建筑電氣課件

建筑電氣課件第一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日第2章建筑電氣基礎知識主要內容2.1電路的基本概念2.2電路的基本定律2.3單相交流電路2.4三相交流電路2.5磁路與變壓器2.6三相異步電動機普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材建筑電氣高職高專ppt課件第二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本概念1.電路：電路是由電工設備和元器件按一定方式聯(lián)接起來的總體，為電流流通提供了路徑。如圖為手電筒電路。建筑電氣高職高專ppt課件第三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本概念2.電路的作用一類是電力電路，它主要起著實現(xiàn)電能的傳輸和轉換的作用，因此，在傳輸和轉換過程中，要求盡量減少能量損耗以提高效率。另一類是信號電路，其主要作用是傳輸和處理信號等（例如語言、音樂、圖像、溫度等）。在這種電路中，一般所關心的是信號傳遞的質量，如要求不失真、準確、靈敏、快速等。建筑電氣高職高專ppt課件第四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量1.電流（1）定義

電荷的定向移動形成電流.（2）表達方式符號:直流為I,交流為i.

大小:電荷隨時間的變化率.

單位:安培(A)且：１安培（A）＝１庫侖／１秒（3）方向事實上：帶負電荷的電子在金屬導體中的運動才產生電流．習慣上：約定正電荷運動方向為電流的正方向．分析上：采用人為隨意設定的參考方向，并且當參考方向和電流正方向相一致時電流的值為正值；當參考方向和電流正方向相反時，電流值為負值。建筑電氣高職高專ppt課件第五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量1.電流（4）注意點①在進行電路分析時，必須先指定電流的參考方向，方能正確進行方程的編寫和求解，題目中給出的電流方向是參考方向。②只有規(guī)定了參考方向，電流的正負值才有意義，離開參考方向談電流的正負值無意義。為描述和表征電荷與元件間交換能量的規(guī)模、大小，引入電壓。建筑電氣高職高專ppt課件第六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量2.電壓與電位（1）定義：將單位正電荷從電路中的a點移動到b點所需要的能量稱為a,b間的電壓。（2）電壓表達方式符號：大小：單位：伏特（v）且：１伏特＝１焦耳／１庫侖（3）電壓極性實際極性：從高電位（“＋”端）指向低電位（“－”端）參考極性：分析中人為隨意設定的．（其中實際方向關系與電流規(guī)定相同）建筑電氣高職高專ppt課件第七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量2.電壓與電位（4）關聯(lián)參考方向在求解電路時，對一個二端元件而言，既要標注電流的參考方向，又要標注電壓的參考方向，常顯得較為繁瑣，為方便起見，我們常常采用----關聯(lián)的參考方向。即沿著電流的參考方向就是電壓從正到負的方向。這樣在電路上就只需標出電流的參考方向或電壓的參考極性。與關聯(lián)參考方向相反的是非關聯(lián)參考方向。對獨立電源，我們常采用非關聯(lián)的參考方向。建筑電氣高職高專ppt課件第八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量2.電壓與電位（5）電位電路中某一點與參考點之間的電壓稱為該點的電位.電壓也稱電位差。電位的相對性和單值性：不同參考點，電位不同，但任意兩點間的電壓始終不變。建筑電氣高職高專ppt課件第九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量3.電動勢在電源內部，非電場力克服電場力做了功。電源的做功能力用電動勢度量。電動勢用E表示，它的單位與電壓相同，也是伏特（V）。電動勢的實際方向規(guī)定為由低電位端指向高電位端。在電路中電壓源兩端A、B間的電動勢與其電壓關系如下：

第十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的基本物理量4.電功率與電能電能表示電氣設備在一段時間內所轉換的能量。對電源來說，其產生的電能是電源力作的功。負載所消耗的電能，就是電流通過用電器所做的功。電功率表示電氣設備作功的能力，即電能量對時間的變化率。電功率又簡稱為功率，單位為W或kW。對電源來說，單位時間內產生的電能即電源電功率，表示為第十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的工作狀態(tài)

根據(jù)電源與負載之間連接方式及工作要求的不同，電路有開路（斷路）、短路、通路等不同的狀態(tài)。（1）開路（斷路）當開關S打開，電源沒有與外電路接通，如圖所示，此時，電源的輸出電流為零，這就稱為電路處于開路狀態(tài)。

第十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的工作狀態(tài)

（2）短路當電源兩端的兩根導線由于某種事故而直接相連，如圖所示，這稱為短路。

第十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材電路的工作狀態(tài)

（2）通路將圖中開關合上，使電源與負載接通，電路處于通路狀態(tài)。此時，電路中有電流，有能量轉換。

第十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.1電路的基本概念返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材本節(jié)小結：電路中基本的物理量，如：電壓、電流、功率等。電路的幾種工作狀態(tài)。第十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材歐姆定律歐姆定律是表示電路中電壓、電流和電阻這三個物理量之間關系的定律。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻。導體中的電流I與加在導體兩端的電壓U成正比，與導體兩端的電阻R成反比，它可以用下式表示：國際單位制中，電阻的單位是歐姆（Ω），簡稱歐。

第十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材基爾霍夫定律

(1)基爾霍夫電流定律(KCL)節(jié)點:就是三條或三條以上支路的匯合點.定律內容：KCL又叫節(jié)點電流定律。它指出：電路中任一節(jié)點處，流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。如果規(guī)定流入節(jié)點的電流為正時，則流出節(jié)點的電流為負。則基爾霍夫電流定律表達為

第十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材基爾霍夫定律

(1)基爾霍夫電流定律(KCL)特征：

kcl反映了電流的連續(xù)性，它表明在任一節(jié)點上，電荷既不會產生和消失，也不會積聚。該定律不僅適用于電路中的一個實際節(jié)點，而且可以推廣到電路中所取的任意封閉面。

第十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材基爾霍夫定律

(2)基爾霍夫電壓定律(KVL)回路：由若干支路所組成的閉合路徑。定律內容：任一瞬時，作用于電路中任一回路各支路電壓的代數(shù)和恒等于零。注意事項：用于電路的某一回路時，必須首先假定各支路電壓的參考方向并指定回路的循環(huán)方向（順時針或逆時針），當支路電壓與回路方向一致時取“+”號，相反時取“－”號。

第十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材基爾霍夫定律

(2)基爾霍夫電壓定律(KVL)特征：基爾霍夫電壓定律實質是能量守恒的體現(xiàn)。

表達形式二：在任意一個閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動勢的代數(shù)和?；鶢柣舴螂妷憾蛇€可以推廣到任一不閉合的電路上，但要將開口處的電壓列入方程。

第二十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.2電路的基本定律返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材本節(jié)小結：電路的歐姆定律。電路的基爾霍夫定律。第二十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電的概念正弦電流及其三要素

隨時間按正弦規(guī)律變化的電流稱為正弦電流，同樣也有正弦電壓、正弦電動勢、正弦磁通等。這些按正弦規(guī)律變化的物理量統(tǒng)稱為正弦量。如：

1、幅值---最大值有效值----和交流電具有同樣熱效應的直流電流值；

第二十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電的概念正弦電流及其三要素

2、頻率f（角頻率ω）

f----每秒轉過的周數(shù)，則轉速為60f(一對磁極)ω----每秒轉過的角度二者關系ω=2πf

周期T=1/f

第二十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電的概念正弦電流及其三要素

3、相位ωt+φ：t時刻線圈平面與中性面的夾角---相位ωt：t時間內轉子的線圈平面轉過的電角度；φ：t=0時刻線圈平面與中性面的夾角---初相位相位差：兩個同頻率的正弦量的相位之差。

超前、滯后、同相、反相。第二十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法正弦量可用三角函數(shù)式表示，亦可用波形圖表示，雖然都能體現(xiàn)正弦量的三要素，但遇到正弦量的運算時就特別復雜，相量表示法給正弦量的運算提供了方便。

1、復數(shù)

(1)復數(shù)的表示方法代數(shù)式：A=a+jb指數(shù)式：A=|A|ejψ極坐標式：A=|A|∠ψ(2)復數(shù)的運算第二十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

1、復數(shù)

(2)復數(shù)的運算復數(shù)的加減：利用代數(shù)式

復數(shù)的乘除：利用指數(shù)式或極坐標式正弦量的復數(shù)表示方法幅值（有效值）

模初相位

復角

第二十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

2、正弦量的相量表示相量（與正弦量有一一對應關系的復數(shù)）定義：振幅相量有效值相量

有一一對應關系

第二十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

2、正弦量的相量表示注意事項:①只有正弦量才能用相量表示；②向量不能表示非正弦量；③同頻率的正弦量才能畫在一個相量圖上。結論：同頻率的正弦量的疊加仍是同頻率的正弦量。

第二十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

3、電阻電路（1）電壓和電流的關系一般關系：u與i按關聯(lián)方向則有u=iR（2）大小關系：U=RI（3）位相關系：φu-φi=0（4）相量關系第二十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

3、電阻電路(5)相量圖uit第三十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

3、電阻電路(6)功率關系瞬時功率及意義：p=ui=UmImsin2ωt=UI(1-cos2ωt)瞬時功率圖(此略）平均功率P=UI=I2R=U2/R

第三十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

4、電感元件（1）電壓和電流的關系一般關系：u與i按關聯(lián)方向則有（2）大小關系：（3）位相關系：Ψu=Ψi+

（4）相量關系第三十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

4、電感元件(5)相量圖第三十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

4、電感元件(6)功率關系瞬時功率及意義：p=ui=UmImsinωtcosωt=UIsin2ωt瞬時功率圖（此略）平均功率P=0無功功率QL=UI=I2XL第三十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

5、電容元件（1）電壓和電流的關系一般關系：u與i按關聯(lián)方向則有（2）大小關系：U/I=1/ωC=XC（3）位相關系：φu-φi=-90o（4）相量關系第三十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

5、電容元件(5)相量圖第三十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

5、電容元件(6)功率關系瞬時功率及意義：p=ui=UmImsinωtcosωt=UIsin2ωt瞬時功率圖（此略）平均功率P=0無功功率QC=-UI=-I2XC第三十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

(1)一般關系第三十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

（2）相量圖第三十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

（3）總電壓與分電壓有效值的關系第四十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

（4）電壓和電流的關系大小關系相位關系

電壓超前電流的相位角為φ＞0感性；φ＜0容性；φ＝0純電阻性。φ角由電路元件本身性質決定，與電壓電流無關。

第四十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

（5）復阻抗的物理意義復阻抗的模代表阻抗的大小，復阻抗的輻角代表電壓超前電流的角度。

第四十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材正弦交流電路的計算方法

6、RLC串聯(lián)電路

（6)電壓（圖例）、阻抗、功率三角形電壓三角形的各邊除以電流得阻抗三角形；電壓三角形的各邊乘以電流得功率三角形。三個三角形相似第四十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材功率因素及其改善的方法

1、平均功率及功率因素

這里稱為二端網絡的功率因數(shù)，稱為功率因數(shù)角。

第四十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材功率因素及其改善的方法

2、功率因數(shù)意義

cosφ=P/UI為電源能量的利用率提高功率因數(shù)的第一種意義：提高電源的利用率提高功率因數(shù)的第二種意義：減少線路損耗3、提高功率因數(shù)的原則：不能改變原電路的一切運行性能提高功率因數(shù)的方法：并聯(lián)電容第四十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材功率因素及其改善的方法

4、并聯(lián)電容值的計算第四十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.3單相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材本節(jié)小結：正弦交流量的三要素。正弦量的復數(shù)和相量運算。電阻、電感和電容元件的交流電路分析及RLC串聯(lián)電路的分析。功率因素概念及功率因素的提高。第四十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

1、三相交流電流

（依次記為A相、B相、C相）特征如下：對稱三相電源的三個相電壓瞬時值之和為零。

uA+uB+uC＝0相序：對稱三相電壓到達正（負）最大值的先后次序A→B→C→A正序A→C→B→A負序無特殊說明，三相電源的相序均是正序。第四十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

波形圖第四十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

2、三相電源的星形聯(lián)接

第五十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

2、三相電源的星形聯(lián)接

①相電壓對稱，線電壓也對稱②；③線電壓超前對應相電壓30°

線電流與相電流的關系第五十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

2、三相電源的星形聯(lián)接相量圖

第五十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

3、三相電源的三角形聯(lián)接

第五十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

3、三相電源的三角形聯(lián)接

線電壓與相電壓的關系：大小相等。線電流滯后對應相電流30°，且線電流是相電流的第五十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相交流電源

3、三相電源的三角形聯(lián)接相量圖

第五十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

1、負載的組成第五十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

2、負載的Y聯(lián)接

（三相四線制）第五十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

2、負載的Y聯(lián)接

（三相三線制）第五十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

2、負載的Y聯(lián)接不論有無中線及中線阻抗的大小，都不會影響各相負載的電流和電壓。進行電路計算時，可將電源中點和負載中點用一導線聯(lián)接，用計算一相，推知其它兩相的方法進行分析。負載Y聯(lián)接對稱三相電路其負載電壓、電流特點：

(1)線電壓、相電壓，線電流、相電流都是對稱的。

(2)線電流等于相電流。

(3)線電壓等于

倍的相電壓。第五十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

3、負載的△聯(lián)接

第六十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

3、負載的△聯(lián)接

在分析負載作三角形聯(lián)接的電路時，只要知道三個線電壓就夠了。而不必追究電源是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接。

第六十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

3、負載的△聯(lián)接

負載三角形聯(lián)接的對稱三相電路，負載中的三相電壓和電流都是對稱的。每相負載上的線電壓與相電壓相等，線電流的大小是相電流倍。且滯后相應的相電流30°。負載△形聯(lián)接的對稱三相電路，其負載電壓、電流特點：(1)相電壓、線電壓，相電流、線電流均對稱。(2)線電壓等于相電壓。 (3)線電流的有效值等于相電流有效值的倍。第六十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相負載的組成與連接

4、對稱三相電路分析及計算步驟（1）將非Y結線的電源、負載等效為Y結線；（2）（用假想中線聯(lián)結電源負載中性點；）—無中線時（3）作單相計算電路求響應；（4）推出其余兩相響應；第六十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.4.3三相功率

1、在三相電路中，三相負載的有功功率等于每相負載上的有功功率之和。2、各負載有功、無功及視在功率

（1）有功功率第六十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三相功率

（2）無功功率

對稱三相負載時=sin（3）視在功率

=

對稱三相負載，則=第六十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.4三相交流電路返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材本節(jié)小結：三相交流電源的Y和三角形連接規(guī)律。負載的Y和三角形連接規(guī)律。對稱三相電路的分析及計算步驟。三相交流電路的功率計算。第六十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.1磁路的基本物理量及基本定律

磁路：磁通所經過的閉合回路。全電流定律磁路歐姆定律

第六十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

變壓器：是一種靜止的電機，它利用電磁感應原理將一種電壓、電流的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進行轉換。第六十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

1．變壓器的作用與結構（1）作用：利用電磁感應原理變換電壓、交流電流及阻抗等。大小懸殊，用途各異

。

（2）結構：一般電力變壓器主要由鐵心和繞組兩個基本部分組成。

第六十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

第七十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

鐵心：構成了變壓器的磁路，同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。鐵心材料：為了提高磁路的導磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導率的磁性材料——硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.35～0.5mm，兩面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。第七十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

鐵心型式：變壓器鐵心的結構有心式、殼式和漸開線式等形式。殼式結構的特點是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側面。殼式結構的機械強度較好，但制造復雜。心式結構的特點是鐵心柱被繞組包圍。第七十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

繞組：繞組是變壓器的電路部分。

一次繞組（原繞組）：輸入電能二次繞組（副繞組）：輸出電能分為同心式、交迭式。同心式繞組結構簡單，制造方便，所以，國產的均采用這種結構，交迭式主要用于特種變壓器中。第七十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

2.工作原理第七十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

（1）空載運行：原繞組接交流電壓，副繞組開路的運行狀態(tài)叫空載運行。（2）負載運行：原繞組接交流電壓，副繞組接負載。（3）阻抗變換：

第七十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

3.三相變壓器現(xiàn)代電力系統(tǒng)都采用三相制，故三相變壓器使用最廣泛。但三相變壓器也有其特殊的問題需要研究，例如三相變壓器的磁路系統(tǒng)、三相變壓器繞組的連接方法和聯(lián)結組等。第七十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

4.變壓器的型號及參數(shù)（1）變壓器的型號變壓器的型號表明了變壓器的結構特點、額定容量（KV?A）和高低壓側電壓等級（KV）。（2）變壓器的額定值額定值是制造廠對變壓器在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。第七十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

額定容量SN指額定運行時的視在功率。以VA、kVA或MVA表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側的額定容量設計成相等。額定電壓U1N和U2N

正常運行時規(guī)定加在一次側的端電壓稱為變壓器一次側的額定電壓。二次側的額定電壓U2N

是指變壓器一次側加額定電壓時二次側的空載電壓。額定電壓以V或kV表示。對三相變壓器，額定電壓是指線電壓。第七十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.5.2變壓器

額定電流I1N和I2N單相變壓器三相變壓器第七十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.5磁路與變壓器返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材本節(jié)小結：磁路的幾個概念及定律。變壓器的結構、用途及原理分析。三相變壓器簡介。變壓器的幾個主要額定值。第八十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材異步電動機是應用最廣泛的一種電動機，廠礦企業(yè)，交通工具，娛樂，科研，農業(yè)生產，日常生活都離不開異步電動機。優(yōu)點:結構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便、效率較高。缺點：功率因數(shù)較低，調速性能不如直流電動機。

第八十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

1、定子部分

定子鐵心：導磁部分。

定子繞組：導電部分。

機座：具有較強的機械強度和剛度。

第八十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

（1）定子鐵心為降低損耗，鐵心用硅鋼片疊壓而成，硅鋼片兩面涂絕緣漆。下圖為定子槽,其中(a)開口槽，用于高壓電機；(b)半開口槽，用于中型500V以下電機；(c)半閉口槽，用于低壓小型異步電機中。第八十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

第八十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

（2）定子繞組高壓大、中型容量的定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如下圖(a)所示。中、小容量低壓異步電動機常把定子繞組的六根出線頭都引出來，根據(jù)需要接成Y或△形，如下圖(b)所示。繞組用絕緣的銅（或鋁）導線繞成，嵌在定子槽內。第八十五頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

第八十六頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

（3）機座固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機，還要支撐電機的轉子部分。應有足夠的機械強度和剛度。對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座。第八十七頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

2、轉子部分

轉子鐵心：是電動機磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。

轉子繞組：

1）鼠籠式轉子

2）繞線式轉子第八十八頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

1）鼠籠式轉子在轉子的每個槽里放上一根導體，在鐵心的兩端用端環(huán)連接起來，形成一個短路的繞組。如果把轉子鐵心拿掉，剩下來的繞組形狀像個松鼠籠子。導條的材料有用銅的，也有用鋁的?；\型轉子結構簡單、制造方便、是一種經濟、耐用的電機，所以應用極廣。第八十九頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

2）繞線式轉子繞線型轉子的槽內嵌放有用絕緣導線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。與籠型轉子相比較，繞線型轉子結構稍復雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉距大，或需平滑調速的場合使用。第九十頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材2.6.1三相異步電動機的結構與銘牌

3、銘牌數(shù)據(jù)（1）額定功率PN

指電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率，單位是kW。（2）額定電壓

UN

指額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V。（3）額定電流IN

指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流，單位為A。第九十一頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

三相異步電動機的工作原理

1、轉動原理電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產生圓形旋轉磁場。磁生電：旋轉磁場切割轉子導體感應電動勢和電流。電磁力：轉子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，將電能轉化為機械能。第九十二頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

三相異步電動機的工作原理

2、轉差率在正常情況下，異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的轉速（同步轉速）。它是表征異步電動機運行狀態(tài)的一個基本參數(shù)。電動機的轉速隨負載的變化而變化。注意！第九十三頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

三相異步電動機的運行特性

1、電磁轉矩它由定子旋轉磁場與轉子電流相互作用產生的。它與磁通量和轉子電流的有功分量的乘積成正比。從物理特性上描述了三相異步電動機的運行特性，這一表達式又稱為三相異步電動機的物理表達式。第九十四頁，共一百零五頁，2022年，8月28日2.6三相異步電動機返回目錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

三相異步電動機的運行特性

2、機械特性機械特性是指電磁轉矩與轉速之間的關系曲線。

異步電動機的機械特性就是T-s曲線。

幾個關鍵點：