 tt 兩個(gè)兩個(gè)同頻率同頻率正弦量間的相位差正弦量間的相位差( ( 初相差初相差) ) 222111 sin sintIitIimm122i1i t同頻正弦信號(hào)的相位關(guān)系同頻正弦信號(hào)的相位關(guān)系同同相相位位1i1221t2i021 落后于落后于2i1i2it1相相位位落落后后21i2i相相位位領(lǐng)領(lǐng)先先1i12021領(lǐng)先于領(lǐng)先于1i2it 9021 021 0211

5、8021uitui O90uitui90OuituiOtuiuiO瞬時(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式301000sinmtIi相量相量必須必須小寫小寫波形圖波形圖it 正弦波的表示方法：正弦波的表示方法：1.1.2正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法 概念概念 ：一個(gè)正弦量的瞬時(shí)值可以用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)正弦量的瞬時(shí)值可以用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的有向線段在縱軸上的投影值來表示。有向線段在縱軸上的投影值來表示。 正弦波的相量表示法正弦波的相量表示法矢量長(zhǎng)度矢量長(zhǎng)度 = mU矢量與橫軸夾角矢量與橫軸夾角 = 初相位初相位矢量以角速度矢量以角速度 按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)tUum sinmUt 注意注意 ： 1. 只

6、有正弦量只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。才能用相量表示，非正弦量不可以。2. 只有只有同頻率同頻率的正弦量才能畫在一張相量圖上，不的正弦量才能畫在一張相量圖上，不同頻率不行。同頻率不行。新問題新問題提出：提出： 平行四邊形法則可以用于相量運(yùn)算，但不方便。平行四邊形法則可以用于相量運(yùn)算，但不方便。故引入故引入相量的復(fù)數(shù)運(yùn)算法。相量的復(fù)數(shù)運(yùn)算法。 相量相量 復(fù)數(shù)表示法復(fù)數(shù)表示法復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)運(yùn)算 sinjcosjUUbaU相量的復(fù)數(shù)表示相量的復(fù)數(shù)表示相量式相量式abUUj+1將復(fù)數(shù)將復(fù)數(shù)U&放到復(fù)平面上，可如下表示：放到復(fù)平面上，可如下表示：abbaU122tan復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的模復(fù)

7、數(shù)的輻角復(fù)數(shù)的輻角j2sin2cosjjjjeeee歐歐拉拉公公式式abUUUeUUbaUj)sinj(cosj代數(shù)式代數(shù)式 指數(shù)式指數(shù)式 極坐標(biāo)形式極坐標(biāo)形式可得可得: sinjcosje相量的復(fù)數(shù)運(yùn)算相量的復(fù)數(shù)運(yùn)算1. 加加 、減運(yùn)算減運(yùn)算222111jjbaUbaU設(shè)：設(shè)：j212121)( j)(UebbaaUUU則：則：設(shè)設(shè)：2. 乘乘法法運(yùn)算運(yùn)算21j22j11eUUeUU)( j212121eUUUUU則：則：3. 除法除法運(yùn)算運(yùn)算21j22j11eUUeUU設(shè)：設(shè)：21j2121eUUUU則：則：波形圖波形圖瞬時(shí)值瞬時(shí)值相量圖相量圖IeIbajj 小結(jié)：正弦波的四種表示法小結(jié)：

8、正弦波的四種表示法 tIim sin TmIt iI相量式相量式符號(hào)說明瞬時(shí)值瞬時(shí)值 - 小寫小寫u、i有效值有效值 - 大寫大寫U、I復(fù)數(shù)、相量復(fù)數(shù)、相量 - 大寫大寫 + “.”U最大值最大值 - 大寫大寫+ +下標(biāo)下標(biāo)mU R、L、C都是組成電路模型的理想元件。所謂理想，就是突出其主要性質(zhì)，而忽略其次要因素。其中，電阻元件是耗能元件，后兩者是儲(chǔ)能元件。 在交流電路中，由于所加電壓隨時(shí)間而交變，故電路中的電流、功率及電場(chǎng)和磁場(chǎng)儲(chǔ)存的能量也都是隨時(shí)間而變化的。所以在交流電路中，電感元件中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電容元件中的電流均不為零，但但在直流電路穩(wěn)定狀態(tài)下，電感元件可視作短路，電在直流電路穩(wěn)定狀態(tài)

9、下，電感元件可視作短路，電容元件可視作開路容元件可視作開路。1.1.3 1.1.3 交流電路組成元件交流電路組成元件1 1電阻元件電阻元件電阻元件是一種消耗電能的元件。電阻元件是一種消耗電能的元件。歐姆定律歐姆定律: 關(guān)聯(lián)方向：關(guān)聯(lián)方向：u =Ri非關(guān)聯(lián)方向時(shí)：非關(guān)聯(lián)方向時(shí)：u =Ri功率：功率：2電感元件電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。+u i L如右圖所示：如右圖所示：特點(diǎn)：特點(diǎn)：只有電感上的只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓。在直流端才有電壓。在直流電路中，電感上即使電路中，電感上即使有電流通過，但有電流通過，但

10、，相當(dāng)于短路。，相當(dāng)于短路。在交流電路中的阻值：在交流電路中的阻值：LfLXL 2存儲(chǔ)能量：存儲(chǔ)能量：2L21LiW3 3電容元件電容元件電容元件是一種能夠貯存電場(chǎng)能量的元件。電容元件是一種能夠貯存電場(chǎng)能量的元件。如右圖所示：如右圖所示：i C+u 特點(diǎn)：特點(diǎn)：只有電容上的電壓變化只有電容上的電壓變化時(shí)，電容兩端才有電流。在直時(shí)，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓流電路中，電容上即使有電壓，但，相當(dāng)于開路，即，但，相當(dāng)于開路，即 電容具有電容具有隔直作用隔直作用。在交流電路中的阻值：在交流電路中的阻值：CfCXC121存儲(chǔ)能量：存儲(chǔ)能量：2C21CuW 實(shí)際負(fù)載實(shí)際負(fù)載實(shí)際電路中

11、理想負(fù)載基本不存在，而往往是實(shí)際電路中理想負(fù)載基本不存在，而往往是在負(fù)載性質(zhì)展現(xiàn)出呈阻性負(fù)載、呈感性負(fù)載和呈在負(fù)載性質(zhì)展現(xiàn)出呈阻性負(fù)載、呈感性負(fù)載和呈容性負(fù)載，我們統(tǒng)一稱這些負(fù)載為阻抗，用容性負(fù)載，我們統(tǒng)一稱這些負(fù)載為阻抗，用“Z”表示，具體如下：表示，具體如下：1、阻性負(fù)載、阻性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)電阻性質(zhì)負(fù)載在電路中呈現(xiàn)電阻性質(zhì) 如：白熾燈如：白熾燈2、感性負(fù)載、感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)感性性質(zhì)負(fù)載在電路中呈現(xiàn)感性性質(zhì)如：日光燈、電扇等如：日光燈、電扇等3、感性負(fù)載、感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)容性性質(zhì)負(fù)載在電路中呈現(xiàn)容性性質(zhì)如：電容器、同步電動(dòng)機(jī)等如：電容器、同步電動(dòng)機(jī)等實(shí)際電路中，是多種特

12、性的負(fù)載串、并聯(lián)實(shí)際電路中，是多種特性的負(fù)載串、并聯(lián)而成，我們稱之為：阻性、感性和容性只對(duì)負(fù)而成，我們稱之為：阻性、感性和容性只對(duì)負(fù)載的兩端在電路中呈現(xiàn)的性質(zhì)而言。載的兩端在電路中呈現(xiàn)的性質(zhì)而言。例如：日光燈用電路來表示，實(shí)際是電阻例如：日光燈用電路來表示，實(shí)際是電阻和電感的串聯(lián)電路。和電感的串聯(lián)電路。RL電阻電阻R代表燈管代表燈管線圈線圈L代表鎮(zhèn)流器代表鎮(zhèn)流器 uiR根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律 iRu tItRURuitUusin2sin2sin2 設(shè)設(shè)則則1.1.4電阻、電感和電容元件交流電路1電阻元件交流電路電阻元件交流電路2.電感電路電感電路ui（單位：（單位：H, mH, H）電感電感

13、 L：?jiǎn)挝浑娏鳟a(chǎn)生的磁鏈單位電流產(chǎn)生的磁鏈iNL線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)磁通磁通lSNL2線圈線圈面積面積線圈線圈長(zhǎng)度長(zhǎng)度導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率 電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電感線性電感:L=Const (如如:空心電感空心電感 不變不變)非線性電感非線性電感 : L = Const (如如:鐵心電感鐵心電感 不為常數(shù)不為常數(shù))uei固定值固定值電感中電流、電壓的基本關(guān)系電感中電流、電壓的基本關(guān)系tiLtNeddddueitiLeudd當(dāng)當(dāng) Ii (直流直流) 時(shí)時(shí),0ddti0u所以，在直流電路中電感相當(dāng)于短路。所以，在直流電路中電感相當(dāng)于短路。電感電路中的功率電感電路中的功率)90sin(2

14、sin2tUutIitUIttUIuip2sincossin21. 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 p iuL儲(chǔ)存儲(chǔ)存能量能量P 0P 0tuit 2. 平均功率平均功率 P （有功功率）（有功功率）0)2(sin1100dttIUTdtpTPTT結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐）。量交換（能量的吞吐）。tUIuip2sin 3. 無功功率無功功率 QLLXUXIIUQ22Q 的單位：乏、千乏的單位：乏、千乏 (var(var、kvar) kvar) Q 的定義：電感瞬時(shí)功率所能達(dá)到的最大值。用的定義：電感瞬時(shí)功率所能達(dá)到的最大值。用 以衡量電感

15、電路與電源進(jìn)行能量交換以衡量電感電路與電源進(jìn)行能量交換 的規(guī)模。的規(guī)模。tUIuip2sin把一個(gè)把一個(gè)0.1H的電感接到的電感接到 f=50Hz, U=10V的正弦的正弦電源上，求電源上，求I，如保持，如保持U不變，而電源不變，而電源 f = 5000Hz, 這時(shí)這時(shí)I為多少？為多少？解：解：(1) 當(dāng)當(dāng) f = 50Hz 時(shí)時(shí)31.40.1503.1422 fLXL 318mA31.410LXUI（2）當(dāng)）當(dāng) f = 5000Hz 時(shí)時(shí)3140 0.150003.1422 fLXL3.18mA314010LXUI3.電容電路電容電路uqC電容電容 C：?jiǎn)挝浑妷合麓鎯?chǔ)的電荷單位電壓下存儲(chǔ)的電

16、荷（單位：（單位：F, F, pF）+ +- - - -+q-qui電容符號(hào)電容符號(hào) 有極性有極性無極性無極性+_電解電容電解電容dsC極板極板面積面積板間板間距離距離介電介電常數(shù)常數(shù) 電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電容線性電容:C=Const ( 不變不變)非線性電容非線性電容:C = Const ( 不為常數(shù)不為常數(shù))uiCtuCtqidddd 電容上電流、電壓的基本關(guān)系電容上電流、電壓的基本關(guān)系uqC 當(dāng)當(dāng) Uu (直流直流) 時(shí)時(shí),0ddtu0i所以，在直流電路中電容相當(dāng)于斷路。所以，在直流電路中電容相當(dāng)于斷路。uiC電容電路中的功率電容電路中的功率ui)90sin(2s

17、in2tUutIitIUuip2sin1. 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 ptIUuip2sin充電充電p放電放電放電放電P 0儲(chǔ)存儲(chǔ)存能量能量uiuiuiuiiutTTtIUTdtTP0002sin1p1 2. 平均功率平均功率 PtIUui2sinp瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）3. 無功功率無功功率 Q（電容性無功取負(fù)值）（電容性無功取負(fù)值）UIQtUIp2sin已知：已知： C 1F)6314sin(27 .70tu求：求：I 、i例例uiC解：解：318010314116CXC電流有效值電流有效值mA2.2231807 .70CXUI求電容電路中的電流求電容電路

18、中的電流mA)3314sin(2 .222)26314sin(2 .222tti瞬時(shí)值瞬時(shí)值i 領(lǐng)先領(lǐng)先于于 u 90電流有效值電流有效值mA2.2231807 .70CXUI1. 單一參數(shù)電路中電壓電流的基本關(guān)系式單一參數(shù)電路中電壓電流的基本關(guān)系式電感元件電感元件LjjXLdtdiLu 基本關(guān)系基本關(guān)系復(fù)阻抗復(fù)阻抗LUICjjXC1復(fù)阻抗復(fù)阻抗電容元件電容元件dtduCi 基本關(guān)系基本關(guān)系CUI電阻元件電阻元件R基本關(guān)系基本關(guān)系iRu 復(fù)阻抗復(fù)阻抗RUI小結(jié)小結(jié))90sin()1(2)90sin()(2sin2tCItLItIRutIisin2若若則則CLRuuuu電流、電壓的關(guān)系電流、電壓

19、的關(guān)系uRLCRuLuCui1.1.5 混合電路及功率因數(shù)iuiuIUZIUIUZ復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗 Z 的討論的討論結(jié)論：結(jié)論：的的模模為電路為電路總電壓總電壓和和總電流總電流有效值之比，有效值之比，而而的的幅角幅角則為則為總電壓總電壓和和總電流總電流的相位差的相位差。iuIUZ1. Z 和總電流、總電壓的關(guān)系和總電流、總電壓的關(guān)系2. Z 和電路性質(zhì)的關(guān)系和電路性質(zhì)的關(guān)系CLXXjRZZ一定時(shí)電一定時(shí)電路性質(zhì)由參路性質(zhì)由參數(shù)決定數(shù)決定 RXXtgCLiu1當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)， 表示表示 u 領(lǐng)先領(lǐng)先 i 電路呈感性電路呈感性CLXX 0CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 表示表示 u 、i同相同相 電路呈電

20、阻性電路呈電阻性CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)， 表示表示 u 落后落后 i 電路呈容性電路呈容性阻抗角阻抗角3. 阻抗（阻抗（Z）三角形）三角形阻抗阻抗三角形三角形ZRCLXXXRXXtgXXRZCLCL122)(ZXXjRZCL)(4. 阻抗三角形和電壓三角形的關(guān)系阻抗三角形和電壓三角形的關(guān)系電壓三電壓三角形角形阻抗三阻抗三角形角形相相似似CLXXjRZZRCLXXXCURUULUCLUUIR、L、C 串聯(lián)電路中的功率計(jì)算串聯(lián)電路中的功率計(jì)算CLRpppiup1. 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 2. 平均功率平均功率 P （有功功率）（有功功率） RIIUPdtpppTpdtTPRRTCLRT200)(11u

21、RLCRuLuCui總電壓總電壓總電流總電流u 與與 i 的夾角的夾角IUPR平均功率平均功率P與總電壓與總電壓U、總電流、總電流 I 間的關(guān)系：間的關(guān)系： COS- 功率因數(shù)功率因數(shù) cosUUR其中：其中：cosUIP 在在 R、L、C 串聯(lián)的電路中，串聯(lián)的電路中，儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件 L、C 雖雖然不消耗能量然不消耗能量，但存在能量吞吐，但存在能量吞吐， 吞吐的規(guī)模用無吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。其大小為：功功率來表示。其大小為： sinIUIUUIUIUQQQCLCLCL）（）（3. 無功功率無功功率 Q：4. 視在功率視在功率 S：UIS 單位：伏安、千伏安單位：伏安、千伏安PQ（有助記

22、憶）（有助記憶）S注：注： SU I 可用來衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大可用來衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率（額定電壓功率（額定電壓額定電流）額定電流） 視在功率視在功率UIS 5. 功率三角形功率三角形sinUIQ 無功功率無功功率cosUIP 有功功率有功功率RUUCLUU電壓三角形SQP功率三角形CLXXZR阻抗三角形阻抗三角形RLCRULUCUI&U只適用于串聯(lián)電路中只適用于串聯(lián)電路中功率因數(shù)的提高：功率因數(shù)的提高：總電壓總電壓總電流總電流u 與與 i 的夾角的夾角COScosUIP 功率因數(shù)功率因數(shù) S=UI 設(shè)S=1000KVA，當(dāng)COS =0.4時(shí)，P=400WCOS當(dāng) =0.

23、9時(shí)，P=900W功率因數(shù)提高的意義：功率因數(shù)提高的意義：（1 1）充分利用電源容量）充分利用電源容量（2 2）降低線路上的能量損失、電壓降）降低線路上的能量損失、電壓降日常生活中很多負(fù)載為感性的，其等效電路及相量日常生活中很多負(fù)載為感性的，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。關(guān)系如下圖。 uiRLRuLuCOS I當(dāng)當(dāng)U、P 一定時(shí)，一定時(shí)，希望將希望將 COS 提高提高U&I&RU&LU&P = PR = UICOS 其中消耗的有功功率為：其中消耗的有功功率為：2I負(fù)負(fù)載載iu說明：說明：由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電

24、壓、電流無關(guān)。和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。cos功率因數(shù)功率因數(shù) 和電路參數(shù)的關(guān)系和電路參數(shù)的關(guān)系）（COSRXXtgCL1RCLXX Z例例40W白熾燈白熾燈 1COS40W日光燈日光燈 5 . 0COSA364. 05 . 022040cosUPI發(fā)電與供電發(fā)電與供電設(shè)備的容量設(shè)備的容量要求較大要求較大 供電局一般要求用戶的供電局一般要求用戶的 ， 否則受處罰。否則受處罰。 85. 0COSA182. 022040UPIcosUIP純電阻電路純電阻電路)0( 1COS10COSR-L-C串聯(lián)電路串聯(lián)電路)9090(純電感電路或純電感電路或純電容電路純電容電路0COS)90(電動(dòng)機(jī)電

25、動(dòng)機(jī) 空載空載 滿載滿載3 . 02 . 0COS9 . 07 . 0COS 日光燈日光燈 （R-L-C串聯(lián)電路）串聯(lián)電路）6.05.0COS常用電路的功率因數(shù)常用電路的功率因數(shù)提高功率因數(shù)的措施提高功率因數(shù)的措施:uiRLRuLu并電容并電容C 三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸配三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸配電和主要電力負(fù)載，一般都采用三相制。電和主要電力負(fù)載，一般都采用三相制。三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī)是產(chǎn)生正弦交流電的主要設(shè)備。是產(chǎn)生正弦交流電的主要設(shè)備。NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS三相交流發(fā)電機(jī)由三個(gè)三相交流發(fā)電機(jī)由三個(gè)對(duì)對(duì)稱的繞組稱的繞組組成

26、，在空間上組成，在空間上彼此彼此相差相差120 ，它們的，它們的始始端端記為記為A、B、C，末端末端記記為為X、Y、Z。1.2 三相電路三相電路1.2.1三相電壓鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵(lì)磁的電磁鐵直流勵(lì)磁的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 圖 5.1.4 同步電機(jī)主要部件 在交流電機(jī)部件中對(duì)能量轉(zhuǎn)換起主要作用的部件在交流電機(jī)部件中對(duì)能量轉(zhuǎn)換起主要作用的部件: 定子鐵心；定子鐵心； 定子繞組：空間上相差定子繞組：空間上相差120度的三相繞組；度的三相繞組； 轉(zhuǎn)子：同步電機(jī)和異步電機(jī)完全不同。轉(zhuǎn)子：同步電機(jī)和異步電機(jī)完全不同。 圖 5.1.6 三

27、相交流電機(jī)的定子鐵心和定子繞組 AXYCBZSN定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子中放三個(gè)線圈：定子中放三個(gè)線圈：A XB YC Z首端首端末端末端三線圈空間位置三線圈空間位置各差各差120o轉(zhuǎn)子裝有磁極并以轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速的速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。SN三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生+_eeU1U2 圖 5.1.8 異步電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心 滑環(huán) 電刷 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)子繞組 星接中性點(diǎn) 直流發(fā)電機(jī)的物理模型直流發(fā)電機(jī)的物理模型u 通過通過換向器換向器和和電刷電刷將交將交流變成直流流變成直流直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的工作原理 旋轉(zhuǎn)整

28、流器勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁 副勵(lì)磁機(jī)副勵(lì)磁機(jī) 主勵(lì)磁機(jī)主勵(lì)磁機(jī) 主發(fā)電機(jī)主發(fā)電機(jī) 無刷，適合大容量發(fā)電機(jī)。無刷，適合大容量發(fā)電機(jī)。（轉(zhuǎn)極式）（轉(zhuǎn)極式） （轉(zhuǎn)樞式）（轉(zhuǎn)樞式） （轉(zhuǎn)極式）（轉(zhuǎn)極式）電壓電壓調(diào)整器調(diào)整器 副勵(lì)磁機(jī)副勵(lì)磁機(jī)主勵(lì)磁機(jī)主勵(lì)磁機(jī)不可控不可控整流器整流器主發(fā)電機(jī)主發(fā)電機(jī)電流電流互感器互感器電壓電壓互感器互感器旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)部分三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式tsinEemA)120tsin(EemB)120tsin(E)240tsin(EemmCt06323265267342335611eAeBeCXAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+

29、XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+A相B相C相tEu sinm1 )120sin(m2 tEu )120sin(m3 tEu 理想狀態(tài)下理想狀態(tài)下三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的相量表示法三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的相量表示法)23j21(E120/EEB)23j21(E120/EEC 與前面（單相）瞬時(shí)值表示法和波形曲線表示法對(duì)應(yīng)與前面（單相）瞬時(shí)值表示法和波形曲線表示法對(duì)應(yīng)三相對(duì)稱正弦交流電也可用相量表示法表示：三相對(duì)稱正弦交流電也可用相量表示法表示：B.EE0/EEAA.EC.E根據(jù)以上三

30、種表示法都可以求得，對(duì)稱三相交流電的任意瞬時(shí)值之和恒為0。0eeeCBA0EEECBA 三相交流電路：三種電壓初相位各差三相交流電路：三種電壓初相位各差120120 。BuCuAu tA UCUBU120120120BAUU發(fā)電機(jī)三相繞組的聯(lián)接發(fā)電機(jī)三相繞組的聯(lián)接 發(fā)電機(jī)三相繞組通常將三個(gè)末端接在一起，該發(fā)電機(jī)三相繞組通常將三個(gè)末端接在一起，該點(diǎn)成為中點(diǎn)或零點(diǎn)點(diǎn)成為中點(diǎn)或零點(diǎn)(N)。即星形。即星形(Y)接法。接法。三個(gè)始端A、B、C引出三根端線，加上中點(diǎn)引出的總線，稱為三相四線制三相四線制。CeAeBeCuBuCuAuABuBCuCAABNANBC中性點(diǎn)中性點(diǎn)相電壓：，即端線與中先線之間的電壓

31、。其有效值為UA、 UB、 UC，一般用U p表示。線電壓：。其有效值為UAB、 UBC、 UCA，一般用Ul 表示。線電壓與相電壓的關(guān)系線電壓與相電壓的關(guān)系 由電壓瞬時(shí)值的關(guān)系可知由電壓瞬時(shí)值的關(guān)系可知30B.UC.UAB.UBC.UCA.UA.UB.A.AB.UUUC.B.BC.UUUA.C.CA.UUUCBBCuuuBAABuuuACCAuuu由于它們都是同頻率的正弦量，都可用有效值相量表示，即pplU2330cosUU21根據(jù)相量圖，線電壓與相電壓的有效值關(guān)系可得即pUlU3由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機(jī)或變壓器可以輸出兩種電壓，如：220V和380V。線電壓越前與相電壓相位30。 p 相相電

32、電壓壓線線電電壓壓 時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)論論：電電源源形形聯(lián)聯(lián)UUl結(jié)+L2L1L312u31u23u1.2.2三相負(fù)載的連接方法三相負(fù)載的連接方法ACBNAuBuCua)AZBZCZAiBiCiNiACBNb)AZBZCZAiBiCiACBNAeBeCeABZCAZBCZL3三相四線制三相四線制380/220伏伏 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載負(fù)載電路的星形聯(lián)接負(fù)載電路的星形聯(lián)接一般家用電器多為單相負(fù)載，國(guó)標(biāo)規(guī)定為一般家用電器多為單相負(fù)載，國(guó)標(biāo)規(guī)定為220V，應(yīng)接，應(yīng)接入電源的端線與中線之間。這種情況一般構(gòu)成單相交入電源的端

33、線與中線之間。這種情況一般構(gòu)成單相交流電路。但是各相負(fù)載對(duì)電源構(gòu)成三相星形聯(lián)接，應(yīng)流電路。但是各相負(fù)載對(duì)電源構(gòu)成三相星形聯(lián)接，應(yīng)屬于三相電路。屬于三相電路。對(duì)星形聯(lián)接的三相電路，可就其各單相情況分別討論，對(duì)星形聯(lián)接的三相電路，可就其各單相情況分別討論，然后再總體分析三相負(fù)載的電流和電壓以及功率等量。然后再總體分析三相負(fù)載的電流和電壓以及功率等量。|ZA|ZB|ZC|i Ni Ai Bi Cu Au Bu CACBlpII線電壓與相電壓的關(guān)系為plUU31. 三相三相對(duì)稱負(fù)載的對(duì)稱負(fù)載的Y連接連接方法方法 對(duì)稱負(fù)載應(yīng)滿足以下條件：對(duì)稱負(fù)載應(yīng)滿足以下條件：ZZZZCBACBA和和ZUIIIIppC

34、BA由于三相電壓也是對(duì)稱的，所以負(fù)載電流亦對(duì)稱RXarctgCBA由此可知，此時(shí)總線電流等于零，即0IIIICBAN及及既然中線沒有電流通過，中線也就不需要了。由此，演變成星形接法的三相三線制電路。負(fù)載電路的星形聯(lián)接（1）有中線（三相四線制）。）有中線（三相四線制）。 相電壓為相電壓為Up=220V的對(duì)稱電源；各相負(fù)載為電燈組，的對(duì)稱電源；各相負(fù)載為電燈組，在額定在額定220V電壓下各相電阻分別為電壓下各相電阻分別為RA=5, RB=10, RC=20。試求負(fù)載的相電壓、負(fù)載電流及中線電流。試求負(fù)載的相電壓、負(fù)載電流及中線電流。負(fù)載電路的星形聯(lián)接解例RARBRCi Ni Ai Bi Cu Au

35、 Bu CACB雖然負(fù)載不對(duì)稱，因中線的存在，負(fù)載相電壓與電源的相電壓相等也是對(duì)稱的，有效值亦為 220V。用復(fù)數(shù)法表示為：V120/220UBV0/220UAA120/220UC2. 三相三相不對(duì)稱負(fù)載的不對(duì)稱負(fù)載的Y連接連接方法方法用復(fù)數(shù)法計(jì)算，求中線電流比較容易。先算各相電流：用復(fù)數(shù)法計(jì)算，求中線電流比較容易。先算各相電流：根據(jù)電路的電流正方向規(guī)定，中線電流為：根據(jù)電路的電流正方向規(guī)定，中線電流為：A120/22RUIBBBA0/4450/220RUIAAAA120/11RUICCCAjjjIIIICBAN19/ 1 .2945.95 .27)45.95 .5()9 .1811(4412

36、0/11120/220/44負(fù)載各相電壓：負(fù)載各相電壓：0/1/1/1/cbacCNbBNaANNN ZZZZUZUZUUNNCNCNNNBNBNNNANANUUUUUUUUU相電壓不對(duì)稱相電壓不對(duì)稱線線(相相)電流也不對(duì)稱電流也不對(duì)稱+_+_+NNZaZbZcAN UCN UBN UABC（2）無中線）無中線(1) 正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。ACBNNNACBN 380220補(bǔ)例補(bǔ)例1. 照明電路照明電路:(2) 假設(shè)中線斷了假設(shè)中線斷了(三相三線制三相三線制), A相電燈沒有接入電路相電燈沒有接入電路(三相不對(duì)稱三相不對(duì)稱)燈泡未在額定

37、電壓下工作，燈光昏暗。燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNNNACB380N 190190燈泡電壓超過額定工作電壓，燒壞了。燈泡電壓超過額定工作電壓，燒壞了。(3)中線斷了中線斷了(三相三線制三相三線制), A相短路相短路ACBNNNACBN 380380照明電路中線上不能裝保險(xiǎn)絲照明電路中線上不能裝保險(xiǎn)絲1i11i12iPu+A605 . 0220407021IA6046.25 A5 .464 .3021111IIIA01220603011IA01818. 8 VU .設(shè)設(shè) =220 01i11i12iPu+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc

38、Ica I線電壓線電壓(即相電壓）對(duì)稱即相電壓）對(duì)稱ZUIZUIZUIcacabcbcabab 相電流也對(duì)稱相電流也對(duì)稱3.3.三相三相對(duì)稱負(fù)載的三角形負(fù)載的三角形 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)UAB = UBC = UCA = Ul = Up,ZUIIIpCABCAB 負(fù)載對(duì)稱，可根據(jù)線負(fù)載對(duì)稱，可根據(jù)線電流與相電流的關(guān)系電流與相電流的關(guān)系作出相量圖。顯然線作出相量圖。顯然線電流也是對(duì)稱的，在電流也是對(duì)稱的，在相位上比相應(yīng)的相電相位上比相應(yīng)的相電流滯后流滯后30ABU.BCU.CAU.ABI.BCI.CAI.AI.BI.CI.30根據(jù)相量圖，線電流的大小為I l = 2 I p cos30 = Ip 3pUUl

39、三相功率三相功率 不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有功不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有功功率必定等于光相有功功率之和。功率必定等于光相有功功率之和。CBAnnpnpnCBAIUPPPP,)cos( 當(dāng)負(fù)載對(duì)稱負(fù)載對(duì)稱時(shí)，各相的有功功率都是相等的。三相總功率為cos33pppIUPP對(duì)于星形對(duì)稱負(fù)載pUU3lpII l對(duì)于三角形對(duì)稱負(fù)載pUU lpII3l三相對(duì)稱負(fù)載的有功功率三相對(duì)稱負(fù)載的有功功率cos3llIUP無功功率和視在功率為無功功率和視在功率為sin3llIUQllIUS3例例 對(duì)稱負(fù)載聯(lián)成三角形，已知電源電壓對(duì)稱負(fù)載聯(lián)成三角形，已知電源電壓 Ul =220V,

40、 安培計(jì)讀數(shù)安培計(jì)讀數(shù) Il =17.3A, 三相功率三相功率P=4.5kW。試求：每相負(fù)載的電阻和感抗；ABCiAiBiCAAAABC解由題意，視在功率kVAIUS6 . 63ll根據(jù)cosSP得47cosSP負(fù)載相電流AIIp103/l負(fù)載阻抗為22/ppIUZ每相電阻和感抗為15cosZR16sinZXL1.3 變壓器與電動(dòng)機(jī)變壓器與電動(dòng)機(jī)1.3.1變壓器1工作原理 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 / 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或信號(hào)的器件，在電變壓器是利用電磁感

41、應(yīng)原理傳輸電能或信號(hào)的器件，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。1.3 變壓器與電動(dòng)機(jī)1.3.1變壓器1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心原邊繞組原邊繞組N1名詞介紹名詞介紹幅邊繞組幅邊繞組N2一次繞組一次繞組N1二次繞組二次繞組N2一次側(cè)一次側(cè)二次側(cè)二次側(cè)均指電源側(cè)均指電源側(cè) 均指均指負(fù)載側(cè)負(fù)載側(cè)什么是變壓器任載運(yùn)行？什么是變壓器任載運(yùn)行？什么是變壓器空載運(yùn)行？什么是變壓器空載運(yùn)行？uuZ2Z2s 一次側(cè)接電源一次側(cè)接電源二次側(cè)負(fù)載開路二次側(cè)負(fù)載開路 一次側(cè)接電源一次側(cè)接電源 二次側(cè)接負(fù)載二次側(cè)接負(fù)載A. 空載運(yùn)行

42、情況空載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) tNedd 22 空載時(shí)，空載時(shí)，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢(shì)組磁通勢(shì)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。根據(jù)根據(jù)KVL：11111EEIRU變壓器一次側(cè)等效電路如圖變壓器一次側(cè)等效電路如圖11111Nf44. 4EUEUm& 由于電阻由于電阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)較小較小,其兩端的電壓也其兩端的電壓也較小較小,與主磁電動(dòng)勢(shì)與主磁電動(dòng)勢(shì) E 比較可忽略不計(jì)，則比較可忽略不計(jì)，則1E1R1

43、I1U1E+一次側(cè)一次側(cè)KNNEEUU 2121201根據(jù)根據(jù)KVL：222204 44mI, UE.fN結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。22222UEIRE+1u+1e+1e+1N2N+B. 帶負(fù)載運(yùn)行情況帶負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)電源，二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 有載時(shí)，鐵心有載時(shí)，鐵心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢(shì)共繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成同產(chǎn)生的合成磁通。磁通。 2i2+e2+e 2+u22222Z

44、UIZ1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍夯颍?21011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空載磁勢(shì)空載磁勢(shì)有載磁勢(shì)有載磁勢(shì)22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗

45、模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +空載運(yùn)行結(jié)論：空載運(yùn)行結(jié)論：kNNUU=21201負(fù)載運(yùn)行結(jié)論：負(fù)載運(yùn)行結(jié)論：kNNII11221=變電流作用變電流作用kNNUU=2121變電壓作用變電壓作用變阻抗作用變阻抗作用221kZZ=或或221ZkZ =總結(jié)總結(jié)變壓器的磁路變壓器的磁路1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心N2N2NIUSN2N2N3IUS N2N2NIUS容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸

46、入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運(yùn)行變壓器運(yùn)行時(shí)的功率取時(shí)的功率取決于負(fù)載的決于負(fù)載的大小和性質(zhì)大小和性質(zhì)SN是指變壓器是指變壓器額定電壓和額定電流的乘積額定電壓和額定電流的乘積（4）額定頻率）額定頻率是指變壓器應(yīng)接入的電源的頻率。我國(guó)的工頻是是指變壓器應(yīng)接入的電源的頻率。我國(guó)的工頻是50H50HZ Z FeCu2212PPPPPP 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)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)的分類：1.3.2異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 將機(jī)械

47、能轉(zhuǎn)換為電能；將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電機(jī)：實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)轉(zhuǎn)換的電磁裝置電機(jī)：實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)轉(zhuǎn)換的電磁裝置（動(dòng)力電機(jī)）（動(dòng)力電機(jī)）（控制電機(jī)）（控制電機(jī)）鋁殼電動(dòng)機(jī)鋁殼電動(dòng)機(jī) 小型木工機(jī)械、臺(tái)站、切割機(jī)、風(fēng)機(jī)、小型木工機(jī)械、臺(tái)站、切割機(jī)、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸、建筑、食品、家業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)。運(yùn)輸、建筑、食品、家業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)。YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組（三相）定子繞組（三相）機(jī)機(jī) 座座三相定子繞組：三相定子繞組：1.1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造下一頁(yè)下一頁(yè)返返 回回（1）定子定子由機(jī)座、定子鐵心、定子繞由機(jī)座、定子鐵心、定子繞

48、組組成：組組成：機(jī)座機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。的作用，一般用鑄鐵制造。定子鐵心：定子鐵心：由厚由厚0.5mm的硅鋼的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的片沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的槽，嵌放定子繞組。槽，嵌放定子繞組。定子繞組：定子繞組：由完全相同的三個(gè)由完全相同的三個(gè)繞組組成，空間互差繞組組成，空間互差120度，可接度，可接成成Y或或。機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵 三相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖三相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖聯(lián)接聯(lián)接Y聯(lián)接聯(lián)接接線盒的內(nèi)部聯(lián)接接線盒的內(nèi)部聯(lián)接U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2聯(lián)接方式：聯(lián)接方式：Y

49、/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒接線盒端蓋端蓋轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組定子繞組定子繞組機(jī)座機(jī)座出線盒出線盒風(fēng)扇風(fēng)扇風(fēng)罩風(fēng)罩轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心定子鐵心定子鐵心吊環(huán)吊環(huán)端蓋端蓋 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)有當(dāng)有電流回路時(shí)產(chǎn)生感生電流。電流回路時(shí)產(chǎn)生感生電流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(a) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(b) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格

50、低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。機(jī)的機(jī)械特性。 鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式 120sin120sinsinmWmVmUtIitIitIi WiAXBYCZUiViWiUiViitmIoWiViUii tU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSN180tXBZ0nAYC 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(chǎng)方向：的磁場(chǎng)方向：AiBiCitmI旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。

51、旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。（2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是沿著：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是沿著：U1V1W1U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3i1U1， i2V1， i3W1 與三相繞組中的三相電流的相序：與三相繞組中的三相電流的相序：L1 L2 L3 一致，通入導(dǎo)前電流的繞組一致，通入導(dǎo)前電流的繞組通入滯后電流的繞組。通入滯后電流的繞組。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是沿著：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是沿著：U1W1V1U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1U1， i2W1， i3V1任意對(duì)調(diào)兩根電源進(jìn)線，磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意對(duì)調(diào)兩根電源

52、進(jìn)線，磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。 方法：方法：將與電源相接的將與電源相接的任意兩相互換任意兩相互換(改變相序改變相序)，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 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AB CM3電電 源源U1U2V2W1V1W2分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS小結(jié)小結(jié)0nn 如果如果:0nn %s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =

53、50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns轉(zhuǎn)子電流頻率轉(zhuǎn)子電流頻率2f取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度1000026060SfPnnnnPnnf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）結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率、感抗轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率、感抗、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差

54、率、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)，有關(guān)，)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 50 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 3000 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 1 時(shí)：

55、時(shí)：電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 25 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 1500 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (2560) 周周p = 2 時(shí)：時(shí)：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600pf1n min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f 1= 50 Hz 時(shí)時(shí),不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下:同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速p 為任意值時(shí)：為任意值時(shí)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系：電

56、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(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)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無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（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 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等

57、級(jí) B1)1)型號(hào)型號(hào) Y132S6Y系列異步機(jī)系列異步機(jī)機(jī)座中心高度機(jī)座中心高度機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào) 2p = 6n0 = 1 000 r/min2) 額定功率額定功率 PN PN = 3 kW軸上輸出軸上輸出機(jī)械功率機(jī)械功率的額定值的額定值3) 額定電壓額定電壓 UN UN = 380 V定子三相繞組應(yīng)施加的定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓線電壓磁極數(shù)磁極數(shù)返返 回回4) 額定電流額定電流 IN IN = 7.2A 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/

58、min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) B定子三相繞組的額定定子三相繞組的額定線電流線電流6) 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。5) 聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式通常三相異步電動(dòng)機(jī)通常三相異步電動(dòng)機(jī)3kW以下者，聯(lián)結(jié)成星形，以下者，聯(lián)結(jié)成星形，4kW以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等

59、級(jí) B8)8)絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為為A、E、B、F、H五級(jí)，五級(jí)，A級(jí)最低級(jí)最低(105(105C)C)，H級(jí)最高級(jí)最高(180(180C)C)。7) 額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)N = cos NP1N = 3 UNIN cos NPN =NP1N = 3 UNIN cos NN例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)時(shí) 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4

60、U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2繞組繞組 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)時(shí)時(shí)電機(jī)的線電流為電機(jī)的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)時(shí)線電流時(shí)線電流為為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機(jī)額定效率鼠籠電機(jī)額定效率 =7293電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。cos PN 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)