第9章變壓器與電動機(jī)第3版

1、9.1 9.1 磁路磁路9.2 9.2 變壓器變壓器9.3 9.3 異步電動機(jī)異步電動機(jī)* *9.4 9.4 直流電動機(jī)直流電動機(jī)* *9.5 9.5 控制電機(jī)控制電機(jī)第第9 9章章 變壓器和電動機(jī)變壓器和電動機(jī)9.1.1 鐵磁材料的磁性能9.1.2 簡單磁路分析9.1 9.1 磁路磁路 變壓器、電動機(jī)以及許多電器和電工儀表都是以變壓器、電動機(jī)以及許多電器和電工儀表都是以電磁感應(yīng)為工作基礎(chǔ)的。電磁感應(yīng)為工作基礎(chǔ)的。磁路：磁路：為了把磁場聚集在一定的空間范圍內(nèi)，以便為了把磁場聚集在一定的空間范圍內(nèi)，以便加以控制和利用，就必須用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料做加以控制和利用，就必須用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料做成一定

2、形狀的鐵心，使之形成一個磁通的路徑，使成一定形狀的鐵心，使之形成一個磁通的路徑，使磁通的絕大部分通過這一路徑閉合。把磁通經(jīng)過的磁通的絕大部分通過這一路徑閉合。把磁通經(jīng)過的閉合路徑稱為磁路。閉合路徑稱為磁路。鐵磁材料鐵磁材料：是指鋼、鐵、鎳、鈷及其合金等材料，是：是指鋼、鐵、鎳、鈷及其合金等材料，是制造變壓器、電機(jī)、和電器鐵心的主要材料。制造變壓器、電機(jī)、和電器鐵心的主要材料。1 1、磁化曲線與磁滯回線、磁化曲線與磁滯回線 鐵磁材料被放入磁場強(qiáng)度為鐵磁材料被放入磁場強(qiáng)度為H H的磁場內(nèi)，會受到強(qiáng)的磁場內(nèi)，會受到強(qiáng)烈的磁化。烈的磁化。磁化曲線磁化曲線：當(dāng)：當(dāng)磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度H H由零逐漸增加時(shí)，磁

3、感應(yīng)強(qiáng)度由零逐漸增加時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨之變化的曲線。隨之變化的曲線。9.1.1 鐵磁材料的磁性能9.1.1 鐵磁材料的磁性能磁化曲線：磁化曲線： 由圖可知：由圖可知：（1 1）磁化具有磁飽和性）磁化具有磁飽和性（2 2）磁性材料的）磁性材料的 B B H H 呈非呈非線性關(guān)系，其磁導(dǎo)率線性關(guān)系，其磁導(dǎo)率常數(shù)，常數(shù)，也是非線性的。也是非線性的。（3 3）鐵磁材料的磁導(dǎo)率）鐵磁材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大遠(yuǎn)大于真空磁導(dǎo)率于真空磁導(dǎo)率0，具有高導(dǎo)磁具有高導(dǎo)磁率。真空的導(dǎo)磁率率。真空的導(dǎo)磁率0 0 = 410-7。9.1.1 鐵磁材料的磁性能磁滯回線：磁滯回線： 由圖可知：由圖可知：（1 1）鐵磁材料鐵磁材料

4、具有磁滯性具有磁滯性（2 2）不同種類的）不同種類的鐵磁材料鐵磁材料，磁滯回，磁滯回線的形狀不同。線的形狀不同。（3 3）剩磁感應(yīng)強(qiáng)度）剩磁感應(yīng)強(qiáng)度B Br r低，矯頑力低，矯頑力H Hc c小的鐵磁材料稱為軟磁材料。如純小的鐵磁材料稱為軟磁材料。如純鐵、純鋼、坡莫合金等?？梢杂脕龛F、純鋼、坡莫合金等。可以用來制造變壓器、電機(jī)和電器的鐵心。制造變壓器、電機(jī)和電器的鐵心。（3 3）剩磁感應(yīng)強(qiáng)度）剩磁感應(yīng)強(qiáng)度B Br r較高，矯頑力較高，矯頑力H Hc c較大的鐵磁材料較大的鐵磁材料稱為硬磁材料或永磁材料。如碳鋼、鋁鎳鈷、稀土等。稱為硬磁材料或永磁材料。如碳鋼、鋁鎳鈷、稀土等?？梢杂脕碇圃煊谰么盆F

5、?？梢杂脕碇圃煊谰么盆F。9.1.1 鐵磁材料的磁性能（1 1）磁滯損耗磁滯損耗：是鐵磁物質(zhì)內(nèi)分子反復(fù)取向所產(chǎn)生：是鐵磁物質(zhì)內(nèi)分子反復(fù)取向所產(chǎn)生的功率損耗。鐵磁材料教鞭磁化一個循環(huán)在單位內(nèi)的功率損耗。鐵磁材料教鞭磁化一個循環(huán)在單位內(nèi)的磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比，因此軟糍材的磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比，因此軟糍材料的磁滯損耗較小，常用在交變磁化的場合。料的磁滯損耗較小，常用在交變磁化的場合。2 2、磁滯損耗和渦流損耗、磁滯損耗和渦流損耗9.1.1 鐵磁材料的磁性能（2 2）渦流損耗渦流損耗：當(dāng)整塊鐵心中的磁通：當(dāng)整塊鐵心中的磁通發(fā)生交變時(shí)，鐵心中會產(chǎn)生感應(yīng)電動發(fā)生交變時(shí)，鐵心中會產(chǎn)生感應(yīng)電

6、動勢，因而在垂直于磁通勢，因而在垂直于磁通的平面上產(chǎn)生的平面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，它圍繞著磁通感應(yīng)電流，它圍繞著磁通成漩渦狀流成漩渦狀流動，故稱渦流。渦流在鐵心的電阻上動，故稱渦流。渦流在鐵心的電阻上引起的功率損耗稱為渦流損耗。引起的功率損耗稱為渦流損耗。2 2、磁滯損耗和渦流損耗、磁滯損耗和渦流損耗（3 3）鐵損耗鐵損耗：是磁滯損耗和渦流損耗的合稱。它會使：是磁滯損耗和渦流損耗的合稱。它會使鐵心發(fā)熱，從而增加電器的溫升，降低效率。但在某些鐵心發(fā)熱，從而增加電器的溫升，降低效率。但在某些場合，則可以利用渦流效應(yīng)來加熱或冶煉金屬。場合，則可以利用渦流效應(yīng)來加熱或冶煉金屬。1 1、直流磁路、直流磁路 在

7、匝數(shù)為在匝數(shù)為N N的勵磁線圈中通入直流電流的勵磁線圈中通入直流電流I I，磁路，磁路中就會產(chǎn)生一個恒定磁通中就會產(chǎn)生一個恒定磁通，這種具有這種具有恒定磁通的磁恒定磁通的磁路稱為就是路稱為就是直流磁路。直流磁路。 直流磁路的例子：直流磁路的例子：9.1.2 簡單磁路分析9.1.2 簡單磁路分析 安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律：在磁場中，磁場強(qiáng)度：在磁場中，磁場強(qiáng)度 H 沿任沿任一一 閉合路徑閉合路徑l 的線積分，等于穿過該閉合路徑所圍的線積分，等于穿過該閉合路徑所圍面積的電流面積的電流 I I 的代數(shù)和。的代數(shù)和。 電流的方向與積分的循行方向符合右螺旋定電流的方向與積分的循行方向符合右螺旋定則的電流

8、為正，反之為負(fù)。則的電流為正，反之為負(fù)。H dlI9.1.2 簡單磁路分析直流磁路的分析：直流磁路的分析： 圖中表示的是具有鐵心和空圖中表示的是具有鐵心和空氣隙的直流通路，勵磁線圈通氣隙的直流通路，勵磁線圈通入電流后，在磁路中所產(chǎn)生的入電流后，在磁路中所產(chǎn)生的磁通，大部分集中在由鐵磁材磁通，大部分集中在由鐵磁材料所限定的空間范圍內(nèi)，稱為料所限定的空間范圍內(nèi)，稱為主磁通主磁通 。 還有很少的一部分磁通通過鐵心以外的空間閉合還有很少的一部分磁通通過鐵心以外的空間閉合（如圖中的（如圖中的），稱為），稱為漏磁通漏磁通 。 為了分析的方便，可以只考慮主磁通，忽略漏磁通為了分析的方便，可以只考慮主磁通，忽

9、略漏磁通9.1.2 簡單磁路分析直流磁路的分析：直流磁路的分析： 一般可以認(rèn)為空氣隙和鐵心一般可以認(rèn)為空氣隙和鐵心具有相同的截面積，所以鐵心具有相同的截面積，所以鐵心和空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度和空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= B= /A/A相同。磁場強(qiáng)度與磁導(dǎo)率有相同。磁場強(qiáng)度與磁導(dǎo)率有關(guān)，即關(guān)，即H H= =B B/ /。0 0H dlH lH lNI 00BBllNI即：即：00000,mmNINIllNIllAARRAA R Rm m 是鐵心磁阻是鐵心磁阻R Rm0m0 是空氣隙磁阻是空氣隙磁阻 9.1.2 簡單磁路分析直流磁路的分析：直流磁路的分析： 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律0mmmNINI

10、RRR 其中其中:NI:NI稱為磁動勢稱為磁動勢; ;R Rm m是各段磁路磁阻之和是各段磁路磁阻之和; ; R Rm m 是鐵心磁阻是鐵心磁阻; ;R Rm0m0 是空氣隙磁阻是空氣隙磁阻 0 mmmNINIRRR9.1.2 簡單磁路分析2 2、交流磁路、交流磁路 在圖中的鐵心線圈上外加正弦信號在圖中的鐵心線圈上外加正弦信號u u，繞組中將繞組中將流過交流電流流過交流電流i i，從而產(chǎn)生交變磁通，其中包括集中，從而產(chǎn)生交變磁通，其中包括集中在鐵心中的在鐵心中的主磁通主磁通 和很少的一部分和很少的一部分漏磁通漏磁通 。9.1.2 簡單磁路分析交流磁路的分析交流磁路的分析 主磁通主磁通在線圈中產(chǎn)

11、生感應(yīng)電在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢動勢e e；漏磁通漏磁通在線圈中產(chǎn)生在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢e e 。（圖中未畫。（圖中未畫出），考慮線圈中的電阻出），考慮線圈中的電阻R R?？煽梢詫懗鲭妷悍匠蹋阂詫懗鲭妷悍匠蹋簎eeRi 由于一般由于一般e e 和和R Ri都很小，可以忽略，所以：都很小，可以忽略，所以：ue 9.1.2 簡單磁路分析交流磁路的分析交流磁路的分析sinmt e e和和 的參考方向符合右手螺旋定則：的參考方向符合右手螺旋定則：sin(sin)(sin)22mmmdtdeNNdtdtNtEt N N是勵磁線圈的匝數(shù)，是勵磁線圈的匝數(shù)，E Em m 是是e e的最大值。的最大

12、值。e e的有效值為：的有效值為：1124.44222mmmmEENfNfN4.44mUEfN9.1.2 簡單磁路分析交流磁路的分析交流磁路的分析上述式子表明：上述式子表明：（1 1）當(dāng)電源頻率）當(dāng)電源頻率f f 和線圈匝數(shù)和線圈匝數(shù)N N不變時(shí)，主磁通不變時(shí)，主磁通m基基本上與外加電壓本上與外加電壓U U成正比，成正比，U U不變則不變則m基本不變?；静蛔儭＃? 2）如果）如果U U不變，而磁路中的空氣隙發(fā)生變化，磁阻不變，而磁路中的空氣隙發(fā)生變化，磁阻也會發(fā)生變化，為了使也會發(fā)生變化，為了使m基本不變，線圈中的電流就基本不變，線圈中的電流就必然增加。必然增加。4.44mUEfN0mmmN

13、INIRRR 結(jié)論：結(jié)論：交流磁路中，空氣隙大小的變化會引起線圈中交流磁路中，空氣隙大小的變化會引起線圈中電流的變化電流的變化9.2.1 變壓器的用途和基本結(jié)構(gòu)9.2.2 變壓器的工作原理9.2.3 變壓器的特性和額定值9.2.4 自耦變壓器和互感器9.2 9.2 變壓器變壓器變壓器變壓器：具有變電壓，變電流，變阻抗的功能。：具有變電壓，變電流，變阻抗的功能。 變壓器的用途變壓器的用途：電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的：電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的 設(shè)備。其他還有各種用途的整流變壓設(shè)備。其他還有各種用途的整流變壓 器、器、儀用電壓、電流互感器、焊接變儀用電壓、電流互感器、焊接變 壓器、自藕

14、變壓器。壓器、自藕變壓器。變壓器的結(jié)構(gòu)：由鐵芯和繞組兩部分組成。變壓器的結(jié)構(gòu)：由鐵芯和繞組兩部分組成。9.2.1 變壓器的用途和基本結(jié)構(gòu)變壓器按結(jié)構(gòu)可分為變壓器按結(jié)構(gòu)可分為：心式變壓器和殼式變壓器。心式變壓器和殼式變壓器。 9.2.1 變壓器的用途和基本結(jié)構(gòu)圖（圖（a a、b b、c c） 為為心式變壓器，圖（心式變壓器，圖（d）殼式變壓器。）殼式變壓器。 變壓器的繞組有變壓器的繞組有一次繞組一次繞組和和二次繞組二次繞組，一次繞組和，一次繞組和電源連接，二次繞組和負(fù)載連接。一次繞組和二次繞組電源連接，二次繞組和負(fù)載連接。一次繞組和二次繞組均可以由一個或多個線圈組成，均可以由一個或多個線圈組成，

15、1 1、變壓器的電壓變換作用、變壓器的電壓變換作用 變壓器空載：其一次繞組加額定電壓，二次繞組開路。變壓器空載：其一次繞組加額定電壓，二次繞組開路。 一次繞組接上正弦交流電壓一次繞組接上正弦交流電壓 u1時(shí)就有空載電流時(shí)就有空載電流i0（也稱為勵（也稱為勵磁電流）通過，并產(chǎn)生磁通磁電流）通過，并產(chǎn)生磁通。主磁通主磁通在一次、二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢在一次、二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1、e2。漏磁通在一次繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。漏磁通在一次繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e 沒畫沒畫 （e與與 的的方向符合右手定則）方向符合右手定則）9.2.2 變壓器的工作原理9.2.2 變壓器的工作原理變壓

16、器繞組的電壓方程變壓器繞組的電壓方程 如果假設(shè)式中的電壓、電動如果假設(shè)式中的電壓、電動勢均是正弦量，則可以表示成相勢均是正弦量，則可以表示成相量形式：量形式：1111 0202ueeRiue 1111 0202UEER IUE 由于由于 通常比較小，可以忽略，則上式又可以通常比較小，可以忽略，則上式又可以寫成：寫成：11 0ER I 和11202UEUE 9.2.2 變壓器的工作原理變壓器繞組的電壓方程變壓器繞組的電壓方程 假定一次、二次繞組的匝數(shù)假定一次、二次繞組的匝數(shù)分別為分別為N1N1、N2N2 ，則兩個繞組電壓，則兩個繞組電壓的有效值分別為：的有效值分別為：11120224.444.4

17、4mmUEfNUEfN1112022UENkUEN 式中式中k稱為變壓比，簡稱變比。稱為變壓比，簡稱變比。如果一次側(cè)電壓比二次側(cè)電壓高，是降壓變壓器。如果一次側(cè)電壓比二次側(cè)電壓高，是降壓變壓器。如果二次側(cè)電壓比一次側(cè)電壓高，是升壓變壓器。如果二次側(cè)電壓比一次側(cè)電壓高，是升壓變壓器。9.2.2 變壓器的工作原理變壓器繞組的同名端變壓器繞組的同名端 假定假定電流分別流入兩個線電流分別流入兩個線圈（或流出）時(shí)，若兩線圈產(chǎn)生圈（或流出）時(shí)，若兩線圈產(chǎn)生的磁通方向相同，則這兩個線圈的磁通方向相同，則這兩個線圈流入端稱為同極性端（同名端）。流入端稱為同極性端（同名端）。同名端同名端也是各繞組電位瞬時(shí)極性也

18、是各繞組電位瞬時(shí)極性相同的端點(diǎn)。相同的端點(diǎn)。圖中圖中U1和和u1是同名端；是同名端； U2和和u2也是同名端；同名端可也是同名端；同名端可以以標(biāo)記。標(biāo)記。9.2.2 變壓器的工作原理三相變壓器：用于變換三相電壓三相變壓器：用于變換三相電壓 在三相繞組中，每根鐵心柱上繞者在三相繞組中，每根鐵心柱上繞者屬于同一相的一次、二次繞組。一次繞屬于同一相的一次、二次繞組。一次繞組的首端和末端分別用組的首端和末端分別用U U1 1、V V1 1、W W1 1和和U U2 2、V V2 2、W W2 2表示；二次繞組的表示；二次繞組的首端和末端首端和末端分別分別用用u u1 1、v v1 1、w w1 1和和

19、u u2 2、v v2 2、w w2 2表示表示 。同時(shí)：一次繞組和二次繞組相應(yīng)的首端是同名端；相應(yīng)同時(shí)：一次繞組和二次繞組相應(yīng)的首端是同名端；相應(yīng)的末端也是同名端。的末端也是同名端。9.2.2 變壓器的工作原理三相變壓器的連接三相變壓器的連接 三相變壓器的三相變壓器的一次一次繞組繞組和和二次二次繞組繞組都可都可以接成星形或三角形。因此以接成星形或三角形。因此三相變壓器三相變壓器的常用接法有的常用接法有“Y Y，y y”、“Y Y，d d”、“D D，d d”、“D D， y y”四種。四種。其中星形聯(lián)結(jié)又分成三線制和四線制兩種。三線制用其中星形聯(lián)結(jié)又分成三線制和四線制兩種。三線制用Y Y表示

20、，四線制用表示，四線制用Y YN N表示。我國生產(chǎn)的三相電力變壓器表示。我國生產(chǎn)的三相電力變壓器以以”Y Y，y yn n”、“Y Y，d d”、“Y YN N，d d”三種三種 接法最多。接法最多。9.2.2 變壓器的工作原理2 2、變壓器的電流變換作用、變壓器的電流變換作用 c c上述關(guān)系表明，上述關(guān)系表明，當(dāng)外加電壓當(dāng)外加電壓U1和頻率和頻率f 保持不變，主保持不變，主磁通的最大值磁通的最大值m基本不變?；静蛔?。 負(fù)載運(yùn)行時(shí)負(fù)載運(yùn)行時(shí) 還是比較還是比較小，可以認(rèn)為小，可以認(rèn)為11 0ER I 和1114.44mUEfN.110111N IN IN I9.2.2 變壓器的工作原理2 2、

21、變壓器的電流變換作用、變壓器的電流變換作用 這就是變壓器的電流變換作用這就是變壓器的電流變換作用.120121N IN IN I 上式叫磁勢平衡上式叫磁勢平衡 由于變壓器鐵芯材料的磁導(dǎo)率高、空載勵磁電流很由于變壓器鐵芯材料的磁導(dǎo)率高、空載勵磁電流很小，一般不到額定電流的小，一般不到額定電流的10%10%，?？珊雎?，?？珊雎?。 .2121NIIN 212211NIIINk 9.2.2 變壓器的工作原理3 3、變壓器的阻抗變換作用、變壓器的阻抗變換作用 這就是變壓器的這就是變壓器的阻抗變換作用阻抗變換作用。在電子技術(shù)中經(jīng)常利。在電子技術(shù)中經(jīng)常利用變壓器的阻抗變換作用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。用變壓器的阻抗

22、變換作用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 如果不考慮一次、二次繞組如果不考慮一次、二次繞組漏磁通感應(yīng)電動勢和空載電流漏磁通感應(yīng)電動勢和空載電流的影響，并忽略各種損耗，這的影響，并忽略各種損耗，這樣的變壓器叫樣的變壓器叫理想變壓器理想變壓器。對于理想變壓器：對于理想變壓器：2212112122()1LLLUkUNUkUZk ZZINIk 9.2.2 變壓器的工作原理 例例9.2.19.2.1圖示電路信號源電壓有效值圖示電路信號源電壓有效值U US S =1.0V =1.0V，內(nèi)，內(nèi)阻阻R RS S=200=200，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻R RL L=8 =8 ，今欲使負(fù)載從信號，今欲使負(fù)載從信號源獲得最大功率，試求

23、變壓器的變比源獲得最大功率，試求變壓器的變比所以變壓器的變比為：所以變壓器的變比為： 解解 根據(jù)電路原理，負(fù)載要根據(jù)電路原理，負(fù)載要獲得最獲得最大功率應(yīng)使其負(fù)載的等效電阻等于大功率應(yīng)使其負(fù)載的等效電阻等于電源內(nèi)阻，即：電源內(nèi)阻，即：2LLSZk ZR 20058SLRkR這就是利用變壓器的阻抗變換作用來實(shí)現(xiàn)的阻抗匹配這就是利用變壓器的阻抗變換作用來實(shí)現(xiàn)的阻抗匹配9.2.3 變壓器的特性和額定值 在變壓器一次電壓在變壓器一次電壓U1為額定值時(shí)為額定值時(shí) ， 的關(guān)系的關(guān)系曲線稱為曲線稱為變壓器的外特性變壓器的外特性 。)(22IfU 說明：負(fù)載是電阻或感性時(shí)，二次說明：負(fù)載是電阻或感性時(shí)，二次電壓

24、將隨電流的增加而降低，這是電壓將隨電流的增加而降低，這是因?yàn)殡S著的增大，二次繞組的電阻因?yàn)殡S著的增大，二次繞組的電阻電壓降和漏磁通感應(yīng)電動勢增大而電壓降和漏磁通感應(yīng)電動勢增大而造成的造成的電力變壓器的電壓變化率：電力變壓器的電壓變化率：2022%100%UUUU電力變壓器的電壓變化率一般為電力變壓器的電壓變化率一般為3%6%。9.2.3 變壓器的特性和額定值9.2.3 變壓器的特性和額定值2 2、變壓器的損耗和效率、變壓器的損耗和效率 鐵鐵損耗損耗變壓器的損耗：變壓器的損耗： 銅銅損耗損耗銅損耗銅損耗 ( P( PCuCu) ) ：一次、二次繞組導(dǎo)線電阻所致產(chǎn)生的：一次、二次繞組導(dǎo)線電阻所致產(chǎn)

25、生的損耗，稱為可變損耗。損耗，稱為可變損耗。鐵損耗鐵損耗 ( P( PFeFe) ) ：包括磁滯損耗和渦流損耗。當(dāng)外加電：包括磁滯損耗和渦流損耗。當(dāng)外加電壓壓U U1 1和頻率和頻率f f一定時(shí)，鐵損耗也基本不變，所以鐵損耗也一定時(shí)，鐵損耗也基本不變，所以鐵損耗也稱為固定損耗。稱為固定損耗。9.2.3 變壓器的特性和額定值2 2、變壓器的損耗和效率、變壓器的損耗和效率 變壓器的效率隨輸出變壓器的效率隨輸出功率而變，并有一最功率而變，并有一最大值。大值。變壓器的效率變壓器的效率：變壓器的輸出功率變壓器的輸出功率P P2 2與輸入功率與輸入功率P P1 1之比。之比。%100%1002212CuF

26、ePPPPPP變壓器的效率曲線：變壓器的效率曲線：9.2.3 變壓器的特性和額定值3 3、變壓器的額定值、變壓器的額定值 額定值常標(biāo)在變壓器的銘牌上，所以也叫銘牌參數(shù)。額定值常標(biāo)在變壓器的銘牌上，所以也叫銘牌參數(shù)。(1)(1)額定電壓額定電壓 U U1N1N / / U U2N2NU U1N1N：加在一次繞組上的正常工作電壓。：加在一次繞組上的正常工作電壓。U U2N2N：一次繞組加額定電壓時(shí)的二次側(cè)空載電壓。：一次繞組加額定電壓時(shí)的二次側(cè)空載電壓。(2)(2)額定電流額定電流 I I1N1N / / I I2N2N 是根據(jù)變壓器容許溫升而規(guī)定的電流值。在三相變是根據(jù)變壓器容許溫升而規(guī)定的電流

27、值。在三相變壓器中都是指線電流。壓器中都是指線電流。9.2.3 變壓器的特性和額定值(4)(4)額定額定頻率頻率f fN N變壓器應(yīng)接入的電源頻率。我國的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為變壓器應(yīng)接入的電源頻率。我國的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為50Hz50Hz, ,有些國家的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為有些國家的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率為60Hz60Hz。(3)(3)額定容量額定容量 S SN N 即額定的視在功率。即額定的視在功率。單相變壓器的視在功率為：單相變壓器的視在功率為：三相變壓器的視在功率為：三相變壓器的視在功率為：22NNNSUI223NNNSUI(5)(5)相數(shù)相數(shù)(6)(6)溫升溫升: :變壓器在額定值運(yùn)行時(shí)變壓器在額定值運(yùn)行時(shí),

28、,變壓器內(nèi)部溫度允許變壓器內(nèi)部溫度允許超出規(guī)定的環(huán)境溫度超出規(guī)定的環(huán)境溫度(+40(+40) )的數(shù)值的數(shù)值, ,與絕緣材料的性能與絕緣材料的性能有關(guān)有關(guān). .1 1、自耦變壓器、自耦變壓器 將變壓器的一次繞組和二次繞將變壓器的一次繞組和二次繞組合二為一，使二次繞組成為一次組合二為一，使二次繞組成為一次繞組的一部分，這種只有一個繞組繞組的一部分，這種只有一個繞組的變壓器稱為的變壓器稱為自耦變壓器自耦變壓器。 通過滑動觸點(diǎn)來連續(xù)改變二次通過滑動觸點(diǎn)來連續(xù)改變二次側(cè)繞組的匝數(shù)，以達(dá)到輸出電壓平側(cè)繞組的匝數(shù)，以達(dá)到輸出電壓平滑調(diào)節(jié)的自耦變壓器，稱為滑調(diào)節(jié)的自耦變壓器，稱為調(diào)壓器。調(diào)壓器。9.2.4

29、自耦變壓器和互感器9.2.4 自耦變壓器和互感器 與普通變壓器相比較，不同點(diǎn)在于一次、二次繞與普通變壓器相比較，不同點(diǎn)在于一次、二次繞組不僅有磁的聯(lián)系，而且有電的直接聯(lián)系。所以在使組不僅有磁的聯(lián)系，而且有電的直接聯(lián)系。所以在使用中要注意安全，操作不當(dāng)就會造成事故。用中要注意安全，操作不當(dāng)就會造成事故。1 1、自耦變壓器、自耦變壓器 9.2.4 自耦變壓器和互感器2 2、互感器、互感器(1)(1)電壓互感器電壓互感器 原理：原理：被測電壓加在一次繞組（高被測電壓加在一次繞組（高壓繞組），測量儀表加在二次繞組。測壓繞組），測量儀表加在二次繞組。測量時(shí)將儀表的實(shí)際讀數(shù)乘上變比就是被量時(shí)將儀表的實(shí)際讀

30、數(shù)乘上變比就是被測電壓的數(shù)值。測電壓的數(shù)值。 作用：作用：是將高電壓變換成低電壓，是將高電壓變換成低電壓，然后送測量儀表或控制、保護(hù)設(shè)備，使然后送測量儀表或控制、保護(hù)設(shè)備，使儀表、設(shè)備和工作人員與高電壓隔離。儀表、設(shè)備和工作人員與高電壓隔離。 使用注意點(diǎn)：使用注意點(diǎn)：（1 1）二次繞組不能短路（）二次繞組不能短路（2 2）保護(hù)接地）保護(hù)接地9.2.4 自耦變壓器和互感器2 2、互感器、互感器(2)(2)電流互感器電流互感器 原理：原理：一次繞組匝數(shù)很少，與被測一次繞組匝數(shù)很少，與被測電路串聯(lián)。測量時(shí)只要把電流表的實(shí)際電路串聯(lián)。測量時(shí)只要把電流表的實(shí)際讀數(shù)乘上變比就是被測電流的數(shù)值。讀數(shù)乘上變比

31、就是被測電流的數(shù)值。 作用：作用：是將大電流變換成小電流，是將大電流變換成小電流，以便送測量儀表顯示或送控制、保護(hù)設(shè)以便送測量儀表顯示或送控制、保護(hù)設(shè)備作為檢測信號。備作為檢測信號。 使用注意點(diǎn)：使用注意點(diǎn)：1.1.二次繞組決不允許開路二次繞組決不允許開路 2.2.鐵心和副繞組可靠接地鐵心和副繞組可靠接地9.2.4 自耦變壓器和互感器2 2、互感器、互感器鉗型電流表：鉗型電流表： 是電流互感器和電流表組成的是電流互感器和電流表組成的交流電流測量儀表，用它來測量電交流電流測量儀表，用它來測量電流時(shí)不必?cái)嚅_被測電路，使用十分流時(shí)不必?cái)嚅_被測電路，使用十分方便方便 鉗型電流表的使用：鉗型電流表的使用

32、： 先將被測電流的導(dǎo)線套進(jìn)鉗型鐵心內(nèi)，并成為電流先將被測電流的導(dǎo)線套進(jìn)鉗型鐵心內(nèi)，并成為電流互感器的一次繞組，而繞在鐵心上的互感器的一次繞組，而繞在鐵心上的 二次繞組與電流表二次繞組與電流表構(gòu)成閉合回路，從電流表就可讀出被測電流的大小。構(gòu)成閉合回路，從電流表就可讀出被測電流的大小。9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用9.3.4 單相異步電動機(jī)9.3 9.3 異步電動機(jī)異步電動機(jī)概述電機(jī)電機(jī)：利用利用電磁原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電磁原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的一種裝置。一種裝置。 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電

33、能的電機(jī)。將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的電機(jī)。 電動機(jī)電動機(jī)：將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電機(jī)。將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電機(jī)。 電動機(jī)的分類電動機(jī)的分類：按照所用電能種類的不同，電動機(jī)可按照所用電能種類的不同，電動機(jī)可 分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩大類。分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩大類。 交流電動機(jī)的分類交流電動機(jī)的分類：交流電動機(jī)又分為同步電動機(jī)和交流電動機(jī)又分為同步電動機(jī)和 異步電動機(jī)。異步電動機(jī)。 1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)組成組成：定子與轉(zhuǎn)子兩個基本部分定子與轉(zhuǎn)子兩個基本部分定子：定子：定子是電動機(jī)的固定部分，主要由定子鐵心、定子是電動機(jī)的固定部分，主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等組

34、成。定子繞組和機(jī)座等組成。定子鐵芯：定子鐵芯：用涂有絕緣漆的硅用涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，并固定在機(jī)座鋼片疊成，并固定在機(jī)座中。定子鐵芯內(nèi)圓上沖有中。定子鐵芯內(nèi)圓上沖有均勻分布的糟口，用來嵌均勻分布的糟口，用來嵌放定子繞組。放定子繞組。9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理定子繞組：定子繞組：定子繞組由絕緣導(dǎo)線繞制而成，按一定規(guī)律定子繞組由絕緣導(dǎo)線繞制而成，按一定規(guī)律連接成三相對稱結(jié)構(gòu)，稱為三相對稱繞組。連接成三相對稱結(jié)構(gòu)，稱為三相對稱繞組。 三相定子繞組有六個出線端，三相定子繞組有六個出線端，其中每

35、相繞組的首端分別標(biāo)記為其中每相繞組的首端分別標(biāo)記為U1U1、V1V1、W1W1，末端分別標(biāo)記為，末端分別標(biāo)記為U2U2、V2V2、W2W2，實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)電源電，實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)電源電壓和電動機(jī)額定電壓將三相繞組聯(lián)壓和電動機(jī)額定電壓將三相繞組聯(lián)接成星形或三角形。接成星形或三角形。 1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理定子繞組的連接定子繞組的連接其中（其中（b b）圖是三角形連接，（）圖是三角形連接，（c c）圖是星形連接）圖是星形連接1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理轉(zhuǎn)子

36、：轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵轉(zhuǎn)子是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等組成。心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等組成。轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵芯用轉(zhuǎn)子鐵芯用硅鋼片疊壓成硅鋼片疊壓成圓柱狀，并固圓柱狀，并固定在轉(zhuǎn)軸上定在轉(zhuǎn)軸上，鐵心外圓周上有均勻分布的槽，鐵心外圓周上有均勻分布的槽，用來安放轉(zhuǎn)子繞組。用來安放轉(zhuǎn)子繞組。 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)其構(gòu)造不同分為三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)其構(gòu)造不同分為繞線轉(zhuǎn)子和籠型兩種。前者稱為繞線轉(zhuǎn)子和籠型兩種。前者稱為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，后者稱為后者稱為籠型異步電動機(jī)。籠型異步電動機(jī)。 三相繞線式異步電動機(jī)的定子繞組與轉(zhuǎn)子

37、繞組的極對數(shù)必須 。 1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 籠型異步電動機(jī)籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組：的轉(zhuǎn)子繞組：是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)電條組成的。轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各有一個導(dǎo)電心槽內(nèi)的導(dǎo)電條組成的。轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各有一個導(dǎo)電端環(huán)，并把所有的導(dǎo)電條連接起來。端環(huán)，并把所有的導(dǎo)電條連接起來。1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 籠型異步電動機(jī)籠型異步電動機(jī)的拆散形狀的拆散形狀1 1、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 繞線

38、轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組：子繞組：繞線式轉(zhuǎn)子繞組也是繞線式轉(zhuǎn)子繞組也是三相繞組，連接成星形，即將三相繞組，連接成星形，即將三個末端聯(lián)在一起，三個始端三個末端聯(lián)在一起，三個始端分別焊接到轉(zhuǎn)軸上三個彼此絕分別焊接到轉(zhuǎn)軸上三個彼此絕緣的滑環(huán)上?；h(huán)固定在轉(zhuǎn)軸緣的滑環(huán)上?；h(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)軸也上與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)軸也互相絕緣，通過三組靜止的電互相絕緣，通過三組靜止的電刷將轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通。刷將轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通。2 2、旋轉(zhuǎn)磁場、旋轉(zhuǎn)磁場9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1 1） 兩極電動機(jī)三相定兩極電動機(jī)三相定子繞組的簡單模型和接線圖子繞組

39、的簡單模型和接線圖 三相定子繞組在空間互成三相定子繞組在空間互成120120，連接成星形，連接成星形，表示導(dǎo)表示導(dǎo)線中電流從里面流出，線中電流從里面流出，表示表示導(dǎo)線中電流向里面流進(jìn)，導(dǎo)線中電流向里面流進(jìn)， 三相定子繞組接到三相三相定子繞組接到三相對稱電源，產(chǎn)生的電流也互對稱電源，產(chǎn)生的電流也互相對稱。其波形圖見右。相對稱。其波形圖見右。2 2、旋轉(zhuǎn)磁場、旋轉(zhuǎn)磁場9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （2 2） 三相交流電流在定子內(nèi)共同產(chǎn)生的磁場在一三相交流電流在定子內(nèi)共同產(chǎn)生的磁場在一個周期內(nèi)的變化情況個周期內(nèi)的變化情況2 2、旋轉(zhuǎn)磁場、旋轉(zhuǎn)磁場9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原

40、理 （2 2） 三相交流電流在定子內(nèi)共同產(chǎn)生的磁場在一三相交流電流在定子內(nèi)共同產(chǎn)生的磁場在一個周期內(nèi)的變化情況個周期內(nèi)的變化情況 結(jié)論：結(jié)論： a a、三相正弦交流電通過電機(jī)的三相對稱繞組，在、三相正弦交流電通過電機(jī)的三相對稱繞組，在電機(jī)中所建立的合成磁場是旋轉(zhuǎn)的。電機(jī)中所建立的合成磁場是旋轉(zhuǎn)的。 b b、如果將三相繞組接至電源的三根引線中的任意、如果將三相繞組接至電源的三根引線中的任意兩根對調(diào)，即改變相序，可以發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場的方向也兩根對調(diào)，即改變相序，可以發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場的方向也改變了。所以旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與通入定子繞組三改變了。所以旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與通入定子繞組三相電流的相序一致相電流的相

41、序一致2 2、旋轉(zhuǎn)磁場、旋轉(zhuǎn)磁場9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3 3） 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 模型中所產(chǎn)生的合成磁場是一個具有兩極的磁場，模型中所產(chǎn)生的合成磁場是一個具有兩極的磁場，也就是一對極，用也就是一對極，用p=1=1表示。表示。 可以證明，在磁極對數(shù)可以證明，在磁極對數(shù)p=1=1的情況下，三相定子電的情況下，三相定子電流變化一個周期，產(chǎn)生的磁場在空間上剛好也旋轉(zhuǎn)一流變化一個周期，產(chǎn)生的磁場在空間上剛好也旋轉(zhuǎn)一周。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：周。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n n1 1=60=60 f f轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分 9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3 3

42、） 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 進(jìn)一步分析表明，在磁極對數(shù)進(jìn)一步分析表明，在磁極對數(shù)p的情況下，三相定的情況下，三相定子電流變化一個周期，產(chǎn)生的磁場在空間上轉(zhuǎn)過一對子電流變化一個周期，產(chǎn)生的磁場在空間上轉(zhuǎn)過一對磁極的角度。即磁極的角度。即1/1/p。因此合成旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：。因此合成旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：160 fnp n n1 1也稱為同步轉(zhuǎn)速，其也稱為同步轉(zhuǎn)速，其單位為單位為r/min(r/min(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分）分） 我國交流電網(wǎng)電源的頻率是我國交流電網(wǎng)電源的頻率是f f=50Hz=50Hz，故當(dāng)磁對極，故當(dāng)磁對極數(shù)數(shù)p為為1 1、2 2、3 3、4 4時(shí)，相應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，相應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速

43、n n1 1分別為分別為3000r/min3000r/min、1500r/min1500r/min、1000r/min1000r/min、750r/min750r/min。3 3、三相異步電動機(jī)的工作原理、三相異步電動機(jī)的工作原理9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 三相異步電動機(jī)工作原理示意圖三相異步電動機(jī)工作原理示意圖 圖中用一對旋轉(zhuǎn)的磁鐵來代替旋轉(zhuǎn)磁場（假設(shè)圖中用一對旋轉(zhuǎn)的磁鐵來代替旋轉(zhuǎn)磁場（假設(shè)p p=1=1，），） ，當(dāng)它以恒定轉(zhuǎn)速，當(dāng)它以恒定轉(zhuǎn)速n n1 1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體逆時(shí)針切割磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電動勢方向由右手逆時(shí)針切割磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動

44、勢，電動勢方向由右手定則來確定。定則來確定。3 3、三相異步電動機(jī)的工作原理、三相異步電動機(jī)的工作原理9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 在電動勢的作用下，閉合的在電動勢的作用下，閉合的轉(zhuǎn)子繞組就有電流產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子繞組就有電流產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力方向由左手定則確定。力，電磁力方向由左手定則確定。 由電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方由電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致。若要改變電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，只向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致。若要改變電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，只要改變磁場的旋轉(zhuǎn)方向，即任意對調(diào)三相定子繞組二根

45、要改變磁場的旋轉(zhuǎn)方向，即任意對調(diào)三相定子繞組二根相線的接法就可以了。相線的接法就可以了。3 3、三相異步電動機(jī)的工作原理、三相異步電動機(jī)的工作原理9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：異步電動機(jī)異步電動機(jī)之所以會轉(zhuǎn)動，是由于旋轉(zhuǎn)磁場之所以會轉(zhuǎn)動，是由于旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間有相對運(yùn)動，與轉(zhuǎn)子之間有相對運(yùn)動， 轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場之間無相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場之間無相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子繞組中也就不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力也中也就不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力也就消失了，因此轉(zhuǎn)子就不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。由次可知，異就消失了，因此轉(zhuǎn)子就不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。由次

46、可知，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n總是要小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速總是要小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n n1 1，異步電動機(jī)的名稱也由此而來。異步電動機(jī)的名稱也由此而來。 3 3、三相異步電動機(jī)的工作原理、三相異步電動機(jī)的工作原理9.3.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 轉(zhuǎn)差：轉(zhuǎn)差：轉(zhuǎn)子速轉(zhuǎn)子速n n與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速n n1 1之間的差值稱為轉(zhuǎn)差，用之間的差值稱為轉(zhuǎn)差，用n n 表表示：示： n n= = n n1 1n n 轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n n1 1比稱為轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差，比稱為轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差，用用s s表示：表示：111nnnsnn00s s11，一般額定轉(zhuǎn)差率

47、，一般額定轉(zhuǎn)差率s sN N很小，為很小，為0.010.070.010.07。1 1、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩是旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流相三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩是旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流相互作用而形成的。互作用而形成的。 假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場每極下的磁通為假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場每極下的磁通為mm，轉(zhuǎn)子電路每相繞轉(zhuǎn)子電路每相繞組電流和功率因素為組電流和功率因素為I I2 2和和coscos2 2，則三相異步電動機(jī)的，則三相異步電動機(jī)的電電磁轉(zhuǎn)矩為磁轉(zhuǎn)矩為 ：22cosTmTCI其中其中C CT T 是由電動機(jī)結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)是由電動機(jī)結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)9.3.2 三相異步電動機(jī)的特

48、性和額定值9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值1 1、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩的另一種表示方法：電磁轉(zhuǎn)矩的另一種表示方法：22122220()TsRTC URsX其中：其中：R R2 2為電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路每相繞組的電阻；為電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路每相繞組的電阻；X X2020為電動機(jī)剛接通電源而轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時(shí)為電動機(jī)剛接通電源而轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時(shí)轉(zhuǎn)子中每相繞組的感抗；轉(zhuǎn)子中每相繞組的感抗；C CT T 是由電動機(jī)結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)是由電動機(jī)結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值1 1、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲

49、線：三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線： 當(dāng)當(dāng)s s= =s scrcr時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T Tm m為最大轉(zhuǎn)矩，通常把為最大轉(zhuǎn)矩，通常把s scrcr稱為臨界轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率 時(shí)，其轉(zhuǎn)速為 。9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值1 1、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 三相異步電動機(jī)電源變化三相異步電動機(jī)電源變化對的轉(zhuǎn)矩特性曲線的影響：對的轉(zhuǎn)矩特性曲線的影響： 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路電阻對的轉(zhuǎn)矩特性曲線的影響：電阻對的轉(zhuǎn)矩特性曲線的影響：9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值2 2、三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性、三相異步電動

50、機(jī)的機(jī)械特性 機(jī)械特性機(jī)械特性是表示是表示電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速n n與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T T之間的之間的關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。 通常三相異步電動機(jī)運(yùn)行在通常三相異步電動機(jī)運(yùn)行在BDBD段，段，此時(shí)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有較大變化時(shí)，電動此時(shí)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有較大變化時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大，因此三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大，因此三相異步電動機(jī)具有硬的機(jī)械特性。動機(jī)具有硬的機(jī)械特性。其中：其中：T TN N為額定轉(zhuǎn)速；為額定轉(zhuǎn)速； 為過載系數(shù)，一般在為過載系數(shù)，一般在22.222.2之間；之間；T Tstst為起動轉(zhuǎn)矩，為起動轉(zhuǎn)矩，T Tstst/ /T TN N表示起動能力，表示起動能力，一般在一般在1.72.2

51、1.72.2之間。之間。mTNTT9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值3 3、三相異步電動機(jī)的工作特性、三相異步電動機(jī)的工作特性 三相異步電動機(jī)的工作三相異步電動機(jī)的工作特性特性是指當(dāng)外加電源電壓是指當(dāng)外加電源電壓U U1 1和頻率和頻率f f1 1一定時(shí)，電動機(jī)的一定時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩T T2 2、定子、定子電流電流I I1 1、定子電路功率因素、定子電路功率因素coscos1 1和效率和效率對電動機(jī)輸對電動機(jī)輸出的機(jī)械功率出的機(jī)械功率P P2 2的關(guān)系的關(guān)系。9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值4 4、三相異步電動機(jī)的額定值、三相異步電動機(jī)的額定值 （1

52、 1）額定功率額定功率P PN N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，軸上輸出的機(jī)械功率，單位是瓦（軸上輸出的機(jī)械功率，單位是瓦（W W）或千瓦（）或千瓦（kWkW）。 （2 2）額定電壓額定電壓U UN N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的線電是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的線電壓，單位是伏（壓，單位是伏（V V）或千伏（）或千伏（kVkV）。 （3 3）額定電流額定電流I IN N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的線電是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的線電流，單位是安（流，單位是安（A A）。如果三相定子繞組有兩種接法，就）。如果三相定子繞組有兩種接法，就有兩個相對應(yīng)的額定電流值。有兩個相對應(yīng)的額定

53、電流值。9.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值4 4、三相異步電動機(jī)的額定值、三相異步電動機(jī)的額定值 （4 4）額定頻率額定頻率f fN N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)交流電。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)交流電源的頻率源的頻率。 （5 5）額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n nN N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位是單位是r/minr/min（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/ /分）分）。 忽略電動機(jī)的機(jī)械損耗，忽略電動機(jī)的機(jī)械損耗，NnNn（單位（單位r/minr/min）、P PN N （單位（單位kWkW） 、TN N （單位（單位N N.m)三者之間的關(guān)系三者之間的關(guān)系為：為：9550NNNPTn9

54、.3.2 三相異步電動機(jī)的特性和額定值4 4、三相異步電動機(jī)的額定值、三相異步電動機(jī)的額定值 （6 6）額定功率因素額定功率因素coscosN N， 是指電動機(jī)在額定運(yùn)行是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子電路的功率因素，通常在時(shí)定子電路的功率因素，通常在0.700.900.700.90之間。之間。 （7 7）額定效率額定效率N N。是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率，是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率，可以根據(jù)下式計(jì)算：可以根據(jù)下式計(jì)算： 其中：其中：P PN N （單位（單位W W） 、UN N （單位（單位V V)、IN （單位（單位A A)。異步。異步電動機(jī)的電動機(jī)的NN約為約為7575%92%92%。10

55、0%3cosNNNNNPU I （8 8）定額定額。電動機(jī)的運(yùn)行情況，可分為三種基本方電動機(jī)的運(yùn)行情況，可分為三種基本方式：連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行和斷續(xù)運(yùn)行。式：連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行和斷續(xù)運(yùn)行。1 1、三相異步電動機(jī)的起動、三相異步電動機(jī)的起動起動：起動：三相異步電動機(jī)與電源接通以后，如果電動機(jī)三相異步電動機(jī)與電源接通以后，如果電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載的反轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子從靜止的起動轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載的反轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子從靜止開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速逐漸升高至穩(wěn)定運(yùn)行，這個過開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速逐漸升高至穩(wěn)定運(yùn)行，這個過程叫起動程叫起動。起動方法：起動方法：有直接起動、降壓啟動、轉(zhuǎn)子串接電阻起有直接起動、降壓啟動、轉(zhuǎn)子串接電阻起

56、動等。動等。9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用（1 1）、直接起動）、直接起動 直接起動又稱為全壓起動，就是啟動時(shí)直接將直接起動又稱為全壓起動，就是啟動時(shí)直接將三相定子繞組接至額定電壓的電源上。三相定子繞組接至額定電壓的電源上。 直接起動的優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動過直接起動的優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動過程快，不需要專門的啟動設(shè)備；缺點(diǎn)是啟動電流程快，不需要專門的啟動設(shè)備；缺點(diǎn)是啟動電流I Istst大大（4747倍的額定電流）。倍的額定電流）。 直接起動直接起動適合于中小型籠型異步電動機(jī)的起動。適合于中小型籠型異步電動機(jī)的起動。當(dāng)電源容量相對于電動機(jī)的功率足

57、夠大時(shí)，也應(yīng)盡量當(dāng)電源容量相對于電動機(jī)的功率足夠大時(shí)，也應(yīng)盡量采用直接起動采用直接起動9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用（2 2）、降壓起動）、降壓起動 降壓起動降壓起動即在電動機(jī)起動時(shí)降低電動機(jī)的電源即在電動機(jī)起動時(shí)降低電動機(jī)的電源電壓，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，再把電壓恢復(fù)到正電壓，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，再把電壓恢復(fù)到正常值。由于啟動時(shí)電壓的降低，減小了啟動電流，但常值。由于啟動時(shí)電壓的降低，減小了啟動電流，但由于啟動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，其值也將隨之大由于啟動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，其值也將隨之大大減小。大減小。 降壓起動的具體方法：降壓起動的具體方法：星形星形- -三角形（三角形（Y-

58、Y-）換）換接起動和自耦減壓起動。接起動和自耦減壓起動。9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用（a a）、）、星形星形- -三角形（三角形（Y-Y-）換接起動）換接起動 這種方法適合于這種方法適合于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形聯(lián)接的籠型電動機(jī)。聯(lián)接的籠型電動機(jī)。 起動時(shí)，開關(guān)起動時(shí)，開關(guān)S S2 2向下閉合，向下閉合，使電動機(jī)的定子繞組為星形聯(lián)使電動機(jī)的定子繞組為星形聯(lián)結(jié)；當(dāng)電動機(jī)到達(dá)一定轉(zhuǎn)速后，結(jié)；當(dāng)電動機(jī)到達(dá)一定轉(zhuǎn)速后，迅速把向上合，定子繞組轉(zhuǎn)換迅速把向上合，定子繞組轉(zhuǎn)換成三角形聯(lián)結(jié)，使電動機(jī)在額成三角形聯(lián)結(jié)，使電動機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。定電壓下運(yùn)行。9.3.3 三相異步電

59、動機(jī)的使用（a a）、）、星形星形- -三角形（三角形（Y-Y-）換接起動）換接起動 星形星形- -三角形（三角形（Y-Y-）換接起）換接起動在動在起動時(shí)，每相定子繞組的起動時(shí)，每相定子繞組的電電壓為額定電壓的壓為額定電壓的 , ,電動機(jī)的電動機(jī)的起動電流是直接起動時(shí)的起動電流是直接起動時(shí)的1/31/3。但起動轉(zhuǎn)矩也降低到直接起動時(shí)但起動轉(zhuǎn)矩也降低到直接起動時(shí)的的1/31/3，所以使用時(shí)必須注意起，所以使用時(shí)必須注意起動轉(zhuǎn)矩能否滿足要求動轉(zhuǎn)矩能否滿足要求。1/39.3.3 三相異步電動機(jī)的使用（b b）、）、自耦減壓起動自耦減壓起動 這種方法適合于這種方法適合于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是星形聯(lián)正常運(yùn)

60、行時(shí)定子繞組是星形聯(lián)結(jié)或正常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)但起動時(shí)降壓不為結(jié)或正常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)但起動時(shí)降壓不為 的籠型電動機(jī)。的籠型電動機(jī)。1/3 起動時(shí)，電動機(jī)連接在自耦變起動時(shí)，電動機(jī)連接在自耦變壓器的低壓側(cè)，進(jìn)行降壓起動；當(dāng)壓器的低壓側(cè)，進(jìn)行降壓起動；當(dāng)電動機(jī)到達(dá)一定轉(zhuǎn)速后，將開關(guān)電動機(jī)到達(dá)一定轉(zhuǎn)速后，將開關(guān)QSQS2 2 由由“起動起動”側(cè)切換至側(cè)切換至“運(yùn)行運(yùn)行”側(cè)，使電動機(jī)獲得額定電壓而運(yùn)轉(zhuǎn)，側(cè)，使電動機(jī)獲得額定電壓而運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)將同時(shí)將自耦變壓器自耦變壓器斷開。斷開。9.3.3 三相異步電動機(jī)的使用（3 3）、）、轉(zhuǎn)子串接電阻起動轉(zhuǎn)子串接電阻起動 這種方法適合于這種方法適合于繞線轉(zhuǎn)子電動