電機與電氣控制-ppt全套教學課件

1、學習情景1 直流電機知識準備 1.直流電機的工作原理及其結(jié)構(gòu) 直流電機分類: 直流電動機直流發(fā)電機n右手定則判斷方向（一）直流發(fā)電機工作原理不動不動 與繞組 一同旋轉(zhuǎn) 實際中需要多個線圈（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理通過換向器和電刷將交流變?yōu)橹绷麟娨鲋霖撦d建立磁場導體切割磁場產(chǎn)生交變的感應(yīng)電勢繞組中的電動勢交變. 電刷兩端獲得直流電動勢結(jié)論： e = BX l v （二）直流電動機的工作原理外部提供用左手定則判斷受力方向 及形成的轉(zhuǎn)矩方向： f = BXli 通過電刷和換向器將直 流變?yōu)樵慕涣麟娨氘a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電機旋轉(zhuǎn) 帶動負載旋轉(zhuǎn)建立磁場 交流直流過程？思考：（二）

2、直流電動機的工作原理電刷外接直流電源經(jīng)過換向器后，繞組中流過交流電二、電機的可逆原理任何一臺電機既可作發(fā)電機運行，也可作 電動機運行，這一性質(zhì)稱為電機的可逆原理。如果電機轉(zhuǎn)子輸入機械能，而電樞繞組輸出電能，電機作為發(fā)電機運行； 如果在電樞繞組中輸入電能，轉(zhuǎn)子輸出機械能，則電機作為電動機運行。電機的實際運行方式由外施條件決定：直流電機的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)部分:靜止部分:定子轉(zhuǎn)子中間有氣隙直流電機的結(jié)構(gòu)直流電機的結(jié)構(gòu)小型直流電動機的剖面結(jié)構(gòu) 一、定子部分電磁方面：產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路。 機械方面：整個電機的支撐。作用:構(gòu)成:磁極機座換向極電刷裝置端蓋和軸承（一）主磁極產(chǎn)生恒定、有一定的空間分布形狀的 氣隙磁通

3、密度 勵磁繞組鐵心作用：（二）機座整體機座:起導磁和機械支撐作用疊片機座:只起機械支撐作用（三）換向極安裝在相鄰的兩主 磁極之間，用螺釘 固定在機座上，用 來改善直流電機的 換向，一般電機容 量超過1kW時均應(yīng) 安裝換向極。 用整塊鋼制成， 也可用厚11.5mm厚鋼板或硅鋼片疊成 （四）電刷用石墨制成的導電塊 （五）端蓋主要起支撐作用。 端蓋固定在機座上，其上放置軸承支撐直流電機的轉(zhuǎn)軸，使直流電機能夠旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電機的轉(zhuǎn)動部分， 其作用是感應(yīng)電勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩， 從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換 作用:構(gòu)成:電樞鐵心換向器電機轉(zhuǎn)軸電樞繞組軸承和風扇二、轉(zhuǎn)子部分（一）電樞鐵心材料：為減小磁滯損耗和

4、渦流損耗，電樞鐵心 用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片疊成，表面有絕緣層。 作用：通過磁通和嵌放電樞繞組。（二）換向器材料：采用導電性能好、硬度大、耐磨性能好的紫銅或銅合金制成。 作用：實現(xiàn)電刷內(nèi)外 交直流的轉(zhuǎn)換。主極極靴和電樞間的間隙。不均勻?？諝庀蹲饔茫罕ＷC了電機的安全運行，又是磁路的重要組成部分。小型電機氣隙約為13mm；大型電機氣隙可達1012mm 。直流電機的銘牌電機型號銘牌數(shù)據(jù)主要有：電機額定功率電機額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)速額定勵磁電流勵磁方式出廠數(shù)據(jù)如出廠編號、出廠日期等1額定功率PN 額定條件下電機所能供給的功率。 電動機額定功率:電動機軸上輸出的最大機械功率； 發(fā)電機額定功

5、率:電刷間輸出的最大電功率。額定功率的單位為kW 直流電機的銘牌2額定電壓UN 額定運行狀態(tài)時，定子繞組應(yīng)加 的線電壓，單位為V 直流電機的銘牌3.額定電流IN指電機在額定電壓下，運行于額定功率時對應(yīng)的電流值。額定電流的單位為A 額定功率、額定電壓和額定電流的關(guān)系：發(fā)電機 PN=UNIN 103 kW 電動機 PN=UNIN N103 kW直流電機的銘牌4.額定轉(zhuǎn)速nN：電機運行于額定功率、額定電流、額定電壓時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。單位為r/min。5.額定勵磁電流IfN ：額定運行狀態(tài)時的勵磁電流。單位為A 6. 勵磁方式 ：直流電機的勵磁線圈與其電樞線圈的連接方式。直流電機勵磁有并勵、串勵、他勵、

6、復(fù)勵等方式 。直流電機的銘牌直流電動機的電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩和功率一、直流電機的勵磁方式和磁場（一）勵磁方式 1他勵電機 分別由兩個不同的電源供電。電壓可以相同，也可以不同。 2并勵電機 由同一電源供電。 勵磁電流一般為 額定電流的5% 3串勵電機If=Ia，勵磁電流數(shù)值較大，因此，串勵繞組匝數(shù)很少，導線較粗。3串勵電機特點：具有很大的起動轉(zhuǎn)矩，但其機械特性很軟，空載時有極高的轉(zhuǎn)速。 應(yīng)用：不準空載或輕載運行。常用于要求很大起動轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負載等。 4復(fù)勵電機 串勵繞組他勵或并勵繞組通常他勵（或并勵）繞 組起主要作用，串勵繞 組起輔助作用。串勵繞組和他勵（或并勵） 繞組的磁勢方向相同

7、。積復(fù)勵：串勵繞組和他勵（或并勵） 繞組的磁勢方向相反。差復(fù)勵：直流電機的電樞電動勢電樞電動勢：直流電機正、負電刷之間的感應(yīng)電動勢，即每個支路里的感應(yīng)電動勢 。電動勢常數(shù) ，電 機做好后僅與電 機結(jié)構(gòu)有關(guān)：N 為電樞導體總數(shù) 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩制造好的直流電機其電磁轉(zhuǎn)矩僅 與電樞電流和氣隙磁通成正比 直流電動機的機械特性（一）他勵直流電動機的機械特性1機械特性的表達式機械特性：U=UN、If IfN、電樞回路電阻為 恒值的條件下，電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩之 間的關(guān)系：n=f(Tem) （一）他勵直流電動機的機械特性1機械特性的表達式理想 空載 轉(zhuǎn)速機械特性的斜率轉(zhuǎn)速降理想空 載轉(zhuǎn)速實際空載轉(zhuǎn)速

8、斜率越小，特性越平，稱為硬特性。反之稱為軟特性（一）他勵直流電動機的機械特性1機械特性的表達式（一）他勵直流電動機的機械特性2固有機械特性和人為機械特性固有（自然）機械特性：電樞電壓、勵磁磁通 為額定值，且電樞回路不外串電阻時的機械特性。機械特性斜率很小，他勵直流電動機的固有機械特性是硬特性。 通常額定轉(zhuǎn)速降nN只有額定轉(zhuǎn)速的百分之幾到百分之十幾。（一）他勵直流電動機的機械特性2固有機械特性和人為機械特性人為機械特性：電樞串電阻時的人為特性 電 阻 增 加斜率 增加（一）他勵直流電動機的機械特性2固有機械特性和人為機械特性人為機械特性：降低電樞電壓時的人為特性改變電壓時，只能在低于 額定電壓的

9、范圍內(nèi)變化 特點：人為特性的斜率不變，但理想空載轉(zhuǎn)速n0隨電壓的降低而正比減小 （一）他勵直流電動機的機械特性2固有機械特性和人為機械特性人為機械特性：減弱勵磁磁通時的人為特性只能在額定值以下調(diào)節(jié)勵磁電流. 實際運行條件下， 電機工作在磁通越 小，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高 的區(qū)域。 知識實施 直流電機的運行準備 （1）檢查1）檢查軸承潤滑脂是否潔凈、適量，潤滑脂占軸承室的三分之二為宜。2）用柔軟、干燥而無絨毛的布塊擦拭換向器表面，并檢視其是否光潔，如有油污，則可蘸少許汽油拭凈之。3）檢查電刷壓力是否正常均勻，刷握的固定是否可靠，電刷在刷握內(nèi)是否太緊或太松，電刷與換向器的接觸是否良好。4）檢查在刷握座上是否

10、標有電刷位置的記號。5）用手轉(zhuǎn)動電樞，檢查是否阻塞或在轉(zhuǎn)動時是否有撞擊或摩擦之聲。直流電機的運行準備（2）試驗1）絕緣電阻測試 2）繞組直流電阻的測量3）耐壓試驗4）空載試驗任務(wù)1.2 直流電機的拖動及其實現(xiàn)1直流電動機的啟動與反轉(zhuǎn)啟動：電動機接通電源后，由靜止狀態(tài)加速 到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。 啟動轉(zhuǎn)矩為Tst=CTIst 如果他勵直流電動機在額定電壓下直接啟動， 由于啟動瞬間n=0， Ea=0，故啟動電流為 ：電樞電阻Ra很小，所以，直接啟動電流將達到 很大的數(shù)值，通常可達到（ 10 20）IN 后果：引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶 使電動機的換向嚴重惡化，甚至會燒壞電動機 過大的沖擊

11、轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機構(gòu) 除了個別容量很小的電動機外，一般直流電動機 不允許直接啟動。（1）要有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩。 （2）啟動電流要限制在一定的范圍內(nèi)。 （3）啟動設(shè)備要簡單、可靠。對直流電動機的啟動的要求：限制啟動電流的方法：他勵直流電動機：電樞回路串電阻啟動降低電樞電壓啟動啟動時應(yīng)保證電動機的磁通為最大值，以使轉(zhuǎn)矩較大 1電樞回路串電阻啟動 啟動前，應(yīng)使勵磁回路調(diào)節(jié)電阻Rst=0，對于普通直流電動機，一般要求 Ist（1.52）IN 為了縮短啟動時間，保持電動機在啟動過程中 的加速不變，應(yīng)將啟動電阻平滑地切除，最后 使電動機轉(zhuǎn)速達到運行值。 采用三級電阻起動時電動機的電路原理圖 及其機

12、械特性 起動點，Ist和Tst都為最大值轉(zhuǎn)速逐步上升串入全 部電阻逐級切 除電阻穩(wěn)定運行點（三）他勵直流電動機的反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)方法：改變的方向改變Ia的方向2降壓起動 當直流電源電壓可調(diào)時，可以采用降壓方法起動。降低U 起動n，Ea Ia 逐漸提高電源電壓，保證 起動電流和轉(zhuǎn)矩保持在一 定的數(shù)值上。 特點： 需要專用電源， 設(shè)備投資較大 起動平穩(wěn)， 起動過程中能量損耗?。ǘ┧麆钪绷麟妱訖C的調(diào)速調(diào)速：機械調(diào)速:電氣調(diào)速:改變傳動機構(gòu)速比 改變電動機參數(shù),人為地改變電動機的 機械特性，從而使負載工作點發(fā)生變化， 轉(zhuǎn)速隨之變化。 由得調(diào)速方法：改變電壓U減弱磁通電樞回路串電阻2調(diào)速方法 （1）電樞回路串

13、電阻調(diào)速設(shè)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩 負載原運行于A點， 串電阻后對應(yīng)的運行 點為B，C點。恒轉(zhuǎn)矩負載時電樞 串電阻調(diào)速過程 缺點： （1）由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平 滑性差。 （2）低速是特性曲線斜率大，靜差率大，所 以轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性差。電樞串電阻調(diào)速的優(yōu)點: 設(shè)備簡單，操作方便； 缺點： （3）輕載時調(diào)速范圍小，額定負載時調(diào)速范 圍一般為D2。 （4）如果負載轉(zhuǎn)矩保持不變，則調(diào)速后輸出 功率（P2TLn）隨轉(zhuǎn)速的下降而減小， 此時效率較低。而且轉(zhuǎn)速越低，所串電阻越大，損耗越大，效率越低，所以這種調(diào)速方法是不太經(jīng)濟的。 （2）降低電源電壓調(diào)速電壓越低， 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速也越低 電壓從UN下降至U1

14、再降至U2,轉(zhuǎn)速從 nN降至n1再降至n2。降壓調(diào)速的優(yōu)點 ：（1）電源電壓能夠平衡調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)無 級調(diào)速； （2）調(diào)速前后機械特性的斜率不變，硬度 較高，負載變化時，速度穩(wěn)定性好； （3）無論輕載還是重載，調(diào)速范圍相同， 一般可達D=2.512； （4）電能損耗較小。 降壓調(diào)速的直流電源：GM系統(tǒng)示意圖 SCRM系統(tǒng)示意圖 （3）減弱磁通調(diào)速 改變磁通只能從額定值往下調(diào)，調(diào)節(jié)磁通 調(diào)速即是弱磁調(diào)速 。減弱磁通調(diào)速 2 1U，電樞電流反向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向也隨之改變：由驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變成制動轉(zhuǎn)矩。從能量 傳遞方向看，電機處于發(fā)電狀態(tài)。 機車恒速下坡重物勻速下放降壓調(diào)速時產(chǎn)生回饋制動 增磁調(diào)速時產(chǎn)生回

15、饋制動 由于轉(zhuǎn)速不能突變在降壓 時形成的回饋制動回饋制動學習情景2 變壓器 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng) 變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器 變壓器的主要功能有： 在能量傳輸過程中，當輸送功率P =UI cos 及負載功率因數(shù)cos 一定時：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟）一、 概述U IP = I RlI S 電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下： 發(fā)電廠10.5kV輸電線220kV升壓儀器36V降壓實驗室380 / 220V降壓變電站 10kV降壓降壓變壓器的分類電壓互感器 電流互感器 按用途分電力變壓

16、器 (輸配電用)儀用變壓器 整流變壓器 按相數(shù)分三相變壓器 單相變壓器 按制造方式殼式心式變壓器符號變壓器的銘牌和額定值銘牌正確地使用變壓器的依據(jù)電力變壓器 產(chǎn)品型號 S7-50010 標準代號XXXX 額定容量 500kV.A 產(chǎn)品代號XXXX 額定電壓 10kV 出廠序號XXXX 額定頻率 50Hz 3相 聯(lián)結(jié)組標號 Y，yn0 阻抗電壓 4 冷卻方式 油冷 使用條件 戶外 開關(guān)位置 高壓 低壓 電壓V 電流A 電壓V 電流/A 10500 275 10000 289 400 7217 9500 304 XX變壓器廠 XX年XX月 1） 變壓器的型號三、變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)S J L 1

17、000/10 變壓器額定容量(KVA) 鋁線圈 冷卻方式J:油浸自冷式F:風冷式相數(shù)S:三相D:單相 高壓繞組的額定電壓(KV)2） 額定值 額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值單相：U1N ，一次側(cè)電壓， U2N，二次側(cè)空載時的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側(cè)的線電壓 額定電流 I1N、I2N 變壓器滿載運行時，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。單相：一次、二次側(cè)繞組允許的電流值三相：一次、二次側(cè)繞組線電流 額定容量 SN 傳送功率的最大能力。單相：三相：容量 SN 輸出功率 P2 一次側(cè)輸入功率 P1 輸出功率 P2注意：變壓器幾個功率的關(guān)系

18、（單相）效率容量：一次側(cè)輸入功率：輸出功率： 變壓器運行時的功率取決于負載的性質(zhì)2) 額定值（五）聯(lián)結(jié)組標號 三相變壓器一、二次繞組的連接方式 Y（高壓繞組作星形聯(lián)結(jié)）、y（低壓繞組作 星形聯(lián)結(jié)）； D（高壓繞組作三角形聯(lián)結(jié)）、d（低壓繞組作 三角形聯(lián)結(jié)）； N（高壓繞組作星形聯(lián)結(jié)時的中性線）、 n（低壓繞組作星形聯(lián)結(jié)時的中性線）。 （六）阻抗電壓 又稱為短路電壓。 它標志在額定電流時變壓器阻抗壓降的大小。 通常用它與額定電壓U1N的百分比來表示。 一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu) （一）鐵心構(gòu)成變壓器磁路系統(tǒng)，并作為變壓器的機械骨架 鐵心柱 磁軛0.35 mm厚的硅鋼片，減小鐵耗。 國產(chǎn)硅鋼片 有熱

19、軋硅鋼 片、冷軋無 取向硅鋼片、 冷軋晶粒取 向硅鋼片 心式變壓器殼式變壓器單相小容量變壓器鐵心形式 為了減小鐵心 磁路的磁阻以 減小鐵心損耗， 要求鐵心裝配 時，接縫處的 空氣隙應(yīng)越小 越好。 （二）繞組 變壓器中的電路部分，小型變壓器一般用具有 絕緣的漆包圓銅線繞制而成，對容量稍大的變 壓器則用扁銅線或扁鋁線繞制。 1同心式繞組高、低壓繞組同心地套裝在鐵心柱上。為了便于與鐵心絕緣，把低壓繞組套裝在里面，高壓繞組套裝在外面。 按其繞制方法的不同又可分為 圓筒式、螺旋式和連續(xù)式 2交疊式繞組 將繞組分成若干個線餅交替排列又稱餅式繞組 漏抗小、機械強度高、引線方便。主要用在低電壓、大電流的變壓器

20、上，如容量較大的電爐變壓器、電阻電焊機（如點焊、滾焊和對焊電焊機）變壓器等。優(yōu)點:變壓器的工作原理單相變壓器+一次繞組N1二次繞組N2鐵心 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。(1) 空載運行情況1. 電磁關(guān)系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。+1i0 ( i0N1) 1空載時，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。(2) 帶負載運行情況1. 電磁關(guān)系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負載。+11i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。2i2+e2+e2+u2Z 2. 電壓變換（設(shè)加正弦交流電壓）有效值:同 理：主磁通按正弦

21、規(guī)律變化，設(shè)為 則(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動勢根據(jù)KVL：變壓器一次側(cè)等效電路如圖 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動勢 E1比較可忽略不計，則+(2) 一次、二次側(cè)電壓式中 R1 為一次側(cè)繞組的電阻; X1=L1 為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。（匝比）K為變比對二次側(cè)，根據(jù)KVL：結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。式中 R2 為二次繞組的電阻; X2=L2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓。變壓器空載時:+u2+i1i2+e2+e2式中U20為變壓器空載電壓。故有3. 電流變換(一次、二次側(cè)電流關(guān)系)有載運行 可見，鐵

22、心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時近似保持不變。即有 不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有由上式，若U1、 f 不變，則 m 基本不變，近于常數(shù)?？蛰d：有載：+|Z |+一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。或結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍?.提供產(chǎn)生m的磁勢2.提供用于補償 作用 的磁勢磁勢平衡式：空載磁勢有載磁勢4. 阻抗變換由圖可知： 結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負載的阻抗模的K 2 倍。 +(1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：信號源R0RL+R0+解:例1: 如圖，交流信號源的電動勢 E= 120V，內(nèi)阻 R 0=800，負載為

23、揚聲器，其等效電阻為RL=8。要求: （1）當RL折算到原邊的等效電阻 時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯(lián)接時,信號源輸出多大功率？信號源的輸出功率：電子線路中，常利用阻抗匹配實現(xiàn)最大輸出功率。 結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：（2）將負載直接接到信號源上時，輸出功率為：變壓器的運行特性 為什么二次側(cè) 額定電壓為 0.4kv,而不是 380V?S9電力變壓器一、變壓器的外特性及電壓變化率外特性:一次繞組電壓U1和負載的功率因數(shù)cos2一 定時，二次繞組電壓U2與負載電流I2的關(guān)系. 滯后的無功電流產(chǎn)生去磁作用使電壓下降

24、超前的無功電流產(chǎn)生增磁作用使電壓上升 用標么值表示，便于不同變壓器之間比較電壓變化率： 用U來表示 二次側(cè)空載電壓額定負載時二次側(cè)電壓U反映供電電壓的穩(wěn)定性。 U越小，說明變壓器二次繞組輸出的電壓 越穩(wěn)定。 常用變壓器U為35 二、變壓器的損耗及效率P1=U1I1COS1 P2=U2I2COS2損耗P P1-P2=Pcu+PFe 1鐵損耗PFe基本鐵損耗附加鐵損耗與U1有關(guān)，與負載電流無關(guān)，當U1不變時， 鐵耗基本不變。故鐵耗稱為不變損耗。2銅損耗PCu基本銅損耗附加銅損耗電流在一次、二次繞組 電阻上產(chǎn)生的損耗 漏磁通產(chǎn)生的集膚效應(yīng) 使電流在導體內(nèi)分布不 均勻而產(chǎn)生的額外損耗 銅損耗與負載電流

25、的平方成正比， 所以銅損耗又稱為“可變損耗” 3效率中小型電力變壓器效率在95以上， 大型電力變壓器效率可達99以上. 4效率特性效率也隨負載電流I2的變化而變化的關(guān)系 負載系數(shù)不變損耗等于可變 損耗時，變壓器的 效率最高。 通常最高效率位于 =0.50.6之間 其他用途變壓器 一、自耦變壓器（一）結(jié)構(gòu)特點及用途 一二次繞組不僅有磁耦合 還有電的直接連接 （二）電壓、電流及容量關(guān)系U1E14.44fN1m U2E24.44fN2m 負載時的磁勢平衡方程式：忽略空載磁通勢，則自耦變壓器一、二次繞組中的電流大小與 匝數(shù)成反比，在相位上互差1800. 結(jié)論:流經(jīng)公共繞組中的電流I的大小為 :I=I2

26、I1當變比K接近于1時， I很小，這部分繞組 可用截面積較小的 導線繞制，以節(jié)約 用銅量，并減小自 耦變壓器的體積與 重量。結(jié)論：（二）電壓、電流及容量關(guān)系（二）電壓、電流及容量關(guān)系S2=U2I2=U2（I+I1）=U2I+U2I1自耦變壓器輸出的視在功率為：由電磁感應(yīng)原理從一次繞組 傳遞到二次繞組的視在功率 通過電路的直接聯(lián)系從一次 繞組直接傳遞到二次繞組的 視在功率 S2=U2I2=U2（I+I1）=U2I+U2I1自耦變壓器輸出的視在功率為：I1只在一部分繞組的電阻上產(chǎn)生銅損耗，因此自耦變壓器的損耗比普通變壓器要小，效率較高，因而較為經(jīng)濟。 （二）電壓、電流及容量關(guān)系K一般介于1.22間

27、，此時變壓器優(yōu)勢較明顯。應(yīng)用舉例：電力系統(tǒng)中，用自耦變壓器把110 kV、150 kV、220 kV和330kV的高壓電力系統(tǒng)連接成大規(guī)模的動力系統(tǒng)。 自耦變壓器的缺點： 高壓側(cè)的電氣故障會波及到低壓側(cè)，很不安全。因此自耦變壓器在使用時必須正確接線，且外殼必須接地，并規(guī)定安全照明變壓器不允許采用自耦變壓器結(jié)構(gòu)形式。 （二）電壓、電流及容量關(guān)系自耦調(diào)壓器 輸出電壓可調(diào)，可稍高于 一次繞組電壓 例：實驗室中常用的單相調(diào)壓器，一次繞組輸入 電壓U1220V，二次繞組輸出電壓U20250V 電流表被測電流=電流表讀數(shù) N2/N1二次側(cè)不能開路， 以防產(chǎn)生高電壓；2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在

28、 絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項：3.電流互感器實現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2鉗形電流表 利用電流互感器原理如被測電流過小，可將被測導線在鉗口內(nèi)多繞 幾圈，然后將讀數(shù)除以所繞匝數(shù) 二次側(cè)不能短路， 以防產(chǎn)生過流；2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在 絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù) N1/N22.電壓互感器 實現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓VR N1（匝數(shù)多）保險絲 N2（匝數(shù)少）u（被測電壓）三、電焊變壓器電焊變壓器的結(jié)構(gòu)特點 ：電焊變壓器必須具有較大的漏抗，而且可以進行調(diào)節(jié)故鐵心的氣隙比

29、較大，一次、二次繞組分裝在不同的鐵心柱上，用磁分路法、串聯(lián)可變電抗器法及改變二次繞組的接法等來調(diào)節(jié)焊接電流。 常用形式：抽頭式可動鐵心式可動線圈式綜合式BXl系列弧焊機的三種型號： BXl35的焊接電流調(diào)節(jié)范圍為25150A， 用于薄鋼片的焊接； BXl330的焊接電流調(diào)節(jié)范圍為50450A； BXl500則為50680A，可用來焊接不同厚 度的低碳鋼板。 動圈式弧焊機的典型產(chǎn)品BX3系列： 焊接電流調(diào)節(jié)是靠改變一次繞組和二次繞組 之間的距離（從而改變它們之間的漏抗大?。?來實現(xiàn)的。還可將一次及二次繞組串聯(lián)或并聯(lián) 來擴大電流調(diào)節(jié)范圍。 三相變壓器的極性（一）變壓器的極性同極性端或同名端：變壓器

30、的一、二次繞組繞在同一個鐵心上，當同時交鏈的磁通交變時，兩個繞組中感應(yīng)出電動勢，當一次繞組的某一端點瞬時電位為正時，二次繞組也必有一電位為正的對應(yīng)端點。這兩個對應(yīng)的端點，稱為同極性端或同名端，通常用符號“ ”表示。 變壓器繞組的正確連接圖 繞組的錯誤連接 繞組電壓為110V，電源電壓為220V 時的連接方法繞組電壓為110V，電源電壓為110V 時的連接方法無感應(yīng)電動勢，將燒毀繞組（二）變壓器極性的判定1對兩個繞向已知的繞組繞向不同時， 同名端不同（二）變壓器極性的判定2對一臺已經(jīng)制成的變壓器 交流法測定同名端 U13U12U34， 則說明N1、N2組為 反極性串聯(lián)， 故1和3為同名端。 如果

31、U13U12U34， 則1和4為同名端。 （二）變壓器極性的判定2對一臺已經(jīng)制成的變壓器直流法測定同名端 開關(guān)S合上的一瞬間，如毫伏表指針向正方向擺動，則接直流電 源正極的端子與接直流毫伏表正極的端子為同名端。 任務(wù)2.2 三相變壓器的分析及其應(yīng)用1：電能的產(chǎn)生、輸送與分配電力系統(tǒng)組成的方框圖 三相電力系統(tǒng) 2：高壓輸電:電能升壓輸電降壓用戶三相變壓器組 一、三相變壓器的基本結(jié)構(gòu)三相心式變壓器 三相繞組接入對稱的三相交流電源時，三相繞組中產(chǎn)生的主磁通也是對稱的，故三相磁通之和等于零，因此中間鐵心柱可以省略 三相變壓器外形 1鐵心鐵心是三相變壓器的磁路部分，與單相變壓 器一樣，它也是由0.35m

32、m厚的硅鋼片疊壓 （或卷制）而成，新型電力變壓器鐵心均用 冷軋晶粒取向硅鋼片制作，以降低其損耗。 三相電力變壓器鐵心均采用心式結(jié)構(gòu)。 階梯形的級數(shù)越多，則變壓器結(jié)構(gòu)越緊湊， 但疊裝工藝越復(fù)雜。 鐵心柱截面形狀2繞組 繞組是三相電力變壓器的電路部分。一般 用絕緣紙包的扁銅線或扁鋁線繞成，當前新型的繞組結(jié)構(gòu)為箔式繞組電力變壓器， 繞組用鋁箔或銅箔氧化技術(shù)和特殊工藝繞制，交疊式繞組同心式繞組繞組的結(jié)構(gòu)形式：3油箱和冷卻裝置油箱內(nèi)裝變壓器油扁形散熱油管 或片式散熱器 幫助散熱10 000 kVA的電力變壓器，采用風吹冷卻或強迫油循環(huán)冷卻裝置。儲油柜：通過連接管與油箱相通使變壓器油與空氣的接觸面積大為減

33、小，減緩了變壓器油的老化速度新型的全充油密封式電力變壓器則取消了儲油柜， 運行時變壓器油的體積變化完全由設(shè)在側(cè)壁的膨 脹式散熱器（金屬波紋油箱）來補償。4保護裝置在油箱和儲油柜之間的連接管中裝有氣體繼電器，當變壓器發(fā)生故障時，內(nèi)部絕緣物汽化，使氣體繼電器動作，發(fā)出信號或使開關(guān)跳閘。（1）氣體繼電器。裝在油箱頂部，它是一個長的圓形鋼筒，上端用酚醛紙板密封，下端與油箱連通。若變壓器發(fā)生故障，使油箱內(nèi)壓力驟增時，油流沖破酚醛紙板，以免造成變壓器箱體爆裂。近年來，國產(chǎn)電力變壓器已廣泛采用壓力釋放閥來取代防爆管。 （2）防爆管（安全氣道）。 （一）三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方法 繞組名稱 單相變壓器 三相變壓

34、器 中性點 首端 末端 首端 末端 高壓繞組 U1 U2 U1、V1、W1 U2、V2、W2 N 低壓繞組 U1 U1 U1、v1、w1 U2、v2、w2 n 中壓繞組 U1m U2m U1m、V1m、Wlm U2m、V2m、W2m Nm 繞組的首端和末端的標記 三相變壓器的聯(lián)結(jié)組三相繞組聯(lián)結(jié)方法 字母表示：舊標準：Y和 高壓Y，D，N 低壓y ,d，n 新標準：聯(lián)結(jié)組別 表示一次繞組線電壓與二次繞組線電壓之間的 相位關(guān)系。 一、二次繞組線電動勢的相位差總是300的整 數(shù)倍。因此，國際上規(guī)定，標志三相變壓器 一、二次繞組線電動勢的相位關(guān)系用時鐘表 示法。 規(guī)定一次繞組線電勢 為長針，永遠指向鐘

35、 面上的“12”，二次繞組線電勢 為短針， 它指向鐘面上的哪個數(shù)字，該數(shù)字則為該三 相變壓器聯(lián)結(jié)組別的標號。 聯(lián)結(jié)組別 標號為3123三相變壓器一、二次繞組不同接法的組合形式有： Y，y；YN，d；Y，d；Y，yn；D，y；D，d等， 其中最常用的組合形式有三種，即Y，yn；YN，d 和Y，d 。大容量的變壓器通常采用Y，d或YN，d聯(lián)結(jié)。容量不太大而且需要中性線的變壓器，廣泛采用Y，yn聯(lián)結(jié)，以適應(yīng)照明與動力混合負載需要的兩種電壓。 相電壓只有線電壓的1 ，當中性點引出接 地時，繞組對地的絕緣要求降低了. Y,y0聯(lián)結(jié)組 （二）Y，y聯(lián)結(jié)組 Y,y6聯(lián)結(jié)組 （二）Y，y聯(lián)結(jié)組 Y,d11聯(lián)結(jié)

36、組 （三） Y，d聯(lián)結(jié)組 Y,d1聯(lián)結(jié)組 （三） Y，d聯(lián)結(jié)組 為了制造及運行方便的需要，國家標準規(guī)定了 三相電力變壓器只采用五種標準聯(lián)結(jié)組， 即Y，yn0、YN，d11、YN，y0、Y，y0和Y，dll。 常用，它用于容量不大的三相配電變壓器，低 壓側(cè)電壓為400230 V，用以供給動力和照明 的混合負載。一般這種變壓器的最大容量為 1800kVA，高壓側(cè)的額定電壓不超過35kV Y，yn0 三相變壓器的并聯(lián)運行 并聯(lián)運行： 幾臺三相變壓器的高壓繞組及低壓繞組分別 連接到高壓電源及低壓電源母線上，共同向 負載供電的運行方式。 在變電站中，總的負載經(jīng)常由兩臺或多臺 三相電力變壓器并聯(lián)供電 （1

37、）一、二次繞組電壓應(yīng)相等，即變比 應(yīng)相等。 （2）聯(lián)結(jié)組別必須相同。 （3）短路阻抗（即短路電壓）應(yīng)相等。 并聯(lián)運行的變壓器必須滿足以下條件： 三相變壓器的并聯(lián)運行 電流大，可能超過額定值（一）變比不等時的并聯(lián)運行 K1E2 兩個二次繞組之間形成環(huán)流Ic， 這個電流稱為平衡電流。 短路阻抗小平衡電流大電流小于額定值變壓比誤差不允許超過0.5 （二）聯(lián)結(jié)組別不同時變壓器的并聯(lián)運行 線電壓的相位差至少 為300，因此會產(chǎn)生很 大的電壓差U2 如Y，y0和Y，dll兩臺 變壓器并聯(lián)， 二次繞組中產(chǎn)生比額定電流大得多的空載環(huán)流，導致變壓器損壞。后果：（三）短路阻抗（短路電壓）不等時變壓器的并聯(lián)運行 Z

38、S1I1=Zs2I2 E2相等，U2相等 容量相同、變比相等、聯(lián)結(jié)組別 也相同，但短路阻抗不等：負載電流的分配與各臺變壓器的 短路阻抗成反比. 并聯(lián)運行的變壓器其短路電壓比 不應(yīng)超過10。為合理分配負載，防止小容量的 變壓器過載，大容量的變壓器得 不到充分利用，要求投入并聯(lián)運 行的各變壓器，最大容量與最小 容量之比不宜超過三比一學習情景3 異步電機 異步電動機的工作原理1. 工作原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針 切割轉(zhuǎn)子導體右手定則感應(yīng)電動勢 E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流 I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF2、轉(zhuǎn)差率 旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的

39、同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。 由前面分析可知，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動機如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動，磁通不切 割轉(zhuǎn)子導條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。異步電動機運行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s 例1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速 n=975 r/min，電源頻率 f1=50 Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 即p=3額定轉(zhuǎn)差率為二、 旋轉(zhuǎn)磁場 定子三相繞組通入三相交

40、流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生oo規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出()電流入 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相電流合成磁場 的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60合成磁場旋轉(zhuǎn)90600oAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論： 任意調(diào)換兩根電源進線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖)AXCZBY0 to3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P 當三相定子繞組按圖示排列時，產(chǎn)

41、生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：o tAXBYCZAXYCBZ 若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián) ，繞組的始端之間互差60，將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。CYABCXYZAXBZAXBYC極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZ04.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速工頻： 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)p=1時0 toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時0旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù) p 的關(guān)系極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。可見:161 2. 異步電機的基本結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)異步電機外形圖 異步電機結(jié)構(gòu)圖 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu)1. 定子

42、定子鐵心：電機主磁路的組成部分，并嵌放定子繞組。由厚度為0.5mm的硅鋼片疊裝而成。為了嵌放定子繞組，在定子沖片內(nèi)圓周上均勻地沖制若干個形狀相同的槽。一、異步電機的基本結(jié)構(gòu) 定子鐵心的槽形主要有三種：半閉口槽適用于小型異步電機，其繞組是用圓導線繞成的。半開口槽適用于低壓中型異步電機，其繞組是成型線圈。開口槽適用于高壓大中型異步電機，其繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處理過的成型線圈。 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu)2. 定子 定子繞組：構(gòu)成電路部分。其作用是感應(yīng)電動勢、流過電流、實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。 機座：固定和支撐定子鐵心。因此要求有足夠的機械強度。 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu)2. 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心：電機主磁路的組

43、成部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。由厚度為0.5mm的硅鋼片疊裝而成，在轉(zhuǎn)子外圓周上沖制均勻分布的形狀相同的槽。 轉(zhuǎn)子繞組：構(gòu)成電路部分。有兩種結(jié)構(gòu)型式：籠型繞組和繞線型繞組。 轉(zhuǎn)軸：支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出、輸入機械轉(zhuǎn)矩。 166 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu)2. 轉(zhuǎn)子 籠型繞組：在轉(zhuǎn)子鐵心均勻分布的每個槽內(nèi)各放置一根導體，在鐵心兩端放置兩個端環(huán)，分別把所有的導體伸出槽外部分與端環(huán)聯(lián)接起來。這種籠型繞組一般為鋁澆鑄的，對中大型電機為減小損耗、提高效率，往往采用銅條焊接而成。Y.Q.Xiong 2005-5 第5章 異步電機 167 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu)2. 轉(zhuǎn)子 繞線型繞組：與定子繞組相似、極數(shù)相同的三相對稱繞

44、組。一般接成星形。將三相繞組的三個引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上三個滑環(huán)上，再通過電刷與外電路接通。繞線型轉(zhuǎn)子的特點是可以通過滑環(huán)電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻，以改善電動機的起動性能、調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。 一、異步電機的基本結(jié)構(gòu) 3. 氣隙 定、轉(zhuǎn)子之間的間隙，也是電機主磁路的組成部分。 氣隙大小對異步電機的性能影響很大。 為了減小電機主磁路的磁阻，降低電機的勵磁電流，提高電機的功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能小。異步電機氣隙長度應(yīng)為定、轉(zhuǎn)子在運行中不發(fā)生機械摩擦所允許的最小值。 中、小型異步電機中，氣隙長度一般為0.21.5mm。二、 三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)1. 型號 磁極數(shù)( 極對數(shù) p = 2 )例如： Y 132

45、 M4 用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機下列表中列出了各種電動機的系列代號。異步電動機產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱異步電動機繞線式異步電動機防爆型異步電動機高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO2. 接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y 聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2 聯(lián)結(jié)3. 電壓例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為 380V 時 采用 Y聯(lián)結(jié)；線電壓為 220V 時采用 聯(lián)

46、結(jié)。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低 于額定值的 5% 。因為在電動機滿載或接近 滿載情況下運行時，電壓過高 或過低都會使 電動機的電流大于額定值, 從而使電動機過熱。電動機在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。 三相異步電動機的額定電壓有380V，3000V, 及6000V等多種。4. 電流例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形聯(lián)結(jié)下電機的線電流為 6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為 11.64A。兩種接法下相電流均為 6.73A。 5. 功率與效率 鼠籠電機 =7293電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率 P2，它不

47、等于從電源吸取的電功率 P1。注意：實用中應(yīng)選擇容量合適的電機，防止出現(xiàn) “大馬拉小車” 的現(xiàn)象。6. 功率因數(shù)PN 三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為 0.7 0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最高。 7. 額定轉(zhuǎn)速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。P2cosO如： n N =1440 轉(zhuǎn)/分 sN = 0.048. 絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(105C)，H級最高(180C)。機械特性（一） 固有機械特性 固有機械特性 ： 異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方

48、法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻(電抗或電容)時的機械特性。4同步轉(zhuǎn)速點 是電動機的理想空 載點。此時：n=n1 s=0，Tem=0， 轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動機本身不可能達到同步轉(zhuǎn)速點。 固有機械特性（一） 固有機械特性 1起動點A 定子電流I1=Ist =（47）IN （IN為額定電流）2最大轉(zhuǎn)矩點P s=sm，Tem=Tm 是電動機穩(wěn)定運 行的臨界點 3額定運行點B（二）人為機械特性人為機械特性 ：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時，所得Tem=f（n）或Tem=f（s）的關(guān)系曲線。（二）人為機械特性1降低U1時的人為機械特性電動機長期低壓運行，會使

49、電機過熱甚至燒壞。 （二）人為機械特性2定子回路串接三相對稱阻抗時的人為機械特性 1.串電阻前 2.串電阻后 （二）人為機械特性3轉(zhuǎn)子回路串入三相對稱電阻的人為 機械特性轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻適用于繞線式異步電動機的起動和調(diào)速。 4改變電源頻率的人為機械特性 調(diào)速時介紹1.三相異步電動機的啟動I1st很大，其值約為額定電流的47倍。 盡管啟動電流很大，但因功率因數(shù)甚低， 所以啟動轉(zhuǎn)矩Tst較小。 啟動時：n=0，s=1引起電網(wǎng)電壓明顯降低，而且還影響接在 同一電網(wǎng)的其他用電設(shè)備的正常運行。 頻繁起動，不僅使電動機溫度升高，還會 產(chǎn)生過大的電磁沖擊，影響電動機的壽命。 過大的起動電流 的危害1.

50、三相異步電動機的起動滿足Ist/IN3/4+PH*/4PN可允許直接起動一、 籠型異步電動機的起動 （一）直接起動利用刀開關(guān)或接觸器將電動機定子繞組 直接接到額定電壓的電流上，又稱全壓起動。 優(yōu)點：起動設(shè)備和操作都比較簡單。 缺點：起動電流大、起動轉(zhuǎn)矩小。電源總?cè)萘侩妱訖C功率（二）降壓起動1定子電路串接電阻起動 調(diào)節(jié)電阻Rst的大小可以 將起動電流限制在允許 的范圍內(nèi)。采用定子串 電阻降壓起動時，雖然 降低了起動電流，但也 使起動轉(zhuǎn)矩大大減小。 U1/ U/1=I1st/I/1st=Ku 1 則T/st= T/st/K2u 顯然起動轉(zhuǎn)矩大大減小 只適用于空載和輕載起動 （二）降壓起動2星-三角

51、降壓起動結(jié)論: I/st= Ist/3 T/st= Tst/3（二）降壓起動2星-三角降壓起動說明: 高電壓電動機引出六個出線端子有困難，故星-三角起動一般僅用于500V以下的低壓電動機，且又限于正常運行時定子繞組作三角聯(lián)結(jié)。 星三角降壓起動的優(yōu)點: 起動設(shè)備簡單，成本低，運行比較可靠，維護方便。（二）降壓起動3自耦變壓器降壓起動 結(jié)論: I/2st/I1st=U2/U1=1/Ku I/2st=KuI/1st I/1st/I1st=1/K2u T/st/Tst=1/K2u（二）降壓起動3自耦變壓器降壓起動 說明: 自耦變壓器的二次側(cè)上備有幾個不同的電壓抽頭，以供用戶選擇電壓。例如，QJ3型有三

52、個抽頭，分別為40%、60%、80%。Ku=2.5、1.67、1.25。 適合于星形連接帶負載起動的電機。說明: 自耦變壓器的體積大、重量重，價格較高，維修麻煩，且不允許頻繁移動。自耦變壓器容量的選取，一般等于電動機的容量。（二）降壓起動3自耦變壓器降壓起動 二、 繞線型轉(zhuǎn)子異步電動機的起動（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動電阻器使起動電流減小，起動轉(zhuǎn)矩增大。 如使轉(zhuǎn)子回路的總電阻R2與電動機漏感抗X20 相等，則起動轉(zhuǎn)矩可達到最大值。 起動過程（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動電阻器特點： 減小起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩。 可以在小范圍內(nèi)進行調(diào)速。 結(jié)構(gòu)比籠型異步電動機復(fù)雜，造價高，效率也稍低。在起動過程中，當切除電阻

53、時，轉(zhuǎn)矩 突然增大，會在機械部件上產(chǎn)生沖 擊。 電動機容量較大時，轉(zhuǎn)子電流很大， 起動設(shè)備也將變的龐大，操作和維 護工作量大（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動電阻器特點： （二）繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器頻敏變阻 器結(jié)構(gòu)圖 E形鋼板或 鐵板迭裝 3050mm 等效電阻隨 頻率增大而 增大。等效電阻剛起動時，最大，起動完畢，很小。（二）繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器特點： 頻敏變阻器在工作時總存在著一定的阻 抗，使得機械特性比固有機械特性軟一 些，因此，在起動完畢后，可用接觸器將頻敏變阻器短接，使電動機在固有特性上 運行 頻敏變阻器是一種靜止的無觸點變阻器， 它具有結(jié)構(gòu)簡單、起動平滑、運行可靠、 成

54、本低廉、維護方便等優(yōu)點。 2. 異步電動機的調(diào)速 可得三相異步電動機調(diào)速方法： 改變電機極對數(shù) 改變電源頻率 改變轉(zhuǎn)差率 一、變極調(diào)速電源頻率恒定 改變磁場極對數(shù)p同步轉(zhuǎn)速n1改變。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n改變只適用于籠型電動機，因為籠型轉(zhuǎn)子繞組 的極對數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的，隨定子磁場極對 數(shù)改變而自動改變，使兩磁場極對數(shù)保持 一致，從而形成有效的平均電磁轉(zhuǎn)矩。原 理：改變繞組連接 改變電流方向 改變極對數(shù) 2P=42P=2一、變極調(diào)速二、 變頻調(diào)速U1E1=4.44f1N1kw10 單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導致電動機運行 性能的惡化 。 兩種結(jié)果：1.鐵心嚴重飽和 2.電機得不到充分利用要求在調(diào)節(jié)f1的同時，改

55、變定子電壓U1， 以維持磁通不變，或者保持電動機的過載能 力不變 。電力電子技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速得到了 廣泛的應(yīng)用。 （一）從基頻向下調(diào)的變頻調(diào)速， 保持U1/f1=恒值，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速應(yīng)設(shè)法保證0不變。若保持U1/f1=恒值，電動機最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm在基頻附近可視為恒值，在頻率更低時，隨著頻率f1下調(diào)，最大轉(zhuǎn)矩Tm將變小。 （二）從基頻向上調(diào)的變頻調(diào)速電動機端電壓不允許升高，因此f升高時，其U應(yīng)保持不變。則f1增加，磁通降低，屬減弱磁場調(diào)速類型。運行段近似是平行的，此調(diào)速方式，可近似認為是恒功率調(diào)速類型。 異步電動機變頻調(diào)速控制特性1-不帶定子電壓 補償； 2-帶定子電壓補償如果f1是連續(xù)可調(diào)

56、的， 則變頻調(diào)速是無級調(diào)速。 （一）改變電壓U1調(diào)速三、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法： 改變電源電壓. 改變轉(zhuǎn)子回路電阻. 電磁轉(zhuǎn)差離合器等 Tm 如圖：負載TL不 變，電壓降低時，運行點將從A轉(zhuǎn)至B。B電阻越大，曲線越偏向下方。T2一定時，電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。這種調(diào)速方法損耗較大，調(diào)整范圍有限，主要應(yīng)用于小型電動機調(diào)速中。（二）改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速（三）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)節(jié)電磁離合器的組成 感應(yīng)子上的勵磁線圈沒有電流通過時，即使主動軸旋轉(zhuǎn)，從動軸也不動，相當于離合器脫開。 通入勵磁電流以后，感應(yīng)子連同負載按與電樞相 同方向旋轉(zhuǎn)。 電磁轉(zhuǎn)差離合 器的調(diào)速系統(tǒng) 3.三相異步電動機的制動電動狀態(tài) :電磁轉(zhuǎn)矩Tem

57、與轉(zhuǎn)速n方向相同 電機運行于機械特性的一、三象限 Tem與轉(zhuǎn)速n的方向相反 電機運行于機械特性的二、四象限 快速減速或停車和勻速下放重物 制動運行狀態(tài): 一、能耗制動斷開 交流接通直流在慣性作用下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子導體受力，產(chǎn)生制動力矩。轉(zhuǎn)速為零，轉(zhuǎn)矩為零，易于實現(xiàn)準確停車改變電阻，改變制動 轉(zhuǎn)矩.改變直流電流，改變制 動轉(zhuǎn)矩.二、反接制動（一）倒拉反接制動 Tst + = - - - = E2、sE2、I2及Tem都與電動狀態(tài)時相反，即電機轉(zhuǎn)矩變負，產(chǎn)生制動作用。轉(zhuǎn)速降至0后，若不切除電源，電機將反向起動運行于第三象限。（二）定子兩相反接的反接制動 兩相反接制動的優(yōu)點： 制動效果好 缺

58、點：能耗大，制動準確度差 要停車時，還須及時切除電源 這種制動適用于要求迅速停車或迅速 反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械。三、回饋制動異步電動機由軸上輸入(即吸收)機械功率。為了避免因轉(zhuǎn)速高而損壞電機，在回饋制動時，轉(zhuǎn)子回路中不串電阻 。常用于高速且要求勻速下放重物的場合。 1.單相異步電動機特點：接單相交流電源運行 其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉 功率從幾瓦到幾百瓦 效率和功率因數(shù)比三相異步電動機稍低 應(yīng)用 ：廣泛應(yīng)用于家用電器、電動工具、醫(yī)療器 械等方面，一、單相異步電動機的工作原理（一）運行繞組單獨通電時的機械特性脈振磁勢 脈振磁動勢F可以分解 為兩個轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速 相同、幅值相等的旋轉(zhuǎn) 磁動勢F+和F- t1時（

59、一）運行繞組單獨通電時的機械特性脈振磁動勢對應(yīng)的 轉(zhuǎn)矩Tem為F+和F- 對應(yīng)的T+和T-的 疊加。 F+對應(yīng)的T+F_對應(yīng)的T_合成轉(zhuǎn)矩T一、單相異步電動機的工作原理（一）運行繞組單獨通電時的機械特性特點：啟動時，正負轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，合 成轉(zhuǎn)矩為零。即單相異步電動機不能自行啟動 在S=1的兩邊，合成轉(zhuǎn)矩是對稱于原點的曲線， 因此單相異步電動機沒有固定的轉(zhuǎn)向，用某一 啟動措施，使啟動時轉(zhuǎn)子得到某一方向的啟動 轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子即按該方向旋轉(zhuǎn)。單相異步電動機 如果只有運行繞組，可以運行但不能自行起動。 一、單相異步電動機的工作原理（二） 兩相繞組通電時的機械特性在電機內(nèi)部布置兩套繞組稱之為主繞組

60、和副繞組，這兩套繞組在空間相差90電角度；流過的電流相差90 相位。 對其產(chǎn)生的磁勢進行分析：主繞組磁勢FA軸線方向 輔繞組磁勢FB軸線方向tiFB FA t1 t2 t3 t4 FA- FA+ FB+ FB- F合成 FA-FA+FB+FB-F合成 FA- FA+ FB+ FB- F合成 FA- FA+ FB- FB+F合成 t1時刻t2時刻t3時刻t4時刻結(jié)論： 合成磁勢幅值不變，其位置隨時間按角度 而變。即為一圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。起動轉(zhuǎn)矩大于 0旋轉(zhuǎn)磁場是從電流超前相轉(zhuǎn)向滯后相； 轉(zhuǎn)子也從電流超前相轉(zhuǎn)向滯后 相。調(diào)換主繞組或輔繞組的頭 尾磁場特點：電機旋轉(zhuǎn)方向：改變電機轉(zhuǎn)向： 橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢時