項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件

項(xiàng)目四

變壓器和其他電機(jī)選用及檢測項(xiàng)目四

變壓器和其他電機(jī)選用及檢測任務(wù)4.1變壓器的選擇與使用任務(wù)4.1第一節(jié)變壓器概述和基本結(jié)構(gòu)

一、變壓器概述

變壓器是將一種等級的交流電壓變換成頻率相同的另一種等級交流電壓的靜止電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種電氣設(shè)備，具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備，它用來改變交流電壓的大小，把某一等級的交流電壓變換成另一等級的交流電壓，以滿足不同負(fù)荷的需要。因此變壓器在電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)中占有很重要的地位。在機(jī)床線路中，控制電路一般是經(jīng)變壓器降壓得到的中低電壓電路，有的變壓器（如隔離變壓器）還起到隔離噪聲等干擾信號的作用。第一節(jié)變壓器概述和基本結(jié)構(gòu)一、變壓器概述變壓器是將一項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

（一）鐵芯

鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為0.35或0.5mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成，鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用，鐵芯構(gòu)成變壓器的磁路。二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)（一）鐵芯鐵心是變壓器中主要的（a）口型（b）EI型（c）F型（d）C型圖1-1常見的變壓器鐵芯的形狀（a）口型（b）EI型（c）圖1-2變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)圖1-2變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)（二）繞組

繞組是變壓器電路的主體部分，我們把變壓器與電源相接的一側(cè)稱為“原邊”，相應(yīng)的繞組稱為原繞組(或一次繞組、初級)，其電磁量用下標(biāo)數(shù)字“1”表示；而與負(fù)載相接的一側(cè)稱為“副邊”，相應(yīng)的繞組稱為副繞組(或二次繞組、次級)，其電磁量用下標(biāo)數(shù)字“2”表示。繞組通常用絕緣的銅線或鋁線繞制，一般小容量變壓器的繞組用高強(qiáng)度漆包線繞制而成，大容量變壓器可用絕緣扁銅線或鋁線繞制。（二）繞組繞組是變壓器電路的主體部分，我們把變壓器與（a）圓筒式（b）螺旋式（c）連續(xù)式（d）糾結(jié)式圖1-4同心式繞組的幾種形式（a）圓筒式（b）螺旋式（c）連續(xù)變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是一種絕緣介質(zhì)，又是一種冷卻介質(zhì)。為使變壓器油能長久地保持良好狀態(tài)，在變壓器油箱上面裝有圓筒形的儲油柜。儲油柜通過連通管與油箱相通，柜內(nèi)油面高度隨著油箱內(nèi)變壓器油的熱脹冷縮而變動(dòng)，儲油柜使油與空氣的接觸面積減小，從而減少油的氧化和水分的侵入。另外氣體繼電器和安全氣道是在故障時(shí)保護(hù)變壓器安全的輔助裝置。只有繞組和鐵心的變壓器稱為干式變壓器，大容量變壓器的器身放在盛有絕緣油的油箱中，這樣的變壓器稱為油浸式變壓器油浸式變壓器主要附件有：油枕、干燥器、防爆開關(guān)、氣體繼電器等。（三）其他結(jié)構(gòu)部件變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是一種絕緣介三、變壓器的分類按用途不同主要分為:1）電力變壓器2)儀用互感器3)試驗(yàn)變壓器4)控制變壓器5)調(diào)壓器三、變壓器的分類按用途不同主要分為:1）電力變壓器第二節(jié)單相變壓器一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

（一）單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)單相變壓器主要由鐵心和繞組兩個(gè)基本部分組成。一般小功率單相變壓器多采用殼式結(jié)構(gòu)，容量較大的單相變壓器常采用芯式結(jié)構(gòu)。第二節(jié)單相變壓器一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（一（二）單相變壓器的工作原理變壓器是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實(shí)現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖1-6變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及變壓器符號（二）單相變壓器的工作原理圖1-6變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及變壓器符變壓器的作用1、變換電壓

2、變換電流

變壓器的作用1、變換電壓2、變換電流3、變換阻抗

3、變換阻抗二、單相變壓器的連接組

（一）單相變壓器原邊、副邊繞組首末端標(biāo)記及連接方法

二、單相變壓器的連接組（一）單相變壓器原邊、副邊繞組首末（二）單相變壓器連接組的確定a)I/I–12聯(lián)結(jié)組b)I/I-6聯(lián)結(jié)組（二）單相變壓器連接組的確定a)I/I–12聯(lián)結(jié)三、變壓器的運(yùn)行特性

（一）變壓器的外特性和電壓變化率（二）變壓器的效率特性三、變壓器的運(yùn)行特性（一）變壓器的外特性（二）變壓器的效率變壓器的效率：變壓器在運(yùn)行時(shí)存在兩種損耗：銅損和鐵損

（三）變壓器的額定值(1)額定電壓UN：指變壓器副繞組空載時(shí)各繞組的電壓，三相變壓器是指線電壓。(2)額定電流IN：指允許繞組長時(shí)間連續(xù)工作的線電流。(3)額定容量SN：在額定工作條件下變壓器的視在功率。單相變壓器三相變壓器變壓器的效率：變壓器在運(yùn)行時(shí)存在兩種損耗：銅損和鐵損（三）1)按三相變壓器高、低壓繞組聯(lián)結(jié)方式，畫出高、低壓繞組聯(lián)結(jié)圖

2)作出高壓側(cè)相電動(dòng)勢的相量圖，并將相量圖的A點(diǎn)置于鐘面的“12”處

3)作出低壓側(cè)相電動(dòng)勢的相量圖

4)觀察低壓側(cè)的相量圖a點(diǎn)所處鐘面的序數(shù)，即為該三相變壓器聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號數(shù)3、三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定1)按三相變壓器高、低壓繞組聯(lián)結(jié)方式，畫出高、低壓繞組第三節(jié)三相變壓器

三相變壓器是3個(gè)相同的容量單相變壓器的組合，它有三個(gè)鐵芯柱,每個(gè)鐵芯柱都繞著同一相的2個(gè)線圈,一個(gè)是高壓線圈,另一個(gè)是低壓線圈。

一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器有三相組式變壓器與三相芯式變壓器兩種。第三節(jié)三相變壓器三相變壓器是3個(gè)相同（一）三相組式變壓器圖1-13三相變壓器組的磁路系統(tǒng)三相組式變壓器是由3個(gè)磁路相互獨(dú)立的單相變壓器所組成的，三相之間只有電的聯(lián)系而無磁的聯(lián)系。（一）三相組式變壓器圖1-13三相變壓器組的磁路系統(tǒng)三相組（二）三相芯式變壓器（a）單相芯式鐵心的合并（b）鐵心的演變（c）三相芯式鐵心圖1-14三相芯式變壓器的磁路系統(tǒng)與三相組式變壓器不同，三相心式變壓器的磁路相互關(guān)聯(lián)。它是通過鐵軛把3個(gè)鐵心柱連在一起的。（二）三相芯式變壓器（a）單相芯式鐵心的合并（b）這種鐵心結(jié)構(gòu)是從單相變壓器演變過來的，把3個(gè)單相變壓器鐵心柱的一邊組合到一起，而將每相繞組纏繞在未組合的鐵心柱上。由于在對稱的情況下，組合在一起的鐵心柱中不會有磁通存在，故可以省去。和同容量的三相組式變壓器相比，三相心式變壓器所用的材料較少、質(zhì)量輕。但它的缺點(diǎn)在于：(1)采用三相心式變壓器供電時(shí)，任何一相發(fā)生故障，整個(gè)變壓器都要進(jìn)行更換，如果采用三相組式變壓器，只要更換出現(xiàn)故障的一相即可。所以三相心式變壓器的備用容量為組式變壓器的3倍；(2)對于大型變壓器來說，如果采用心式結(jié)構(gòu)，體積較大，運(yùn)輸不便。基于以上考慮，為節(jié)省材料，多數(shù)三相變壓器采用心式結(jié)構(gòu)。但對于大型變壓器而言，為減少備用容量以及確保運(yùn)輸方便，一般都是三相組式變壓器。這種鐵心結(jié)構(gòu)是從單相變壓器演變過來的，把3個(gè)單相變壓器鐵心柱二、三相變壓器的電路系統(tǒng)--聯(lián)結(jié)組

繞組名稱首端末端中點(diǎn)原邊繞組U、V、WX、Y、ZO副邊繞組u、v、wx、y、zO（一）變壓器原邊、副邊繞組首末端標(biāo)記及連接方法二、三相變壓器的電路系統(tǒng)--聯(lián)結(jié)組 繞組名稱首端末端中點(diǎn)原理論上來說，三相變壓器的原、副邊繞組都可以根據(jù)需要接成星形(Y)或三角形(Δ)。一旦按規(guī)定的接法連接完成，其表示方法便隨之確定。為方便起見，用Y/y表示原、副邊的星形接法；用D/d來表示原、副邊的三角形接法。原邊繞組在接成星形(Y)時(shí)，如果有中線引出，則用YN表示；副邊繞組在接成星形(Y)時(shí)，如果有中線引出，則用yn表示。例如：YN，d表示原邊繞組為星形接法，并且有中線引出，副邊繞組為三角形接法；D，y表示原邊繞組為三角形接法，副邊繞組為星形接法，無中線引出。理論上來說，三相變壓器的原、副邊繞組都可以根據(jù)需要接成星形(（二）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組

三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號采用“時(shí)鐘序數(shù)表示法”。（二）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號采用“時(shí)鐘序三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組及其相量分析1、Yy0聯(lián)結(jié)組三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組及其相量分析1、Yy0聯(lián)結(jié)組2、Yd11聯(lián)結(jié)組2、Yd11聯(lián)結(jié)組三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1)并聯(lián)運(yùn)行的各臺變壓器，其額定電壓、電壓比要相等

3）并聯(lián)運(yùn)行的各臺變壓器，其短路阻抗的相對值要相等2）并聯(lián)運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1)三、磁路結(jié)構(gòu)及連接組對電動(dòng)勢波形的影響

變壓器的鐵心是由鐵磁材料構(gòu)成的，鐵磁材料的磁化曲線是一條呈飽和特性的曲線。在鐵心處于飽和狀態(tài)時(shí)，如果磁通為正弦波，則勵(lì)磁電流為尖頂波，除基波電流外，以三次諧波電流分量最大；如果勵(lì)磁電流為正弦波，則磁通為平頂波，除基波磁通外，以三次諧波磁通分量最大。如果忽略影響不大的其他高次諧波，繞組中的電動(dòng)勢主要由基波磁通和三次諧波磁通感應(yīng)產(chǎn)生。三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)與連接組會影響磁通的流通路徑，因而也會對感應(yīng)電動(dòng)勢的波形有直接影響。三、磁路結(jié)構(gòu)及連接組對電動(dòng)勢波形的影響變壓器的鐵心是由鐵磁（一）YN/y、Y/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器勵(lì)磁電流中的三次諧波分量的幅值、相位均相同，故可構(gòu)成零序?qū)ΨQ組。在原邊繞組有中線的情況(YN，y)下，三次諧波電流會以中線作為自己的回路。由于三次諧波電流的存在，勵(lì)磁電流呈尖頂波，所對應(yīng)磁通及繞組感應(yīng)電動(dòng)勢接近于正弦波。但當(dāng)原邊繞組沒有中線(Y，y)時(shí)，三次諧波電流由于沒有回路而無法存在，因此勵(lì)磁電流呈正弦波，所對應(yīng)磁通便是含有三次諧波分量的平頂波。磁通的三次諧波分量的流通路徑與三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)有關(guān)。（一）YN/y、Y/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器勵(lì)磁電流中的三次諧波（二）Y/d、D/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器在Y，d連接的三相變壓器中，原邊繞組采用沒有中線的星形(Y)連接，所以勵(lì)磁電流便呈正弦波，而不存在三次諧波電流分量。鐵心中的磁通會出現(xiàn)三次諧波磁通，每相繞組中便會感應(yīng)出三次諧波電動(dòng)勢。由于副邊繞組采用三角形(d)連接方式，自身形成一閉合回路，因此便會有產(chǎn)生的三次諧波電流流通。原邊繞組中不存在三次諧波電流，無法抵消對鐵心中磁通的影響，便會在鐵心中產(chǎn)生三次諧波磁通。由此可見，三次諧波電流所產(chǎn)生的會抵消鐵心中原先存在的三次諧波磁通，從而大大削弱繞組中的三次諧波電動(dòng)勢，使其趨近于正弦波。在D，y連接的三相變壓器中，原邊繞組采用三角形(D)連接方式，可以流過三次諧波電流，從而使得勵(lì)磁電流呈正弦波，致使鐵心中的磁通為正弦波，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢也為正弦波。由以上的分析可以看出，為了改善繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢的波形，最好使原邊、副邊繞組中的一個(gè)為三角形連接。（二）Y/d、D/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器在Y，d連接的三相變壓第四節(jié)其它變壓器一、自耦變壓器

自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：副繞組是原繞組的一部分，原、副繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。

第四節(jié)其它變壓器一、自耦變壓器自耦變壓器的二、儀用互感器

（一）電壓互感器

二、儀用互感器（一）電壓互感器使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大將互感器燒壞。為此在電壓互感器二次側(cè)電路中應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護(hù)。

2）電壓互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防高壓繞組絕緣損壞時(shí)，鐵心和二次繞組上帶上高電壓而觸電。

3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)不宜接過多的儀表，否則將影響互感器的準(zhǔn)確度。使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（二）電流互感器

（二）電流互感器使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）電流互感器運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不許開路。若二次繞組開路，則電流互感器成為空載運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)一次繞組中流過的大電流全部成為勵(lì)磁電流，鐵心中的磁通密度猛增，磁路產(chǎn)生嚴(yán)重飽和，這一方面鐵心過熱而燒壞繞組絕緣，另一方面，二次繞組中因匝數(shù)很多，將感應(yīng)產(chǎn)生很高的電壓，可能將絕緣擊穿，危及二次繞組中的儀表及操作人員的安全。為此，電流互感器的二次繞組電路中絕不允許裝熔斷器。在運(yùn)行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進(jìn)行。

2）電流互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞時(shí)，高壓側(cè)電壓傳到低壓側(cè)，危及儀表及人身安全。

3）電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測量精度。使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：三、弧焊變壓器

對弧焊變壓器的要求：

1）為保證容易起弧，空載電壓在60～75V之間。為操作者安全，最高空載電壓小于85V。

2）負(fù)載運(yùn)行時(shí)具有迅速下降的外特性，如圖所示。一般在額定負(fù)載時(shí)輸出電壓約30V左右。

3）為滿足不同焊接材料和不同規(guī)格焊條要求，焊接電流可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

4）短路電流不應(yīng)過大，且焊接電流穩(wěn)定。三、弧焊變壓器對弧焊變壓器的要求：1、帶電抗器的弧焊變壓器1、帶電抗器的弧焊變壓器2、帶磁分路的弧焊變壓器2、帶磁分路的弧焊變壓器四、控制變壓器

四、控制變壓器第五節(jié)變壓器常見電氣故障及分析

按變壓器故障的原因，一般可分為電路故障和磁路故障。電路故障主要指線環(huán)和引線故障等，常見的有線圈的絕緣老化、受潮，切換器接觸不良，材料質(zhì)量及制造工藝不良，過電壓沖擊及二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障一般指鐵芯、軛鐵及夾件間發(fā)生的故障，常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲及軛鐵夾件與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯節(jié)接地不良引起的放電等。第五節(jié)變壓器常見電氣故障及分析按變壓器故障的原因，一般一、通過聲音分析故障變壓器正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)發(fā)出均勻的“嗡嗡”聲，這是由于交流電通過變壓器線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁力吸引硅鋼片及變壓器自身的振動(dòng)而發(fā)出的響聲。如果產(chǎn)生不均勻或其它異音，都屬不正常的。二、繞組故障

主要有相間短路、繞組接地、匝間短路、斷線及接頭開焊等。三、套管故障

常見的是炸毀、閃落和漏油。四、分接開關(guān)故障

常見的故障是表面熔化與灼傷，相間觸頭放電或各接頭放電。一、通過聲音分析故障小結(jié)

變壓器是一種常見的靜止電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理，將某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。變壓器最主要的用途是在輸配電系統(tǒng)，而且還廣泛應(yīng)用于電氣控制領(lǐng)域、電子技術(shù)領(lǐng)域，測試技術(shù)領(lǐng)域以及焊接技術(shù)領(lǐng)域等等。變壓器除用于改變電壓外，還可用來改變電流、變換阻抗以及產(chǎn)生脈沖等。本章主要介紹了變壓器的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)、單相變壓器的變流及變壓原理、阻抗變換等特性、單相變壓器使用時(shí)的外特性、損耗與效率及額定值；講述了三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組、自耦變壓器及電焊機(jī)變壓器等其他變壓器；對變壓器常見電氣故障也進(jìn)行了分析。小結(jié)變壓器是一種常見的靜止電氣設(shè)備，它利任務(wù)4.2

直流電動(dòng)機(jī)的選擇與使用任務(wù)4.2

直流電動(dòng)機(jī)的選擇與使用項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件第一節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)

一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

第一節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、直流電動(dòng)機(jī)的工作二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

（一）定子（二）轉(zhuǎn)子（三）氣隙1—風(fēng)扇2—機(jī)座3—電樞4—主磁極5—電刷架6—換向器7—接線板8—出線盒9—端蓋二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（一）定子（二）轉(zhuǎn)子項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件一、直流電動(dòng)機(jī)的分類第二節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的分類和銘牌值（一）他勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-11他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式一、直流電動(dòng)機(jī)的分類第二節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的分類和銘牌值（一）他（二）串勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-12串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（二）串勵(lì)式（a）接線示意圖（三）并勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-13并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（三）并勵(lì)式（a）接線示意圖（四）復(fù)勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-14復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（四）復(fù)勵(lì)式（a）接線示意圖直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用舉例機(jī)械特性硬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、平滑性好。主要應(yīng)用于調(diào)速性能要求高的生產(chǎn)機(jī)械，如離心泵、風(fēng)機(jī)、金屬切削機(jī)床、紡織印染、造紙和印刷機(jī)械等機(jī)械特性硬度適中、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便。常用于要求很大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負(fù)載，如蓄電池供電車、起貨機(jī)、起錨機(jī)、電車、電力傳動(dòng)車等機(jī)械特性軟、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、調(diào)速方便。一般用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，如空氣壓縮機(jī)、冶金輔助傳動(dòng)機(jī)械等各直流電動(dòng)機(jī)的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用舉例機(jī)二、直流電動(dòng)機(jī)的銘牌直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)型號Z2—42勵(lì)磁方式并勵(lì)額定功率4.0kW勵(lì)磁電壓220V額定電壓220V勵(lì)磁電流22.70A額定電流13.3A定額連續(xù)額定轉(zhuǎn)速1500r/min溫升80℃出廠編號一××××××出廠日期×年×月×××電機(jī)廠二、直流電動(dòng)機(jī)的銘牌直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)型號Z2—三、直流電動(dòng)機(jī)主要系列

Z2系列：一般用途的中、小型直流電機(jī)。Z和ZF系列：一般用途的中、大型直流電機(jī)系列。Z是直流電動(dòng)機(jī)系列，ZF是直流發(fā)電機(jī)系列；ZT系列：用于恒功率且調(diào)速范圍較寬的拖動(dòng)系統(tǒng)里的寬調(diào)速直流電機(jī)；ZJ系列：精密機(jī)床用直流電動(dòng)機(jī)；ZQ系列：電力機(jī)車、工礦電機(jī)車和蓄電池供電電車用的直流牽引電動(dòng)機(jī)；ZZJ系列：專供起重機(jī)械用冶金工業(yè)用的專用直流電動(dòng)機(jī)；具有快速起動(dòng)和承受較大過載能力的特性。ZH系列：船舶上各種輔助機(jī)械用的船用直流電動(dòng)機(jī)；ZU系列：用于龍門刨床的直流電動(dòng)機(jī)；ZA系列：用于礦井和有易爆氣體場所的防爆安全型直流電動(dòng)機(jī)；ZKJ系列：冶金、礦山挖掘機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)；BFG系列：是直流三換向片永磁電動(dòng)機(jī)，用于電動(dòng)玩具等。

三、直流電動(dòng)機(jī)主要系列Z2系列：一般用途的中、小型直流電機(jī)第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一、直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢二、直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三、直流電動(dòng)機(jī)的功率四、直流電動(dòng)機(jī)的效率電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是指穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，也就是電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性交點(diǎn)所對應(yīng)的工作狀態(tài)。第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一、直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢二、直流（二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性

n=他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

（一）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式

n=（二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性n=他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的1、電樞回路串接電阻R時(shí)的人為特性

n=（三）直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性

1、電樞回路串接電阻R時(shí)的人為特性n=（三）直流他勵(lì)電動(dòng)2、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性

n=2、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性n=3、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性

n=3、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性n=第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)對直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，一般做如下要求：（1）要有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以縮短起動(dòng)時(shí)間并能帶負(fù)載起動(dòng)。（2）起動(dòng)電流要限制在一定范圍內(nèi)，以免對電網(wǎng)和電機(jī)產(chǎn)生有害影響。（3）起動(dòng)設(shè)備要簡單、可靠。第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)對直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，一般做如下要一、全壓起動(dòng)

全壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不需要另加起動(dòng)設(shè)備，操作簡便。全壓起動(dòng)的缺點(diǎn)：在起動(dòng)瞬間，起動(dòng)電流很大，一般可達(dá)額定的10～20倍。從而造成換向的困難，對電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響，損壞換向器。因此，全壓起動(dòng)的方法只適合用于功率為1KW～2KW的小功率直流電機(jī)，功率大的電機(jī)必須設(shè)法限制電樞電流。而且直流電機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)行中須保證勵(lì)磁始終正常。一、全壓起動(dòng)全壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不需要另加起動(dòng)設(shè)備，二、電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)設(shè)備簡單、操作方便、初始投資較小，但在起動(dòng)過程中能量消耗較多，常用于中小容量起動(dòng)不頻繁的電動(dòng)機(jī)。用它來起動(dòng)大容量的電動(dòng)機(jī)時(shí)，變阻器容量大，較為笨重，若經(jīng)常使用，還會消耗較多的電能。因此對于需要經(jīng)常起動(dòng)的大容量電動(dòng)機(jī)，常常采用降壓起動(dòng)的方法。二、電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)設(shè)備簡單、操作方便三、降壓起動(dòng)

降壓起動(dòng)是指通過暫時(shí)降低供電電壓的方式起動(dòng)，起動(dòng)電流會隨著起動(dòng)電壓的降低而降低。起動(dòng)后再逐漸升高供電電壓到額定值，保證一定的電磁轉(zhuǎn)矩和升速。起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電壓保持額定值，電樞電壓從零逐漸升高到額定值。降壓起動(dòng)只能在電動(dòng)機(jī)有專用可調(diào)直流電源時(shí)才能采用，目前多采用晶閘管可控直流電源作為降壓起動(dòng)的供電電源。采用降壓起動(dòng)時(shí)，需要一套專用的直流發(fā)電機(jī)或晶閘管整流電源作為電動(dòng)機(jī)的電源。降壓起動(dòng)雖能保證起動(dòng)電流小、起動(dòng)過程平滑、能量損耗小，但需要專用的調(diào)壓設(shè)備，投資較大。必須注意，直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電路一定要接通，不能斷開。起動(dòng)時(shí)要額定勵(lì)磁。否則，由于磁路僅有很小的剩磁，可能出現(xiàn)飛車事故。三、降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)是指通過暫時(shí)降低供電電壓的方式起動(dòng)，起第五節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

有兩種方法可以使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：1、對調(diào)電樞繞組接入電源的兩個(gè)線端，可使電樞電流改變方向，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。2、對調(diào)勵(lì)磁繞組接入電源的兩個(gè)線端，可使勵(lì)磁電流方向改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如果磁通和電樞電流方向同時(shí)改變，則電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變。在實(shí)際應(yīng)用中一般較多采用改變電樞電流的方向來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。因?yàn)閯?lì)磁繞組匝數(shù)較多，電感較大，在電樞電流反向時(shí)將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢，有可能造成勵(lì)磁繞組的絕緣擊穿。第五節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)有兩種方法可以使直流電動(dòng)機(jī)反第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電氣制動(dòng)有三種方法：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。三種制動(dòng)方法的共同點(diǎn)是：在保留原來磁場大小和方向不變的情況下，使電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。一、能耗制動(dòng)

制動(dòng)原理第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電氣制動(dòng)有三種方法：能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)有以下特點(diǎn)：①制動(dòng)時(shí)，在電樞中串聯(lián)電阻R是為了限制制動(dòng)電流。②制動(dòng)電阻愈小，制動(dòng)時(shí)電樞電流愈大，產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也愈大，制動(dòng)作用愈強(qiáng)。③電動(dòng)機(jī)使用能耗制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)間較長，但減速平穩(wěn)、沒有沖擊。④高速時(shí)能耗制動(dòng)作用較大，低速時(shí)應(yīng)配合機(jī)械制動(dòng)裝置使系統(tǒng)停掉。能耗制動(dòng)有以下特點(diǎn)：二、反接制動(dòng)

制動(dòng)原理

Ia=

=-二、反接制動(dòng)制動(dòng)原理Ia=反接制動(dòng)有以下特點(diǎn)：①若制動(dòng)的目的是為了停車，而不是反轉(zhuǎn),當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速接近“0”時(shí)，應(yīng)將電樞電路斷開，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。②為防止過大的電樞電流，在反接制動(dòng)時(shí)電樞電路中應(yīng)串入電阻R。③反接制動(dòng)適合于要求制動(dòng)強(qiáng)烈的場所，但制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊較大。反接制動(dòng)有以下特點(diǎn)：三、回饋制動(dòng)

制動(dòng)原理

n=三、回饋制動(dòng)制動(dòng)原理n=回饋制動(dòng)的特點(diǎn)：①回饋制動(dòng)實(shí)質(zhì)是將電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)以限制轉(zhuǎn)速不至于過高。②在回饋制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)向電源回饋電能，為了節(jié)省能量，在電動(dòng)機(jī)具有可調(diào)電壓源又拖動(dòng)反抗性負(fù)載時(shí)，可使整個(gè)停車過程都處于回饋制動(dòng)狀態(tài)，直到轉(zhuǎn)速等于零。這種制動(dòng)停車方法最能節(jié)省能量?；仞佒苿?dòng)的特點(diǎn)：第七節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式

n＝可知，人為地改變電樞電壓U、電樞回路總電阻R和主磁通Ф都可改變轉(zhuǎn)速n。所以，直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速和弱磁通調(diào)速三種。第七節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式一、電樞回路串電阻調(diào)速

一、電樞回路串電阻調(diào)速二、降低電樞電壓調(diào)速

二、降低電樞電壓調(diào)速三、減弱磁通調(diào)速

三、減弱磁通調(diào)速第八節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣故障及分析直流電動(dòng)機(jī)常見的電氣故障可分為以下幾方面：(1)電機(jī)無法起動(dòng)：(2)電機(jī)絕緣電阻低：(3)電機(jī)電樞接地：(4)電樞繞組短路：(5)電樞繞組斷路：(6)電動(dòng)機(jī)溫升過高：(7)電動(dòng)機(jī)電流和轉(zhuǎn)速發(fā)生劇烈變化：(8)電機(jī)機(jī)械震動(dòng)過大：(9)滾動(dòng)軸承發(fā)熱、有噪聲：(10)滑動(dòng)軸承發(fā)熱、漏油：(11)電刷下火花過大：(12)機(jī)殼帶電：第八節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣故障及分析直流電動(dòng)機(jī)常見的電氣故障本章小結(jié)

電動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速性能，容易實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)控制。因此在工業(yè)生產(chǎn)中直流拖動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，本章就常用的直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行介紹。對于直流電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解下列幾個(gè)方面的問題：(1)基本構(gòu)造；(2)工作原理；(3)勵(lì)磁方式；(4)電動(dòng)機(jī)的銘牌；(5)電動(dòng)勢、電磁轉(zhuǎn)矩、功率等電機(jī)參數(shù)；(6)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)及調(diào)速的基本原理；(7)直流電動(dòng)機(jī)的電氣故障等。本章小結(jié)電動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)和直任務(wù)4.3

單相異步電動(dòng)機(jī)的選擇與使用任務(wù)4.3

單相異步電動(dòng)機(jī)的選擇與使用常用的單相異步電動(dòng)機(jī)

（a）單相電容啟動(dòng)式（b）單相罩極式（c）YY系列電容式單相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖常用的單相異步電動(dòng)機(jī)（a）單相電容啟動(dòng)式（一）工作原理與三相異步電動(dòng)機(jī)相似交變的脈動(dòng)磁場

脈動(dòng)磁場的分解

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場分別在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生兩個(gè)轉(zhuǎn)矩（大小相等、方向相反），合成轉(zhuǎn)矩為零，不能自行啟動(dòng)。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及基本結(jié)構(gòu)（一）工作原理與三相異步電動(dòng)機(jī)相似交變的脈動(dòng)磁場脈動(dòng)磁場1．定子（1）定子與定子繞組（2）外殼2．轉(zhuǎn)子電容器前端蓋定子轉(zhuǎn)子后端蓋引出線圖4-3單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（二）基本結(jié)構(gòu)1．定子電容器前端蓋定子轉(zhuǎn)子后端蓋引出線圖4-3單相異步二、單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型

如果在單相異步電動(dòng)機(jī)定子上安放具有空間相位相差90°的兩套繞組，然后通入相位相差90°的正弦交流電，就能產(chǎn)生一個(gè)像三相異步電動(dòng)機(jī)那樣的旋轉(zhuǎn)磁場，實(shí)現(xiàn)自行啟動(dòng)。

1．單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)

2．單相分相式異步電動(dòng)機(jī)二、單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型如果在單相異步電動(dòng)機(jī)（一）單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)分類：凸極式和隱極式凸極式的定子（凸極鐵芯）、轉(zhuǎn)子鐵芯用硅鋼片疊成，凸極鐵芯組成磁極；在每個(gè)磁極1/3~1/4處開一個(gè)小槽，將磁極表面分為兩塊，在較小的一塊磁極上套入短路銅環(huán)，套有短路銅環(huán)的磁極稱為罩極。整個(gè)磁極上繞有單相繞組，它的轉(zhuǎn)子仍為籠形（一）單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)分類：凸極式和隱極式整個(gè)磁極上繞有圖4-4凸極式罩極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)等效電路圖4-4凸極式罩極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)等效電罩極式電動(dòng)機(jī)的工作原理罩極式電動(dòng)機(jī)的工作原理（二）分相式異步電動(dòng)機(jī)原理：在空間不同相的繞組中通以時(shí)間不同相的電流，合成磁場是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。（1）電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)電容啟動(dòng)式電容啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)式（2）電阻啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)（二）分相式異步電動(dòng)機(jī)原理：在空間不同相的繞組中通以時(shí)間不同1、電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)靜止或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，裝在電動(dòng)機(jī)后端蓋上的離心開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，輔助繞組連同電容器與電源接通。轉(zhuǎn)速達(dá)一定值時(shí)，S自動(dòng)斷開。

小型水泵、冷凍機(jī)、壓縮機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等1、電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)靜止或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，裝在電動(dòng)機(jī)后端蓋上的離2、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)（a）電容運(yùn)轉(zhuǎn)式（b）電容啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)式圖4-8單相電容式異步電動(dòng)機(jī)等效電路粗的輔助繞組，不僅產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且參加運(yùn)行

轉(zhuǎn)矩大啟動(dòng)電容

2、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)（a）電容運(yùn)轉(zhuǎn)式（b）電容啟動(dòng)、3、電阻啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)在定子上嵌有兩個(gè)空間相差90°電角度的單相繞組：主繞組U1U2

（工作繞組）、輔助繞組Z1Z2

（啟動(dòng)繞組），接在同一單相電源上。缺點(diǎn)：啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電流大。小型鼓風(fēng)機(jī)、研磨攪拌機(jī)、小型鉆床、醫(yī)療器械、電冰箱等阻值大，細(xì)；電流相位領(lǐng)先靜止或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，裝在電動(dòng)機(jī)后端蓋上的離心開關(guān)S處于閉合狀態(tài)；轉(zhuǎn)速達(dá)一定值時(shí)，S自動(dòng)斷開

3、電阻啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)在定子上嵌有兩個(gè)空間相差90°電角度的單單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用電動(dòng)機(jī)名稱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用范圍電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組由啟動(dòng)繞組、工作繞組兩部分組成；啟動(dòng)繞組電路中的電阻較大啟動(dòng)結(jié)束后，啟動(dòng)繞組被自動(dòng)切斷小型鼓風(fēng)機(jī)、研磨攪拌機(jī)、小型鉆床、醫(yī)療器械、電冰箱等電容啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組由啟動(dòng)繞組、工作繞組兩部分組成；啟動(dòng)繞組中串入啟動(dòng)電容器C啟動(dòng)結(jié)束后，啟動(dòng)繞組被自動(dòng)切斷小型水泵、冷凍機(jī)、壓縮機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組由啟動(dòng)繞組、工作繞組兩部分組成啟動(dòng)繞組中串入啟動(dòng)電容器C啟動(dòng)繞組參與運(yùn)行電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器、復(fù)印機(jī)等電容啟動(dòng)、電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組由啟動(dòng)繞組、工作繞組兩部分組成啟動(dòng)繞組中串入啟動(dòng)電容器C啟動(dòng)結(jié)束后，一組電容被切除，另一組電容與啟動(dòng)繞組參與運(yùn)行電冰箱、水泵、小型機(jī)床等罩極式電動(dòng)機(jī)定子由一組繞組組成，定子鐵芯的一部分套有罩極銅環(huán)鼓風(fēng)機(jī)、電唱機(jī)、儀器儀表電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)模型等單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用電動(dòng)機(jī)名稱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用（一）單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速方法：變頻調(diào)速、串電抗器調(diào)速、晶閘管調(diào)壓調(diào)速、串電容器調(diào)速以及繞組抽頭調(diào)速等。1．串電抗調(diào)速2．抽頭法調(diào)速3.PTC元件調(diào)速結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速方便，耗材多吊扇電動(dòng)機(jī)

耗材、耗電少，但繞組嵌放和接線復(fù)雜三、單相異步電動(dòng)機(jī)的控制（一）單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速方法：變頻調(diào)速、串電抗器調(diào)速、（a）串電抗器調(diào)速的接線圖（b）繞組抽頭調(diào)速的接線圖圖5.10單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電源線路中串入起分壓作用的電抗器，通過開關(guān)選擇繞組匝數(shù)來改變電抗值，改變電動(dòng)機(jī)的電源電壓，調(diào)速調(diào)速開關(guān)S改變調(diào)速繞組串入主繞組支路的匝數(shù)，達(dá)到改變氣隙磁場的目的，調(diào)速（a）串電抗器調(diào)速的接線圖（b）繞組抽頭調(diào)速的接線圖1、串電抗器調(diào)速

在電動(dòng)機(jī)的電源線路中串入電抗器，通過開關(guān)選擇電抗器繞組的匝數(shù)來改變電抗值，從而改變定子繞組的電壓，達(dá)到調(diào)速的目的。串電抗器調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速方便，但消耗的材料較多，吊扇電動(dòng)機(jī)常采用此方法調(diào)速。1、串電抗器調(diào)速在電動(dòng)機(jī)的電源線路中串2、抽頭法調(diào)速

在電動(dòng)機(jī)定子鐵心上嵌入一個(gè)中間繞組（或稱調(diào)速繞組），通過調(diào)速開關(guān)改變電動(dòng)機(jī)氣隙磁場的大小及橢圓度，可達(dá)到調(diào)速的目的。根據(jù)中間繞組與工作繞組和啟動(dòng)繞組的接線不同，常用的有T形接法和L形接法。抽頭法調(diào)速與串電抗器調(diào)速相比較，抽頭法調(diào)速時(shí)用料省，耗電少，但是繞組嵌線和接線比較復(fù)雜。2、抽頭法調(diào)速在電動(dòng)機(jī)定子鐵心上嵌入一3、PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）元件調(diào)速PTC元件是一種半導(dǎo)體材料。其特點(diǎn)是阻值大小對溫度非常敏感。在室溫下，PTC元件的阻值很小，當(dāng)達(dá)到某一溫度值（臨界溫度）時(shí)，電阻值會驟增到數(shù)千倍。它兩端的壓降也迅速增大，使電動(dòng)機(jī)的主繞組的端電壓下降，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。3、PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）元件調(diào)速正反轉(zhuǎn)：由輔助繞組和主繞組的接法所決定只要將電源切斷，把兩個(gè)繞組中任一繞組的兩個(gè)端頭換接，就改變了兩繞組中電流之間的相序，也就改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向得到了改變。（二）單相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電容式運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)

正反轉(zhuǎn)：由輔助繞組和主繞組的接法所決定（二）單相異步電動(dòng)機(jī)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行1．三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原理2．三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法3.三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的常見問題四、三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行1．三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原1．三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行沒有三相電源，臨時(shí)應(yīng)急。只適用于小、微型電動(dòng)機(jī)，負(fù)載降40%在單相220V電源上使用三相異步電動(dòng)機(jī)，是按分相式電機(jī)的原理，把三相電動(dòng)機(jī)繞組中兩相（U、V相）串聯(lián)起來組成主繞組，另一相串聯(lián)適當(dāng)電容作輔助啟動(dòng)繞組，利用一、二次繞組中產(chǎn)生的90°相位差，來改三相交流電動(dòng)機(jī)接單相運(yùn)行。（1）Y接法方案（2）△接法方案1．三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行沒有三相電源，臨時(shí)應(yīng)急。在單相（1）Y接法方案圖4-11Y型繞組的改接方案1圖4-11Y型繞組的改接方案2（1）Y接法方案圖4-11Y型繞組的改接方案1圖4-11（2）△接法方案三相電動(dòng)機(jī)△接法改單相運(yùn)行（2）△接法方案三相電動(dòng)機(jī)△接法改單相運(yùn)行3.三相異步電動(dòng)機(jī)改單相運(yùn)行后的常見問題(1)三相異步電動(dòng)機(jī)改裝成單相電容電動(dòng)機(jī)后有較好的起動(dòng)特性和運(yùn)行特性，由于接有電容器C1運(yùn)行，功率因數(shù)較高。(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般只有原電動(dòng)機(jī)的60～70%，因此應(yīng)注意改接后電動(dòng)機(jī)所承擔(dān)的負(fù)載大小。(3)由于單相電源的容量一般較小，主要適用于小容量的電動(dòng)機(jī)，使用時(shí)必須注意供電系統(tǒng)的容量。(4)若需要改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向，則只需調(diào)換串接電容一相繞組的兩個(gè)接線端，即圖4-12中的U1、V1端。3.三相異步電動(dòng)機(jī)改單相運(yùn)行后的常見問題(1)三相異步電項(xiàng)目四

變壓器和其他電機(jī)選用及檢測項(xiàng)目四

變壓器和其他電機(jī)選用及檢測任務(wù)4.1變壓器的選擇與使用任務(wù)4.1第一節(jié)變壓器概述和基本結(jié)構(gòu)

一、變壓器概述

變壓器是將一種等級的交流電壓變換成頻率相同的另一種等級交流電壓的靜止電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種電氣設(shè)備，具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備，它用來改變交流電壓的大小，把某一等級的交流電壓變換成另一等級的交流電壓，以滿足不同負(fù)荷的需要。因此變壓器在電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)中占有很重要的地位。在機(jī)床線路中，控制電路一般是經(jīng)變壓器降壓得到的中低電壓電路，有的變壓器（如隔離變壓器）還起到隔離噪聲等干擾信號的作用。第一節(jié)變壓器概述和基本結(jié)構(gòu)一、變壓器概述變壓器是將一項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

（一）鐵芯

鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為0.35或0.5mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成，鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用，鐵芯構(gòu)成變壓器的磁路。二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)（一）鐵芯鐵心是變壓器中主要的（a）口型（b）EI型（c）F型（d）C型圖1-1常見的變壓器鐵芯的形狀（a）口型（b）EI型（c）圖1-2變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)圖1-2變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)（二）繞組

繞組是變壓器電路的主體部分，我們把變壓器與電源相接的一側(cè)稱為“原邊”，相應(yīng)的繞組稱為原繞組(或一次繞組、初級)，其電磁量用下標(biāo)數(shù)字“1”表示；而與負(fù)載相接的一側(cè)稱為“副邊”，相應(yīng)的繞組稱為副繞組(或二次繞組、次級)，其電磁量用下標(biāo)數(shù)字“2”表示。繞組通常用絕緣的銅線或鋁線繞制，一般小容量變壓器的繞組用高強(qiáng)度漆包線繞制而成，大容量變壓器可用絕緣扁銅線或鋁線繞制。（二）繞組繞組是變壓器電路的主體部分，我們把變壓器與（a）圓筒式（b）螺旋式（c）連續(xù)式（d）糾結(jié)式圖1-4同心式繞組的幾種形式（a）圓筒式（b）螺旋式（c）連續(xù)變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是一種絕緣介質(zhì)，又是一種冷卻介質(zhì)。為使變壓器油能長久地保持良好狀態(tài)，在變壓器油箱上面裝有圓筒形的儲油柜。儲油柜通過連通管與油箱相通，柜內(nèi)油面高度隨著油箱內(nèi)變壓器油的熱脹冷縮而變動(dòng)，儲油柜使油與空氣的接觸面積減小，從而減少油的氧化和水分的侵入。另外氣體繼電器和安全氣道是在故障時(shí)保護(hù)變壓器安全的輔助裝置。只有繞組和鐵心的變壓器稱為干式變壓器，大容量變壓器的器身放在盛有絕緣油的油箱中，這樣的變壓器稱為油浸式變壓器油浸式變壓器主要附件有：油枕、干燥器、防爆開關(guān)、氣體繼電器等。（三）其他結(jié)構(gòu)部件變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是一種絕緣介三、變壓器的分類按用途不同主要分為:1）電力變壓器2)儀用互感器3)試驗(yàn)變壓器4)控制變壓器5)調(diào)壓器三、變壓器的分類按用途不同主要分為:1）電力變壓器第二節(jié)單相變壓器一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

（一）單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)單相變壓器主要由鐵心和繞組兩個(gè)基本部分組成。一般小功率單相變壓器多采用殼式結(jié)構(gòu)，容量較大的單相變壓器常采用芯式結(jié)構(gòu)。第二節(jié)單相變壓器一、單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（一（二）單相變壓器的工作原理變壓器是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實(shí)現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖1-6變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及變壓器符號（二）單相變壓器的工作原理圖1-6變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及變壓器符變壓器的作用1、變換電壓

2、變換電流

變壓器的作用1、變換電壓2、變換電流3、變換阻抗

3、變換阻抗二、單相變壓器的連接組

（一）單相變壓器原邊、副邊繞組首末端標(biāo)記及連接方法

二、單相變壓器的連接組（一）單相變壓器原邊、副邊繞組首末（二）單相變壓器連接組的確定a)I/I–12聯(lián)結(jié)組b)I/I-6聯(lián)結(jié)組（二）單相變壓器連接組的確定a)I/I–12聯(lián)結(jié)三、變壓器的運(yùn)行特性

（一）變壓器的外特性和電壓變化率（二）變壓器的效率特性三、變壓器的運(yùn)行特性（一）變壓器的外特性（二）變壓器的效率變壓器的效率：變壓器在運(yùn)行時(shí)存在兩種損耗：銅損和鐵損

（三）變壓器的額定值(1)額定電壓UN：指變壓器副繞組空載時(shí)各繞組的電壓，三相變壓器是指線電壓。(2)額定電流IN：指允許繞組長時(shí)間連續(xù)工作的線電流。(3)額定容量SN：在額定工作條件下變壓器的視在功率。單相變壓器三相變壓器變壓器的效率：變壓器在運(yùn)行時(shí)存在兩種損耗：銅損和鐵損（三）1)按三相變壓器高、低壓繞組聯(lián)結(jié)方式，畫出高、低壓繞組聯(lián)結(jié)圖

2)作出高壓側(cè)相電動(dòng)勢的相量圖，并將相量圖的A點(diǎn)置于鐘面的“12”處

3)作出低壓側(cè)相電動(dòng)勢的相量圖

4)觀察低壓側(cè)的相量圖a點(diǎn)所處鐘面的序數(shù)，即為該三相變壓器聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號數(shù)3、三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定1)按三相變壓器高、低壓繞組聯(lián)結(jié)方式，畫出高、低壓繞組第三節(jié)三相變壓器

三相變壓器是3個(gè)相同的容量單相變壓器的組合，它有三個(gè)鐵芯柱,每個(gè)鐵芯柱都繞著同一相的2個(gè)線圈,一個(gè)是高壓線圈,另一個(gè)是低壓線圈。

一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器有三相組式變壓器與三相芯式變壓器兩種。第三節(jié)三相變壓器三相變壓器是3個(gè)相同（一）三相組式變壓器圖1-13三相變壓器組的磁路系統(tǒng)三相組式變壓器是由3個(gè)磁路相互獨(dú)立的單相變壓器所組成的，三相之間只有電的聯(lián)系而無磁的聯(lián)系。（一）三相組式變壓器圖1-13三相變壓器組的磁路系統(tǒng)三相組（二）三相芯式變壓器（a）單相芯式鐵心的合并（b）鐵心的演變（c）三相芯式鐵心圖1-14三相芯式變壓器的磁路系統(tǒng)與三相組式變壓器不同，三相心式變壓器的磁路相互關(guān)聯(lián)。它是通過鐵軛把3個(gè)鐵心柱連在一起的。（二）三相芯式變壓器（a）單相芯式鐵心的合并（b）這種鐵心結(jié)構(gòu)是從單相變壓器演變過來的，把3個(gè)單相變壓器鐵心柱的一邊組合到一起，而將每相繞組纏繞在未組合的鐵心柱上。由于在對稱的情況下，組合在一起的鐵心柱中不會有磁通存在，故可以省去。和同容量的三相組式變壓器相比，三相心式變壓器所用的材料較少、質(zhì)量輕。但它的缺點(diǎn)在于：(1)采用三相心式變壓器供電時(shí)，任何一相發(fā)生故障，整個(gè)變壓器都要進(jìn)行更換，如果采用三相組式變壓器，只要更換出現(xiàn)故障的一相即可。所以三相心式變壓器的備用容量為組式變壓器的3倍；(2)對于大型變壓器來說，如果采用心式結(jié)構(gòu)，體積較大，運(yùn)輸不便?；谝陨峡紤]，為節(jié)省材料，多數(shù)三相變壓器采用心式結(jié)構(gòu)。但對于大型變壓器而言，為減少備用容量以及確保運(yùn)輸方便，一般都是三相組式變壓器。這種鐵心結(jié)構(gòu)是從單相變壓器演變過來的，把3個(gè)單相變壓器鐵心柱二、三相變壓器的電路系統(tǒng)--聯(lián)結(jié)組

繞組名稱首端末端中點(diǎn)原邊繞組U、V、WX、Y、ZO副邊繞組u、v、wx、y、zO（一）變壓器原邊、副邊繞組首末端標(biāo)記及連接方法二、三相變壓器的電路系統(tǒng)--聯(lián)結(jié)組 繞組名稱首端末端中點(diǎn)原理論上來說，三相變壓器的原、副邊繞組都可以根據(jù)需要接成星形(Y)或三角形(Δ)。一旦按規(guī)定的接法連接完成，其表示方法便隨之確定。為方便起見，用Y/y表示原、副邊的星形接法；用D/d來表示原、副邊的三角形接法。原邊繞組在接成星形(Y)時(shí)，如果有中線引出，則用YN表示；副邊繞組在接成星形(Y)時(shí)，如果有中線引出，則用yn表示。例如：YN，d表示原邊繞組為星形接法，并且有中線引出，副邊繞組為三角形接法；D，y表示原邊繞組為三角形接法，副邊繞組為星形接法，無中線引出。理論上來說，三相變壓器的原、副邊繞組都可以根據(jù)需要接成星形(（二）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組

三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號采用“時(shí)鐘序數(shù)表示法”。（二）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號采用“時(shí)鐘序三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組及其相量分析1、Yy0聯(lián)結(jié)組三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組及其相量分析1、Yy0聯(lián)結(jié)組2、Yd11聯(lián)結(jié)組2、Yd11聯(lián)結(jié)組三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1)并聯(lián)運(yùn)行的各臺變壓器，其額定電壓、電壓比要相等

3）并聯(lián)運(yùn)行的各臺變壓器，其短路阻抗的相對值要相等2）并聯(lián)運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1)三、磁路結(jié)構(gòu)及連接組對電動(dòng)勢波形的影響

變壓器的鐵心是由鐵磁材料構(gòu)成的，鐵磁材料的磁化曲線是一條呈飽和特性的曲線。在鐵心處于飽和狀態(tài)時(shí)，如果磁通為正弦波，則勵(lì)磁電流為尖頂波，除基波電流外，以三次諧波電流分量最大；如果勵(lì)磁電流為正弦波，則磁通為平頂波，除基波磁通外，以三次諧波磁通分量最大。如果忽略影響不大的其他高次諧波，繞組中的電動(dòng)勢主要由基波磁通和三次諧波磁通感應(yīng)產(chǎn)生。三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)與連接組會影響磁通的流通路徑，因而也會對感應(yīng)電動(dòng)勢的波形有直接影響。三、磁路結(jié)構(gòu)及連接組對電動(dòng)勢波形的影響變壓器的鐵心是由鐵磁（一）YN/y、Y/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器勵(lì)磁電流中的三次諧波分量的幅值、相位均相同，故可構(gòu)成零序?qū)ΨQ組。在原邊繞組有中線的情況(YN，y)下，三次諧波電流會以中線作為自己的回路。由于三次諧波電流的存在，勵(lì)磁電流呈尖頂波，所對應(yīng)磁通及繞組感應(yīng)電動(dòng)勢接近于正弦波。但當(dāng)原邊繞組沒有中線(Y，y)時(shí)，三次諧波電流由于沒有回路而無法存在，因此勵(lì)磁電流呈正弦波，所對應(yīng)磁通便是含有三次諧波分量的平頂波。磁通的三次諧波分量的流通路徑與三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)有關(guān)。（一）YN/y、Y/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器勵(lì)磁電流中的三次諧波（二）Y/d、D/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器在Y，d連接的三相變壓器中，原邊繞組采用沒有中線的星形(Y)連接，所以勵(lì)磁電流便呈正弦波，而不存在三次諧波電流分量。鐵心中的磁通會出現(xiàn)三次諧波磁通，每相繞組中便會感應(yīng)出三次諧波電動(dòng)勢。由于副邊繞組采用三角形(d)連接方式，自身形成一閉合回路，因此便會有產(chǎn)生的三次諧波電流流通。原邊繞組中不存在三次諧波電流，無法抵消對鐵心中磁通的影響，便會在鐵心中產(chǎn)生三次諧波磁通。由此可見，三次諧波電流所產(chǎn)生的會抵消鐵心中原先存在的三次諧波磁通，從而大大削弱繞組中的三次諧波電動(dòng)勢，使其趨近于正弦波。在D，y連接的三相變壓器中，原邊繞組采用三角形(D)連接方式，可以流過三次諧波電流，從而使得勵(lì)磁電流呈正弦波，致使鐵心中的磁通為正弦波，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢也為正弦波。由以上的分析可以看出，為了改善繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢的波形，最好使原邊、副邊繞組中的一個(gè)為三角形連接。（二）Y/d、D/y聯(lián)結(jié)的三相變壓器在Y，d連接的三相變壓第四節(jié)其它變壓器一、自耦變壓器

自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：副繞組是原繞組的一部分，原、副繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。

第四節(jié)其它變壓器一、自耦變壓器自耦變壓器的二、儀用互感器

（一）電壓互感器

二、儀用互感器（一）電壓互感器使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大將互感器燒壞。為此在電壓互感器二次側(cè)電路中應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護(hù)。

2）電壓互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防高壓繞組絕緣損壞時(shí)，鐵心和二次繞組上帶上高電壓而觸電。

3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)不宜接過多的儀表，否則將影響互感器的準(zhǔn)確度。使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（二）電流互感器

（二）電流互感器使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）電流互感器運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不許開路。若二次繞組開路，則電流互感器成為空載運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)一次繞組中流過的大電流全部成為勵(lì)磁電流，鐵心中的磁通密度猛增，磁路產(chǎn)生嚴(yán)重飽和，這一方面鐵心過熱而燒壞繞組絕緣，另一方面，二次繞組中因匝數(shù)很多，將感應(yīng)產(chǎn)生很高的電壓，可能將絕緣擊穿，危及二次繞組中的儀表及操作人員的安全。為此，電流互感器的二次繞組電路中絕不允許裝熔斷器。在運(yùn)行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進(jìn)行。

2）電流互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞時(shí)，高壓側(cè)電壓傳到低壓側(cè)，危及儀表及人身安全。

3）電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測量精度。使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：三、弧焊變壓器

對弧焊變壓器的要求：

1）為保證容易起弧，空載電壓在60～75V之間。為操作者安全，最高空載電壓小于85V。

2）負(fù)載運(yùn)行時(shí)具有迅速下降的外特性，如圖所示。一般在額定負(fù)載時(shí)輸出電壓約30V左右。

3）為滿足不同焊接材料和不同規(guī)格焊條要求，焊接電流可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

4）短路電流不應(yīng)過大，且焊接電流穩(wěn)定。三、弧焊變壓器對弧焊變壓器的要求：1、帶電抗器的弧焊變壓器1、帶電抗器的弧焊變壓器2、帶磁分路的弧焊變壓器2、帶磁分路的弧焊變壓器四、控制變壓器

四、控制變壓器第五節(jié)變壓器常見電氣故障及分析

按變壓器故障的原因，一般可分為電路故障和磁路故障。電路故障主要指線環(huán)和引線故障等，常見的有線圈的絕緣老化、受潮，切換器接觸不良，材料質(zhì)量及制造工藝不良，過電壓沖擊及二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障一般指鐵芯、軛鐵及夾件間發(fā)生的故障，常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲及軛鐵夾件與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯節(jié)接地不良引起的放電等。第五節(jié)變壓器常見電氣故障及分析按變壓器故障的原因，一般一、通過聲音分析故障變壓器正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)發(fā)出均勻的“嗡嗡”聲，這是由于交流電通過變壓器線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁力吸引硅鋼片及變壓器自身的振動(dòng)而發(fā)出的響聲。如果產(chǎn)生不均勻或其它異音，都屬不正常的。二、繞組故障

主要有相間短路、繞組接地、匝間短路、斷線及接頭開焊等。三、套管故障

常見的是炸毀、閃落和漏油。四、分接開關(guān)故障

常見的故障是表面熔化與灼傷，相間觸頭放電或各接頭放電。一、通過聲音分析故障小結(jié)

變壓器是一種常見的靜止電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理，將某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。變壓器最主要的用途是在輸配電系統(tǒng)，而且還廣泛應(yīng)用于電氣控制領(lǐng)域、電子技術(shù)領(lǐng)域，測試技術(shù)領(lǐng)域以及焊接技術(shù)領(lǐng)域等等。變壓器除用于改變電壓外，還可用來改變電流、變換阻抗以及產(chǎn)生脈沖等。本章主要介紹了變壓器的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)、單相變壓器的變流及變壓原理、阻抗變換等特性、單相變壓器使用時(shí)的外特性、損耗與效率及額定值；講述了三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組、自耦變壓器及電焊機(jī)變壓器等其他變壓器；對變壓器常見電氣故障也進(jìn)行了分析。小結(jié)變壓器是一種常見的靜止電氣設(shè)備，它利任務(wù)4.2

直流電動(dòng)機(jī)的選擇與使用任務(wù)4.2

直流電動(dòng)機(jī)的選擇與使用項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件第一節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)

一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

第一節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、直流電動(dòng)機(jī)的工作二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

（一）定子（二）轉(zhuǎn)子（三）氣隙1—風(fēng)扇2—機(jī)座3—電樞4—主磁極5—電刷架6—換向器7—接線板8—出線盒9—端蓋二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（一）定子（二）轉(zhuǎn)子項(xiàng)目四-變壓器和其他電機(jī)選用及檢測-電機(jī)電氣控制技術(shù)課件一、直流電動(dòng)機(jī)的分類第二節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的分類和銘牌值（一）他勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-11他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式一、直流電動(dòng)機(jī)的分類第二節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的分類和銘牌值（一）他（二）串勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-12串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（二）串勵(lì)式（a）接線示意圖（三）并勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-13并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（三）并勵(lì)式（a）接線示意圖（四）復(fù)勵(lì)式（a）接線示意圖(b)原理線路圖圖3-14復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式（四）復(fù)勵(lì)式（a）接線示意圖直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用舉例機(jī)械特性硬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、平滑性好。主要應(yīng)用于調(diào)速性能要求高的生產(chǎn)機(jī)械，如離心泵、風(fēng)機(jī)、金屬切削機(jī)床、紡織印染、造紙和印刷機(jī)械等機(jī)械特性硬度適中、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便。常用于要求很大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負(fù)載，如蓄電池供電車、起貨機(jī)、起錨機(jī)、電車、電力傳動(dòng)車等機(jī)械特性軟、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、調(diào)速方便。一般用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，如空氣壓縮機(jī)、冶金輔助傳動(dòng)機(jī)械等各直流電動(dòng)機(jī)的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用舉例機(jī)二、直流電動(dòng)機(jī)的銘牌直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)型號Z2—42勵(lì)磁方式并勵(lì)額定功率4.0kW勵(lì)磁電壓220V額定電壓220V勵(lì)磁電流22.70A額定電流13.3A定額連續(xù)額定轉(zhuǎn)速1500r/min溫升80℃出廠編號一××××××出廠日期×年×月×××電機(jī)廠二、直流電動(dòng)機(jī)的銘牌直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)型號Z2—三、直流電動(dòng)機(jī)主要系列

Z2系列：一般用途的中、小型直流電機(jī)。Z和ZF系列：一般用途的中、大型直流電機(jī)系列。Z是直流電動(dòng)機(jī)系列，ZF是直流發(fā)電機(jī)系列；ZT系列：用于恒功率且調(diào)速范圍較寬的拖動(dòng)系統(tǒng)里的寬調(diào)速直流電機(jī)；ZJ系列：精密機(jī)床用直流電動(dòng)機(jī)；ZQ系列：電力機(jī)車、工礦電機(jī)車和蓄電池供電電車用的直流牽引電動(dòng)機(jī)；ZZJ系列：專供起重機(jī)械用冶金工業(yè)用的專用直流電動(dòng)機(jī)；具有快速起動(dòng)和承受較大過載能力的特性。ZH系列：船舶上各種輔助機(jī)械用的船用直流電動(dòng)機(jī)；ZU系列：用于龍門刨床的直流電動(dòng)機(jī)；ZA系列：用于礦井和有易爆氣體場所的防爆安全型直流電動(dòng)機(jī)；ZKJ系列：冶金、礦山挖掘機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)；BFG系列：是直流三換向片永磁電動(dòng)機(jī)，用于電動(dòng)玩具等。

三、直流電動(dòng)機(jī)主要系列Z2系列：一般用途的中、小型直流電機(jī)第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一、直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢二、直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三、直流電動(dòng)機(jī)的功率四、直流電動(dòng)機(jī)的效率電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是指穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，也就是電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性交點(diǎn)所對應(yīng)的工作狀態(tài)。第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一、直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢二、直流（二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性

n=他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

（一）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式

n=（二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性n=他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的1、電樞回路串接電阻R時(shí)的人為特性

n=（三）直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性

1、電樞回路串接電阻R時(shí)的人為特性n=（三）直流他勵(lì)電動(dòng)2、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性

n=2、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性n=3、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性

n=3、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性n=第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)對直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，一般做如下要求：（1）要有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以縮短起動(dòng)時(shí)間并能帶負(fù)載起動(dòng)。（2）起動(dòng)電流要限制在一定范圍內(nèi)，以免對電網(wǎng)和電機(jī)產(chǎn)生有害影響。（3）起動(dòng)設(shè)備要簡單、可靠。第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)對直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，一般做如下要一、全壓起動(dòng)

全壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不需要另加起動(dòng)設(shè)備，操作簡便。全壓起動(dòng)的缺點(diǎn)：在起動(dòng)瞬間，起動(dòng)電流很大，一般可達(dá)額定的10～20倍。從而造成換向的困難，對電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響，損壞換向器。因此，全壓起動(dòng)的方法只適合用于功率為1KW～2KW的小功率直流電機(jī)，功率大的電機(jī)必須設(shè)法限制電樞電流。而且直流電機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)行中須保證勵(lì)磁始終正常。一、全壓起動(dòng)全壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不需要另加起動(dòng)設(shè)備，二、電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)設(shè)備簡單、操作方便、初始投資較小，但在起動(dòng)過程中能量消耗較多，常用于中小容量起動(dòng)不頻繁的電動(dòng)機(jī)。用它來起動(dòng)大容量的電動(dòng)機(jī)時(shí)，變阻器容量大，較為笨重，若經(jīng)常使用，還會消耗較多的電能。因此對于需要經(jīng)常起動(dòng)的大容量電動(dòng)機(jī)，常常采用降壓起動(dòng)的方法。二、電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)設(shè)備簡單、操作方便三、降壓起動(dòng)

降壓起動(dòng)是指通過暫時(shí)降低供電電壓的方式起動(dòng)，起動(dòng)電流會隨著起動(dòng)電壓的降低而降低。起動(dòng)后再逐漸升高供電電壓到額定值，保證一定的電磁轉(zhuǎn)矩和升速。起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電壓保持額定值，電樞電壓從零逐漸升高到額定值。降壓起動(dòng)只能在電動(dòng)機(jī)有專用可調(diào)直流電源時(shí)才能采用，目前多采用晶閘管可控直流電源作為降壓起動(dòng)的供電電源。采用降壓起動(dòng)時(shí)，需要一套專用的直流發(fā)電機(jī)或晶閘管整流電源作為電動(dòng)機(jī)的電源。降壓起動(dòng)雖能保證起動(dòng)電流小、起動(dòng)過程平滑、能量損耗小，但需要專用的調(diào)壓設(shè)備，投資較大。必須注意，直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電路一定要接通，不能斷開。起動(dòng)時(shí)要額定勵(lì)磁。否則，由于磁路僅有很小的剩磁，可能出現(xiàn)飛車事故。三、降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)是指通過暫時(shí)降低供電電壓的方式起動(dòng)，起第五節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

有兩種方法可以使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：1、對調(diào)電樞繞組接入電源的兩個(gè)線端，可使電樞電流改變方向，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。2、對調(diào)勵(lì)磁繞組接入電源的兩個(gè)線端，可使勵(lì)磁電流方向改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如果磁通和電樞電流方向同時(shí)改變，則電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變。在實(shí)際應(yīng)用中一般較多采用改變電樞電流的方向來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。因?yàn)閯?lì)磁繞組匝數(shù)較多，電感較大，在電樞電流反向時(shí)將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢，有可能造成勵(lì)磁繞組的絕緣擊穿。第五節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)有兩種方法可以使直流電動(dòng)機(jī)反第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電氣制動(dòng)有三種方法：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。三種制動(dòng)方法的共同點(diǎn)是：在保留原來磁場大小和方向不變的情況下，使電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。一、能耗制動(dòng)

制動(dòng)原理第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電氣制動(dòng)有三種方法：能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)有以下特點(diǎn)：①制動(dòng)時(shí)，在電樞中串聯(lián)電阻R是為了限制制動(dòng)電流。②制動(dòng)電阻愈小，制動(dòng)時(shí)電樞電流愈大，產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也愈大，制動(dòng)作用愈強(qiáng)。③電動(dòng)機(jī)使用能耗制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)間較長，但減速平穩(wěn)、沒有沖擊。④高速時(shí)能耗制動(dòng)作用較大，低速時(shí)應(yīng)配合機(jī)械制動(dòng)裝置使系統(tǒng)停掉。能耗制動(dòng)有以下特點(diǎn)：二、反接制動(dòng)

制動(dòng)原理

Ia=

=-二、反接制動(dòng)制動(dòng)原理Ia=反接制動(dòng)有以下特點(diǎn)：①若制動(dòng)的目的是為了停車，而不是反轉(zhuǎn),當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速接近“0”時(shí)，應(yīng)將電樞電路斷開，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。②為防止過大的電樞電流，在反接制動(dòng)時(shí)電樞電路中應(yīng)串入電阻R。③反接制動(dòng)適合于要求制動(dòng)強(qiáng)烈的場所，但制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊較大。反接制動(dòng)有以下特點(diǎn)：三、回饋制動(dòng)

制動(dòng)原理

n=三、回饋制動(dòng)制動(dòng)原理n=回饋制動(dòng)的特點(diǎn)：①回饋制動(dòng)實(shí)質(zhì)是將電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)以限制轉(zhuǎn)速不至于過高。②在回饋制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)向電源回饋電能，為了節(jié)省能量，在電動(dòng)機(jī)具有可調(diào)電壓源又拖動(dòng)反抗性負(fù)載時(shí)，可使整個(gè)停車過程都處于回饋制動(dòng)狀態(tài)，直到轉(zhuǎn)速等于零。這種制動(dòng)停車方法最能節(jié)省能量。回饋制動(dòng)的特點(diǎn)：第七節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式

n＝可知，人為地改變電樞電壓U、電樞回路總電阻R和主磁通Ф都可改變轉(zhuǎn)速n。所以，直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速和弱磁通調(diào)速三種。第七節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式一、電樞回路串電阻調(diào)速

一、電樞回路串電阻調(diào)速二、降低電樞電壓調(diào)速

二、降低電樞電壓調(diào)速三、減弱磁通調(diào)速

三、減弱磁通調(diào)速第八節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣故障及分析直流電動(dòng)機(jī)常見的電氣故障可分為以下幾方面：(1)電機(jī)無法起動(dòng)：(2)電機(jī)絕緣電阻低：(3)電機(jī)電樞接地：(4)電樞繞組短路：(5)電樞繞組斷路：(6)電動(dòng)機(jī)溫升過高：(7)電動(dòng)機(jī)電流和轉(zhuǎn)速發(fā)生劇烈變化：(8)電機(jī)機(jī)械震動(dòng)過大：(9)滾動(dòng)軸承發(fā)熱、有噪聲：(10)滑動(dòng)軸承發(fā)熱、漏油：(11)電刷下火花過大：(12)機(jī)殼帶電：第八節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣故障及分析直流電動(dòng)機(jī)常見的電氣故障本章小結(jié)

電動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速性能，容易實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)控制。因此在工業(yè)生產(chǎn)中直流拖動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，本章就常用的直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行介紹。對于直流電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解下列幾個(gè)方面的問題：(1)基本構(gòu)造；(2)工作原理；(3