《電機及變壓器》教學案

WORD完美格式專業(yè)知識編輯整理《電機與變壓器》第四版教材教案XX市XX學校XX教研室使用班級XX級X班XXX教室緒論一電機在電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換中的作用電能在產(chǎn)生、傳輸、使用上擁有諸多的優(yōu)勢，這個過程中，電機起了關鍵性的作用。電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機械能?，F(xiàn)代各種生產(chǎn)機械都廣泛應用電動機來驅(qū)動。二、電能的產(chǎn)生發(fā)電機：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能⑴火力發(fā)電：燃料的化學能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能⑵水力發(fā)電：水的機械能→水輪機的機械能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能⑶核能發(fā)電：核能→水和蒸汽的內(nèi)能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能三、變壓器在電能的傳輸中的作用1.減小輸電線電阻的方法來提高電能的傳輸效率，有色金屬消耗大，安全系數(shù)低。2.提高輸電電壓，有色金屬消耗小，輸電成本較低，安全系數(shù)高，故廣泛使用。四、電動機在電能的使用上的優(yōu)點三相異步電動機具有高效、節(jié)能、性能好、振動小、噪音低、壽命長、可靠性高、維護方便、啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。五、電機發(fā)展概況蒸汽機啟動了18世紀第一次產(chǎn)業(yè)革命以后,19世紀末到20世紀上半葉電機又引發(fā)了第二次產(chǎn)業(yè)革命,使人類進入了電氣化時代。20世紀下半葉的信息技術(shù)引發(fā)了第三次產(chǎn)業(yè)革命。發(fā)展趨勢：高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調(diào)速。第一單元變壓器的分類、結(jié)構(gòu)和原理教學目的與要求：熟悉變壓器的分類、結(jié)構(gòu)、用途。掌握變壓器工作原理，理解變壓器空載試驗和短路試驗的目的、方法。教學重點：變壓器結(jié)構(gòu)、原理、阻抗變換、外特性、損耗與效率。教學難點：變壓器原理分析、電壓方程式、效率分析。教學內(nèi)容與步驟：

課題一變壓器的分類和用途變壓器是一種能夠改變交流電壓的設備。除了用于改變電壓之外，變壓器還用于變換交流電流、變換阻抗以及相位等。變壓器的種類很多，分類方法也很多。電壓在35kv及以下，容量在5～500kVA稱為小型變壓器，630～6300kVA稱為中型變壓器。2.大型變壓器。電壓在110kV及以下，容量為8000～63000kVA的變壓器。3.特大型變壓器。電壓在220kV及以上，容量為3150kVA及以上的變壓器。按用途可以把變壓器分為1.電力變壓器：(1)升壓變壓器（2）降壓變壓器（3）配電變壓器（4）聯(lián)絡變壓器。（5）廠用或所用變壓器。2.儀用變壓器。諸如電流互感器、電壓互感器，作為測量和保護裝置。3.電爐變壓器。特點是輸出電壓低，限制短路狀態(tài)下的工作電流。4.試驗變壓器。特點是輸出電壓很高，可以高達100萬伏，而電流很小，用于電氣設備和絕緣材料的工頻耐壓試驗。5.整流變壓器。一次側(cè)輸入交流，二次側(cè)輸出直流。用于需要直流電源的情況。6.調(diào)壓變壓器。有自耦式調(diào)壓變壓器、感應式調(diào)壓變壓器和移圈式調(diào)壓變壓器等。7.礦用變壓器（防爆變壓器）。

8.其他變壓器。按相數(shù)可以把變壓器分為1.單相變壓器。用于單相負載或三相變壓器組。2.三相變壓器。用于三相負載。

課題二變壓器的結(jié)構(gòu)與冷卻方式變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器油箱分接開關絕緣套管測溫裝置氣體繼電器（瓦斯繼電器）1、變壓器繞組（線圈）：繞組是變壓器的電路部分，用絕緣銅線或鋁線繞制而成。繞組的作用是電流的載體，產(chǎn)生磁通和感應電動勢。高壓繞組：工作電壓高的繞組；低壓繞組：工作電壓低的繞組。繞組有同心式和交疊式。同心式繞組：高低壓繞組在同一芯柱上同芯排列，低壓繞組在里，高壓繞組在外，便于與鐵芯絕緣，結(jié)構(gòu)較簡單。交疊式繞組：高低壓繞組分成若干部分形似餅狀的線圈，沿芯柱高度交錯套裝在芯柱上。2、變壓器鐵心：1）變壓器鐵心材料鐵心是變壓器磁路的主體，變壓器鐵心分為鐵心柱和鐵軛，鐵心柱上套裝繞組，鐵軛的作用是使磁路閉合。為減少鐵心內(nèi)的磁滯損耗和渦流損耗，提高鐵心導磁能力，鐵心采用含硅量約為5%，厚度為0.35mm或0.5mm，兩面涂絕緣漆或氧化處理的硅鋼片疊裝而成。2）變壓器鐵心結(jié)構(gòu)變壓器鐵心分為心式結(jié)構(gòu)和殼式結(jié)構(gòu)。（1）心式變壓器：心式變壓器的原、副繞組套裝在鐵心的兩個鐵心柱上，如下圖所示。結(jié)構(gòu)簡單，電力變壓器均采用心式結(jié)構(gòu)。（2）殼式變壓器：殼式變壓器的鐵心包圍繞組的上下和側(cè)面。制造復雜，小型干式變壓器多采用。二、變壓器的冷卻方式變壓器的ONAN冷卻方式為內(nèi)部油自然對流冷卻方式，即通常所說的油浸自冷式。變壓器的冷卻方式是由冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式?jīng)Q定的;由于油浸變壓器還分為油箱內(nèi)部冷卻方式和油箱外部冷卻方式，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個字母代號表示的。第一個字母：與繞組接觸的冷卻介質(zhì)。O--------礦物油或燃點大于300℃的絕緣液體;K--------燃點大于300℃的絕緣液體;L--------燃點不可測出的絕緣液體;第二個字母：內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N--------流經(jīng)冷卻設備和繞組內(nèi)部的油流是自然的熱對流循環(huán);F--------冷卻設備中的油流是強迫循環(huán)，流經(jīng)繞組內(nèi)部的油流是熱對流循環(huán);D--------冷卻設備中的油流是強迫循環(huán).第三個字母：外部冷卻介質(zhì)。A--------空氣;W--------水;第四個字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N--------自然對流;F--------強迫循環(huán).1、油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。2、油浸風冷式是在油浸自冷式的基礎上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻。加裝風冷后可使變壓器的容量增加30%～35%。3、強迫油循環(huán)冷卻方式，又分強油風冷和強油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對流時提高3倍，則變壓器可增加容量30%。三、變壓器的主要附件1.氣體繼電器（瓦斯繼電器）：裝在變壓器的油箱和儲油柜間的管道中，主要保護裝置。內(nèi)部有一個帶有水銀開關的浮筒和一塊能帶動水銀開關的擋板。當變壓器發(fā)生故障，產(chǎn)生的氣體聚集在氣體繼電器上部，油面下降，浮筒下沉，接通水銀開關而發(fā)出信號；當變壓器發(fā)生嚴重故障，油流沖破擋板，擋板偏轉(zhuǎn)時帶動一套機構(gòu)使另一水銀開關接通，發(fā)出信號并跳閘。2.分接開關：在電力系統(tǒng)，為了使變壓器的輸出電壓控制在允許變化的范圍內(nèi)，變壓器的原邊繞組匝數(shù)要求在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因而原繞組一般備有抽頭，稱為分接頭。利用開關與不同接頭連接，可改變原繞組的匝數(shù)，達到調(diào)節(jié)電壓的目的。分接開關分為有載調(diào)壓分接開關和無載調(diào)壓分接開關。3.絕緣套管：裝在變壓器的油箱蓋上作用是把線圈引線端頭從油箱中引出，并使引線與油箱絕緣。電壓低于1KV采用瓷質(zhì)絕緣套管，電壓在10-35KV采用充氣或充油套管，電壓高于110KV采用電容式套管。4.安全氣道（防爆管）：裝在油箱頂蓋上，保護設備，防止出現(xiàn)故障時損壞油箱。當變壓器發(fā)生故障而產(chǎn)生大量氣體時，油箱內(nèi)的壓強增大，氣體和油將沖破防爆膜向外噴出，避免油箱爆裂。5.測溫裝置：監(jiān)測變壓器的油面溫度。小型的油浸式變壓器用水銀溫度計，較大的變壓器用壓力式溫度計。課題三變壓器的原理變壓器空載運行指變壓器一次繞組接額定頻率、額定電壓的交流電源，二次繞組開路的運行狀態(tài)。變壓器的空載運行1.理想變壓器的空載運行空載電流還建立空載磁動勢產(chǎn)生交變的磁通;鐵心磁導率遠大于空氣磁導率，絕大部分磁通沿鐵心閉合，同時交鏈一、二次繞組，稱為主磁通Φ。另外有很少一部分磁通只交鏈一次繞組，主要沿非鐵磁材料閉合，稱為一次繞組的漏磁通空載運行時，一次繞組所接電源為額定頻率、額定電壓的正弦交流電，根據(jù)電磁感應定律，一次繞組的感應電動勢為變壓器的基本原理是電磁感應原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側(cè)繞組上加上電壓ú1時，流過電流í1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應電勢é1，é2，感應電勢式E=4.44fN?m式中：E--感應電勢有效值f--頻率N--匝數(shù)?m--主磁通最大值.不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，其間耦合系數(shù)K=1的變壓器稱之為理想變壓器描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為e1(t)=-N1dφ/dte2(t)=-N2dφ/dt若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，則有不計鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比）。2.實際變壓器的空載運行空載運行時，空載電流i0產(chǎn)生勵磁磁勢F0，F(xiàn)0建立主磁通Φ，而交變磁通在原繞組內(nèi)感應電勢e1，單獨產(chǎn)生磁通的電流為磁化電流i0w，i0w與電勢E1之間的夾角是90°，故i0w是一個純粹的無功電流。鐵心中的磁通不變，一定存在損耗，為了供給損耗，勵磁電流中除了用來產(chǎn)生磁通的無功電流外，還應包括一個有功電流i0r，即im=i0w+i0r，其向量關系如圖。-E1=imRm+jimXm=imZm，Xm是主磁通Φ引起的電抗，為勵磁電抗。二、變壓器的負載運行1.磁動勢平衡方程I1*N1=I2*N2安匝相等，電流與匝數(shù)的乘積就是磁動勢。推論：I1/I2=N2/N1電流比等于匝數(shù)反比。2.電壓方程式3.阻抗變換Z1=U1/I1Z2=U2/I2UI/U2=N1/N2=K(變比)Z1=K*K*Z2例題1-1：收音機輸出變壓器N1=230匝；N2=80匝，原配阻抗8歐姆揚聲器，現(xiàn)改為4歐姆，問N2改為多少？Z1=K*K*Z2=(230/80)*(230/80)*8=66.13ohmK1=66.13/4開平方=4.07N2=230/4.07=57匝。4.變壓器的外特性變壓器空載運行時，若一次繞組電壓U1不變，則二次繞組電壓U2也是不變的。變壓器加上負載之后，隨著負載電流I2的增加，I2在二次繞組內(nèi)部的阻抗壓降也會增加，使二次繞組輸出的電壓U2隨之發(fā)生變化。另一方面，由于一次繞組電流I1隨U2增加，因此I2增加時，使一次繞組漏阻抗上的壓降也增加，一次繞組電動勢E1和二次繞組電動勢E2也會有所下降，這也會影響二次繞組的輸出電壓U2。變壓器的外特性是用來描述輸出電壓U2隨負載電流I2的變化而變化的情況。5.電壓調(diào)整率一般情況下，變壓器的負載大多數(shù)是感性負載，因而當負載增加時，輸出電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來描述。當變壓器從空載到額定負載（I2=I2N）運行時，二次繞組輸出電壓的變化值ΔU與空載電壓U2N之比的百分值就稱為變壓器的電壓變化率，用ΔU％來表示。ΔU％=(U2n-U2)/U2n*100%=ΔU/U2n*100%電壓變化率反映了供電電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的一個重要性能指標。ΔU％越小，說明變壓器二次繞組輸出的電壓越穩(wěn)定，因此要求變壓器的ΔU％越小越好。常用的電力變壓器從空載到滿載，電壓變化率約為3％～5％。6.變壓器的損耗及效率變壓器從電源輸入的有功功率P1和向負載輸出的有功功率P2可分別用下式計算P1=U1I1COSφ1P2=U2I2COSφ2兩者之差為變壓器的損耗ΔP，它包括銅損耗PC鐵鐵損耗PFe兩部分ΔP=PCu+PFe1．鐵損耗PFe變壓器的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗兩部分。基本鐵損耗包括鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，它決定于鐵心中的磁通密度的大小、磁通交變的頻率和硅鋼片的質(zhì)量等。附加損耗則包括鐵心疊片間因絕緣損傷而產(chǎn)生的局部渦流損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的15％～20％左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關，而與負載電流的大小無關。當電源電壓一定時，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。2．銅損耗PCu變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分?；俱~損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產(chǎn)生的集膚效應使電流在導體內(nèi)分布不均勻而產(chǎn)生的額外損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的3％～20％。在變壓器中銅損耗與負載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗”3．效率變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為變壓器的效率η，即η=P2/P1*100%課題四變壓器的空載試驗與短路試驗單相變壓器的空載試驗實驗目的學習并掌握單相變壓器參數(shù)的試驗測定方法。試驗器材單相變壓器交流電壓表調(diào)壓器電能表熔斷器自動空氣開關試驗線路圖p21圖1—18試驗內(nèi)容和步驟二、單相變壓器的短路試驗1.實驗目的測量變壓器的空載損耗和空載電流；驗證變壓器鐵心的設計計算、工藝制造是否滿足技術(shù)條件和標準的要求；檢查變壓器鐵心是否存在缺陷，局部過熱，局部絕緣不良等。2.試驗器材單相變壓器交流電壓表調(diào)壓器電能表熔斷器自動空氣開關3.試驗線路圖p22圖1—194.試驗內(nèi)容和步驟三、試驗應注意事項

1、

試驗電壓一般應為額定頻率、正弦波形，并使用一定準確等級的儀表和互感器。如果施加電壓的線圈有分接，則應在額定分接位置。

2、試驗中所有接入系統(tǒng)的一次設備都要按要求試驗合格，設備外殼和二次回路應可靠接地，與試驗有關的保護應投入，保護的動作電流與時間要進行校核。

3、聯(lián)結(jié)短路用的導線必須有足夠的截面，并盡可能的短，連接處接觸良好。

第二單元變壓器繞組的極性測定與連接教學目的與要求：掌握變壓器的極性判斷、測量方法，正確連接組別。教學重點：極性判斷三相繞組的首尾端判別組別連接。教學難點：5種常用的連接組接線、適用場合。教學內(nèi)容與步驟：

課題一單相變壓器繞組的極性極性的意義直流電源的極性在直流電路中，電源有正負極之分?！?”表示正極性高電位，“-”表示負極性低電位。直流電源的極性是恒定不變的。交流電源的極性交流電每經(jīng)過半個周期正負極變化一次。因此交流電源只存在瞬時極性，電位的高低是暫時的，可變的。單相變壓器的極性變壓器繞組的極性是指變壓器一、二次繞組在同一磁通的作用下所產(chǎn)生的感應電動勢之間的相位關系。變壓器在運行時，它的一、二次繞組都是被同一個磁通所聯(lián)系。在這個磁通的作用下，一、二次繞組中同時產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢的大小和方向雖然在不斷變化著，但在同一瞬間是一定的。即一次繞組某一端子出現(xiàn)正極性時，二次繞組某一端子也出現(xiàn)正極性，而與其對應的另一端子必然出現(xiàn)負極性。我們把各個繞組瞬時極性相同的端子稱為同極性端或同名端。常用黑點“·”或星號“”來標明。繞組的連接和極性的重要性繞組的串聯(lián)分為正向串聯(lián)和反向串聯(lián)，正向串聯(lián)時（兩線圈異名端相接）電動勢越串越大，反向串聯(lián)時（兩線圈同名端相接）電動勢越串越小。正向串聯(lián)E=E1+E2反向串聯(lián)E=E1-E2繞組的并聯(lián)繞組并聯(lián)時同名端接同名端，異名端接異名端，要求電壓相等，不等則產(chǎn)生環(huán)流。謂之為順并。反并無論電壓是否相等都產(chǎn)生短路電流，因此不容許。變壓器繞組的極性測定1、直流法：

如圖L1L2線圈接在低壓電池上，開關K閉合瞬間，在繞組L1L2、K1K2分別產(chǎn)生電動勢e1和e2。若電壓表正偏，說明e1和e2同方向，這時L1與K1、L2與K2為同極性端；若電壓表反偏，說明e1和e2反方向，這時L1與K2、L2與K1為同極性端。因為當電流剛流進L1端時，L1端的感應電動勢為正，而電壓表正偏，說明K1端此時也為正。2、交流法將電流互感器一、二次線圈的L2和二次側(cè)K2用導線連接起來，在二次側(cè)通以1～5V的交流電壓(用小量程)，用10V以下的電壓表測量U2及U3的數(shù)值若U3=U1-U2，則L1與K1、L2與K2同極性端。

課題二三相變壓器繞組的連接及連接組別1．變壓器聯(lián)接組別標號的常用確定方法

確定變壓器聯(lián)接組別標號通常采用國際上規(guī)定的時鐘表示法，即規(guī)定原繞組線電動勢向量EAB當作鐘表的指針固定指“12”位置，副繞組電動勢向量Eab當作時針指向鐘表的那個數(shù)字，該數(shù)字就是三相變壓器聯(lián)接組別的標號。下面以Yy0為例，闡述確定聯(lián)接組標號的具體步驟。分別畫出原繞組和副繞組接線圖（見圖1（a））。注意畫圖時同一芯柱的繞組上下對齊，找同一芯柱上的繞組感應電動勢的同極性端。

圖1Yy0連接組

按照原邊接線畫出原邊繞組的電勢向量圖。按照副邊接線畫出把A和a（見圖1(b)）看成等電位點的副邊繞組電勢向量圖。

在原、副繞組電動勢向量圖中找出對應的線電動勢相位差。即Eab當作鐘表的分針固定在“12”位置，Eab當作時針所指數(shù)字就是該變壓器聯(lián)接組別標號（圖1中Eab指“12”，通常用“0”表示）。

聯(lián)接組組成：原邊接線、副邊接線組別號。由此得圖1的聯(lián)接組為Yy0。

應用此法，對應每一個聯(lián)接組別都要畫出對應原邊接線和副邊接線的電勢向量圖，步驟繁瑣，也容易出錯，掌握起來有一定的難度，尤其對從事變電站運行的職工更是如此。筆者將所有的聯(lián)接組別進行全面的分析，反復推敲，找出了它們之間的相互聯(lián)系及變化規(guī)律，總結(jié)出了不用畫向量圖的簡易確定聯(lián)接組標號的方法。

2變壓器中各電動勢向量的相位變化規(guī)律

用國際上規(guī)定的方法確定三相變壓器的聯(lián)接組別，較關鍵的步驟是畫原、副繞組電動勢向量圖，找原、副邊繞組對應的線電動勢相位差。由于三相變壓器結(jié)構(gòu)的特點，三相變壓器原、副繞組電動勢向量的相位變化及相位差也有一定的規(guī)律可循。

三相變壓器同一側(cè)（原邊或副邊）各相電動勢相位互等120°。

同一鐵芯柱上原、副繞組相電動勢要么同相，相位差為0°，要么反相，相位差為+180°（如圖1Yy0）。

不論怎樣聯(lián)接，電勢向量組成的三角形為等邊三角形。高壓繞組線電勢EAB和對應的低壓繞相線電勢Eab之間的相位差總是30°的整倍數(shù)。

3變壓器聯(lián)接組的變化規(guī)律

三相變壓器的基本接線有星形聯(lián)接（原邊用符號“Y”表示，副邊用符號“y”表示）和三角形聯(lián)接（原邊用符號“D”表示，副邊用符號“d”表示）。原、副邊的接線組合有Yy、Yd、Dy和Dd四種。每一種組合又有6個組別號，共有24種聯(lián)接組，其變化規(guī)律如下。

第一，當原、副繞組接線方式相同時，聯(lián)接組標號為偶數(shù)（如圖1所示），當原副繞組接線方式不同時，聯(lián)接線別標號為奇數(shù)（如圖2所示）。

圖2Yd11連接組第二，當原、副邊接線相同、標記相同、極性也相同時，原、副繞組相對應線電勢相位差為0。聯(lián)接組別的標號為“0”，如Yy0。當原、副邊接線相同，標記相同，極性相反時，原、副繞組對應電勢相位差為180°，聯(lián)接組別的標號應為“6”（Yy6）。

第三，當原邊接線、標記、極性固定時，副邊繞組三相出線標記按相序移位一次，相當于副邊相電動勢順時針轉(zhuǎn)動了120°，聯(lián)接組別在原來的標號上加“4”，如“0+4”時，標號為“4”；再移位一次副邊相電動勢，又順轉(zhuǎn)了120°，相當于“4+4”，標號為“8”（Yy8）。

第四，當有一側(cè)的接線為三角形時，若標記不變，極性不變，但接線由順序三角形改接成逆序三角形，對應的相電勢變化了60°。當三角形接線在副邊時，相當于鐘表的時針逆時針轉(zhuǎn)了60°，組別號減“2”；如yd1變?yōu)閅d11，三角形接線在原邊時，相當于鐘表的時針順時針轉(zhuǎn)了60°，組別號加“2”，如Dy11變?yōu)镈y1。

4變壓器聯(lián)接組標號的應用根據(jù)分析，只要記Yy0、Yd11（此種應用較多）和Dy11這三種聯(lián)接組別的接線、標記和極性，通過看接線、看標記、看極性、按變化規(guī)律來確定。課題三用交流法測定三相變壓器繞組極性一、實訓目的1．掌握測定三相變壓器繞組極性的方法。2．掌握三相變壓器的連接方法和連接組校驗方法。二、實訓內(nèi)容1．三相變壓器相間極性和一、二次側(cè)極性的測定。2．校驗Y，y0連接組。3．連接Y，y6和Y，d5的三相變壓器，并用實驗方法驗證。三、實訓步驟其一：一、二次側(cè)相應的線電勢相位差隨三相繞組的連接方式不同而變化；其二是相電勢的波形要受到三相磁路結(jié)構(gòu)和三相繞組連接方式影響。三相變壓器磁路結(jié)構(gòu)也有兩種：三相磁路互相關聯(lián)的心式結(jié)構(gòu)和三相磁路彼此獨立的組式結(jié)構(gòu)。三相繞組有多種接法，常用的有兩種：星形連接，記為Y，當有中點引出線時記為YN；另一種是三角形連接，記為D。對應線電勢之間的相位差用時鐘法表示，如果一、二次側(cè)繞組分別是Y和D連接，對應線電勢相位差為30°，則用Y，d1表示，三相變壓器可有24種連接組別，國家標準規(guī)定了5種標準連接組別：Y，yN0、Y，d11、YN，dll、YN，y0和Y，y0，其中前三種是電力變壓器的常用接法。三相變壓器繞組中相電勢的波形決定于磁路中主磁通的波形。如果主磁通的波形是正弦波，則相電勢也為正弦波，如果主磁通波形是平頂波（含較強三次諧波），則相電勢波形為尖頂波（也含較強的三次諧波）。要得到正弦波主磁通，則勵磁電流必須含有三次諧波，即為尖頂波。因此無中線的Y形聯(lián)結(jié)的繞組中是不存在三次諧波電流。而心式磁路結(jié)構(gòu)中，三次諧波磁通在主磁路中是沒有通路的，只能沿漏磁路流通，因而被大大削弱，因此，心式變壓器中相電勢波形接近正弦波。倘若為Y，y組式變壓器，三次諧波磁通在主磁路中能流通，因而其相電勢波形為尖頂波，通常不被采用。而Y，d、YN，y、Y，yN及D，y接法中因有三次諧波電流存在，故主磁通為正弦波，相電勢波形也是正弦波或近似正弦波。在電力系統(tǒng)中，常常要進行變壓器的并聯(lián)運行，連接組別相同是并聯(lián)運行的必要條件。五、實訓方法1．三相變壓器相間極性和一、二次側(cè)極性的測定（1）極性測定：①用萬用表電阻擋測量12個出線端通斷情況及電阻的大小，找出三相變壓器高的六個端頭，暫標記為U1、V1、W1、U2、V2、W2。然后按圖接線，將V2、W2兩端用導線連接。②在U相施加低電壓，約UN的50%左右，用電壓表測量、及間電壓，若，則說明V、W兩相首端為同名端，標號正確。若，則說明V、W兩相首端為異名端，標號是錯誤的，應更換標號及連接端頭。③用同樣的方法，在V相施加低電壓，決定U、W相間極性。相間極性確定后，把高壓繞組首未端作正式標記。（2）測定三相變壓器高、低壓繞組極性①在定好一次側(cè)極性后，暫定二次側(cè)的六個標記u1、v1、w1、u2、v2、w2并按圖2-6-1（b）接線，此時一、二次側(cè)都接為Y形，兩中點間用導線連接。②在高壓邊加三相電壓，約為50%UN，用電壓表分別測量、、、、、、、、。若時，則和同相位，U1、u1端點極性相同標之為同名端，用“·”表示。若，則和反相位，U1、u1端點極性相反，稱為異名端。③用同樣的方法觀察與、的關系以確定V相的同極性端，觀察與、的關系以確定W相的同極性端。2．校驗Y，y0連接組按圖所示進行接線。用導線將U1、u1端連在一起，將三相調(diào)壓器調(diào)到其輸出電壓100V左右。用電壓表分別測量電壓、、、及數(shù)值，記錄于表2-6-1中。根據(jù)Y，y0連接組的電壓向量圖可知：式中：為變壓器的線電壓比。若實測結(jié)果與計算結(jié)果相同，則表明該變壓器連接組別為Y，y0。3．連接Y，y和Y，d5的三相變壓器，并用實驗方法校驗（1）按Y，y6連接組要求，正確連接三相變壓器。（2）用導線將U1、u1端聯(lián)在一起，將三相調(diào)壓器調(diào)到其輸出電壓100V左右。（3）用電壓表分別測量電壓、、數(shù)值，記錄于表2-6-2中。（4）根據(jù)Y，y6連接組的電壓向量圖驗算電壓（5）按Y，d5連接組要求，重新連接三相變壓器。（6）用導線將U1、u1端聯(lián)在一起，將三相調(diào)壓器調(diào)到其輸出電壓100V左右。（7）用電壓表分別測量電壓、、、及數(shù)值（8）根據(jù)Y，d5連接組的電壓向量圖驗算電壓課題四電力變壓器的銘牌參數(shù)1.型號和含義通常電力變壓器型號表示中包含有繞組耦合方式、相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、防護方式標示、額定容量、高壓繞組額定電壓等級等。2.額定電壓變壓器額定電壓指的是高壓側(cè)的額定線電壓有效值。3.額定電流變壓器的額定電流為通過繞組線端的電流，即線電流的有效值。4.額定容量：在變壓器銘牌所規(guī)定的額定狀態(tài)下，變壓器二次側(cè)的輸出能力。5.變壓器的絕緣強度與絕緣等級

變壓器的絕緣強度也稱絕緣水平，是設備及其絕緣部分相配合的水平，即耐受電壓值。二、新型變壓器簡介1.環(huán)氧樹脂干式變壓器（1）高、低壓繞組全部采用銅帶(箔)繞成;(2)高、低壓繞組全部在真空中澆注環(huán)氧樹脂并固化,構(gòu)成高強度玻璃鋼體結(jié)構(gòu);(3)高、低壓繞組根據(jù)散熱要求設置有縱向通風氣道;(4)線圈內(nèi)、外表面由玻璃纖維網(wǎng)格布增強;(5)絕緣等級有F、H級;2.S9系式變壓列油浸器（1）鐵芯采用階梯形的三級接縫，表面涂刷固化漆，以降低損耗和噪聲。損耗和空載電流比老產(chǎn)品更低。（2）高低壓繞組均用無氧銅線繞制，高壓繞組采用多層圓筒式結(jié)構(gòu)，低壓繞組采用圓筒式結(jié)構(gòu)和改進型螺旋式結(jié)構(gòu)（3）繞組結(jié)構(gòu)新型，油道設計合理，采用新的絕緣結(jié)構(gòu)，提高機械強度和抗短路能力。3.S10系列油浸式變壓器比S9系式變壓列油浸器更先進。4.非晶合金鐵心變壓器5.密封式變壓器6.卷鐵心變壓器第三單元變壓器并聯(lián)運行、維護和檢修教學目的與要求：教學重點：教學難點：教學內(nèi)容與步驟：課題一三相變壓器的并聯(lián)運行三相變壓器并聯(lián)運行的原因1、多臺變壓器并聯(lián)運行時，如果其中一臺變壓器發(fā)生故障或需要檢修，那么另外幾臺變壓器可分擔它的負載繼續(xù)供電，從而提高了供電的可靠性。

2、可根據(jù)電力系統(tǒng)中負荷的變化，調(diào)整投入并聯(lián)的變壓器臺數(shù)，以減少電能損耗，提高運行效率。

3、可根據(jù)用電量的增加，分期分批安裝新變壓器，以減少初期投資。變壓器并聯(lián)運行的條件連接組別序號相同，不同會引起短路。電壓比相等，不等會造成環(huán)流。短路阻抗（或短路電壓）相等，（不等會使容量分配不均，不能夠充分利用）。并聯(lián)運行接線課題二變壓器的維護及檢修一、主變壓器主體的起吊起吊主體時，必須吊掛所有主吊攀，吊繩與垂線夾角不大于30°，各吊繩應滿足受力要求，長度一定要相等且受力均勻合理。主體起吊時要保持平穩(wěn)，傾斜不得大于10°。二、檢查變壓器主體是否受潮及其處理1、化驗箱底油樣，并檢測線圈的絕緣電阻等，當油的U≥40kV，含水量﹤20ul/L；線圈的絕緣電阻R60、吸收比R60/R15、介損tgδ與出廠值無明顯變化，則認為未受潮。2、用2500V搖表檢測鐵心對地絕緣，其絕緣電阻應不小于200MΩ。3、受潮的變壓器，應進行干燥處理。三、變壓器器身檢查的條件1、雨、霧、雪和風沙天氣，或者相對濕度大于75％時，不能進行檢查。2、在戶外吊罩檢查產(chǎn)品時，要搭設臨時防塵圍墻，墻高高于油箱。四、正常情況下的檢查1、220KV變壓器在通常情況下可從箱壁人孔處進入油箱中的兩側(cè)進行內(nèi)檢；2、上鐵軛上的構(gòu)件，可從箱蓋上的法蘭進行檢查。如器身檢查時沒有異常情況，可不必吊罩檢查。3、放油后箱蓋上的大法蘭孔要進行適當遮擋，防止灰塵落入箱4、內(nèi)檢過程中使用燈具必須有保護罩，不準在箱內(nèi)更換燈泡，移動燈具和其它工具時注意不要損傷器身絕緣。5、檢查時，不允許將梯子搭在引線上；對于包有絕緣的引線不允許彎折、位移。6不允許帶有除工具外的其它物件。所用工具要有嚴格登記、清點制度，嚴防丟忘在油箱中。7、器身暴露在空氣中的允許時間?？諝庀鄬穸仍?5％以下時：不超過16，或不超過12h。8、空氣相對濕度在65％～75％時：不超過12h；或不超過10h。五、檢查器身內(nèi)容1、首先拆除油箱中運輸用的支架和氮氣監(jiān)視裝置。2、所有緊固件是否有松動如有松動或脫落，應當復位、擰緊。3、引線的夾持、捆綁、支撐和絕緣的包扎是否良好，如有移位、傾斜、松散等情況應當復位固定、重新包扎。4、開關的傳動、接觸是否良好。如出現(xiàn)傾斜、位移的故障應查明原因予以解決。5、如果器身出現(xiàn)位移時，應檢查其絕緣是否有損傷；引線與套管、開關與操動桿的正常安裝位置有無影響，有關的電氣距離能否保證。如不能保證與箱蓋上構(gòu)件的正常安裝位置，應當?shù)跣膹臀弧?、2500V搖表檢測鐵心與夾件間的絕緣是否良好；鐵心是否一點可靠接地。7、檢查完畢后，清除油箱中的殘油、污物。然后先安裝與油箱相聯(lián)的組件。8、進入油箱中檢查的同時可安裝套管。六、抽真空和真空注油1、在確認變壓器和有關管路系統(tǒng)的密封性能良好的情況下，方可進行抽真空。抽真空的管路接至變壓器主導氣聯(lián)管端頭的閥門上。2、變壓器的有載開關油室與變壓器油箱應用U型管在專設位置上連通，以便開關油室同時抽真空，抽真空前開關油室中的油應放出來；注油管路也要聯(lián)結(jié)起來，以便能使開關油室與變壓器油箱同時注油。3、抽真空前應將冷卻器上下聯(lián)管處的蝶閥全都打開；水冷卻器中不能承受真空的儀器應當隔離開來，將儀器聯(lián)結(jié)處的蝶閥關閉起來。4、抽真空時氣體繼電器兩端的蝶閥，必須處于關閉位置。保證金屬波紋儲油柜不受損壞。4.5抽空或真空注油過程中如果遇到降雨或下雪，最好是停止抽空可注油存放，待晴天后再重新抽空。5、抽真空的最初一小時內(nèi)，當殘壓達到20KPa時，如無異常情況，繼續(xù)提高真空度直到殘壓為0.3KPa，且持續(xù)抽真空8h以上，開始真空注油。6、條規(guī)定，每小時注入的油量應當小于5000L，注滿油的時間大于6h，注滿油后仍保持真空度4h以上，然后再解除真空，拆除U型管等密封管接口。7、補加油。真空注油結(jié)束后，從儲油柜注油口向儲油柜中加油。加油時將氣體繼電器兩端的蝶閥打開。按金屬波紋式儲油柜說明書補油。8、注滿油后靜置48h，然后打開套管、冷卻（散熱）器、聯(lián)管等上部的放氣塞進行排氣，待油溢出時關閉塞子。9、密封性能試驗：變壓器密封性能試驗，使油箱內(nèi)維持20kPa～30kPa的壓力，用油柱靜壓法試漏時，靜壓24h；加壓試漏法時，加壓時間為24h，應無滲漏。10、在抽真空過程中，若發(fā)現(xiàn)滲漏要及時處理，檢查滲漏位置的參考方法：(1)詳細傾聽聯(lián)結(jié)處是否有吱吱進氣聲音，有聲音處即滲漏部位。(2)將香點燃，使其煙沿安裝的可疑部位移動，檢查上部時用板狀物將煙擋住使之不離開檢查部位。當發(fā)現(xiàn)煙被吸向里傾斜時，此位置即滲漏處。七、投入運行前的檢查1、檢查各組件的安裝是否符合其安裝使用說明書的要求。2、溫度計座中是否充填了變壓器油3、套管的中間法蘭上的接地端子是否可靠的接地4、吸濕器中的吸附劑是否合格，吸濕器是否暢通等等5、氣體繼電器兩端和冷卻（散熱）器上下聯(lián)管，或油箱管接頭處的蝶閥是否處于開啟位置。6、開關的指示位置是否正確，三相是否一致，轉(zhuǎn)動是否靈活，有載開關油室中是否注滿了油。7、升高座中的套管型電流互感器的端子是否接好，不允許二次開路運行。8、變壓器主體和鐵心接地套管等，是否可靠的一點接地。9、儲油柜、高中壓套管中的油面是否合適。10、各種保護、控制、測量等裝置的電源、控制和信號等接線是否正確；信號與動作是否準確。冷卻器的吹風裝置、控制系統(tǒng)是否無誤、油泵的轉(zhuǎn)向油流方向是否正確、風機運轉(zhuǎn)是否正常。11、集中冷卻時，油、水管路的配接是否符合要求，是否暢通，有無滲漏。12、各分接位置的變比是否正確（注意操動機構(gòu)的指示位置是否正確）。13、各分接位置的直流電阻與出廠值比較，在不同溫度下電阻值的換算如下：R75（T+t）=Rt（T+75），式中：R75-環(huán)境溫度為75℃時直流電阻值(Ω),Pt-環(huán)境溫度為t℃時直流電阻值，T=235（銅線組），t-環(huán)境溫度（℃）。14、檢測各繞組絕緣電阻R60、吸收比R60/R15、介質(zhì)損耗率tgδ，與標準值比較應無明顯變化。15、檢測變壓器極性、升高座中電流互感器極性、電流比等。16、檢測油箱中的油質(zhì)，應符合U≥50KV,含水量≤15ul/L。八、投入運行前的試驗1、空載升壓試驗試驗前將氣體繼電器的訊號接點改接至跳閘回路，過流保護時限整定為瞬時動作。然后由變壓器電源側(cè)接入電源（因電源側(cè)油保護裝置，當出現(xiàn)異常情況時，可迅速切除電源）。接入電源后徐徐升壓至額定電壓，保持30min，此時可測量空載損耗和空載電流與出廠值比較。2、空載沖擊合閘試驗先將氣體繼電器的過流保護復位。保護斷路器合閘時三相同步時差應小于0.01秒。沖擊合閘電源為系統(tǒng)額定電壓，宜于高壓側(cè)投入。合閘沖擊數(shù)最多為5次，合閘沖擊過程中，如果電壓值有一次達到最大值時，則不再繼續(xù)試驗視為合格（包括首次），假如沖擊合閘5次均未出現(xiàn)最大值時，也視為合格，（中性點接地的變壓器，進行沖擊時應當接地）。長時間空載運行，在額定電壓下，空載連續(xù)運行6h，油頂層溫升不超過50K時，可不開啟冷卻器。3、各種試驗結(jié)束后，將氣體繼電器的信號復原至報警回路，跳閘接點復原至跳閘回路，調(diào)整好過流保護值。4、試驗后對油進行氣相色譜測量，與試驗前數(shù)據(jù)比較有無變化。九、運行與維護1、首先開啟冷卻裝置（水冷卻器先開油泵，后開水泵），待其運行正常后（運行一小時以上），變壓器再投入運行。2、變壓器運行中，可利用鐵心接地套管（鐵心由套管引至箱外接地）檢測鐵心情況，測量時先接入表后再打開接地線，注意開路瞬間有高壓。測量后仍可靠接地。3、變壓器運行中的監(jiān)視，在運行初期要加強巡視和預防性檢測。在運行最初的1個月中，每周至少取1次油樣進行化驗與色譜分析；化驗結(jié)果都正常，以后即按能源部運行規(guī)程進行正常色譜監(jiān)測。4、運行中的變壓器的最低油質(zhì)標準：耐壓≥40KV，含水量≤25mg/L,tgδ≤2％(90℃)5、各組件的運行維護和定期檢測。6、強油風冷卻式變壓器，當風冷卻器的風扇停運，潛油泵仍在運轉(zhuǎn)時，變壓器允許運行時間按油面溫升不超過53K控制。十、變壓器在低負載運行時，開啟部分冷卻器可帶多少負載，按下式計算：式中，Sn—開部分冷卻器n支所帶的負載，KVA；P—變壓器滿載運行時每支冷卻器的散熱負荷KW，P=（PO+PK）/（N-1）KW，N—冷卻器總支數(shù)，PO—額定電壓額定頻率下空載損耗KW；PK—滿載時相應分接時的負載損耗KW；SH—變壓器額定容量KVA；n—開啟的冷卻器支數(shù)（n≤N-1）。新投入變壓器5年10年檢修前的材料、工具準備工作：吊大蓋檢查器身檢修鐵芯、線圈分接開關、引出線檢修附件、油枕、防爆筒、套管、熱虹吸、呼吸器、各部閥門。檢修冷卻裝置、散熱器、電動機、風扇電源、油管路清掃外殼、噴漆。檢查二次回路、儀表、保護裝置，瓦斯繼電器校驗、壓力表、溫度計、熱工引線等。處理絕緣油必要時干燥器身10、裝配變壓器11進行規(guī)定的測量和試驗12接地部分檢查13變壓器投入運行變壓器中修5年更換新矽膠（凈油器）變壓器外殼清掃檢查油管路、閥門變壓器小修半年檢查并消除已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并能就地消除的缺陷檢查各部引線接頭、清掃外殼及瓷瓶油枕下部積水器中放水、檢查油位調(diào)整110KV套管油位、清理油標及瓷瓶檢查防爆膜密封、呼吸器、瓦斯和溫度計完好預防性試驗消除各部滲漏檢修前的準備工作大修前的準備①技術(shù)②組織③材料④油務⑤工具編制大修項目、進度訂特殊檢修項目的方案和技術(shù)標準查變壓器大小修歷史記錄、運行記錄，制訂缺陷一覽表查滲漏點，做出標記和記錄用備品備件、工具、材料準備，落實專項材料3、２Ｔ吊鏈２個（尺寸能滿足要求）4、卡環(huán)、鋼絲套、恍繩5、扳手、劃墊刀、噴漆工具等２、工作負責人檢查、落實工作后，方可申請停電添寫檢修工作票，檢查安全措施。

第四單元特殊用途的變壓器教學目的與要求：教學重點：教學難點：教學內(nèi)容與步驟：

課題一自耦變壓器只有一組線圈，并且分割成兩組或以上，其中一組視為初級繞組，其他的則視為次級繞組。它的功能只可以升壓和降壓，但沒有隔離電路為某兩部分的功能。單相自耦的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)分為變壓器機芯和機箱二大部分。它的機芯主要由繞組和鐵芯構(gòu)成，機箱主要由箱體和面板指示（電壓/電流指示）等部分構(gòu)成。（2）.單相自耦變壓器的原理：基于電磁感應原理，將一次繞組和二次繞組套在共同的鐵芯上，彼此之間通過磁路和電路的相互耦合，實現(xiàn)能量從一次繞組向二次繞組的傳遞。單相自耦變壓器是適用場合單項自耦變壓器廣泛應用于工業(yè)、交通、郵電、國防、鐵路、科研等領域的大型機電設備、金屬加工設備、生產(chǎn)流水線、電梯、醫(yī)療器械、刺繡輕紡設備、空調(diào)、廣播電視及大樓照明等需要穩(wěn)定電壓的用電設備。課題二儀用變壓器電流互感器作用：電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。1）電流互感器的接線應遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應與被測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負載串聯(lián)2）按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設備事故3）二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路。4）對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設置。電壓互感器1、結(jié)構(gòu)和工作原理電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通φ，根據(jù)電磁感應定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。2.電壓互感器的選用1．電壓互感器在投入運行前要按照規(guī)程規(guī)定的項目進行試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。2．電壓互感器的接線應保證其正確性，一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組應和所接的測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈并聯(lián)。3．接在電壓互感器二次側(cè)負荷的容量應合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負荷不應超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。4．電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時，會出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設備甚至危及人身安全5．為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點接地。因為接地后，當一次和二次繞組間的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。

課題三電焊變壓器電焊變壓器是一個降壓變壓器。在次級線圈的兩端是被焊接工件和焊條，引燃電弧，在電弧的高溫中產(chǎn)生熱源將工件的縫隙和焊條熔接。電焊變壓器有自身的特點，就是具有電壓急劇下降的特性。在焊條引燃后電壓下降；在焊條被粘連短路時，電壓也是急劇下降。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是電焊變壓器的鐵芯特性產(chǎn)生的。電焊機的工作電壓的調(diào)節(jié)，除了一次的220/380電壓變換，二次線圈也有抽頭變換電壓，同時還有用鐵芯來調(diào)節(jié)的，可調(diào)鐵芯的進入多少，就分流磁路，進入越多，焊接電壓越低?？烧{(diào)電抗器的電焊變壓器次級輸出端串聯(lián)了電抗器，限制短路電流。磁分路動鐵式電焊變壓器用鐵芯來調(diào)節(jié)的分磁，可調(diào)鐵芯的進入多少，就分流磁路，進入越多，焊接電壓越低。動圈式電焊變壓器課題四小型單相變壓器的設計小型單相變壓器的設計自制小型單相變壓器或者維修損壞的變壓器都可以參照本方法。變壓器的視在功率和一次電流總視在功率PS，諾二次側(cè)為多繞組時，則輸出總視在功率為二次側(cè)各繞組輸出視在功率的總和：PS＝U2I2＋U3I3＋……＋UnIn變壓器輸入功率與輸出功率之間的關系是：PS1＝PS／η（W）式中η——變壓器的效率。η總是小于1，對于功率1KW以下的變壓器：η＝0.8～0.9。知道變壓器輸入視在功率PS1后，就可以求出輸入電流I1I1＝PS1／U1×（1.1～1.2）（A）式中U1——一次側(cè)的電壓有效值（V），一般就是外加電源電壓；1.1～1.2——考慮到變壓器空載勵磁電流大小的經(jīng)驗系數(shù)。2、變壓器的結(jié)構(gòu)形式鐵芯是用涂絕緣漆的硅鋼片疊成，鐵芯配套的塑形模壓骨架：王字形骨架便于高低壓繞組可以分開來繞制。3.變壓器鐵芯截面積SS＝K0√PS（cm2）式中PS——變壓器總輸出功率（W）K0——經(jīng)驗系數(shù)，其大小與PS的關系來選用。根據(jù)計算所得的S值，還要實際情況來確定鐵芯尺寸a與b的大小，S＝a×b（cm2）式中a——鐵芯中柱寬（cm）b——鐵芯凈疊厚（cm）4、繞組的匝數(shù)計算E＝4.4E＝4.44fWBmS×10ˉ4(V)設W0表示變壓器感應1V電動勢所需繞的匝數(shù)，即：W0＝W／E＝10^4／4.44fBmS（匝／V）式中Bm——磁感應強度，單位為T。不同的硅鋼片，所允許的Bm值也不同：冷扎硅鋼片D310取1.2～1.4T；熱扎硅鋼片D41、D42取1～1.2T；D43取1.1～1.2T；5、計算導線直徑St＝I／j（mm2）電流密度一般選用j＝2～3A／mm2，變壓器短時工作時可以取j＝4～5A／mm2。如果取j＝2.5A／mm2時，則：d＝0.715√I（mm）。6、線圈結(jié)構(gòu)和的窗口核算根據(jù)選定的窗高h計算繞組每層可繞的匝數(shù)nj。nj＝h－（2～4mm）／d′式中d′——包括絕緣厚的導線外徑（mm）。（b）對于自制的無邊框框架nj＝0.9[h－（2～4mm）]／d′式中h——鐵芯窗口高度；0.9——考慮到繞組框架兩端各空出5%地位不繞線；2～4mm——考慮到匝間繞得不夠緊密的尺寸裕量。于是每組繞組需繞的層數(shù)mj為：mj＝W／nj（層）第五單元電動機的基礎知識教學目的與要求：教學重點：教學難點：教學內(nèi)容與步驟：

課題一電動機的種類和用途按防護式分電動機的種類、特點和用途開啟式電動機開啟式電機機殼未全封閉，機身、前后端蓋都留有散熱孔，無散熱風扇，自冷。簡單的說就是電機的端蓋有開口，從外部能看到內(nèi)部的線包，電機轉(zhuǎn)動時風扇的風能通過端蓋的開口將線包的溫度帶走，叫開啟式電機。適用于干燥、室內(nèi)、外部環(huán)境條件好的地方。防護式電動機防護式電動機的外殼有通風孔，但能防止水滴鐵屑等物從上面或與垂直方向夾450角以內(nèi)掉進電機內(nèi)部。然而潮氣灰塵還是能侵人。這種電機的結(jié)構(gòu)通風好，電機內(nèi)部熱量能直接擴散到外部。價格便宜，適用于干燥、灰塵少清潔的地方。3、封閉式電動機封閉式電動機的定、轉(zhuǎn)子繞組鐵心等，全部裝在一個封閉的機殼中，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵人電機內(nèi)部。但它的密封并不十分嚴密，不能浸在水中工作。對于廣大農(nóng)村中凡是塵土飛揚、水花四濺的地方，如農(nóng)副產(chǎn)品加工，打谷場、水泵、木工機械、飼養(yǎng)場等，可以廣泛地使用這種電動機。防暴式電動機防爆電機是一種可以在易燃易爆廠所使用的一種電機,運行時不產(chǎn)生電火花。防爆電機主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業(yè)。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥等部門也被廣泛應用。防爆電機作為主要的動力設備，通常用于驅(qū)動泵、風機、壓縮機和其他傳動機械。按電能種類分電動機的種類、特點和用途1、三相異步電動機（1）鼠籠式：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。

（2）繞線式：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。2、直流電動機串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

課題二異步電動機的結(jié)構(gòu)（一）定子（靜止部分）

1、定子鐵心

作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。

構(gòu)造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種：

半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。

半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。

開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

構(gòu)造：由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。

定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。

（1）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

（2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。

（3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內(nèi)的接線：

電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2），.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應按這個序號排列。

3、機座

作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。

構(gòu)造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。

（二）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）

1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心：

作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。

構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。

2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組

作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。

構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。

（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。

特點：結(jié)構(gòu)較復雜，故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進行平滑調(diào)速的設備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。

（三）三相異步電動機的其它附件

1、端蓋：支撐作用。

2、軸承：連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。

3、軸承端蓋：保護軸承。

4、風扇：冷卻電動機。

課題三三相異步電動機的拆裝1、拆卸異步電動機（1）拆卸電動機前，先拆除電動機與外部電氣連接的連線，并做好相位標記。（2）拆卸步驟a、帶輪或聯(lián)軸器；b、前軸承外蓋；c、前端蓋；d、風罩e、風扇；f、后軸承外蓋；g、后端蓋；h、抽出轉(zhuǎn)子；i、前軸承；j、前軸承內(nèi)蓋；后軸承；l、后軸承內(nèi)蓋。（3）皮帶輪或聯(lián)軸器的拆卸拆卸前，先在皮帶輪或聯(lián)軸器的軸伸端作好定位標記，用專用位具將皮帶輪或聯(lián)軸器慢慢位出。拉時要注意皮帶輪或聯(lián)軸器受力情況務必使合力沿軸線方向.（4）拆卸端蓋、抽轉(zhuǎn)子拆卸前，先在機殼與端蓋的接縫處作好標記以便復位。均勻拆除軸承蓋及端蓋螺栓拿下軸承蓋，再用兩個螺栓旋于端蓋上兩個項絲孔中，兩螺栓均勻用力向里轉(zhuǎn)將端蓋拿下。對于小型電動機抽出轉(zhuǎn)子是靠人工進行的，為防手滑或用力。（5）軸承的拆卸、清洗拆卸軸承應先用適宜的專用拉具。拉力應著力于軸承內(nèi)圈，不能拉外圈，拉具頂端不得損壞轉(zhuǎn)子軸端中心孔（可加些潤滑油脂）。在軸承拆卸前，應將軸承用清洗劑洗干凈，檢查它是否損壞，有無必要更換。2、裝配異步電動機（1）用壓縮空氣吹凈電動機內(nèi)部灰塵，檢查各部零件的完整性，清洗油污等。（2）裝配異步電動機的步驟與拆卸相反。裝配前要檢查定子內(nèi)污物，銹是否清除，止口有無損壞傷，檢查軸承蓋配合是否合適。（3）軸承裝配可采用熱套法和冷裝配法。二、注意事項1、拆移電機后，電機底座墊片要按原位擺放固定好。2、拆、裝轉(zhuǎn)子時，不得損傷繞組，拆前、裝后均應測試繞組絕緣及繞組通路。3、拆、裝時不能用手錘直接敲擊零件，應墊銅、鋁棒或硬木，對稱敲。4、裝端蓋前應用粗銅絲，從軸承裝配孔伸入鉤住內(nèi)軸承蓋，裝配外軸承蓋。5、用熱套法裝軸承時，只要溫度超過100度，應停止加熱。6、清洗電機及軸承的清洗劑（汽、煤油）不準隨使亂倒，必須倒入污油井。7、檢修場地需打掃干凈

課題四異步電動機的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生三相電機繞組接通三相電源產(chǎn)生的磁場在空間旋轉(zhuǎn)，稱為旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速的大小由電動機極數(shù)和電源頻率而定。三個相同的線圈U1—U2、V1—V2、W1—W2在空間的位置彼此互差120°，分別放在定子鐵心槽中。當把三相線圈接成星形，并接通三相對稱電源后，那么在定子繞組中便產(chǎn)生iU=Imsinωtiv=Imsin(ωt?120°)iw=Imsin(ωt+120°)

國產(chǎn)的異步電動機的電源頻率通常為50Hz。對于已知磁極對數(shù)的異步電動機，可得出對應的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，如表所示。

異步電動機磁極對數(shù)和對應的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速關系表p123456n1(r/min)300015001000750600500

二、異步電動機轉(zhuǎn)動特點及轉(zhuǎn)差率通常把同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之差稱為“轉(zhuǎn)差”，“轉(zhuǎn)差”與n1的比值稱為轉(zhuǎn)差率(也叫滑差率)，用s表示，即s=（n1?n）/n1。同步轉(zhuǎn)速當同步轉(zhuǎn)速n1一定時，轉(zhuǎn)差率的數(shù)值與電動機的轉(zhuǎn)速n相對應，正常運行的異步電動機，其s很小，一般s=0.01~0.05。三相異步電動機的主要參數(shù)及相互關系1、空載運行時，它產(chǎn)生的電磁力必須克服軸與軸之間的摩擦和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所受風阻等產(chǎn)生的空載轉(zhuǎn)矩，即Tem=T0，電動機才能穩(wěn)定運行。而T0一般很小，所以電磁轉(zhuǎn)矩也很小，但其轉(zhuǎn)速很高，幾乎接近同步轉(zhuǎn)速。2、異步電動機軸上帶負載轉(zhuǎn)動時，也必須符合動力學的規(guī)律，即只有在電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械負載的反抗力矩相平衡時，即Tem=TL時，電動機才能以恒速運行。如果電動機的電磁轉(zhuǎn)矩大于反抗力矩，即Tem>TL時，電動機將產(chǎn)生加速運行。反之，如果Tem<TL，則電動機將減速運轉(zhuǎn)。3、異步電動機是依靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，來調(diào)整電動機的電磁能量，從而使電動機的電磁轉(zhuǎn)矩得到相應的改變，以適用于負載變化的需要來實現(xiàn)新的平衡。當電動機以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速n運行時，假如由于某種原因，負載轉(zhuǎn)矩突然降低，即變?yōu)門em>TL，電動機將作加速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子感應電動勢和電流減小，從而使電磁轉(zhuǎn)矩減小，直到電磁轉(zhuǎn)矩與新的反抗轉(zhuǎn)矩相平衡，此時電動機在高于原轉(zhuǎn)速n的情況下穩(wěn)定運行。反之轉(zhuǎn)矩由于某種原因增大時，電動機將最終穩(wěn)定運行在低于原轉(zhuǎn)速的情況下運轉(zhuǎn)。

課題五電動機的銘牌和型號三相異步電動機的銘牌舉例：1、型號：Y112M-4中“Y”表示Y系列鼠籠式異步電動機（YR表示繞線式異步電動機），“112”表示電機的中心高為112mm，“M”表示中機座（L表示長機座，S表示短機座），“4”表示4極電機。有些電動機型號在機座代號后面還有一位數(shù)字，代表鐵心號，如Y132S2-2型號中S后面的“2”表示2號鐵心長（1為1號鐵心長）。2、額定功率：電動機在額定狀態(tài)下運行時，其軸上所能輸出的機械功率稱為額定功率。3、額定速度：在額定狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速。4、額定電壓：額定電壓是電動機在額定運行狀態(tài)下，電動機定子繞組上應加的線電壓值。Y系列電動機的額定電壓都是380V。凡功率小于3KW的電機，其定子繞組均為星型聯(lián)接，4KW以上都是三角形聯(lián)接。5、額定電流：電動機加以額定電壓，在其軸上輸出額定功率時，定子從電源取用的線電流值稱為額定電流。6、防護等級：指防止人體接觸電機轉(zhuǎn)動部分、電機內(nèi)帶電體和防止固體異物進入電機內(nèi)的防護等級。防護標志IP44含義：IP——特征字母，為“國際防護”的縮寫；44——4級防固體（防止大于1mm固體進入電機）；4級防水（任何方向濺水應無害影響）。7、LW值：LW值指電動機的總噪聲等級。LW值越小表示電動機運行的噪聲越低。噪聲單位為dB。8、工作制：指電動機的運行方式。一般分為“連續(xù)”（代號為S1）、“短時”（代號為S2）、“斷續(xù)”（代號為S3）9、額定頻率：電動機在額定運行狀態(tài)下，定子繞組所接電源的頻率，叫額定頻率。我國規(guī)定的額定頻率為50HZ10、接法：表示電動機在額定電壓下，定子繞組的連接方式（星型聯(lián)接和三角形聯(lián)接）。當電壓不變時，如將星型聯(lián)接接為三角形聯(lián)接，線圈的電壓為原線圈的，這樣電機線圈的電流過大而發(fā)熱。如果把三角形聯(lián)接的電機改為星型聯(lián)接，電機線圈的電壓為愿線圈的1/，電動機的輸出功率就會降低。

第六單元三相異步電動機的運行教學目的與要求：教學重點：教學難點：教學內(nèi)容與步驟：

課題一三相異步電動機的啟動異步電動機在接通電源后，從靜止狀態(tài)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過度過程。在起動的瞬間，由于轉(zhuǎn)子尚未加速，此時n2=0，s=1，旋轉(zhuǎn)磁場以最大的相對速度切割轉(zhuǎn)子導體，轉(zhuǎn)子感應電動勢的電流最大，致使定子起動電流I1Q也很大，其值約為額定電流的4～7倍。盡管起動電流很大，但因功率因數(shù)甚低，所以起動轉(zhuǎn)矩TQ較小。過大的起動電流會引起電網(wǎng)電壓明顯降低，而且還影響接在同一電網(wǎng)的其他用電設備的正常運行，嚴重時連電動機本身也轉(zhuǎn)不起來。如果是頻繁起動，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。一、籠型異步電動機的直接起動直接起動，就是利用刀開關或接觸器將電動機定子繞組直接接到額定電壓的電流上，故又稱全壓起動。直接起動的優(yōu)點是起動設備和操作都比較簡單，其缺點就是起動電流大、起動轉(zhuǎn)矩小。對于小容量異步電動機，因電動機起動電流較小，且體積小、慣性小、起動快，一般說來，對電網(wǎng)、對電動機本身都不會造成影響。因此，可以直接起動，但必須根據(jù)電源的容量來限制直接起動電動機的容量。1．定子電路串接電阻起動起動時，先合上電源隔離開關Q1，將Q2扳向“起動”位置，電動機即串入電阻RQ起動。待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時，將Q2扳向“運行”位置，RQ被切除，使電動機恢復正常工作情況。由于起動時，起動電流在RQ上產(chǎn)生一定的電壓降，使得加在定子繞組的電壓降低了，因此限制了起動電流。調(diào)節(jié)電阻RQ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。定子串電阻降壓起動線路圖假設定子串電阻起動后，定子端電壓由U1降低到U/1時，電動機參數(shù)保持不變，則起動電流與定子繞組端電壓成正比，于是有U1/U/1=I1Q/I′1Q=Ku定子串電阻降壓起動，只適用于空載和輕載起動。由于采用電阻降壓起動時損耗較大，它一般用于低電壓電動機起動中。2．星/三角降壓起動對于正常運行時定子繞組規(guī)定是三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，起動時可以采用星型聯(lián)結(jié)，使電動機每相所承受的電壓降低，因而降低了起動電流，待電動機起動完畢，在接成三角形，故稱這種起動方式為星/三角降壓起動。起動時，先將控制開關SA2投向星型位置，將定子繞組接成星型，然后合上電源控制開關SA1。當轉(zhuǎn)速上升后，再將SA2切換到三角形運行的位置上，電動機便接成三角形在全壓下正常工作。星-三角起動轉(zhuǎn)矩降低的倍數(shù)與電流降低的倍數(shù)相同。由于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)。常見的額定電壓標為380/220V的電動機，其意思是：當電源線電壓為380V時用星形聯(lián)路，線電壓為220V時用三角形聯(lián)結(jié)。顯然，當電源線電壓為380V時，這一類電動機就不能采用星—三角降壓起動。星—三角降壓起動的優(yōu)點是起動設備簡單，成本低，運行比較可靠，維護方便，所以廣為應用。3．自耦變壓器降壓起動

自耦降壓起動是利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降低后再加到電動機定子繞組上，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時在將電動機直接接到電網(wǎng)上。起動時，將開關扳到“起動”位置，自耦變壓器一次側(cè)接電網(wǎng)，二次側(cè)接電動機定子繞組，實現(xiàn)降壓起動。當轉(zhuǎn)速接近額定值時，將開關扳向“運行”位，切除自耦變壓器，使電動機直接接入電網(wǎng)全壓運行。自耦壓降起動原理圖為說明采用自耦變壓器降壓起動對起動電流的限制和對起動轉(zhuǎn)矩的影響，取自耦變壓器一相電路分析即可，如圖3—33所示。已知自耦變壓器的電壓比Ku=N1/N2=U1/U2=I′2Q/I′1Q（U1為電網(wǎng)相電壓；U2為加到電動機一相定子繞組上的自耦變壓器輸出電壓，I′1Q為電網(wǎng)相自耦變壓器一次側(cè)提供的降壓起動電流；I′2Q為自耦變壓器二次側(cè)提供給電動機的降壓起動電流）。自耦變壓器一相電路設直接起動時，電網(wǎng)提供給電動機的電壓起動電流為I1Q，加給定子繞組的相電壓為U1。則根據(jù)起動電流與定子繞組電壓成正比的關系，電動機定子繞組電流：I′2Q/I1Q=U2/U1=1/Ku

起動轉(zhuǎn)矩降低的倍數(shù)與起動電流降低的倍數(shù)相同。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，QJ型有三個抽頭，其輸出電壓分別是電源電壓的55%、64%、73%，相應的電壓比分別為1.82、1.56、1.37；QJ3型也有三個抽頭，分別為40%、60%、80%。Ku=2.5、1.67、1.25。在電動機容量較大或正常運行時聯(lián)成星形，并帶一定負載起動時，宜采用自耦降壓起動，它根據(jù)負載的情況，選用合適的變壓器抽頭，以獲得需要的起動電壓和起動轉(zhuǎn)矩。此時，起動轉(zhuǎn)矩仍有削弱，但不致降低1/3（與星—三角降壓起動相比較）。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；每小時內(nèi)允許連續(xù)起動的次數(shù)和每次起動的時間，在產(chǎn)品說明書上都有明確的規(guī)定，選配時應注意。

課題二三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。一、變極對數(shù)調(diào)速方法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的，特點如下：具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低；有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。二、變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。其特點：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復雜，造價高，維護檢修困難。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。三、串級調(diào)速方法串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式，多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，效率較高；

課題三三相異步電動機的反轉(zhuǎn)與制動一、三相異步電動機的反轉(zhuǎn)只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，可使三相異步電動機的反轉(zhuǎn)。三相異步電動機的反轉(zhuǎn)的方法：

將三相異步電動機兩相繞組與交流電源的接線互相對調(diào)，則旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向反向，三相異步電動機反轉(zhuǎn)。

二、三相異步電動機的制動一）制動的概念所謂制動，就是給電動機一個與轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩使它迅速停轉(zhuǎn)（或限制其轉(zhuǎn)速）。制動的方法一般有兩類：機械制動和電氣制動。

二）制動的方法（一）機械制動

利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法叫機械制動。

常用的方法：電磁抱閘制動。

1、電磁抱閘的結(jié)構(gòu)：

主要由兩部分組成：制動電磁鐵和閘瓦制動器。制動電磁鐵由鐵心、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等，閘輪與電動機裝在同一根轉(zhuǎn)軸上。斷電制動型性能是：當線圈得電時，閘瓦與閘輪分開，無制動作用，當線圈失電是，閘瓦緊緊抱住閘輪制動。通電制動型的性能是：當線圈得電時，閘瓦緊緊抱住閘輪制動；當線圈失電時，閘瓦與閘輪分開，無制動作用。

2、電磁抱閘制動的特點

優(yōu)點：電磁抱閘制動，制動力強，廣泛應用在起重設備上。它安全可靠，不會因突然斷電而發(fā)生事故。

缺點：電磁抱閘體積較大，制動器磨損嚴重，快速制動時會產(chǎn)生振動。

(二）電氣制動1、能耗制動2、反接制動

1、能耗制動

1）能耗制動的原理：

電動機切斷交流電源后，轉(zhuǎn)子因慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，立即在兩相定子繞組中通入直流電，在定子中即產(chǎn)生一個靜止磁場。轉(zhuǎn)子中的導條就切割這個靜止磁場而產(chǎn)生感應電流，在靜止磁場中受到電磁力的作用。這個力產(chǎn)生的力矩與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，稱為制動轉(zhuǎn)矩，它迫使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降至0，轉(zhuǎn)子不再切割磁場，電動機停轉(zhuǎn)，制動結(jié)束。此法是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的能量切割磁通而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的，實質(zhì)是將轉(zhuǎn)子的動能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，故稱為能耗制動。

2）能耗制動的特點：

優(yōu)點：制動力強、制動平穩(wěn)、無大的沖擊；應用能耗制動能使生產(chǎn)機械準確停車，被廣泛用于礦井提升和起重機運輸?shù)壬a(chǎn)機械。

缺點：需要直流電源、低速時制動力矩小。電動機功率較大時，制動的直流設備投資大。

2、反接制動

1）電源反接制動

電源反接，旋轉(zhuǎn)磁場反向，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場的方向與電動機狀態(tài)相反，起制動作用，當轉(zhuǎn)速降至接近零時，立即切斷電源，避免電動機反轉(zhuǎn)。

反接制動的特點：優(yōu)點是制動力強、停轉(zhuǎn)迅速、無需直流電源；缺點是制動過程沖擊大，電能消耗多。

2）電阻倒拉反接制動

繞線異步電動機提升重物時不改變電源的接線，若不斷增加轉(zhuǎn)子電路的電阻，電動機的轉(zhuǎn)子電流下降，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速不斷下降，當電阻達到一定值，使轉(zhuǎn)速為0，若再增加電阻，電動機反轉(zhuǎn)。

特點：能量損耗大。課題四三相異步電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動試驗

課題五三相繞線式異步電動機的調(diào)速

第七單元單相異步電動機教學目的與要求：教學重點：教學難點：教學內(nèi)容與步驟：

課題一單相異步電動機的原理、結(jié)構(gòu)及分類一、單相異步電動機的原理單相異步電動機是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電動機，是一種將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，功率約在8W～750W之間。單相異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,維修方便等特