電機(jī)基本知識(shí)要點(diǎn)

生疏電機(jī)一、電機(jī)的概念與分類(lèi)電機(jī)概念電機(jī)是借助于電磁原理〔原理〕工作的能量轉(zhuǎn)換〔功能〕設(shè)備。電磁機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)。電機(jī)種類(lèi)電機(jī)分類(lèi)方法很多，這里按其功能以及電能性質(zhì)等綜合地將其分成以下種類(lèi)：變壓器：是利用電磁原理將溝通電能轉(zhuǎn)換成同頻但電壓等級(jí)不同的溝通電能的設(shè)備。發(fā)電機(jī)：是利用電磁原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。其中電機(jī)稱(chēng)為直流發(fā)電機(jī)；將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成溝通電能的發(fā)電機(jī)稱(chēng)為溝通發(fā)電機(jī)。溝通發(fā)電機(jī)又可分成同步發(fā)電機(jī)〔轉(zhuǎn)速nn60f同步速〕和異步發(fā)電機(jī)〔轉(zhuǎn)速nn

同步速，實(shí)際中以同步發(fā)1 p 1電機(jī)最為通用，而異步發(fā)電機(jī)那么很少使用。電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)與溝通電動(dòng)機(jī)。溝通電動(dòng)機(jī)又可分成異步電動(dòng)機(jī)〔轉(zhuǎn)速nn1

同步速〕和同步電動(dòng)機(jī)，實(shí)際中以異步電動(dòng)機(jī)最為普及，同步電動(dòng)機(jī)相對(duì)較少。無(wú)論發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)都與機(jī)械能有關(guān)，這就要求它們的構(gòu)造中有運(yùn)動(dòng)部件，為降低這兩類(lèi)轉(zhuǎn)子定子；而把發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。變壓器不涉及機(jī)械能，所以它是靜止電器。要點(diǎn)：電機(jī)的根本作用原理是電磁原理，作用是能量轉(zhuǎn)換；各類(lèi)電機(jī)的具體功能。二、電機(jī)的損耗、發(fā)熱與冷卻功率輸入功率，用P1輸出功率，用P2

與P2

的差值稱(chēng)為功率損耗，用ΔP或p表示，即有ΔP=PP1 2

，功率損耗乘以工作時(shí)間就是能量損耗損耗P2與P1的比值稱(chēng)為電機(jī)的效率，用η表示，即有ηP2

/P。電機(jī)工作時(shí)一般總有損耗，故ΔP＞0、η＜1。P、P1 1P

、Δ、P2Pη均隨電機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變而變化，它們是時(shí)變函數(shù)，但實(shí)際問(wèn)題往往針對(duì)特定狀態(tài)提出，按它們有確定值來(lái)分析。溫度上升發(fā)熱的一方，發(fā)熱量與電機(jī)工作方式有關(guān)，為一確定數(shù)值；另一方面，電機(jī)外表又會(huì)向低溫的四周環(huán)散熱，散熱量與溫升成一比例系數(shù)〔稱(chēng)為散熱系數(shù)然后隨著溫度上升，散熱量將不斷增大，溫度上升變慢；假設(shè)工作時(shí)間足夠長(zhǎng)，最終將到達(dá)散熱量等于發(fā)熱量的動(dòng)態(tài)平衡，此后溫度停頓上升而保持在穩(wěn)定值?？梢?jiàn)，散熱系數(shù)越大，溫升速度就越慢，穩(wěn)定溫升也越低，這對(duì)絕緣有利。分析說(shuō)明：在自然條件下，散熱量與電機(jī)單位容量的外表積成正比，而單位容量的外表積與電機(jī)的容量成反比，因此，小容量電機(jī)自然散熱能夠滿(mǎn)足絕緣要求，而大容量的電機(jī)在自然散熱時(shí)的溫升往往會(huì)超過(guò)絕緣允許的限值，這就需冷卻。所氫氣和水。要點(diǎn)：各種功率和冷卻的含義三、電機(jī)的構(gòu)造與制造材料電機(jī)的電磁構(gòu)造主磁路12圖0–1 電機(jī)一般構(gòu)造電機(jī)的功能主磁路12圖0–1 電機(jī)一般構(gòu)造電機(jī)的損耗主要產(chǎn)生在其電磁構(gòu)造部件中銅耗ppCu

。此外，在繞組、機(jī)座以及絕緣材料中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量不大但難于準(zhǔn)確計(jì)算的p；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的ad機(jī)械損耗p?！?〕主磁路：是指主磁通的路徑主磁通主磁通YCAX漏磁通ZB0-2電機(jī)中的磁路變壓器的主磁路為閉合鐵心。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主磁路，除定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還包含兩段氣隙。當(dāng)磁通恒定時(shí)，鐵心可用整塊鋼磁滯損耗和渦流損耗，兩者合稱(chēng)為鐵耗，此時(shí)鐵心就必需用外表絕緣、厚度為或的硅鋼片疊壓成形。雖然直流和同步電機(jī)磁極鐵心中的磁通是恒定的，但由于開(kāi)槽的影響，磁極外表受齒諧波磁場(chǎng)影響而產(chǎn)生鐵耗，故這類(lèi)電機(jī)的磁極鐵心也1~3mm的厚鋼片疊裝。磁性材料構(gòu)成，因此，在兩種材料界面處磁力線垂直與鐵磁材料外表，常分為主磁路和漏磁路?！?〕繞組繞組是電機(jī)電路的核心局部，它一般是用帶絕緣的導(dǎo)體〔主要用銅〕繞制而成的線圈或線圈組合。繞組的作用有流通電流、產(chǎn)生磁場(chǎng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、承受肯定的電壓電流和功率。繞制而成的線圈或線圈組合。一臺(tái)電機(jī)至少有兩個(gè)繞組。與外部電源或負(fù)載相接，以實(shí)現(xiàn)電能的輸入或輸出。閉合繞組是將各線圈串聯(lián)成一個(gè)閉合回路，繞組的電路表示：用繞組內(nèi)阻與電動(dòng)勢(shì)的串聯(lián)支路表示。電動(dòng)勢(shì)同時(shí)還反映了主磁路〔通〕形式上屬于分布繞組，它沒(méi)有出線端而通過(guò)電刷與換向器的接觸，經(jīng)電刷與外部電路接通。電流銅耗。此外，對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)而言，起機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的核心作用的繞組稱(chēng)為電樞繞組，它指同步電機(jī)的定子繞組與直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組。繞組的電路表示：用繞組內(nèi)阻與電動(dòng)勢(shì)的串聯(lián)支路表示。電動(dòng)勢(shì)同時(shí)還反映了主磁路〔通〕和漏磁路〔通〕的影響，即主電動(dòng)勢(shì)e〔主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)〕和漏電動(dòng)勢(shì)e〔漏磁通感應(yīng)的電既無(wú)漏電動(dòng)勢(shì)、也無(wú)主電動(dòng)勢(shì)，即其等效電路為電阻電路。因此，電機(jī)最終可簡(jiǎn)化為電路分析與既無(wú)漏電動(dòng)勢(shì)、也無(wú)主電動(dòng)勢(shì)，即其等效電路為電阻電路。因此，電機(jī)最終可簡(jiǎn)化為電路分析與計(jì)算。計(jì)算。irIIfeuUEaURf(a)溝通繞組(b)直流電樞繞組(c)勵(lì)磁繞組繞組的電路表示不同類(lèi)型電機(jī)的電磁構(gòu)造特點(diǎn)⑴變壓器主磁路：閉合的鐵心電路：兩個(gè)繞組套在鐵心上〔同時(shí)匝鏈主磁通電能，二次繞組〔接負(fù)載的繞組〕輸出溝通電能。一、二次均為溝通電路。i r r1 1 12 12

i i r r i22e222e2u2e21211e1Zu u Z1 2 L 1 e e e1 2 1 一次電路

二次電路

定子電路

轉(zhuǎn)子電路變壓器電路

異步電動(dòng)機(jī)電路各種電機(jī)的電路60f⑵異步電動(dòng)機(jī)——轉(zhuǎn)速n同步速n1

的溝通旋轉(zhuǎn)電機(jī)p主磁路：定、轉(zhuǎn)子鐵心+2段氣隙u20故轉(zhuǎn)子也是溝通電路。⑶同步電機(jī)——轉(zhuǎn)速n同步速n1

60fp

的溝通旋轉(zhuǎn)電機(jī)主磁路：定、轉(zhuǎn)子鐵心+2段氣隙定子繞組〔也稱(chēng)電樞繞組〕接溝通電源〔同步電動(dòng)機(jī)〕或輸出溝通電〔同步發(fā)電機(jī)是溝通電路；轉(zhuǎn)子繞組〔勵(lì)磁繞組〕接直流電源，故轉(zhuǎn)子是直流電路。IfRfRaIIMIfRfRaIIMF電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)EaURLIfRf電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)EU f E

U ZL fU U勵(lì)磁電路

電樞電路

勵(lì)磁電路

電樞電路同步電機(jī)電路 (d)直流電機(jī)電路圖4 各種電機(jī)的電路⑷直流電機(jī)主磁路：定、轉(zhuǎn)子鐵心+2段氣隙定子繞組〔也稱(chēng)勵(lì)磁繞組〕接直流電源，定子是直流電路；轉(zhuǎn)子繞組〔電樞繞組〕接直流電源〔直流電動(dòng)機(jī)〕或輸出直流電〔直流發(fā)電機(jī)要點(diǎn)：主磁路的構(gòu)成，鐵心疊裝的場(chǎng)合與目的；繞組的組成、對(duì)外聯(lián)系方式〔完整電路電機(jī)的制造材料〔1〕導(dǎo)電材料——銅〔鋁、銀〕〔2〕導(dǎo)磁材料——鋼鐵〔3〕絕緣材料——自然材料〔紙張、油漆、麻布性能等物理、化學(xué)性能將快速下降。為此對(duì)絕緣材料分級(jí)規(guī)定，見(jiàn)下表。耐熱〔絕緣〕等級(jí)〔Y〕OAEBFCH最高允許溫度〔℃〕90105120135155180＞180最高允許溫升40℃〕四、磁路磁路概念磁路是磁場(chǎng)能量產(chǎn)生、傳輸和消耗的路徑，簡(jiǎn)潔地說(shuō)，磁路是指磁通的路徑。磁路是爭(zhēng)論磁場(chǎng)問(wèn)題的簡(jiǎn)化方法，這就像電路是爭(zhēng)論電場(chǎng)問(wèn)題的簡(jiǎn)化方法一樣，因此，磁路與電路具有很多一樣之處，即磁路也分成直流磁路和溝通磁路，磁路的物理量、磁路定律、磁路計(jì)算方法也與電路有相像之處和類(lèi)比關(guān)系。磁路與電路的主要區(qū)分是：沒(méi)有磁絕緣體，磁通可以在任何物質(zhì)中流通，因此磁路就不受開(kāi)關(guān)掌握，磁路中只要存在磁動(dòng)勢(shì)便有磁通流通。磁路主要物理量〔與電路對(duì)應(yīng)關(guān)系〕磁路主要有以下幾個(gè)物理量：⑴磁通Wb主磁通；另有很小一局部?jī)H與該繞組自身匝鏈，故稱(chēng)為漏磁通。B磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，單位為T(mén)個(gè)截面上磁場(chǎng)平均強(qiáng)度，即BA⑶磁場(chǎng)強(qiáng)度H

，A為磁路的截面積。是描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，單位為A/m。μ。其中，

是一個(gè)無(wú)量綱的r 0 r物理量，稱(chēng)為相對(duì)導(dǎo)磁率；0

為真空導(dǎo)磁率，其值為0

=4π×10-7H/m。一般材料的導(dǎo)磁性能與真空相當(dāng)，即其r

≈1；鐵磁材料的r

值約在幾十到數(shù)百萬(wàn)。以上三個(gè)物理量滿(mǎn)足關(guān)系式：BHU⑸磁動(dòng)勢(shì)F：磁動(dòng)勢(shì)是產(chǎn)生磁場(chǎng)的本領(lǐng)，它是磁路所包圍的電流的代數(shù)和。電機(jī)中，磁路包圍的通常是一個(gè)電流為iN匝線圈，即磁動(dòng)勢(shì)FNi。UU⑹磁壓降 ：Um

HlRm m⑺磁阻R：反響磁路對(duì)磁通的阻礙作用，R lmΛ：磁阻的倒數(shù)，A。l

m ALLN2xL⑽互感M：它是反響繞組在溝通電作用下相互影響的物理量滿(mǎn)足M NN12 1 2

。變壓器與異步電動(dòng)機(jī)中的互感電抗為勵(lì)磁電抗x ；同步電機(jī)中的互感電抗為電樞反響電抗x。異步電動(dòng)機(jī)中的互感電抗為勵(lì)磁電抗x ；同步電機(jī)中的互感電抗為電樞反響電抗x。ma3、磁路計(jì)算電機(jī)磁路的特點(diǎn)是：沿磁路各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量H 和路徑l的方向一樣，同時(shí)包圍的電流j j是一個(gè)或多個(gè)N匝線圈的電流，即總電流為NI，所以，全電流定律又可表示成HdlmHlmUnI NIj1 j1

kk1即各段磁路上的磁壓降等于磁路所包圍的電流代數(shù)和，即Ni式中：I為流過(guò)線圈的直流電流大小或溝通電流的有效值，相應(yīng)地，閉合磁路中截面一樣的各段磁路的磁通ΦHjUMj就為恒定值或有效值；lj為磁場(chǎng)強(qiáng)度一樣的某段磁路的長(zhǎng)度。因此，當(dāng)磁路的尺寸和材料時(shí)，利用全電流定律可計(jì)算出：Ⅰ、產(chǎn)生肯定數(shù)量的磁通Φ所需要的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流值，具體計(jì)算步驟如下：j⑴求各段磁路的截面積Ajl，其中l(wèi)j通常取該段磁路的平均長(zhǎng)度；jj⑵求各段磁路的磁密Bj=Φ/A；jBj從相應(yīng)材料的磁化曲線查出各段的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hj和磁導(dǎo)率μ=B/H，并可求出該段l Hl

j j j磁路的磁阻R j j

j。如該段為空氣隙，那么磁場(chǎng)強(qiáng)度H=B/μ；Mj μA j j

δ δ 0⑷求各段磁路的總磁動(dòng)勢(shì)F

Hljj

R NI；Mjj1 j1⑸依據(jù)勵(lì)磁繞組的匝數(shù)求出勵(lì)磁電流I=F/N。Ⅱ、如電流I求磁通，那么方法是：先假定一個(gè)磁通，利用上述步驟求出所需的電流；差超過(guò)允許值，那么依據(jù)求得的電流大小重假定磁通，直到誤差在允許范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，這種狀況往往需要進(jìn)展疊代屢次。4、電磁類(lèi)比關(guān)系〔見(jiàn)下表〕表0-1 電磁類(lèi)比關(guān)系比較內(nèi)容 電學(xué) 磁學(xué)開(kāi)場(chǎng)源依據(jù)肯定的梯度分布。場(chǎng)及其主 電荷而終止于負(fù)電荷習(xí)慣上用電力線的疏密來(lái)表要物 述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱。理量 電場(chǎng)強(qiáng)度E〔V/m〕J〔A/m2JE化方法。的載體，描述某個(gè)截面上電荷總體移動(dòng)狀況路及 從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)外力所作的功表示其主

場(chǎng)源處最強(qiáng)，離開(kāi)場(chǎng)源依據(jù)肯定的梯度分布。磁力線：描述磁場(chǎng)問(wèn)題的一種假想線。它在磁鐵外由N指向S而內(nèi)部那么相反習(xí)慣上用磁力線的疏密來(lái)表述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁場(chǎng)強(qiáng)度H〔A/m〕B〔T=Wb/m2BH簡(jiǎn)化方法。體數(shù)量圍的總電流表示要物 電壓降U〔V：UEdl

磁壓降U

U

Hdll理量γS電阻Rl 〔γS

m lS磁阻R lSm μR電導(dǎo)G1R路的定律

磁導(dǎo) 1RmR全電流定律

0Hl=I電路歐姆定律

UIR

U Rm m要點(diǎn)：磁路及其主要物理量的含義、符號(hào)、單位；磁路根本定律及其在電機(jī)中的表達(dá)式；磁路計(jì)算方法。目的：理解磁路根本物理量與根本定律；把握磁路計(jì)算方法，并能依據(jù)計(jì)算結(jié)果理解旋轉(zhuǎn)電機(jī)中氣隙的含義。五、電機(jī)的根本作用原理——電磁原理〔包括以下兩條〕法拉第—楞茨定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，簡(jiǎn)稱(chēng)磁生電1831年覺(jué)察電磁感應(yīng)定律。當(dāng)導(dǎo)體形成閉合回路時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流〔稱(chēng)為感應(yīng)電流〕所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙〔抵抗〕原磁場(chǎng)的變化〔楞茨電抗的概念，即電抗對(duì)應(yīng)于交變場(chǎng)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一般表達(dá)式dedt

這里Ψ稱(chēng)為磁通鏈，簡(jiǎn)稱(chēng)磁鏈。f(x,t)，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可表達(dá)為d dx e

( )( )dt x dt t式中前一項(xiàng)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)，后一項(xiàng)稱(chēng)為變壓器電動(dòng)勢(shì)。⑵電機(jī)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式變壓器中，繞組套在鐵心柱上并通溝通電，構(gòu)成溝通鐵心線圈。靜止的鐵心中的交變磁通 sint穿越繞組的全部NN在繞組中產(chǎn)生變壓器電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的大m小為eNd，方向那么由右手螺旋定那么確定。dteBvel(a)溝通鐵心線圈感應(yīng)變壓器電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)圖0–5 電機(jī)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，繞組與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，各線圈邊中的導(dǎo)體將切割磁力線產(chǎn)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的大小為eBlv，方向用右手定那么確定。安培定律載流導(dǎo)體的四周將產(chǎn)生磁場(chǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)電生磁。?薩法爾定律eFeF大小F BIl方向：由左手定那么確定eFeF大小F BIl方向：由左手定那么確定應(yīng)用此式時(shí)要求大家樹(shù)立一個(gè)觀點(diǎn)：即磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生力左手定則確定 (b)磁場(chǎng)相互作用確定載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的電磁力【舉例】吸鐵石的原理 平行導(dǎo)線通電后的相互作用力對(duì)應(yīng)于勵(lì)磁電抗，兩側(cè)漏磁場(chǎng)分別對(duì)應(yīng)于漏抗。第一局部變壓器電力變壓器，其作用有：⑴變換電壓等級(jí)〔簡(jiǎn)稱(chēng)變壓調(diào)壓電能的質(zhì)量指標(biāo)，即保證電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。按用途不同，變壓器可分成多種類(lèi)型?！?〕電力變壓器：用來(lái)實(shí)現(xiàn)電能傳輸、安排的變壓器；〔2〕儀用變壓器〔又稱(chēng)為互感器TA〔3〕特種變壓器：溝通電焊機(jī)〔電焊變壓器一、變壓器的構(gòu)造〔要把握各部件的組成、作用、要求〕１．電磁部件〔也稱(chēng)器身〕包括繞組和鐵心。⑴鐵心：鐵心通常是用或厚的硅鋼片〔為了減小鐵耗〕疊壓而成的閉合框體，它可分成心柱鐵心柱磁軛鐵心的根本作用是導(dǎo)磁，同時(shí)兼作器身的機(jī)械支承，所以要求它具有良好的導(dǎo)磁性能和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。⑵繞組：繞組是用帶絕緣的銅導(dǎo)體繞制而成的線圈或線圈組合磁場(chǎng)耦合把電能從一次側(cè)傳遞到二次側(cè)。對(duì)繞組的要求有：①每相〔匝鏈同樣的主磁通〕至少有兩個(gè)匝數(shù)不同的繞組〔供變壓用相關(guān)術(shù)語(yǔ)②在高壓繞組上引出假設(shè)干分接抽頭〔供調(diào)壓用相關(guān)術(shù)語(yǔ)高壓繞組是指線圈匝數(shù)多的繞組，其電壓高、電流小、導(dǎo)線細(xì)而電阻大；匝數(shù)少的就稱(chēng)低壓繞組，它的電壓低、電流大、導(dǎo)線粗而電阻小。一次繞組，該側(cè)稱(chēng)為一次側(cè)；輸出電能〔或接負(fù)載〕的繞組叫做二次繞組，該側(cè)稱(chēng)為二次側(cè)。為絕緣便利，低壓繞組繞在內(nèi)層而高壓繞組繞在外層，一相繞組整體套在鐵心柱上。必需留意，一、二次繞組與高、低壓繞組是不同的概念。高壓繞組鐵心柱鐵心柱鐵心柱鐵心柱鐵心柱低壓繞組〔a〕 〔b〕圖11 繞組套裝在鐵心柱上的狀況〔〔a〕單相變壓器b〕三相變壓器降壓變壓器升壓變壓器。冷卻部件〔1〕油箱：用鋼板焊接而成，用來(lái)盛放變壓器油，器身浸在變壓器油中。變壓器油：是變壓器的冷卻介質(zhì)，這是一種無(wú)色透亮的礦物油，它盛放在油箱中，變壓器的冷卻與加強(qiáng)絕緣雙重作用?！?〕散熱管：裝在油箱說(shuō)明，與油箱內(nèi)部相通，以增大散熱面積。〔3〕散熱器：用薄銅片組合而成，裝在與油箱連通的油管上，以增大散熱面積，散熱器的外面裝一組風(fēng)扇，以提高散熱效果。〔4〕冷卻器。用于特大型變壓器。保護(hù)部件〔1〕儲(chǔ)油柜〔俗稱(chēng)油枕運(yùn)行人員觀看，以準(zhǔn)時(shí)補(bǔ)油或放油。儲(chǔ)油柜下部裝一個(gè)呼吸器。〔2〕氣體繼電器：裝在連通油箱與油枕的管道上，對(duì)氣體的壓力敏感〔3〕平安氣道〔俗稱(chēng)防爆管〕〔4〕出線套管等二、變壓器的額定值及其相互關(guān)系額定值：是指變壓器正常使用時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的一組規(guī)定值，包括：〔1〕額定容量SN

，單位kVA；根本含義S S S1N 2N N〔2〕一次額定電壓U ，單位V或kV；一次額定電流I ，A。三相指線值 〔3〕二次額定電壓U ，指一次為額定電壓下的二次開(kāi)路電壓，即U U |U U ，2N 2N 20 1 1NI 0，單位V；三相指線值2〔4〕一、二次額定電流I 、I ，A。三相指線值2N 2N額定值的相互關(guān)系：額定值的相互關(guān)系： N 1N1N 2N2N 三相變壓器滿(mǎn)足 S 3U I N 1N1N 2N2N補(bǔ)充：繞組連接方法及其端頭標(biāo)記繞組連接方法XYXYZXYXYZXYZXYZZ〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕圖12 三相繞組聯(lián)結(jié)法〔a〕Yb〕YNc〕D聯(lián)結(jié)〔后接，標(biāo)準(zhǔn)接法d〕D聯(lián)結(jié)〔前接〕Y〔星形〕連接：將三個(gè)〔相〕繞組的尾端連在一起，連接點(diǎn)稱(chēng)為中性點(diǎn)，中性點(diǎn)出線稱(chēng)為中性線〔帶中性線的星形YN點(diǎn)間的電壓稱(chēng)為線電壓，繞組首尾端間的電壓稱(chēng)為相電壓；端線電流稱(chēng)為線電流，繞組內(nèi)部電流稱(chēng)為相電流?！鬟B接，線電壓等于相電壓，線電流等于3倍相電流；Y連接，線電流等于相3電流，線電壓等于3

A〔U1X〔U2a〔u1x〔u2A、B、CX、Y、Z表示；低壓繞組首端用a、b、c，尾端用x、y、z表示。對(duì)三相變壓器，額定電流和額定電壓均指線值，但是變壓器的根本方程和等效電路都是從一相導(dǎo)出的，因此計(jì)算分析時(shí)必需用相值帶入。依據(jù)繞組接線方式的不同，變壓器一、二次側(cè)的額定相電流I 、I 和額定相電壓U 、U 可分別用下式求出，即1N 2N 1N 2NUjN3對(duì)YjN3

jN

I 、UjN

jNjN3jN3

〔j=1、2，1代表一次側(cè)，2代表二次側(cè)〕對(duì)Δ接線的側(cè)：U

jN

U jN

jN三、變壓器主要物理量及其慣例正方向I1I2U1E1I1I2U1E1NNE2E12U21u或U1 1

：其大小和方向都是給定的；是變壓器工作過(guò)程的發(fā)起者。⑵電流i或1

IU1

產(chǎn)生并與之成關(guān)聯(lián) ZL方向〔負(fù)載慣例⑶主電動(dòng)勢(shì)eE1 1

：它由主磁通產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向；⑷漏電動(dòng)勢(shì)e 或E1 1

產(chǎn)生并1

原理構(gòu)造與慣例正方向與之成右手螺旋方向。ir

d di11 1 eN1 1 L 11 dtu1u1i1FNi111eNd線性磁路電流11dt全耦合反電動(dòng)勢(shì)：平衡輸入電壓電動(dòng)勢(shì)u2i2磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)：驅(qū)動(dòng)二次電路工作FNid222eN2dt2ir22e2N2d2dtL2di2dt電路

1 dt主磁路二次電路二次側(cè)

變壓器電磁過(guò)程⑴主電動(dòng)勢(shì)e2E2，它由產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向；⑵電流i2I2，它是在負(fù)載狀況下由E2產(chǎn)生并與之方向一樣；⑶漏電動(dòng)勢(shì)e2E2，由漏磁通2產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向；⑷輸出電壓u或U，它是變壓器整個(gè)工作過(guò)程的最終結(jié)果，與I成非關(guān)聯(lián)方向。2 2 2磁通主磁通：在空載時(shí)由一次側(cè)空載電流i產(chǎn)生，負(fù)載時(shí)由一、二次電流共同產(chǎn)生，它與電流0成右手螺旋方向；1一次漏磁通1：由一次電流i1

產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向；二次漏磁通2：由二次電流i2產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向。上述電磁量可見(jiàn)圖1–4所示的變壓器電磁過(guò)程。四、變壓器的運(yùn)行分析變壓器的電磁過(guò)程〔又稱(chēng)工作原理〕14表示，也可用文字表達(dá)如下：一次通電后，鐵心中將產(chǎn)生主磁通，從而在各繞組中感應(yīng)出主電動(dòng)勢(shì)。由于兩側(cè)繞組的匝數(shù)不同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電壓等級(jí)的變換；當(dāng)二次負(fù)載電流變變壓器的根本方程II1EU11E1

II2E2U2參見(jiàn)電路圖，利用KVL可列出變壓器的電壓方程，即一次：U1EE IrEI(rjx1111 1 1二次：U EE222 22IrEI(rjx2 2 22)式中：E [e

][L 1]L

jI

jIx ，x

為一次繞組漏磁電抗〔簡(jiǎn)稱(chēng)一次di1 1di

1

11 1 1EE2

jI2

x2

，x2

L2L

為二次漏抗；r、r1 2

為一、二次繞組電阻。NNI11NI22NI10安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律Hdlil沿著閉合磁路的電場(chǎng)強(qiáng)度線積分等于回路所包圍的電流代數(shù)和。當(dāng)電流與回路成右手螺旋方向時(shí)取正值電機(jī)中的形式HljjNi變壓器中的形式HlNi即在空載時(shí)磁動(dòng)勢(shì)F0

NI10

等于負(fù)載時(shí)磁動(dòng)勢(shì)F(NI1 11

)F2

(NI22

)。這就是磁動(dòng)勢(shì)平衡，即有NI NINI10 11 22變比方程：設(shè)m

sint，即m02

為主磁通的最大值，，由式e1

Nd1dt

和式e2

N2

190dtEjN2fN1 1

90 4.44fNm2m2

90Em 2

4.44fN2

90，即m，即E1

4.44fN E1 m

4.44fN2 m

EE1

滯后90相位，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)滯后相應(yīng)的磁通90。于是可得1KE1E2

1N1E NE2 E

相值比E1

KE2

I(r0

jx )mrm

稱(chēng)為激磁電阻，它模擬鐵心損耗的大?。粁

稱(chēng)為激磁電抗，它對(duì)應(yīng)于主磁通。m以上方程聯(lián)立如下U E 1 1

I(r1

jx1

)E1

IZ1 1U E I(r2 2 2

jx )E IZ2 2 2 2N1I0

NI11

2NI22E KE I(r jx )1 2 0 m m式中：Z 1

jx，z

Z r1

jx

為一次漏阻抗，Z rr2x21

jx2為二次1 1 1 1 1 2漏阻抗，兩者都是常數(shù)。當(dāng)負(fù)載電流很小〔輕載〕時(shí)，漏阻抗壓降IZ1 1于是可得重要關(guān)系式：

IZ2

可無(wú)視不計(jì)，即U1

E、U1

E，2U E4.44U E4.44fN111 m1 1

E1

E E〕1 1上式是量值轉(zhuǎn)變時(shí)變壓器分析的根本依據(jù)，此時(shí)的變比近似式為：K

U1。U2重載時(shí)，空載電流I0

可無(wú)視，即NI10

NI11

NI22

，于是可得KN1II2II21II2，這就是12重載時(shí)變比的近似式，該式還說(shuō)明：在慣例參考方向下，一、二次側(cè)的電流近似反相。折算法⑴概念所謂折算就是一臺(tái)變比為1、而鐵心一樣的假想變壓器去代替變比為K的實(shí)際變壓器，而保持兩者的磁動(dòng)勢(shì)、主磁通、功率等不變。⑵折算關(guān)系假設(shè)設(shè)將變壓器的二次側(cè)折算到一次側(cè)，并將二次側(cè)折算后的量加上標(biāo)“′〞以示與實(shí)際量的區(qū)分，即有NN2 1

K1，那么可得折算關(guān)系：EKEE2 2 1II2FNIF

NI〕2 K 2

22 2 22③rK2r

，x

K2x

，ZK2Z

I2(r2jx2

I2(r2jx2〕2 2 2

2 L

2 2 2 2 2 2④UKUUEI(rjx

I2K2(rjx 〕2 2 2

2 2 2

2 K 2 2⑶折算后的根本方程按以上關(guān)系可得折算后變壓器的根本方程如下。UUEI(rjx)UEI(rjx)1 1 1 1 2I II2 2 22EEI(r jx)0 1 2等效電路

2 2 L依據(jù)折算后的根本方程可畫(huà)出T形等效電路圖1–51–6是工程計(jì)算中常用近似電路。r1r1r2x2II01rI2U1EE1m2Ux2mKKI1rI0I2mU1xU2m圖1–5變壓器T形等效電路 圖1–6 變壓器近似〔Г形〕等效電路五、變壓器的參數(shù)測(cè)定空載試驗(yàn)：測(cè)量值p〔空載損耗I〔空載電流U〔外加試驗(yàn)電壓0 0 0計(jì)算勵(lì)磁阻抗r、xm mUU |Z | U

|Z

|z I|Z I0

0|ZZI 1 0

||Zm

|zm

K 1 2 KK p 0 01|Z |0 01|Z |2r2000x

/I2r

r rm mx x

x

r K I2K

rr1 2 0 1

m

x z2r2x x K K K 1 2 短路試驗(yàn)：測(cè)量值pI〔短路電流U〔短路電壓，即試驗(yàn)電壓k k k試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算短路阻抗r、x〔如上〕和短路電壓百分?jǐn)?shù)U%。k k k75℃〕數(shù)值。定義：短路電壓百分?jǐn)?shù)U

%

zK75CIK UI1N33留意：對(duì)三相變壓器，假設(shè)測(cè)量數(shù)據(jù)的一側(cè)為Ｙ形接法，計(jì)算值用以下數(shù)據(jù)帶入330U U00

/測(cè)量值

，I0=I0

，p=p0 0

/3；U測(cè)量值

/測(cè)量值

，IK=IK

，p=pK K

/3測(cè)量值33假設(shè)測(cè)量數(shù)據(jù)的一側(cè)為△接法法，計(jì)算值用以下數(shù)據(jù)帶入33I0=I0

，U測(cè)量值

U0

/測(cè)量值

，p0=p0

/3；U測(cè)量值 K

UK

，I=IK K

/測(cè)量值

/3測(cè)量值相關(guān)問(wèn)題——標(biāo)么值⑴概念：一個(gè)物理量的標(biāo)幺值是指其知名值除以該值的同名基準(zhǔn)值，即xx*xB⑵基準(zhǔn)值標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值選取如下表物理量物理量電流電壓一次側(cè)二次側(cè)備注I ：額定相電流1BI ：額定相電流2BI2B=KI1BU ：額定相電壓1BU ：額定相電壓2BU1B=KU2B阻抗Z 1BU1BIZ 2BU2BZ1B=K2Z2B1BI2B功率S SBNS1B 2B=S⑶標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)U*K

z*K

，即短路電壓百分?jǐn)?shù)。在用知名值計(jì)算時(shí)，應(yīng)留意用相值代入，即有測(cè)量值如何化成相值問(wèn)題，計(jì)算的參數(shù)是折算到試驗(yàn)所在側(cè)，最終要折算到同一側(cè)。六、變壓器的運(yùn)行性能電壓變化率UUU20U2100%1U*U(r*cos

x*sin)U 2 2N

2 K 2I*I*S*——負(fù)載系數(shù)1 215%。效率η⑴損耗繞組電阻損耗——銅耗p p p

mI2r

2(mI2 r)2pCu Cu1

Cu2 1K

1NK KNp

mI2 r ——額定銅耗，可見(jiàn)p 與隨負(fù)載變化，稱(chēng)為可變損耗。KN 1NphK Cu鐵耗 U鐵耗p kB2Fe m

f1.3，這里k是常數(shù)；B m

m 1A A

U

1肯定時(shí)，鐵耗Fe是常數(shù)，即與負(fù)載無(wú)關(guān)，故稱(chēng)為不變損耗。通常p pFe

1 FeP⑵效率公式 2P

ScosN 2P Scos2p p1 N 2 KN 0p0pKN⑶當(dāng)p0pKNmS

時(shí)，即可變損耗等于不變損耗時(shí)，變壓器的效率為最大值，其值為cosN2 S N2max

cosN

2p2 0。在低壓側(cè)測(cè)得空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)U0=400V、p、2N 01NI0=；在高壓側(cè)測(cè)得短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)UK=500V、pK=pKN=4kW、IK=I 。試確定：1Nxr⑴折算到高壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗、xrm

m和短路阻抗r、

，并畫(huà)出近似等效電路；KxK⑵滿(mǎn)載且cos2滯后時(shí)，變壓器的電壓變化率U和效率η。xK100100kVA310kV一次額定電流I 1N

SN3SN3U31N331N3

10

5.7735AI

I1N 1B一次額定相電壓U

1N

5773.5VU31B3一次阻抗基準(zhǔn)值Z1B

U1BI

1000U210/ 3kV10/ 3kV10/ 3A1N二次額定電流I 2N

1BN3U30.4kVS N3U30.4kV2N

N144.34A二次額定相電流I

2N

250I2N3250I2N3250/ 33

83.33AI2B二次額定相電壓U U 400VU2N 2N 2BU 400 U2 (0.4kV)2二次阻抗基準(zhǔn)值Z 2B

2B 4.83 I 250/3 S2B N

空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相值：U U0 0

400V或U*U00 U

4001；I I03400 003

7.22

4.168A3I 7.223

2Np 1500

p 1.5I*

0

0 500W或p* 0 0.0150 I 144.432N

0 3 3

0 S 100NU 500 U 500K33短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相值：U 288.86V或U* K 0.05；K33K K U1NI I p

10000p 4I I I

5.77A或I* K

1p K1333.3Wp*

K 0.04K K 1N

K I I1N 1N

K 3

K S 100N二、按要求計(jì)算參數(shù)計(jì)算①由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算激磁阻抗〔折算到低壓側(cè)〕的值p 500 p 0.015勵(lì)磁電阻r 0m I20

28.7751或r(7.22(7.22/ 3)2

0I20

60.052U 400 U 1勵(lì)磁阻抗z

0 95.9585或z 0 207.22/ 3m I m I7.22/ 30

0.05z2m mr2勵(lì)磁電抗z2m mr2m

91.5425或x95.9585295.9585228.77512

19.079z2z2r2m m3m rm=K2×28.7751=5995Ωrmm

*×Z =6×1000=6000Ωmxm=K2×91.5425=19071Ωxm=xm

*×Z

×1000=19079Ωm 1Bzm=K2×Ω或zmm 1B

*×Z =20×1000=20230Ω③由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算短路阻抗〔折算到高壓側(cè)〕的值p 4000/3 p 0.04短路電阻r

k 40或r k 0.04K I2k

5.77352

k I2 12k短路阻抗zK

UIUK

288.685.7735

50或z UKK IKK

0.050.051z2rz2r2K KK

30或x50502402

0.03zz2r2KK性能計(jì)算把1、cos2

0.8、sin2

0.6代入計(jì)算式，可得電壓變化率U(r*cosx*

sin

)1(0.040.80.030.06)0.05效率

K 2S cosN 2

K 2 0.8

0.9357S cosN

2p pKN

110k0.84k1.5k七、單相變壓器的空載電流i0〔12I0約為額定電流的百分之幾，且隨容量增大而減小，即I*01

I*02

0

0.03〕空載電流以感性為主〔性質(zhì)I

和供給鐵耗的有功重量

，并且IIFe IIIFe4〕作用是勵(lì)磁5〕在單相變壓器中，磁路不飽和時(shí)i0為正弦波；磁路飽和時(shí)i0為尖頂波，見(jiàn)圖2–3。主磁通波形磁化曲線21tti0t9it1t101i02激磁電流波形t圖2?3 作圖法求取變壓器激磁電流波形電壓和頻率、一次線圈匝數(shù)、鐵心的磁導(dǎo)率與尺寸。分析過(guò)程：第一，磁路計(jì)算Hl NI，即與〔1〕一次繞組匝數(shù)N〔2〕磁路長(zhǎng)度l 有關(guān)Fe 10 1 FeH

BFe

，即與〔3〕鐵心材料 有關(guān)FeBm

m即與〔4〕鐵心截面積A 有關(guān)A Fe第四，

Fe U1 即與〔5〕電源電壓U〔通常為額定電壓不變6f〔通m 4.44fN 1150Hz不變〕有關(guān)解答過(guò)程方法：依據(jù)條件，從分析過(guò)程的反方向解答。即⑴首先用式UE1 1

4.44fN1 m

分析鐵心中主磁通Φm

變化狀況。⑵再用式m

BAm

分析磁密Bm

變化狀況。Bm

還影響鐵耗pFe

kB2f1.3，k為常數(shù)。m⑶然后用式Bm

Hm

H

m和導(dǎo)磁率μ變化狀況。三者關(guān)系為：假設(shè)BmHm增大而μ減小；假設(shè)Bm減小(↓)Hm減小而μ增大(↑)。⑷最終依據(jù)磁路計(jì)算式Fm

NI10m

Hml確定激磁電流I0m

的變化狀況。⑸以上結(jié)論還可用于分析鐵耗、繞組銅耗p 、激磁電阻r

和激磁電抗x 等量的變化狀況。Cu具體看〔1N削減〔匝間短路Φ↑→B↑→H

m↑、

m↓→I ↑(較快)。1 m m m Fe 0m〔2〕A 增大〔也可減小：Φ不變→B↓→H ↓、 ↑→I ↓。Fe〔3〕l 增大：Φ

B

m m不變→H

m Fe 0m不變→I ↑。Fe m m m Fe 0m〔4〕鐵心性能好〔 大：Φ、B、H 均不變， ↑→I ↓。Fe m m m Fe 0m〔5〕f減小〔也可增大〕Φ↑→B↑→H ↑、 ↓→I ↑。〔6〕U

減?。害?/p>

↓→B

m↓→H

m↓、

m Fe 0m↑→I ↓。1 m 八、三相變壓器

m Fe 0m構(gòu)造特點(diǎn)電路方面：三相變壓器與單相變壓器的區(qū)分僅在于它的一、二次繞組分別接成星形、帶中性Y、YN、D表示，低壓側(cè)用小寫(xiě)字母y、yn、d表示。磁路系統(tǒng)，包括：⑴獨(dú)立磁路〔三相變壓器組，又稱(chēng)組式變壓器磁通需要經(jīng)另外兩相的鐵心才能形成閉合回路，即三相主磁路彼此相關(guān)。三相變壓器連結(jié)組別的判定〔〕同極性端〔俗稱(chēng)同名端〕概念：一相〔匝鏈同一個(gè)主磁通〕繞組中，各繞組的溝通電壓瞬時(shí)極性一樣的端頭稱(chēng)為同極性端。本質(zhì)：一相的各繞組從一個(gè)同名端到另一個(gè)同名端的電壓相位一樣?！?〕連結(jié)組別的表示方法格式：高壓側(cè)接法〔大寫(xiě)字母，三相變壓器為A、B、C，單相為I母，三相變壓器為a、b、ci+〕組別名〔鐘點(diǎn)數(shù)〕〔3〕連結(jié)組別的判定方法第一步：畫(huà)高壓側(cè)電壓相量圖。其次步：依據(jù)同名端，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)電壓相量圖。X、x點(diǎn)，三相取三角形的中心點(diǎn)；從鐘軸到高、低壓側(cè)相量圖上字母一樣的另一點(diǎn)的連線分別作為時(shí)針和分針，兩者構(gòu)成的鐘點(diǎn)數(shù)即為連結(jié)組號(hào)。第四步：按格式寫(xiě)出連結(jié)組?！?〕舉例狀況一：Y,y接線的首首同名端【例1】依據(jù)接線圖畫(huà)出相量圖，判定連結(jié)組。XY aZXzXY aZXzozbc

CC三角A；其次步先在大三角形中截出低壓側(cè)小三角形，

A B CX Y Z

Y在C對(duì)應(yīng)的位置依據(jù)同名端

Z低X Y ZxyzxyzX Y Z X x y x Oy

z y

xO z x yoOAcoaoaa b定鐘點(diǎn)數(shù)，即組別名。所以連結(jié)組為Y,y0。a b

Cb c

c Ba

b a b cB b c

c Ba b【例2】依據(jù)接線圖畫(huà)出相量圖，判定連結(jié)組。XYcZXxXYcZXxyzoyzabb 【解】同樣方法可判定出連結(jié)組為Y,y4。X Y Zz x

Y Z

Z X Y Zx z x yzzoxycbB cC a c

b Ca b c

Bc a c a b狀況二：Y,y接線的首尾同名端【例3】依據(jù)接線圖畫(huà)出相量圖，判定連結(jié)組。ABACXcABACXcYZazxOyo

【解】畫(huà)出高壓側(cè)電壓三角形如圖中ABC；其次步先在高壓側(cè)相電壓反向延長(zhǎng)，然后在延X(jué) Yb

Z X c Y Z

長(zhǎng)線兩端標(biāo)出高、低壓側(cè)的異名端字母。x y z Oy z xo

OAoa作為時(shí)針，確定鐘點(diǎn)數(shù)，即組別名。所以連結(jié)組為Y,y2。Ba Cb

ab c Ba C c

a b b B狀況三：Y,d接線其次步的做法，分三小步〔1〕畫(huà)一〔豎直〕線；〔2A相對(duì)應(yīng)的同名端〕標(biāo)〔出低壓側(cè)該相繞組〕兩端〔字母〔3a、b、c【例4】依據(jù)接線圖畫(huà)出相量圖，判定連結(jié)組。ABCABCABCAAAX Y xyxyzOocabca

Y Z ay z x c oO

【解】依據(jù)上述步驟可判定出連結(jié)組為Y,d1。Zcx yb oOC

b ac a c Ba C b B三相變壓器的諧波問(wèn)題主要爭(zhēng)論三次諧波其特點(diǎn)是三一樣相位如i iA3 B3

i 。消滅三次諧波的根本緣由是變C3壓器磁路飽和，即磁化曲線U0=f(i0)欠〔低于〕線性，此外還有電路緣由和磁路緣由。電路緣由：電路影響三次諧波電流能否流通，進(jìn)而影響主磁通和繞組電動(dòng)勢(shì)的波形。繞組為外部不能流通。只有在勵(lì)磁電流為尖頂波〔即有三次諧波〕時(shí)，主磁通和繞組電動(dòng)勢(shì)才可能象希望地那樣為正弦波。Y,y接線時(shí)三次諧波電流不存在，Y,yn接線時(shí)三次諧波電流微小，因此，這兩種接法下變壓器的空載電流為正弦波、主磁通為平頂波，繞組電動(dòng)勢(shì)為尖頂波。對(duì)有一側(cè)繞組為Δ接線，那么由于三次諧波電動(dòng)勢(shì)在Δ內(nèi)產(chǎn)生三次諧波電流，進(jìn)而產(chǎn)生三次諧波磁通，這一磁通能抵消產(chǎn)生三次諧波電動(dòng)勢(shì)的原三次諧波磁通，最終在鐵心中維持一個(gè)〔存在性〕不大的三次諧波磁通。這就是三角形接線抑制三次諧波的原理，此時(shí)三次諧波幅值級(jí)小，認(rèn)為這類(lèi)變壓器不消滅諧波。磁路緣由：主要影響三次諧波的幅值。對(duì)Y,y或Y,yn接線的三相變壓器組，經(jīng)鐵心閉合的60%，這會(huì)導(dǎo)致繞組嚴(yán)峻Y,yY,yn接線的三相心式變壓器，經(jīng)漏磁路閉合的三次諧波磁通幅值很小，三次諧波電動(dòng)勢(shì)的幅值也不大，但是對(duì)大容量變壓器絕緣不1800kVA三角形。九、變壓器并聯(lián)運(yùn)行抱負(fù)并聯(lián)及其條件抱負(fù)并聯(lián)是指1U20iU20j2〕負(fù)載時(shí)，i,j為臺(tái)號(hào)，i j并且ij。抱負(fù)并聯(lián)條件有：〔1變比一樣；〔2〕連接組別一樣；〔3〕短路電壓百分?jǐn)?shù)一樣或短路阻抗標(biāo)幺值一樣；〔4〕短路阻抗角一樣條件不滿(mǎn)足時(shí)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的后果〔1〕變比不同——后果是變壓器之間消滅環(huán)流環(huán)流的大小與變比差有關(guān)，一般變比相對(duì)誤差K

KKKKi jKKi jK0.5%。環(huán)流的方向是由變比小的變壓器發(fā)出，而變比大的變壓器吸取，因此，假設(shè)變比不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，期望變比小的變壓器容量大一些，而變比大的那么容量小一些，緣由是容量大額定電流就大，供給環(huán)流的力量也強(qiáng)?！?〕連接組不同——一后果是肯定消滅極大的環(huán)流。所以實(shí)際制止并聯(lián)?！?〕短路電壓百分?jǐn)?shù)不同——后果是負(fù)載系數(shù)不等。具體安排關(guān)系如下1各臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)為 j

S2j uKj SS nS 2Nj i1uKiSNju各臺(tái)變壓器的負(fù)載為 S2j

KjnSNi1uKi

S 2

SjNjS

2S

——各臺(tái)變壓器的額定容量；uNi

——各臺(tái)變壓器的短路電Ki壓百分?jǐn)?shù)。數(shù)最大。實(shí)際允許短路電壓百分?jǐn)?shù)不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，但是期望短路電壓百分?jǐn)?shù)大的變壓器容量小、而短路電壓百分?jǐn)?shù)小的容量大?！?〕短路阻抗角——對(duì)容量相差不大的變壓器，短路阻抗角一般是一樣的，即本條件通常能夠滿(mǎn)足。十、變壓器過(guò)渡過(guò)程突然短路設(shè)u 2U sin(t)1 1N突然短路電流的表達(dá)式：⑴一般表達(dá)i 2Ik

-K

) 2I

-K

)et tan1xk

90——短路阻抗角；Lkxk ——時(shí)間常數(shù)；k rkI U1N或I*

r rk r2x2k kr2x2k k

——短路阻抗zK K z* kzkk⑵0或180時(shí)，即在電壓過(guò)最大值瞬間發(fā)生短路，短路電流表達(dá)式為T(mén)kt rTki( ) k 2

sin(180 90) 2IK

e

2IK

max

2( 2I )K即在電壓過(guò)即在電壓過(guò)0⑶90時(shí)，即在電壓過(guò)0瞬間發(fā)生短路，短路電流表達(dá)式為0i 2Ik

K

)-180突然短路的危害：將直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，此種狀況短路電流最不嚴(yán)峻。突然短路的危害：⑴危害：繞組過(guò)熱；繞組機(jī)械〔構(gòu)造〕損壞⑴危害：繞組過(guò)熱；繞組機(jī)械〔構(gòu)造〕損壞⑵緣由：短路電流大。⑵緣由：短路電流大?？蛰d合閘〔投入〕——后果是消滅勵(lì)磁涌流⑴消滅勵(lì)磁涌流的緣由內(nèi)因〔根本緣由外因：合閘時(shí)的電壓瞬時(shí)值，在過(guò)0時(shí)合閘最嚴(yán)峻；在過(guò)最大值時(shí)不消滅。⑵消滅最嚴(yán)峻勵(lì)磁涌流的條件0瞬間合閘，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期消滅。最大值約為穩(wěn)態(tài)空載電流的數(shù)十乃至上百倍，即數(shù)倍額定電流。十一、特別變壓器自耦變壓器特點(diǎn)：一、二次之間不僅有磁場(chǎng)聯(lián)系，而且有電的聯(lián)系。其工作原理與一般變壓器類(lèi)似。功率傳遞：通過(guò)功率、感應(yīng)功率、傳導(dǎo)功率三繞組變壓器特點(diǎn)：三個(gè)繞組同軸排列，高壓繞組放在最外側(cè)，中、低壓繞組依據(jù)與高壓繞組間功率傳遞相近就靠近高壓繞組的排列。其次局部溝通繞組及其電動(dòng)勢(shì)與磁動(dòng)勢(shì)同步和異步電機(jī)的定子繞組都是流通溝通電流的三相對(duì)稱(chēng)繞組，它們都叫做溝通繞組。它們分布在定子鐵心槽中，各相繞組的元件〔即線圈，它是構(gòu)成繞組的根本單元，故稱(chēng)為元件〕及其120電角度，從而構(gòu)成對(duì)稱(chēng)繞組。一、溝通繞組技術(shù)數(shù)據(jù)槽楔槽楔槽口絕緣上層邊線圈邊槽絕緣層間絕緣下層邊槽壁(a)單層繞組 (b)雙層繞組2–1繞組在槽中的構(gòu)造圖構(gòu)成繞組需要以下技術(shù)數(shù)據(jù)：1Q：它是一個(gè)給定數(shù)值。1電機(jī)〔磁〕極數(shù)2p：也為給定值，p為極對(duì)數(shù)。m1=3，是一個(gè)給定數(shù)值。由上述三個(gè)給定的數(shù)據(jù)可計(jì)算出以下三個(gè)技術(shù)數(shù)據(jù)：電機(jī)極距

1〔槽/Q2pQ每極每相槽數(shù)q

Q12pm1

。它指每個(gè)極面下每相繞組所占的連續(xù)槽數(shù)，也是繞組每一3個(gè)線圈組qq實(shí)際溝通電機(jī)大多承受整數(shù)槽繞組。槽距角

p360Q1

圓心角。由于電機(jī)圓周上有p對(duì)磁極，每轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)磁極溝通電就變化一個(gè)周期，故電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)p個(gè)周期。繞組屬于電氣元件，因此要用電角度表示。端接線邊邊y端接線邊邊y(槽中長(zhǎng)局部)槽度端接線引出線圖2–2 線圈圖y接近于電機(jī)極距τ。y由每極每相槽數(shù)y由每極每相槽數(shù)q和繞組型式打算。疊繞組q為任意整數(shù)，yq24，y1；穿插式繞組的q3，每一個(gè)線圈組的3個(gè)串聯(lián)線圈中，2y1y2y是給定值，它通常小于電機(jī)極距于電機(jī)極距，制成短距繞組，目的是抑制諧波。相帶一個(gè)相帶，恰好等于60，稱(chēng)為601個(gè)極面的極弧下所占的連續(xù)地帶。依據(jù)根本含義：指一相繞組在1一個(gè)相帶，恰好等于60，稱(chēng)為601個(gè)極面的極弧下所占的連續(xù)地帶。依據(jù)前面的定義，相帶在數(shù)值為前面的定義，相帶在數(shù)值為1q Q1

p360360602pm Q 2m1 1 1并聯(lián)支路數(shù)a指從一相繞組的一個(gè)出線端看進(jìn)去的分支路數(shù)。事實(shí)上，一相繞組有假設(shè)干電動(dòng)勢(shì)大小和相位一樣的線圈組組成，這些線圈組可以串聯(lián)也可以并聯(lián)。留意：每條支路的線圈組個(gè)數(shù)必需一樣，這樣并聯(lián)后支路之間不會(huì)內(nèi)消滅環(huán)流。二、溝通繞組開(kāi)放圖及其畫(huà)法單層溝通繞組：把握疊繞組、鏈?zhǔn)嚼@組、穿插式繞組的開(kāi)放圖；雙層溝通繞組：把握疊繞組開(kāi)放圖。3相、4極、24槽、60相帶、并聯(lián)支路a1的單層疊繞組為例〕第一步：確定繞組技術(shù)數(shù)據(jù)，共9個(gè)〔單層給定5個(gè)、雙層給定6其次步：畫(huà)開(kāi)放圖。它可分成以下步驟：均勻地畫(huà)出Q1(=24)邊把Q1個(gè)槽分成三相。做法是：1號(hào)槽開(kāi)頭，把連續(xù)的q〔部完(，并挨次將各組編號(hào))；

Q12pm1

24 2〕個(gè)槽分成一組〔一個(gè)相帶〕直到全局43n14710…組的各槽屬于A369…組的各槽屬于B5811n2組的各N面C相。

S極面以上步后的繞組狀況如以下圖 τ τ60A Z B X C Y A Z B X C Y123456789101112131415161718192021222324連接。分為三步：⑴連線圈。將屬于同一相、相距y〔=，疊繞組〕的兩個(gè)槽連成一個(gè)線圈，直到該相的槽全N SN S N SN S部連完A在每個(gè)線圈的下部引出兩根線，分別引出線圈的前邊和X邊。第三步后的繞組狀況如以以下圖：60

N極面τ

nS極面τ

磁極旋轉(zhuǎn)方向N極面τ

S極面τA Z B X C Y A Z B X C Y123456789101112131415161718192021222324NS。將屬于同一相的相鄰的q圈串聯(lián)成一S線圈組，單層繞組共有p個(gè)；雙層繞組共A2p個(gè)。

Xn 磁極旋轉(zhuǎn)方向極面τ極面τN極面τ極面τ60AZBXCYAZBXCY123456789101112131415161718192021222324NAS NSNS NSX⑶連成一相。依據(jù)給定的并聯(lián)支路數(shù)a〔=1下的兩個(gè)端頭引出兩根線，作為該相繞組的出線。τττττ60AZBXCYAZBXCY123456789101112131415161718192021222324NASNSNSNSXN極面τS極面N極面τS極面τN極面τS極面τ123456789101112131415161718192023222324S N N SN S N SN S S NS N N SN S N SN S S NZABCXY2p間地標(biāo)出間地標(biāo)出串聯(lián)N頭與SS頭相連；并聯(lián)N頭與N頭相連、S頭與S頭相連。n 磁極旋轉(zhuǎn)方向ττττ123456789101112131415161718192023222324N反串聯(lián)SN反串聯(lián)SS N S NA X2p=4，24槽單層鏈?zhǔn)嚼@組n 磁極旋轉(zhuǎn)方向N極面S極面 N極面S極面ττ ττ123123456789101112131415161718192023222324NNNSASSNSXN極面N極面S極面N極面S極面A1 X1 A2 X2123456789101112131415161718192023222324252627282930313233343536ANSNSN SN SNSNSX2p=4，36槽單層疊繞組1123456789101112131415161718192023222324252627282930313233343536反串聯(lián)反串聯(lián)NASN SNN SN SNSSX(b)2p=4，36，a=2槽單層穿插式繞組NNA1SNSZ2 B1X1C1Y1A2Z1B2NX2 C2 Y2123456789101112131415161718192023222324NSNSSNSNNSNSSNSNAX2p=4，24槽雙層疊繞組三、溝通繞組的電動(dòng)勢(shì)一相繞組的基波相電動(dòng)勢(shì)E1

4.44fKpn

N,單位V。——每極基波磁通；N——串聯(lián)匝數(shù)。w1 1f

60,單位Hz。n——電機(jī)轉(zhuǎn)速。⑶相位：與時(shí)間有關(guān)，不確定。⑷相序：與轉(zhuǎn)向有關(guān)。一相繞組的諧波相電動(dòng)勢(shì)E

N，單位V； w 1 f

f，單位Hz。要把握以上各式中字母的含義：K K K 繞組系數(shù)，2k11,3,5,7,9…；留意K 0w d p wsinq

K 2 sin(

30)——次諧波分布系數(shù)；d qsin qsinKp

2 2sin(y90)——次諧波短距系數(shù)。對(duì)單層繞組K 1 p33．諧波電動(dòng)勢(shì)的減弱和消退方法⑴承受Y接線：消退線電動(dòng)勢(shì)中的3次及其奇次倍諧波。⑵承受短距線圈〔僅適用于雙層繞組當(dāng)y1時(shí)，消退次諧波，例如，y45y67y5 5 7 65、7次諧波。⑶承受分布繞組：各次諧波都得到減弱。⑷構(gòu)造上保證產(chǎn)生正弦波磁場(chǎng)。單相繞組的合成電動(dòng)勢(shì)E2E2E2E235三相繞組合成電動(dòng)勢(shì)大小E21E2 E21E2 E2 E2 E235793(E23(E2E2E2E257E2 13LE21EE21E2 E2 E2 E2 571113E2E2E2E2E257E2 13L四、溝通繞組的磁動(dòng)勢(shì)設(shè)三相對(duì)稱(chēng)電流：iA

2Isint，iB

2Isin(t120)，iC

2Isin(t120)單相溝通繞組通溝通電所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì))f一樣。⑵傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為：FF1

xsintsinsinFF

sin

1

3 3FF

(x2)sin(t2)sinsin1

3 3Fm

0.9kwN1I——第次諧波脈振磁動(dòng)勢(shì)的幅值；2k1，k為自然數(shù)。p ⑴基波合成磁動(dòng)勢(shì)三相對(duì)稱(chēng)繞組通對(duì)稱(chēng)三相溝通電所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)⑴基波合成磁動(dòng)勢(shì)f 1F

sin(t) A1 21

m1

2)1

m1

120)f FB1 2

t F t2 m1 f 1F

t)1F sin(t120)C1 2 m1ff1

2 m1 f f 3F sin(t)B1 C1 2 m1m它是一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，表達(dá)式為F m1 2m

F cos(m1 m

xt。其：①幅值〔轉(zhuǎn)動(dòng)半徑〕為1F

，即基波脈振幅值的

2②轉(zhuǎn)速〔稱(chēng)為同步速〕n1

m160f；p③轉(zhuǎn)向：由電流相序打算，從超前電流相轉(zhuǎn)向滯后電流相；④磁場(chǎng)軸線〔即旋轉(zhuǎn)的正弦波磁動(dòng)勢(shì)的最大值位置線合，或與電流為零的那相繞組軸線垂直。⑵諧波合成磁動(dòng)勢(shì)cos(m①6k1次為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，表達(dá)式為F 1F t)。其：cos(m 2 m m m n幅值為1F ，即ν諧波脈振幅值的1倍；轉(zhuǎn)速n 1；轉(zhuǎn)向與基波一樣。2 m

2 m ②6k1次為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，表達(dá)式為F 1F cos( xt)。其： 2 m m m n幅值為1F ，即ν諧波脈振幅值的1倍；轉(zhuǎn)速n 1；轉(zhuǎn)向與基波相反。2 m

2 ③6k3次合成磁動(dòng)勢(shì)F0，即不存在。第三局部異步電動(dòng)機(jī)一、異步電動(dòng)機(jī)根本學(xué)問(wèn)構(gòu)造定、轉(zhuǎn)子主要構(gòu)造部件的組成、作用和要求轉(zhuǎn)動(dòng)原理表達(dá)或圖示法描述異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理A軸nSA軸nS1CFAnXe2(i2)FZBNn1轉(zhuǎn)動(dòng)原理：A B C定子通電后，產(chǎn)生以同步速n60f旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)〔圖中N、S1p(a)電流，轉(zhuǎn)子電流〔產(chǎn)生的磁場(chǎng)〕與定子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力B電磁轉(zhuǎn)矩Z X Y著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動(dòng)。Z X Y轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖

(b)⑴轉(zhuǎn)差nn1

n，含義：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)〔定子、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止，即都是同步速〕轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差。它是轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。⑵轉(zhuǎn)差率s

1

：含義：轉(zhuǎn)差與同步速的比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。n1⑶轉(zhuǎn)差率與電機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)系：對(duì)電動(dòng)機(jī)，0s1，通常s約為百分之幾，n、n、M1三者同方向，并且負(fù)載重，轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大〔注：負(fù)載重說(shuō)明負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，這就要求電磁轉(zhuǎn)矩也大，就進(jìn)而轉(zhuǎn)子電流大、轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)大，由于eBlv，故要求轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，即轉(zhuǎn)1差n大，所以轉(zhuǎn)速低s0，n、n1

與M反方向；在電磁制動(dòng)狀態(tài)下，1，n、s1sM與n反方向。M與n同方向時(shí)稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，反方向時(shí)稱(chēng)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。⑷轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向方法：轉(zhuǎn)變通電相序，即交換任意兩相接線；原理：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向打算，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向由通電相序打算。技術(shù)數(shù)據(jù)⑴額定值P、UN N

、I 、N

、n 、cosN

的含義，相互關(guān)系PN

cos 。N N留意：P P

3U I cos

P 。N 2N 1N

NN

2N 1N N⑵堵轉(zhuǎn)電流〔又稱(chēng)起動(dòng)電流〕倍數(shù)I /I ；堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩〔又稱(chēng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩〕倍數(shù)M /M 。st N st N⑶最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)〔又稱(chēng)過(guò)載力量〕K M /M 。m max N二、異步電動(dòng)機(jī)等效電路電磁過(guò)程與主要物理量：與變壓器相像根本方程⑴定子電壓方程：U E1 1

I(r1

jx ) ①1⑵轉(zhuǎn)子電壓方程：U E I (r2 2s 2s 2

jx2s)0轉(zhuǎn)子頻率f2

sf1

，為定子頻率即電源頻率。ff1ff式中，E2s

sE 、x20 2s

sx2

，E 、x20

f2

f〕轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和漏抗。1f2

f〕狀況〔稱(chēng)為頻率折算〕后的轉(zhuǎn)子電壓方程為2122E I(r220 2

/sjx

)0 ②E r2 r2r22r2(sx2)22

/sjx

2 x2

cos 1I 2 2 2s2

s2 2 2s， 2s可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)與電流根本同相位。磁動(dòng)勢(shì)平衡與變壓器相像，異步電動(dòng)機(jī)的主磁通也是根本不變的，即它在空載時(shí)與負(fù)載時(shí)的數(shù)值相等，要求兩種狀況下的磁動(dòng)勢(shì)也相等。這就是磁動(dòng)勢(shì)平衡，在頻率折算后它可表示成m k N

m k

m k NFFF0 1 2參數(shù)折算

或10.9 w1 1I2 p

10.9 w1 1I 20.9 w1 2I ③2 p 1 2 p 2EE1EE1kw11N120kw12N2設(shè)k e

為電壓變比，又稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)變比I2ImkN1I2ImkN1mk N1w11 12w12 2i參數(shù)折算關(guān)系：①E kE E；②II220 e 20 1 2 ki

；③rkkr2 ei2

，x kkx 2 ei

。按以上關(guān)系可得異步電動(dòng)機(jī)折算后的根本方程如下：U E1 1

I(r1

jx )1 EI(rjx ) 2 2 2 2 III1 2 0 EEI(r1 2 0 m

jx )m55．等效電路r1r1r2x2II0I12rmU1EE1sr12xs2m1sr稱(chēng)為模擬電阻，它模擬電機(jī)的機(jī)械負(fù)載；s 2參數(shù)r 稱(chēng)為勵(lì)磁電阻，它模擬鐵心損耗的大?。粎?shù)x

稱(chēng)為勵(lì)磁電抗，它對(duì)應(yīng)于電機(jī)的主m m磁通。由等效電路可得下述結(jié)論：①電機(jī)的負(fù)載越重，那么模擬電阻越小，轉(zhuǎn)差率s越大，而轉(zhuǎn)速n越低；定子電流I1

和轉(zhuǎn)子電流I都越大。2nn1

s0，模擬電阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開(kāi)路〔I 0，I轉(zhuǎn)子開(kāi)路2 1

最小且比空載電流I還小0③當(dāng)電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)，即n0時(shí)，此時(shí)s1，模擬電阻等于0，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子短路II最大1 2可達(dá)額定電流的數(shù)倍，可能燒壞電機(jī)?？蛰d電流約為額定電流百分之十幾到幾十，容量越大，百分?jǐn)?shù)越小。極數(shù)恒等于定子極數(shù)2p極數(shù)恒等于定子極數(shù)2p；相數(shù)：當(dāng)轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q2為極對(duì)數(shù)p的整數(shù)倍時(shí)，相數(shù)m2就是該倍數(shù)，否那么m2=Q。2匝數(shù)：N221．功率平衡繞組系數(shù)：Kw=11．功率平衡⑴各種功率與損耗P

是電功率，它抑制p

mI2r后轉(zhuǎn)換成電磁1

111

Fe 10mr功率〔通過(guò)主磁場(chǎng)從一側(cè)電路傳遞到另一側(cè)電路的電功率〕P mEICos

mI2 2；電em 1

202

2s 12 s磁功率抑制p

mI2r后轉(zhuǎn)換成內(nèi)機(jī)械功率PmI2

(1s)r2

(1s)P

MCu2

122

12 s em機(jī)械功率抑制空載損耗p p p 后從軸上輸出機(jī)械功率P。這里p 為機(jī)械損耗，p 為附0 ad 2 ad加損耗。由此可畫(huà)出功率流程圖。⑵功率平衡關(guān)系PmU⑵功率平衡關(guān)系PmUIcos1111耦合磁場(chǎng)PemP22 2pp pp mI2rp0mI2rFe 0mpCu2mI2r2ad從功率流程圖中可得以下平衡關(guān)系：總功率平衡關(guān)系：PP1 2

p 這里pp pCu1 Fe

p p為總損耗為總損耗。機(jī)械功率平衡關(guān)系：P兩個(gè)重要功率關(guān)系：P⑶功率平衡關(guān)系的應(yīng)用機(jī)械功率平衡關(guān)系：P兩個(gè)重要功率關(guān)系：P⑶功率平衡關(guān)系的應(yīng)用和2 0和(1s)Pem

pCu2

sPem利用以上關(guān)系可進(jìn)展功率與損耗計(jì)算、以及轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率計(jì)算等。利用以上關(guān)系可進(jìn)展功率與損耗計(jì)算、以及轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率計(jì)算等。三、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩平衡功率與轉(zhuǎn)矩關(guān)系P P P電磁轉(zhuǎn)矩M

P

9.55 ；n n1P P P2負(fù)載轉(zhuǎn)矩M 22

2；其中額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩Mn

N9.55nN空載轉(zhuǎn)矩M p0

N009.55p 。00n轉(zhuǎn)矩平衡MM M M 。M 靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩，這是電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。2 0 L L四、異步電動(dòng)機(jī)的M-s曲線1．電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式P (1s)P P pP由于M

em em em，把電磁功率P

帶入其中可得 (1s)1pmpmk

/p 2f em1 1pmEIcosM 1 202

1w1

CIcos2f1pmk N

2 2 2s M 2 2s1w1 12式中：1w1 12M

——電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)；rr2r2(sx )22222s

為——轉(zhuǎn)子功率因數(shù)。⑵電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式r22pmI2r pmU2rr2212M s12

1 1 s2f1

2f[(r2)2(x

)2]1 1 s

1 2由該式可畫(huà)出異步電動(dòng)機(jī)的M-s曲線〔見(jiàn)課本①額定運(yùn)行點(diǎn)A電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，電磁轉(zhuǎn)矩M與靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩M M M平衡。L N 0Br2r2(x 2r2(x x12)2最大電磁轉(zhuǎn)矩M1 1最大電磁轉(zhuǎn)矩M1 14f[r11r2(x x )2]12max

pmU22可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻參數(shù)rM2

max

sm

那么比例增大；當(dāng)外加電壓U1改smMmax那么隨電壓的平方變化。MMmax12MMmax12ML1MMmax1ML2轉(zhuǎn)子串聯(lián)的調(diào)速電阻減小狀況的變化過(guò)程 轉(zhuǎn)子串聯(lián)的調(diào)速電阻增大狀況的變化過(guò)程③起動(dòng)點(diǎn)C電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)n0s1II

最大，后面將特地爭(zhēng)論。1 2五、異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)根本概念⑴起動(dòng)：指電動(dòng)機(jī)從通電開(kāi)頭到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的過(guò)渡過(guò)程。啟動(dòng)是一個(gè)機(jī)電暫態(tài)過(guò)程，由于機(jī)械暫態(tài)的時(shí)間常數(shù)比電氣暫態(tài)的時(shí)間常數(shù)大得多，故分析時(shí)認(rèn)為電量為常數(shù)。M⑵起動(dòng)的必要條件:起動(dòng)初瞬的電磁轉(zhuǎn)矩〔稱(chēng)為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩〕 必需大于電機(jī)的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩MstM M M，這樣電機(jī)才能獲得加速度，從而最終到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。L N 0啟動(dòng)方法⑴直接起動(dòng)外加額定電壓而不實(shí)行任何限制電流的措施，這就是直接起動(dòng)。直接起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流大?。篒st

U1U1(rU1(rr)2(x x1 22)2U1r2x2kkk關(guān)，與電源電壓成正比，與電機(jī)短路阻抗成反比。pmU2r直接起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：Mst

1 12。f2 z2f1kr2r22r2x222IICCst⑵間接起動(dòng)