電氣基本知識培訓(xùn)技巧經(jīng)典教程

電氣基本知識1.1正弦交流電正弦交流電路：是指電壓和電流均按正弦規(guī)律變化的電路。以交流電的形式產(chǎn)生電能或供給電能的設(shè)備稱為。由交流電源、用電設(shè)備和連接導(dǎo)線組成的電流流通路徑稱為。1.1.1交流電的三要素i=Imsin(6?t+(p)^cotIm

:幅值（最大值）G）:角頻率（弧度/秒）（P

:初相角Vcot‘】G)二&二1丌f1.周期與頻率單位:秒，毫秒?.赫茲(Hz)，千赫茲單位：弧度/秒1.周期J變化一周所需的時間2.頻率_每秒變化的次數(shù)單位:3.角頻率0每較化的弧度2.幅值與有效值正弦量在任一瞬時的值稱為瞬時值，用小寫字母表示，瞬時值中最大的稱為幅值，用帶下標(biāo)的字母來表示。i=Imsin(cot+(p)I為正弦電流的最大值m在工程應(yīng)用中常用表示幅度。交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V,也是指供電電壓的有效值。i2Rdt二I2RT（均方根值）T_Im3.初相位:正弦量所取的計時起點不同，初始值也就不同，到達(dá)幅值或某一特征值的時間也就不同。i=4^1

sin（仍t+（p）(P給出了觀察正弦波的起點或參考點，常用于描述多個正弦波相位間的關(guān)系。兩個同頻率正弦量間的相位差（初相差）?

%rh

=Amsin(射+久)u2

=Im2sin(cot+(p2)?>*礞\\ff\\1^2(p^((Dt+(p^-(O)t+(p^(p2~(p{同頻正弦信母的相位關(guān)系>^1=^2^(p=(px~(p2

>0?（p二（p{-（p2<02:r領(lǐng)先于^2Z］落后于l2I13IM助同相位相位領(lǐng)先相位落后滬U2<o電流超前電壓cp(p=y/x

―屮，=orc_t：:Hwr7inpF；l==-90°(p-n/A-iu，=18(F電壓與電流反相ut1.1.2正弦量的相量表示法正弦波的相量表示法概念:一個正弦量的瞬時值可以用一個旋轉(zhuǎn)的矢量與橫軸夾角=初相位（p矢量以角速度?按逆時針方向旋轉(zhuǎn)注意:1.才能用相量表示，非正弦量不可以。2.只有的正弦量才能畫在一張相量圖上，不同頻率不行。提出：平行四邊形法則可以用于相量運算，但不方便。故引入相量復(fù)數(shù)表示法D復(fù)數(shù)運算相量的復(fù)數(shù)表示一相量式U復(fù)數(shù)的輻角?j復(fù)數(shù)的模J?uU^y)a2+b2bU1■1!+1_ib(p—

tan—U=a+jb=Ucosp+jUsin(pu=a+]b=t/(cos^?+jsin(p)=Uei(p

______......^UZ(p------設(shè):U、=a!+^2~a2+j"2則:U=Ur±U2=（a[±aJ+娥土b2）=Ue]（p則:u=ucu2=c/1

.u2

.戶增）3.除法運算則:t/2t/2小豬：正弦波的四種表示法波形圖............................Jtnrmt也廣瞬時值i=Imsin（cot+（p）相量圖相量式J=a+j/?=/U、IU>I瞬時值復(fù)數(shù)、相量最大值1.1.3交流電路組成元件都是組成電路模型的理想元件。所謂理想，就是突出其主要性質(zhì)，而忽略其次要因素。其中，電阻元件是耗能元件，后兩者是儲能元件。在交流電路中，由于所加電壓隨時間而交變，故電路中的電流、功率及電場和磁場儲存的能量也都是隨時間而變化的。所以在交流電路中，電感元件中的感應(yīng)電動勢和電容元件中的電流均不為零，1.電阻元件電阻元件是一種消耗電能的元件。歐姆定律:功率:R2p=ui=Ri2U2.電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場能量的元件。如右圖所示：+U=coLL的兩流使II上感直即U?！旮须娫谏蟔電，。感，短有時壓電過于只化電，通當(dāng)謂電端電有O2X3.電容元件電容元件是一種能夠貯存電場能量的元件。如右圖所示：只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直*流電路中，黽齊上即ft有電壓,但i=0,葙當(dāng)于弁路，BP電容具有。L2對CcdC實際負(fù)載實際電路中理想負(fù)載基本不存在，而往往是2、感性負(fù)載在負(fù)載性質(zhì)展現(xiàn)出呈阻性負(fù)載、呈感性負(fù)載和呈容笆負(fù)載，我們統(tǒng)一稱這些負(fù)載為阻抗，用“Z”表示，具體如下：1、阻性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)電阻性質(zhì)如：白熾燈負(fù)載在電路中呈現(xiàn)感性性質(zhì)如：日光燈、電扇等3、感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)容性性質(zhì)如：電容器、同步電動機(jī)等實際電路中，是多種特性的負(fù)載串、并聯(lián)而成，我們稱之為：阻性、感性和容性只對負(fù)載的兩端在電路中呈現(xiàn)的性質(zhì)而言。線圈L代表鎮(zhèn)流器例如：日光燈用電路來表示，實際是電阻和電感的串聯(lián)電路。/WV\L、1.1.4電阻、電感和電容元件交流電路根據(jù)歐姆定律設(shè)w=yl2Usincot船K—飢電感（單位：H，mH，pH）?電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電感：非線性電感導(dǎo)磁率L=^線圈面積_定值0L=Corist（如:空心電感//不變）:L

/Const（如:鐵心電感//不為常數(shù)）線圈長度參水4IIII(痗刪)/=?莉<狀傳糊SW柚電感電路中的功率1.瞬時功率Pp=i?u=

2t//sincotcoscot=UIsin2coti=V2/sin^u=42Usin⑽+9(T)p=i.u=UIsin2a)tcotP<0釋放能量能量+尸〉0尸<0cotp=i.u=UIsin2cot1rT/^=—■pdt7Jo1cT=—￡UIsin(2a)t)dt=O結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐）。3.無功功率QQ的定義：電感瞬時功率所能達(dá)到的最大值。用以衡量電感電路與電源進(jìn)行能量交換的規(guī)模。Q的單位：乏、千乏（var、kvar）例1:把一個0.1H的電感接到/=50Hz，i/=10V的正弦電源上，求/,如保持1/不變，而電源/=5000Hz,這時/為多少?解：（1）當(dāng)/=50Hz時=2^L=2x3.14x50x0.1Q=31.4Qu

=A:318mA(2)當(dāng)f=

5000Hz時X,=2t^L

=2x3.14x5000x0.1=314GQyu101…AI==-=3.18mA3140所以電感兀件具有通低;顏阻高顏豹特性3.電容電路電容C_1_叫-q無極性單位電壓下存儲的電荷（單位:F，pF，pF）U有極性電解電容線性電容：C=Const（S不變）非線性電容：C/

Const（6不為常數(shù)）?電容上電流、電壓的基本關(guān)系i-^-Cdu\dtdt當(dāng)w=t/（直流）時，duz=0=0dt電容電路中的功率1.瞬時功率Pi

=V2/sincotu=V2sin((?Z-90°)p=i.u=—UIsin2(vtp=i.u=—UIsin2cot2.平均功率Pp=i-u=—U/sin2做丁Jor=-(T-UIsin2cotTJo03.無功功率Q瞬時功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）p=—UIsin2cotQ=-ui（電容性無功取負(fù)值）電阻元件基本關(guān)系u=iRI9復(fù)阻抗R--

Udi電感元件基本關(guān)系u二L—dt復(fù)阻抗jXL二jcoLU電容元件基本關(guān)系i二C—dt

1復(fù)阻抗一=-j——cdC1.1.5混合電路及功率因數(shù)i

=V2/sincot則w=y[2IRsmcot+y/2I（coL）sin（偵+90°）+W/（丄）sin（淤-90°）cdC-奶zu的為電路而的則為和壓和有效值之比,復(fù)數(shù)阻抗Z的討論1.z和總電流、總電壓的關(guān)系%/[/I/-/-%仍/Zt/z-?(/7-Z12.Z和電路性質(zhì)的關(guān)系Z=ZZ(/)=R+j(XL-Xc)a—定時電路性質(zhì)由參數(shù)決定當(dāng)XL

>Xc時，（p〉Q表不u領(lǐng)先i

—電路呈感性當(dāng)XL<XC時，0<0表示《落后/--電路呈容性^xL=xc時，汐=瞭示《、洞相--電路呈電阻性3.阻抗(Z)三角形Z=7?+j(XL-Xc)=\Z\Z(pz|=#2+(W三角形RZ=R+j(XL-Xc)R、￡、C串聯(lián)電路中的功率計調(diào)1.瞬時功率p=ud=pR+pL+pc2.平均功率P

(有功功率)_u■1ctH■P=—pdt■■yJo■I=-JQ

(PR+PL+Pc)dtI=Pr^UrI=I2R平均功率P與總電壓｛/、總電流/間的關(guān)系:其中:P=URIUR-Ucos(/)P=UIcos(pCOS(p-----功率因數(shù)3+無功功率2:j在R、L.C串聯(lián)的電路中，儲能元件I、C雖然不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。其大小為：Q=Ql

+Qc=ULI+Q-UCI)=QUl-Uc)^I—IUsincp4.視在功率S:S=UI

單位:伏安、千伏安注：S=UI可用來衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率（額定電壓X額定電流）有功功率P=UIcos（p無功功率Q-UIsincp視在功率5=L7只適用于串聯(lián)電電壓三角形RUR_IU功率因數(shù)的提髙:COScp功率因數(shù)功率因數(shù)提高的意義:P-UIcos(pS=UI設(shè)S=1000KVA,當(dāng)COScp=0.4時，P=400W當(dāng)COScp=0.9時，P=900W,其等效電路及相量日常生活中很多負(fù)載為感性的關(guān)系如下圖。其中消耗的有功功率為:???當(dāng)a、尸一定時，cos???希望將COS(P提高功率因數(shù)電路參數(shù)的關(guān)_J?—11負(fù)載z|RX.-X(P二ztg-\xL-xcRCOS(P由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。40W白熾燈COS(p

=1p40P=l//cOS^/=-=-^0.182A40W日光燈Ucos(pCOS(p—

0.5ZX,Ti—v設(shè)備的容量求較大\40,=0.364■A220x0.5供電局一般要求用戶的COScp>^5否則受處罰。純電阻電路純電感電路或純電容電路R-L-C串聯(lián)電路電動機(jī)空載滿載COScp

=1(0=0)COS(p

二0{(P二±90P)0<COS(p<l(-9(P<^<+9(P)COScp=0.2?0.3COScp=0.7?0.9日光燈QR-L-C串聯(lián)電路）COScp

=0.5?0.6并電容RUL1.2三相電路1.2.1三相電壓?三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸配電和主要電力負(fù)載，一般都采用三相制。三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī)由三個組成，在空間上彼此，它們的記為A、B、C,記為X、Y、Z。定子鐵心三相繞組（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）j?匝數(shù)相同1空間翻互差U轉(zhuǎn)子：直流勵磁的電磁鐵助鉑梁組機(jī)座定子鐵心后_定子繞組茹瑞蓋電刷及刷架滑矸轉(zhuǎn)子同步電機(jī)主要部件在交流電機(jī)部件中對能量轉(zhuǎn)換起主要作用的部件:?定子鐵心；?定子繞組：空間上相差120度的三相繞組；?轉(zhuǎn)子：同步電機(jī)和異步電機(jī)完全不同。三相交流電機(jī)的定子鐵心和定子繞組b->yNN轉(zhuǎn)子裝有磁極并以a的速度旋轉(zhuǎn)。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢?！鍪锥恕瞿┒恕鋈€圈空間位置各差120°每相電樞繞組三相交流電動勢的產(chǎn)生定子中放三個線圈：異步電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子電樞繞姐換侖g直波電機(jī)電樞結(jié)構(gòu)電刷換向片主磁極roJLtagc直流電機(jī)的工作原理?

換向器電刷旋轉(zhuǎn)整流器勵磁副勵磁機(jī)（轉(zhuǎn)極式）主勵磁機(jī)（轉(zhuǎn)樞式）＞主發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)極式）旋轉(zhuǎn)部分無刷，適合大容量發(fā)電機(jī)。///主發(fā)電機(jī)電流_互感器電壓調(diào)整器副勵磁機(jī)主勵磁機(jī)不可控整流器0B相三相對稱電動勢的表達(dá)式cA=EmsrncoteB=EnAsin((ot-120°)ec-Emsin(cot-24O°)=Emsin(cot+120°)ui=Emsina)t。

u2=Emsin^t-120o)w3==^msin^+i20°)____三相電壓瞬妒_=E/0°=EERbeA+eB+eC=()Ea+Eb+Ec=0三相對稱電動勢的相量表示法?與前面（單相）瞬時值表示法和波形曲線表示法對應(yīng)三相對稱正弦交流電也可用相量表示法表示：I73=E/-120o=E(——jL)-??“廠=E/12O0=E(-丄+j—)-22根據(jù)以上三種表示法都可以求彳＜，對稱三相交流電路：三種電壓初相位各差120°。發(fā)電機(jī)三相繞組的聯(lián)接?發(fā)電機(jī)三相繞組通常將三個末端接在一起，該點成為中點或零點(N)。即星形(Y)接法。CA端線(相線、火線)三個始端A、B、C引出三根端線，加上中點引出的總線,稱為。在低壓系統(tǒng)，中性點通常接地，所以也稱地線。、I，Ubc、:地線線與中先線之間的電壓。其有效值為UA、UB、Uc,一般用Up表示。:端線（相線、火線）與端線火線）間的電壓。其有效值為Uab、Uca,

一般用Z//表示。???I發(fā)電機(jī)舊相繞組j的電壓MB火線）與中性線（零朗、友電機(jī)母相繞組）的電壓，即端u由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機(jī)或變壓器可以輸出兩種電壓，如：220V和380V。線電壓越前與相電壓相位3()°。UAUbc線電壓與相電壓的關(guān)系?由電壓瞬時值的關(guān)系可知=>-lA

-UrL1hc

二Ub

一Ll(.u"-ll*I戀聽疆:’::鶴讓觀難由于它們都是同頻率的正弦量，都可用有效值相量表示，即根據(jù)相量圖，線電壓與相電壓的有效值關(guān)系可得■■■::WIJ]=IJPcos30°=U三相電源的三角形（A）接法結(jié)論：電源△形勝吉時線電壓t/'相電壓L/p1.2.2三相負(fù)載的連接方法rr三相負(fù)載也有Y和A兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不滿足如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)截三相負(fù)載：需三相電源同時供負(fù)載1三相電動機(jī)等單相負(fù)載：只需一相電源供電照明負(fù)載、家用電器對稱三相負(fù)載s

I碑fl、如三相電動機(jī)——?r三相四線制380/220伏[三相負(fù)載連接原則（』）電源提‘洪的電壓-a載的頌定電壓；&）單相貿(mào)載盡盤均衡遜分配到三相電源上。電源保險絲-—S--Uo--—1=----圓I□隊■■■幸t額定相電壓為額定線電壓為220伏的單相負(fù)載380伏的三相負(fù)載1■三相方法一般家用電器多為單相負(fù)載，國標(biāo)規(guī)定為220V，應(yīng)接入電源的端線與中線之間。這種情況一般構(gòu)成單相交流電路。但是各相負(fù)載對電源構(gòu)成三相星形聯(lián)接，應(yīng)屬于三相電路。AIZaIUaic吻cl寸1Uch對星形聯(lián)接的三相電路，可就其各單相情況分別討論,然后再總體分析三相負(fù)載的電流和電壓以及功率等量。1AN線電壓與相電壓的關(guān)系為cUbB由此可知，此時總線電流等于零，即IN=IA+IB+IC'=0=[f

=\=P(pIzl?對稱負(fù)載應(yīng)滿足以下條件：lZAHZB|:|Zf|:|Z|屮,.、=<p<-=(PX(Pa=<Pb

二(P(=9=arctg—既然中線沒有電流通過，中線也就不需要了。由此，演變成星形接法的三相三線制電路。2.三相方法例，相電壓為Up=220V的對稱電源；各相負(fù)載為電燈組，在額定220V電壓下各相電阻分別為Ra=5H,RB=10n,Rc=20￡2。試求負(fù)載的相電壓、負(fù)載電流及中線電流。UA

=220/0°VAubBCUH=220/-I20°VIJc=220/120°A雖然負(fù)載不對稱，因中線的存在，負(fù)載相電壓與電源的相電壓相等也是對稱的，有效值亦為220V。用復(fù)數(shù)法表示為：Uc用復(fù)數(shù)法計算，求中線電流比較容易。先算各相電流:B一^2/__t=11/120°

八根據(jù)電路的電流正方向規(guī)定，中線電流為：____+

L++

22/^1202+11^1222__=44+(-H-./IB.9)+(-5.5+j.9.45)=27.5-;9.45二29.1/-19°A?UFIJRGIRII-I一(2)無中會LWZa+rBN/Zh+?/Zc*o1/Za+1/Zb+1/Zcu負(fù)載各相電壓:AN*=t/AN-^/nN??BN’二BN-UNN??CN’=UC^-UNN補(bǔ)例1.照明電路:(1＞正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。ANN'（2）假設(shè)中線斷了（三相三線制），A相電燈沒有接入電路（三相不對稱）A燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。⑶中線斷了（三相三線制），A相短路A燈泡電壓超過額定工作電壓，燒壞了。30盞70盞No______________________c：__________________________________in解:a》該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖解:⑴該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖(2)計算線電流設(shè)t/=22031V.60L=70xj^A60QA■'220x0.5=8<1818/Q°A=2546A60°A=30.4A46,5°A3.三相負(fù)載的三角形A聯(lián)結(jié)A—a線電壓（即相電壓）對稱Z7?負(fù)載對稱，可根據(jù)線Bz=2Ipcos30°=V3lP電流與相電流的關(guān)系作出相量圖。顯然線電流也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電流滯后30°■根據(jù)相量圖，線電流的大小5三相功率電路功率必定等于光相有功功率之和。P=3Pp

=3UpIpcoscpP=Pa+Pb+Pc=S（UpnIpncos（pn）n=A，B，C當(dāng)時，射_有功功翱是相繃。三相總功率為對于星形對稱負(fù)載U,二a/3Up對于三角形對稱負(fù)載UfUp1/=V3IpA/jL每相電阻和感抗負(fù)載相電流負(fù)載阻抗為試求:每相負(fù)載的電阻和亂解由題意，視在功率根據(jù)得AO1.3變壓器與電動機(jī)1.3.1變壓器1.工作原理1.3變壓器與電動機(jī)131變壓器變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或信號的器件，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。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)電廠輸電線變電站10.5kV220kV10kV升壓降壓降壓實驗室380/220V儀器36V降壓降壓次、二次繞組互不相?,名詞介紹均指負(fù)載側(cè)幅邊繞組2V2二次繞組2V2二次側(cè)側(cè)接電源9負(fù)載開路一次側(cè)接二次側(cè)接負(fù)載一次側(cè)接交流電源，°二次側(cè)開路。/0(/oNi)①0^2^20Ntn2空載時，鐵心中主磁通唬由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。i2=0么=—N'dt一次側(cè)電壓變壓器一次側(cè)等效電路如圖根據(jù)KVL:U^Rjx-EaX-Ex式中A為一次側(cè)繞組的電阻;由于電阻&和感抗X,（或漏磁通）較小，其兩端的電壓也較小，與主磁電動勢盡比較可忽略不計，則2A為殳比t/20

^E2~N2二

4.44/0N式中f/20為變壓器空載電壓。故有變壓繞組的電亂結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電J2N.i2（i^i）IT.一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載。11

dte2=-N2^22d/有載時，鐵心中主磁通＜2＞是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。;0/<B.帶負(fù)載N2IZIIm00__N2有載運行二■z2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，若仏、/不變，則九基本不變，近于常數(shù)。可見，鐵心中主磁通的最大値九在變壓器空載和有載時近似保持不變.即有|空栽:有I空載磁勢所以I.N.?I2N2磁勢平衡式，有載磁勢或：i.N.=i.N.-i，N,

L提俁產(chǎn)生丸的鐘剪2譬gmi▲償A糊一般情況下：70?(2-3)%/1N很小可忽略。所以kN.?-i2N2

或?-I2N2I.1I.?-=N':K結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。C.阻抗變換作用由圖可知：zii結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍。總結(jié)空載運行結(jié)論，U況負(fù)載運行結(jié)論:變電流作用變電壓作用變阻抗作用2,Z2N."21=k2

或Z{

=k2Z一次繞組繞組：二次繞組叟壓器的電路鐵心由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm3.變壓器的分類〃電力變壓器（輸配電用）按用途分儀用變壓器..整流變壓器比新41三相變壓器按脯分I單腋壓器按制造方式丨殼5L'I?式;電壓互感器電流互感器殳壓器符號(1)額定電壓a1N、變壓器二次側(cè)開路(空載)時,的電壓值一次、二次側(cè)繞組允許單相：Gxp—次側(cè)電壓，l/2N,二次側(cè)空載時的電壓三相：f/1N、[2N，一次、二次側(cè)的線電壓(2)額定電流77[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)繞組線電流變1

]時的：決于"I大小和漏額定容量SNSN是指變壓器二次側(cè)額定電壓和額定電流的乘積單相：

SN

=^2N^2N一相：

SN

=y/3U2N^2N注意。赍壓器幾個功率的關(guān)系(單相)f容量：SN

=L72N

XZ2N\輸出功率：P2=u2l2cos(pI一次側(cè)輸入功率：P'=L容量輸出功率a77(4)額人1■“fn，是指變壓器應(yīng)接入的電源的頻率。我國的工頻是50Hz（5）變壓器的損耗和效率7變壓器，損耗包括兩部分__銅損（APh）:繞組導(dǎo)線電阻的損耗。變壓器的效率為A鐵損（apf‘.0'______磁滯損耗：磁滯現(xiàn)象引起鐵心發(fā)熱，造成的損耗。渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感應(yīng)電流（渦流）造成的損耗。??______________為減少渦流損耗，鐵心一■輸出功率■般由導(dǎo)磁鋼片疊成，輸入功率_一般7/>95%，負(fù)載為額定負(fù)載的（50?75）%時，7最大電機(jī)：實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或信號轉(zhuǎn)換的電磁裝置（動力電機(jī)）（控制電機(jī)）發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；電動機(jī)__將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。交流電動機(jī)直流電動機(jī)r異步機(jī)丄同步機(jī)r鼠籠式繞線式他勵、異勵、串勵、復(fù)勵鋁殼電動機(jī)小型木工機(jī)械、臺站、切割機(jī)、風(fēng)機(jī)、運輸、建筑、食品、家業(yè)機(jī)械的驅(qū)動。定子繞組（三相）r定子/轉(zhuǎn)子士n下-頁返繞組組成成Y或A。h：由厚（成，鐵'I疋J統(tǒng)2（1）三相定子繞組：嚴(yán)生定子由機(jī)座、定?組組成：>■機(jī)座：起固定和一船田鋇且U-t/<XcF:t±J*疆▲1JOTa,M空Ihh

卷17(9工口，f

-■u用鐵而放?疊嵌_>srY聯(lián)接w2接線盒的內(nèi)部聯(lián)接鐵心：由內(nèi)周有槽r的硅鋼片疊成。三相對稱ruj-u2.5繞組，互\V,-v2

:成120度IW,—W2

：s、機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵Y聯(lián)接三相異步電動機(jī)的接線圖聯(lián)接方式：Y/A接法:接線盒C參眷7B??XA??ZX(2)轉(zhuǎn)子_■/鼠籠式1繞線式鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(a)鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)p組。(b)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式電動機(jī)與繞線式電動機(jī)的的比較:鼠籠式:結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。賺線式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護(hù)工作s大;外加電阻可人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。轉(zhuǎn)子繞線式2.三相異步電動機(jī)工作原理定子三相繞組通入三相交流電（星形聯(lián)接）iv=Imsind/iN=Imsin(iur-12(F)W=/msin(dX+12(F)cot=0

d?r=60°a)t=9(f合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)6(r合成磁場旋轉(zhuǎn)ST(2)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。fj—>UP旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：u,—?v.—kW1q-^Up/2->WP

->V(Wj旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：ui-k與三相繞組中的三相電流的相序：l,->l2^l3一致，通入導(dǎo)前電流的繞組->通入滯后電流的繞組。三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)II任意兩相互換（應(yīng)議將與電源相接的,就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。電源A水?

A①轉(zhuǎn)動原理定子三相繞組通入三相交流電感應(yīng)電流/2旋轉(zhuǎn)磁痦旋轉(zhuǎn)磁場方向:順時針割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則Bli左手定則+感應(yīng)電動勢電磁力F②轉(zhuǎn)差率I異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動機(jī)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《不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即n=nn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(dǎo)條無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流無轉(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。轉(zhuǎn)差率sXn=(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得—s)n{}異步電動機(jī)運行中：^=(1-9)%一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min,電源頻率/i=50Hz。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：//o=lOOOr/min，即額定轉(zhuǎn)差率為5=

A^x100%=1000-9751000x100%=2.5%電動機(jī)起動瞬間：72=0,5=1（轉(zhuǎn)差率最大）t子電流頻率|取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度結(jié)論:轉(zhuǎn)子電路的電動勢、電流、頻率、感抗、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差率有關(guān)，極對數(shù)180°360°p=2每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度120°90°P=3同步轉(zhuǎn)速(A=50Hz>旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速％與極對數(shù)p的關(guān)系3000（轉(zhuǎn)/分）1500（轉(zhuǎn)/分）p=4可兕：旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速〃a與頻率八1000（轉(zhuǎn)/分）750（轉(zhuǎn)/分）轉(zhuǎn)=1時：電流變化一周電流每秒鐘變化50周電流每分鐘變化(50X60)周p=2時：電流變化一周電流每秒鐘變化50周電流每分鐘變化(25X60)周旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)50圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)25圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)3000圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)1500圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈P為任意值時：三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速_60/("0-(r/min)時，不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下:同步轉(zhuǎn)速P123456//(/(r/min)300015⑽1000750600500電動機(jī)轉(zhuǎn)速：n電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但n<nQ

異步電動機(jī)如果n=%轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）1無轉(zhuǎn)子電流（=>無轉(zhuǎn)距3三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)50HzYB三相異步電動機(jī)Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因藪0.761）型號軸上輸出的額定值=6=1000r/min2）額定功率NPN

=3kW3）額定電壓t/N=380V定子三相繞組應(yīng)施加的率結(jié)雜頻聯(lián)鱗號壓速型電轉(zhuǎn)返回50HzYB三相異步電動機(jī)Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因赦0.764）額定電流么ZN

=7.2A定子三相繞組的額定5）聯(lián)結(jié)方式通常三相異步電動機(jī)3kW以下者，聯(lián)結(jié)成星形，4kW以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。6）額定轉(zhuǎn)速//~電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運行時的率結(jié)8頻聯(lián)繼號壓速型電轉(zhuǎn)50HzYB三相異步電動機(jī)Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因藪0-767）額定功率因數(shù)2N=cos枷Pin=t/NZNcos^="N尸IN=^N’NCOS8)絕緣等級指電機(jī)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(105°C),H級最髙(180°C)o率結(jié)級等緣頻聯(lián)絕號壓速型電轉(zhuǎn)I:一般規(guī)定，電動機(jī)的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。因為在電動機(jī)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(jī)的電流大于額定值，從而使電動機(jī)過熱。三相異步電動機(jī)的額定電壓＜380V,3000V,及6000V等多種。(2)電壓電動機(jī)在額定運行時定子繞組上應(yīng)加△聯(lián)結(jié)（3）接法U2百繞組的聯(lián)接方法。通常電機(jī)容量＜3kW^Y聯(lián)結(jié)電機(jī)容量＞4kWA聯(lián)結(jié)拳U2■謬如1■on(4)電流電動機(jī)在額定運行時定子繞組的電流值。例如：'//△6.73/11.64A表示星形聯(lián)結(jié)時電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)時線電流為11.64Ao兩種接法下相電流均為6.73A。(5)功率與效率額定功率是指電機(jī)在額定運行時軸上輸出的機(jī)械功率戶2,它不等于從電源吸取的電功率弋。W#:籠電機(jī)額定酵(6)功率因數(shù)cos爐三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時約為0.7?0.9。空載時功率因數(shù)很低，只有0.2?0.3。處于額定負(fù)載時，功率因數(shù)最高。COS0O往意：實用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)、防止出現(xiàn)"大馬拉Pl小車"的現(xiàn)象(7)額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運行時的轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)差率w0如：wN=144?轉(zhuǎn)/分(8)絕緣等級指電機(jī)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(105oC),H級最髙(180°C)o孚卜充：三祖舁步電勖釩的轉(zhuǎn)矩與釩德特m轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。_轉(zhuǎn)子電路的機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)、每極磁通丄功率因數(shù)旋_場___________二上.::一￡」Tx0＞，/2，cosi/2Kt^I2cos能力0T自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機(jī)區(qū)別于其它動力機(jī)械的重要特點。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。）個=>用0nn電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。Atu）額定轉(zhuǎn)矩7；,:電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速nN運行，輸出額定功率PN時，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。丁PnJL\T=9550瓦）2期yy~（轉(zhuǎn)/分）60T?（牛頓?米）(2)最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)帶動最大負(fù)載的能力。如果Tl〉丁鵬電機(jī)將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)sR2求解^=0^1過載系數(shù):2=郵三相異步機(jī)>1=1.8?2.2注意:(1)三相異步機(jī)的7^、和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。(2)工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl<T

，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使nlaxH->O（S=1）=>i2T=>/jT=>電機(jī)嚴(yán)重過熱(3)起動轉(zhuǎn)矩Tst'電機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。KRl+(sX2Q)2.識其中Z/=0(S=l)0T?則尺2Tst=K心(x20)2’Ul7；體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。若7；

>Tl電機(jī)能起動，否則將起動不了。某三相異步電動機(jī)，極對數(shù)p=2,定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，接于50Hz、380V的三相電源上工作，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl=

91N-m時，測得Zv=30A,P1==16kW，n=l

470r/min,求該電動機(jī)帶此負(fù)載運行時的S、P2、v和功率因素。n“=6%=1500r/min1500-1470~1500~=0.022nn602X3J460X91X1470W=14kWCOS(p=100%=87.5%px~廠=0.81仰1/11/返回2、三相異步電動機(jī)的使用定轉(zhuǎn)速。起動問題：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。一般中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的5?

7倍；電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的（1.0?2.2）倍。四*起動：n=0,s=l，接通電源。經(jīng)過一段時間達(dá)到額定子電流起動時，Z7=0,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢j轉(zhuǎn)子電流后果：頻繁起動時造成熱量積累，使電機(jī)過熱大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作起動方法：!直接起動二、三十千瓦以下的異步電動機(jī)一般都采用直接起動。b降壓起動:星形-三角形（Y_A）換接起動自耦降壓起動（適用于鼠籠式電動機(jī)）c轉(zhuǎn)子串電阻起動（適用于繞線式電動機(jī)）以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。降壓起動（1》Y—A換接起動（適用與正常運行為A的電動機(jī)）設(shè):起動電機(jī)每相阻抗為|Z|三角形聯(lián)結(jié)時：Z/a=a/3^-u星形聯(lián)結(jié)時：//y=-7x^_的甩流為直接起動時的Y_A起動