變壓器與電動(dòng)機(jī)

關(guān)于變壓器與電動(dòng)機(jī)

變壓器是一種常見(jiàn)的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線(xiàn)路中應(yīng)用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng)

變阻抗：電子線(xiàn)路中的阻抗匹配變電流：電流互感器

變壓器的主要功能有：

在能量傳輸過(guò)程中，當(dāng)輸送功率P=UIcos

及負(fù)載功率因數(shù)cos

一定時(shí)：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）一、概述U

I

P=I2RlI

S

§一、變壓器與電動(dòng)機(jī)第2頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下：

發(fā)電廠(chǎng)10.5kV輸電線(xiàn)220kV升壓儀器36V降壓…實(shí)驗(yàn)室380/220V降壓變電站

10kV降壓降壓第3頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.1變壓器的分類(lèi)變壓器的種類(lèi)有很多，為了適應(yīng)不同的使用目的和工作條件，通常可按其相數(shù)、用途、冷卻方式、繞組結(jié)構(gòu)、鐵芯結(jié)構(gòu)、等分類(lèi)。

1.按照相數(shù)分①.單相變壓器

常用于單相交流電路的隔離、電壓等級(jí)變換或組合成三相變壓器。常用于輸配電系統(tǒng)中變換電壓和傳輸電能。②.三相變壓器

第4頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

屬于三相變壓器，用于輸配電系統(tǒng)中變換電壓和傳輸電能。常用于電工測(cè)量和自動(dòng)保護(hù)裝置。2.按照用途分①.電力變壓器②.儀用互感器

第5頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天③．自耦變壓器

用于實(shí)驗(yàn)室以及工業(yè)上的電壓調(diào)節(jié)。用于冶煉及熱處理設(shè)備的電源。④.電爐變壓器

第6頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑤．電焊變壓器

常用于信號(hào)的自動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)中。常用于焊接各類(lèi)鋼材的交流電焊機(jī)上。⑥.差動(dòng)變壓器

第7頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.按冷卻方式分①.油浸式變壓器

常用于大、中型變壓器。油循環(huán)風(fēng)冷，常用于大型變壓器。

②.風(fēng)冷式變壓器第8頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天③.自冷式變壓器

空氣冷卻，常用于中、小型變壓器。常用于安全防火要求較高的場(chǎng)合。（例如：地鐵、機(jī)場(chǎng)和高層建筑等）

④.干式變壓器第9頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.按鐵芯結(jié)構(gòu)分①.殼式鐵芯

除小型干式變壓器外很少采用。常用于大、中型變壓器及高壓的電力變壓器。電力變壓器多采用該鐵心。變壓器的分類(lèi)方法很多，采用不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，變壓器所屬的類(lèi)型則不同，上面采用的分類(lèi)方法是最常用的一種。②.芯式鐵心

第10頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天變壓器的分類(lèi)

按用途分：電力變壓器和特種變壓器。

按繞組數(shù)目分：?jiǎn)卫@組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。

按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器和多相變壓器?/p>

按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。

按調(diào)壓方式分：無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。

按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。

我國(guó)變壓器的主要系列：SJL1（三相油浸鋁線(xiàn)電力變壓器）、SEL1（三相強(qiáng)油風(fēng)冷鋁線(xiàn)電力變壓器）、SFPSL1（三相強(qiáng)油風(fēng)冷三線(xiàn)圈鋁線(xiàn)電力變壓器）、SWPO（三相強(qiáng)油水冷自耦電力變壓器）等。

按容量分：小型、中型、大型和特大型變壓器。第11頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+–+–由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵心變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵心第12頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.2變壓器的結(jié)構(gòu)

變壓器的核心部件是鐵心和繞組，為了解決散熱、絕緣、密封以及安全等問(wèn)題，還需要油箱、絕緣套管、儲(chǔ)油柜、壓力釋放閥、溫度計(jì)、氣體繼電器、冷卻裝置和安全氣道、銘牌等附件。根據(jù)用途不同，變壓器的結(jié)構(gòu)也有所不同，以某型號(hào)的油浸式電力變壓器為例來(lái)說(shuō)明變壓器的結(jié)構(gòu)，其外觀(guān)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第13頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天第14頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、變壓器的工作原理原邊繞組N1名詞介紹幅邊繞組N2一次繞組N1二次繞組N2一次側(cè)二次側(cè)均指電源側(cè)均指負(fù)載側(cè)什么是變壓器負(fù)載運(yùn)行？什么是變壓器空載運(yùn)行？u~u~Z2Z2s一次側(cè)接電源二次側(cè)負(fù)載開(kāi)路一次側(cè)接電源二次側(cè)接負(fù)載第15頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、變壓器的工作原理變壓器空載運(yùn)行u~Z2sI0空載電流U1U20此時(shí)的變壓器相當(dāng)于交流鐵心線(xiàn)圈變比二次側(cè)額定電壓空載運(yùn)行的結(jié)論：原幅邊之比等于原幅邊匝數(shù)之比，等于常數(shù)k這就是變壓器的變電壓作用第16頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天u~Z2變壓器負(fù)載運(yùn)行U1I1U2I2兩邊繞組中通過(guò)的磁通是相同的只要U1不變，主磁通就不應(yīng)該變，所以有：磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式有載時(shí)原邊磁動(dòng)勢(shì)分為兩部分1.產(chǎn)生主磁通（勵(lì)磁分量）I02.用來(lái)補(bǔ)償I2N2（負(fù)載分量I2）,又稱(chēng)去磁一般I0很小，小型變壓器只有2~3%，大的不過(guò)10%，當(dāng)略去I0N1后有：變電流作用負(fù)載運(yùn)行結(jié)論：變電流作用任載后，電壓比是否還等于變比k?變電壓作用還有一個(gè)作用是變阻抗幅邊Z2原邊Z1變阻抗作用或第17頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、變壓器的工作原理空載運(yùn)行結(jié)論：負(fù)載運(yùn)行結(jié)論：變電流作用變電壓作用變阻抗作用或總結(jié)第18頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天變壓器的外特性和額定值2.額定值一般變壓器的額定值在其名牌上給出。額定電壓額定電流額定容量額定頻率一次額定電壓U1N正常時(shí)一次繞組所加電壓的有效值。二次額定電壓U2N一次電壓為U1N時(shí)，變壓器空載時(shí)對(duì)應(yīng)二次側(cè)的空載電壓有效值，即U20=U2N一次額定電流I1N一次繞組加額定電壓，正常工作時(shí)一次繞組允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流有效值。二次額定電流I2N一次繞組加額定電壓，正常工作時(shí)二次繞組允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流有效值。指二次側(cè)的輸出額定視在功率即：額定頻率50HZ第19頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、變壓器的外特性和額定值1.外特性電壓保持不變，變壓器接負(fù)載后，由于一、二次側(cè)均有電流通過(guò)，必然在一次側(cè)、二次側(cè)內(nèi)阻抗上產(chǎn)生電壓降，從而使二次電壓隨負(fù)載電流增加變小。稱(chēng)曲線(xiàn)為變壓器的外特性。變壓器外特性電壓調(diào)整率滿(mǎn)載時(shí)電壓空載電壓一般在5%以?xún)?nèi)第20頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、變壓器的損耗和效率變壓器損耗△p分鐵損△pFe和銅損△pCu

1.鐵損是交變的主磁通在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗△ph和渦流損耗△pe之和又稱(chēng)為固定損耗2.銅損又稱(chēng)為可變損耗變壓器一次側(cè)、二次側(cè)均有電阻，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生損耗3.效率一次側(cè)輸入功率p1

，二次側(cè)輸出功率p2，效率為η△p=△pFe+△pCu小型變壓器的效率為70~85%，大型變壓器效率可達(dá)98%第21頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天了解三相電壓的變換ABCXYZabczyx1)三相變壓器的結(jié)構(gòu)高壓繞組：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低壓繞組：a-xb-yc-za、b、c：首端x、y、z：尾端2)三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式：高壓繞組接法低壓繞組接法三相配電變壓器動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）高壓、超高壓供電系統(tǒng)常用接法:第22頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）三相變壓器Y/Y0聯(lián)結(jié)線(xiàn)電壓之比：ACBbca+–+–+–+–第23頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）三相變壓器Y0/

聯(lián)結(jié)線(xiàn)電壓之比：ACBabc+–+–+–第24頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.電流變換(一次、二次側(cè)電流關(guān)系)有載運(yùn)行

可見(jiàn)，鐵心中主磁通的最大值

m在變壓器空載和有載時(shí)近似保持不變。即有

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U1、f不變，則

m基本不變，近于常數(shù)?？蛰d：有載：+–|Z|+–+–+–第25頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天一般情況下：I0(2~3)%I1N很小可忽略?；蚪Y(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍?.提供產(chǎn)生

m的磁勢(shì)2.提供用于補(bǔ)償作用

的磁勢(shì)磁勢(shì)平衡式：空載磁勢(shì)有載磁勢(shì)第26頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）變壓器的型號(hào)5.變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)SJL1000/10

變壓器額定容量(KVA)

鋁線(xiàn)圈

冷卻方式J:油浸自冷式F:風(fēng)冷式相數(shù)S:三相D:單相

高壓繞組的額定電壓(KV)

第27頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）額定值

額定電壓U1N、U2N

變壓器二次側(cè)開(kāi)路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值單相：U1N，一次側(cè)電壓，

U2N，二次側(cè)空載時(shí)的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側(cè)的線(xiàn)電壓

額定電流I1N、I2N

變壓器滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，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(xiàn)電流第28頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天變壓器的維修

變壓器由于自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有故障產(chǎn)生，作為一名電氣工作人員，對(duì)變壓器產(chǎn)生的一些故障應(yīng)具有排除的能力，而變壓器故障的判定以及解決并不是特別的困難，只要具備一些變壓器的知識(shí)，并經(jīng)常進(jìn)行工作實(shí)踐，變壓器的維修是有規(guī)律可循的。第29頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.1.變壓器繞組、絕緣故障原因分析及解決方法變壓器繞組及絕緣故障主要表現(xiàn)為：繞組絕緣電阻低，繞組接地，繞組對(duì)鐵心放電，繞組相間短路，匝間或排間短路，原、副邊繞組之間短路；繞組斷路，繞組絕緣擊穿或燒毀；油浸式變壓器的絕緣油故障；繞組之間，繞組與鐵心之間絕緣距離不符合要求，繞組變形等。這些故障均會(huì)使變壓器不能正常運(yùn)行，而且這類(lèi)故障是變壓器的常見(jiàn)故障，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，其后果十分嚴(yán)重。1.變壓器繞組及絕緣故障的原因分析變壓器繞組及絕緣電阻不符合規(guī)范主要有以下幾種原因：①.變壓器繞組受潮，接地絕緣電阻不合格；②.變壓器內(nèi)部混入金屬異物，造成絕緣電阻不合格；③.變壓器直流電阻不合格及開(kāi)、短路故障；④.繞組放電、擊穿或燒毀故障；⑤.變壓器油含有水分。第30頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.變壓器繞組及絕緣故障的解決方法1).變壓器繞組受潮、接地絕緣電阻不合格的分析處理

對(duì)運(yùn)行、備用或修理的變壓器，均有受潮的可能，所以一定要防止潮氣和水分侵入，以免導(dǎo)致繞組、鐵心和變壓器油(油浸式)受潮，引起絕緣電阻低而造成變壓器的各種故障。對(duì)需要吊心檢修的變壓器，要保持檢修場(chǎng)所干凈無(wú)潮氣，吊心檢修超過(guò)24h的，器身一定要烘烤，在檢修中如發(fā)現(xiàn)變壓器已受潮，必須先烘干后套裝。同時(shí)要注意：a.受潮的油要過(guò)濾；b.變壓器密封處要密封好；C.要定期檢查儲(chǔ)油柜、凈油器及去濕器應(yīng)完好，定期更換硅膠等吸濕劑；d.庫(kù)存?zhèn)溆米儔浩鲬?yīng)放置在干燥的庫(kù)房或場(chǎng)地，變壓器油要定期進(jìn)行化驗(yàn)；e.要定期檢查防雷裝置，尤其是雷雨季節(jié)更要檢查；f.非專(zhuān)業(yè)人員不可隨意打開(kāi)變壓器零部件；總之，使用、維修、保管變壓器均要采取防止變壓器受潮、受腐蝕的措施。第31頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：有一臺(tái)備用三相電力變壓器10／0.4kV在庫(kù)中存放一年多，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)用2000V兆歐表測(cè)一次繞組絕緣電阻僅為0.9MΩ。分析處理如下：查入庫(kù)前記錄各項(xiàng)指標(biāo)合格。檢查發(fā)現(xiàn)箱蓋邊沿密封不嚴(yán)，放置中潮氣、水分入浸，吊心檢查發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)側(cè)面有銹跡，由于變壓器靜止存放，入侵水分沉在油箱底部，由于處于靜止?fàn)顟B(tài)，侵入水分和變壓器油及揮發(fā)物達(dá)到基本平衡，整個(gè)鐵心和繞組尚未受潮。所以只需要對(duì)油進(jìn)行處理。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器油采取真空濾油處理，使油箱底部水分在真空加熱濾油過(guò)程中揮發(fā)掉，直至絕緣電阻合格為止。第32頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2)、變壓器內(nèi)部混入金屬異物，造成絕緣電阻不合格的分析處理。對(duì)于該故障產(chǎn)生的原因以及處理方法，可通過(guò)以下兩個(gè)實(shí)際例子的分析來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。例一臺(tái)電爐變壓器相對(duì)地的絕緣電阻為零。分析處理如下：該變壓器在運(yùn)行中二段母線(xiàn)接地信號(hào)鈴響，電壓表指示一相電壓降低、兩相電壓升高。經(jīng)拉閘檢查6kV開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)和變壓器高壓套管均無(wú)異常，用兆歐表測(cè)變壓器絕緣，一次側(cè)B相絕緣電阻為零，其余正常，判定B相接地。經(jīng)吊心檢查發(fā)現(xiàn)一、二次繞組之間有一只頂絲，使一次對(duì)二次短路放電，引起不完全的接地，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)二次繞組裸扁銅排外層有輕度電弧燒傷。經(jīng)取出頂絲檢查，發(fā)現(xiàn)是上方電抗器線(xiàn)圈上的頂絲因松脫落入變壓器內(nèi)。將頂絲重新擰入電抗器線(xiàn)圈上，再合閘，變壓器運(yùn)行正常，B相絕緣電阻達(dá)120MΩ。第33頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、變壓器直流電阻不合格、斷路和短路故障

對(duì)三相變壓器其一次或二次繞組出現(xiàn)三相直流電阻不平衡，或某一相(或兩相)大，另兩相(或一相)小，說(shuō)明變壓器繞組有開(kāi)路、引線(xiàn)脫焊或虛接，繞組匝數(shù)錯(cuò)誤或有匝間、層間短路等故障；還可能是同一繞組用不同規(guī)格導(dǎo)線(xiàn)繞制以及繞向反或連接錯(cuò)等。而這些原因均會(huì)造成變壓器三相直流電阻不平衡、變壓器送電跳閘、不運(yùn)行或帶負(fù)載能力下降等。為防止斷路故障，應(yīng)從下述幾方面做好預(yù)防工作。a.繞組繞制時(shí)用力不宜過(guò)猛、換位時(shí)換位處S彎不要彎折過(guò)度；b.接頭焊接要牢，不應(yīng)有虛焊假焊，焊口不應(yīng)有毛刺或飛邊；c.繞制的線(xiàn)圈層間、排間絕緣距離要符合規(guī)范，以防放電時(shí)灼傷導(dǎo)線(xiàn)而斷路；d.防止變壓器過(guò)載運(yùn)行；e.母排和一次繞組瓷套管導(dǎo)桿連接要牢，一、二次繞組引線(xiàn)與本相套管引接頭焊接要牢，如螺栓連接的螺母要擰緊；f.應(yīng)加強(qiáng)變壓器的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。第34頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例:有一臺(tái)SJl—560kV.A變壓器在運(yùn)行中過(guò)熱，拉閘檢查發(fā)現(xiàn)三相直流電阻不平衡。分析處理如下：該變壓器額定電壓為13.8／0.4kV、Y/yn0連接，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)A相直流電阻是B、C相的兩倍。經(jīng)吊心檢查A相兩根并繞的導(dǎo)線(xiàn)有一根在引線(xiàn)處脫焊。將脫焊的這根導(dǎo)線(xiàn)重新和另一根并齊焊牢在引線(xiàn)上，從而排除了故障。第35頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.2繞組放電、擊穿或燒毀故障在變壓器內(nèi)部如果存在局部放電，表明變壓器絕緣有薄弱環(huán)節(jié)，或絕緣距離不符合要求，放電時(shí)間一長(zhǎng)或放電嚴(yán)重，將會(huì)使絕緣擊穿，繞組擊穿或燒毀是較大故障。只有提高修造質(zhì)量、按規(guī)程操作、加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，才能防止放電或擊穿變壓器。因此必須采取有效措施，防止變壓器發(fā)生放電故障。1.加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)大中型及重要供電區(qū)域的變壓器應(yīng)有監(jiān)視設(shè)備；2.修理變壓器應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的絕緣材料，絕緣距離應(yīng)符合要求，修復(fù)后密封要嚴(yán)；3.保持吸濕器有效，應(yīng)有防雷措施；4.大型高壓變壓器要裝有接地屏，防止放電。第36頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：有一臺(tái)SJ6—750kV.A變壓器一次繞組出現(xiàn)放電故障。分析處理如下：該變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)異聲，油溫逐漸升高，最后經(jīng)氣體繼電器動(dòng)作，用1000V絕緣電阻表測(cè)一次絕緣電阻為0.5MΩ，二次為2.1MΩ。吊心檢查發(fā)現(xiàn)器身受潮，A、B兩相一次繞組中底部有放電痕跡。查出其主要原因是注油后注油孔未墊膠墊和擰入堵塞，潮氣由此入侵，而吸濕器因注油孔未堵不起吸濕作用，所以繞組和油均受潮而放電。對(duì)變壓器油現(xiàn)場(chǎng)真空濾油，一次繞組雖放電但并未受電弧嚴(yán)重灼傷，不需包扎處理，僅器身烘干后組裝，封、堵好注油孔，即排除了該故障。第37頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.3.變壓器油不合格的原因、防止措施和判定方法

變壓器油如果保管存放不當(dāng)、在運(yùn)行中油受潮或過(guò)熱，都會(huì)逐漸變質(zhì)、老化和劣化，使絕緣性能下降，必須及時(shí)更換，或采取濾油方式，使不合格的絕緣油合格，從而保證油浸變壓器及互感器正常運(yùn)行，減少變壓器故障。1.運(yùn)行中的變壓器油受潮原因以及防止方法如下受潮原因:變壓器油注入油箱后，在運(yùn)行中油會(huì)受潮或進(jìn)入水分，其主要原因是：在吊心檢修時(shí)或向變壓器中注油時(shí)，油本身接觸了空氣，雖時(shí)間不長(zhǎng)，但已吸收了少量潮氣和水分；安裝或檢修變壓器時(shí)密封不嚴(yán)、外界潮氣和水分進(jìn)入了變壓器油箱。防止方法如下：修理人員必須將變壓器嚴(yán)格密封，既防止油漏出，又防止外界潮氣入侵；吊心檢修必須在晴天進(jìn)行，超過(guò)24h的，變壓器器身必須烘干處理；注油、濾油應(yīng)采取真空濾油為好；防止變壓器過(guò)熱和溫升超限，減少油氧化發(fā)生。第38頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2.變壓器油質(zhì)的判定方法打開(kāi)油箱蓋(或放出一器皿油)，用肉眼觀(guān)察變壓器油的顏色，如果油的顏色發(fā)暗、變成深褐色，或油黏度、沉淀物增大，聞到有酸的氣味，油中有水滴等，均說(shuō)明該變壓器油已經(jīng)老化和劣化，已經(jīng)不合格，必須采取措施，提高其性能。

3.運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容及指標(biāo)

要判定變壓器油的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)定和化驗(yàn)，所測(cè)數(shù)值應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，這樣從量的角度來(lái)判定其超標(biāo)的程度，因此掌握運(yùn)行油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)維修人員十分重要。運(yùn)行油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可參見(jiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第39頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.4變壓器鐵心過(guò)熱故障的原因分析及解決方法導(dǎo)致變壓器鐵心過(guò)熱的主要原因是鐵心多點(diǎn)接地和鐵心片間絕緣不好造成鐵耗增加所致。因此必須加強(qiáng)對(duì)變壓器鐵心多點(diǎn)接地的檢測(cè)和預(yù)防。1.鐵心多點(diǎn)接地的檢測(cè)a.交流法

給變壓器二次(低壓)繞組通以220-380V交流電壓，則鐵心中將產(chǎn)生磁通。打開(kāi)鐵心和夾件的連接片，用萬(wàn)用表的毫安擋檢測(cè)，當(dāng)兩表筆在逐級(jí)檢測(cè)各級(jí)鐵軛時(shí)，正常接地時(shí)表中有指示，當(dāng)觸接到某級(jí)上表中指示為零時(shí)，則被測(cè)處因無(wú)電流通過(guò)，該處疊片為接地點(diǎn)。第40頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

b.直流法打開(kāi)鐵心與夾件的連接，在鐵軛兩側(cè)的硅鋼片上施加6V直流電壓，再用萬(wàn)用表直流電壓擋，依次測(cè)量各級(jí)鐵心疊片間的電壓。當(dāng)表指針指示為零或指針指示相反時(shí)，則被測(cè)處有故障接地點(diǎn)。

C.電流表法當(dāng)變壓器出現(xiàn)局部過(guò)熱，懷疑是鐵心有多點(diǎn)接地，可用電流表測(cè)接地線(xiàn)電流。因?yàn)殍F心接地導(dǎo)線(xiàn)和外接地線(xiàn)導(dǎo)管相接，利用其外引接地套管，接入電流表，如測(cè)出有電流存在，說(shuō)明鐵心有多點(diǎn)接地處；如果只有一點(diǎn)正常接地，測(cè)量時(shí)電流表應(yīng)無(wú)電流值或僅有微小電流值。第41頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.變壓器鐵心多點(diǎn)接地的預(yù)防措施制造或大修變壓器而需要更換鐵心時(shí)，要選好材質(zhì)；裁剪時(shí)，勿壓壞疊片兩面絕緣層，裁剪毛刺要?。槐３织B片干凈，污物、金屬粉粒不可落在疊片上，疊壓合理，接地片和鐵心要搭接牢固，和地線(xiàn)要焊牢。接地片離鐵軛、旁柱符合規(guī)定距離，防止器身受潮使鐵心銹蝕，總裝變壓器時(shí)鐵心與外殼或油箱的距離應(yīng)符合規(guī)定；其他金屬組件、部件不可觸及鐵心，加強(qiáng)維護(hù)，防止過(guò)載運(yùn)行，一旦出現(xiàn)多點(diǎn)接地應(yīng)及時(shí)排除。第42頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例:有臺(tái)560kV.A電力變壓器在運(yùn)行中有異聲且過(guò)熱。分析處理如下：該變壓器在供電運(yùn)行中出現(xiàn)“嚓嚓”響聲、手摸外殼燙手，但配電盤(pán)上電壓表、電流表指示正常：拉閘后吊心檢查，發(fā)現(xiàn)下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落且破損，使墊腳鐵軛處疊片相碰，導(dǎo)致接地所致。此時(shí)松開(kāi)上、下夾件緊固螺母，更換上、下鐵軛間的絕緣紙板，放正墊腳，重新固定好上、下夾件螺母，就可以排除兩點(diǎn)接地故障。第43頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.5變壓器鐵心接地、短路故障的檢測(cè)檢測(cè)方法如下。1.電流表法用鉗式電流表分別測(cè)量夾件接地回路中電流I1和鐵心接地回路中電流I2。當(dāng)測(cè)得回路中電流相等，判定為上鐵軛有多點(diǎn)接地；當(dāng)所測(cè)I2＞＞I1，則說(shuō)明下鐵軛有多點(diǎn)接地；當(dāng)所測(cè)I1＞＞I2，根據(jù)多年測(cè)試經(jīng)驗(yàn)判定為鐵心軛部與外殼或油箱相碰。2.用絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻

用絕緣電阻表檢測(cè)鐵心、夾件、穿心螺桿等件的絕緣電阻時(shí)，判定其標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)運(yùn)行的大中型變壓器，一般采用1000V絕緣電阻表測(cè)量穿心螺桿對(duì)鐵心和對(duì)夾件的絕緣電阻。第44頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)10kV及以下變壓器，絕緣電阻應(yīng)不小于2MΩ為合格；20～35kV級(jí)的絕緣電阻應(yīng)不小于5MΩ；40～66kV級(jí)的，應(yīng)不小于7.5MΩ；66kV以上至220kV高壓變壓器絕緣電阻應(yīng)不小于20MΩ。所測(cè)小于上述規(guī)定時(shí)，說(shuō)明有短路故障存在，應(yīng)進(jìn)一步打開(kāi)接地片，分別測(cè)夾件、鐵心、穿心螺桿、鋼壓環(huán)件對(duì)地的絕緣電阻，找出短路故障并及時(shí)排除。

3.直流電壓法用12-24V直流電壓施加在鐵心上鐵軛兩側(cè)，再用萬(wàn)用表毫伏擋分別測(cè)量各級(jí)鐵心段的電壓降，對(duì)稱(chēng)級(jí)鐵心段的電壓降應(yīng)相等。在測(cè)量時(shí)若發(fā)現(xiàn)某一級(jí)電壓降非常小，可能該級(jí)疊片間有局部短路故障，應(yīng)進(jìn)一步檢查排除。第45頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.5.6變壓器運(yùn)行方式、改接、改造及綜合修理1.電力變壓器并列、解列技術(shù)及異?，F(xiàn)象處理電力變壓器運(yùn)行方式變壓器運(yùn)行方式從負(fù)載角度上分為額定運(yùn)行方式及允許過(guò)負(fù)載運(yùn)行方式；從接入電網(wǎng)臺(tái)數(shù)上分為單臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行供電和兩臺(tái)以上多臺(tái)并聯(lián)(也叫并列)運(yùn)行；另外還有不正常運(yùn)行，如斷相運(yùn)行、欠載運(yùn)行、三相不平衡運(yùn)行等。不同運(yùn)行方式，變壓器運(yùn)行效率不同，其發(fā)熱和溫升不同，出現(xiàn)故障機(jī)率程度不同，因此必須根據(jù)具體情況正確分析。第46頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.電力變壓器并聯(lián)運(yùn)行的必要性

所謂電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，就是將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電力變壓器其一次繞組分別接到電網(wǎng)共同的母線(xiàn)上，其二次繞組也連接到共同的母線(xiàn)上，以這樣的方式運(yùn)行稱(chēng)為變壓器的并聯(lián)(列)運(yùn)行。a.在大電網(wǎng)里為了解決升壓或降壓中一臺(tái)變壓器容量不足的問(wèn)題，必須用兩臺(tái)以上變壓器并聯(lián)使用。b.多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，如某一臺(tái)有故障退出修理，可由完好的其他并聯(lián)變壓器繼續(xù)供電，保證重要用戶(hù)不中斷供電。C.采用變壓器并聯(lián)運(yùn)行有利于對(duì)供電負(fù)載的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，負(fù)載高峰時(shí)可多并聯(lián)幾臺(tái)，負(fù)載低谷時(shí)可解列其中一臺(tái)或數(shù)臺(tái)。d.并聯(lián)運(yùn)行有利于對(duì)變壓器進(jìn)行不中斷供電的計(jì)劃修理，減少備用變壓器的數(shù)量，有利于用戶(hù)增容供電。第47頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.并聯(lián)運(yùn)行變壓器防止環(huán)流產(chǎn)生的措施①.當(dāng)兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，雖然并聯(lián)條件均具備，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，這可能是由于分接位置放置不對(duì)，或其中一臺(tái)變壓器匝數(shù)不對(duì)。②.在三相電源對(duì)稱(chēng)下，符合要求的并聯(lián)變壓器會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，為防止環(huán)流產(chǎn)生，在并聯(lián)運(yùn)行中先要檢查分接開(kāi)關(guān)位置與繞組引線(xiàn)接頭位置是否正確，按銘牌上連接圖的分接位置進(jìn)行檢查，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)箱蓋上分接開(kāi)關(guān)手柄，動(dòng)作要正確和靈活。對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，在繞組重繞時(shí)，一、二次繞組匝數(shù)和幾何尺寸應(yīng)正確無(wú)誤，否則修理后會(huì)因匝數(shù)不對(duì)，造成變壓比等參數(shù)不對(duì)，從而導(dǎo)致環(huán)流產(chǎn)生。第48頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例12:某廠(chǎng)有750kV.A及1800kV.A兩臺(tái)電壓等級(jí)、連接組別及阻抗電壓Uk％一致的變壓器。并聯(lián)投運(yùn)后，測(cè)得二次電壓分別為386.7V(750kV.A)及383.9V(1800KV.A)，測(cè)得的電流分別為1200A及1400A，負(fù)載分配不成比例。原因及后果分析如下：兩臺(tái)變壓器屬同一電壓等級(jí)，但電壓比不一樣，二次側(cè)空載電壓相差386.7V-383.9V＝2.8V，以750KV.A二次電壓為基礎(chǔ)，電壓差為0.724％，對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，電壓最大誤差只允許在0.5％以?xún)?nèi)。由于二次電壓不同，在兩臺(tái)變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流，電壓高的一臺(tái)(750kV.A)除負(fù)載電流外增加了環(huán)流，1800kV.A的變壓器電流是負(fù)載電流減去環(huán)流，故二者負(fù)載不按比例分配，長(zhǎng)期用下去750kV.A的變壓器會(huì)過(guò)熱或燒損。第49頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天消除環(huán)流的辦法：由于兩臺(tái)變壓器二次電壓誤差大，只有解決了這個(gè)問(wèn)題，才能使其消除環(huán)流，使負(fù)載按比例分配。因此復(fù)測(cè)兩臺(tái)變壓器的電壓比，將電壓比調(diào)節(jié)至接近相等，若無(wú)法調(diào)整，可外接一電抗器，用以限制環(huán)流，使負(fù)載分配合理。以上所選擇的實(shí)例以及總結(jié)的方法都是在實(shí)踐的過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的，而由于變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障也是千變?nèi)f化，要想真正的掌握維修變壓器的方法，還要依靠不斷的實(shí)踐，并且通過(guò)實(shí)踐來(lái)來(lái)認(rèn)識(shí)和總結(jié)出更多的規(guī)律。第50頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬(wàn)不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。特殊變壓器1.自耦變壓器ABP+–+–第51頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過(guò)流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項(xiàng)：電壓表被測(cè)電壓=電壓表讀數(shù)

N1/N22.電壓互感器實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測(cè)量高電壓VR

N1（匝數(shù)多）保險(xiǎn)絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測(cè)電壓）第52頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天電流表被測(cè)電流=電流表讀數(shù)

N2/N1二次側(cè)不能開(kāi)路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過(guò)壓。使用注意事項(xiàng)：3.電流互感器實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測(cè)量大電流（被測(cè)電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2第53頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.1

直流電機(jī)的構(gòu)造

直流電動(dòng)機(jī)雖然比三相交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，因此，對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械或者需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械往往采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：(1)調(diào)速性能好,調(diào)速范圍廣,易于平滑調(diào)節(jié)。

(2)起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,易于快速起動(dòng)、停車(chē)。

(3)易于控制。應(yīng)用:(1)軋鋼機(jī)、電氣機(jī)車(chē)、中大型龍門(mén)刨床、礦山豎井提升機(jī)以及起重設(shè)備等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。

(2)用蓄電池做電源的地方，如汽車(chē)、拖拉機(jī)等第54頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.1.1

直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造極掌極心勵(lì)磁繞組機(jī)座轉(zhuǎn)子直流電動(dòng)機(jī)的磁極和磁路

直流電機(jī)由定子(磁極)、轉(zhuǎn)子(電樞)和機(jī)座等部分構(gòu)成。SN++++N+++++S+++第55頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.轉(zhuǎn)子(電樞)

由鐵心、繞組（線(xiàn)圈）、換向器組成。1.磁極永磁式:

由永久磁鐵做成。勵(lì)磁式:

磁極上繞線(xiàn)圈，線(xiàn)圈中通過(guò)直流電，形成電磁鐵。勵(lì)磁:

磁極上的線(xiàn)圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱(chēng)為勵(lì)磁。電樞鐵心：由硅鋼片疊裝而成。電樞繞組：?jiǎn)蝹€(gè)繞組元件組成。用來(lái)在電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)。第56頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)直流電源供電。8.1.2直流電機(jī)的分類(lèi)

直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)2.并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個(gè)直流電源供電。UUfIaM+_+_If他勵(lì)I(lǐng)aUM+_If+_IE并勵(lì)第57頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線(xiàn)圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。3.串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線(xiàn)圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。串勵(lì)UIa+_IfM復(fù)勵(lì)U+_IMIa第58頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.3

直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性特點(diǎn):

勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)由圖可求得由上分析可知：

當(dāng)電源電壓U和勵(lì)磁回路的電阻Rf一定時(shí),勵(lì)磁電流If和磁通

不變，即

=常數(shù)。則IaUM+_If+_IE第59頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.3

直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性令：T=KT

Ia=KT

Ia

即：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的磁通

=常數(shù)，轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。

由以下公式求得IaUM+_If+_IE第60頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天式中：n=f(T)

特性曲線(xiàn)n0nNTN

并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速n的變化不大—硬機(jī)械特性（自然特性）。改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線(xiàn)n0T

n第61頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天

例:有一并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：P２=22KW,

UN=110V,

nN=1000r/min,

=0.84,并已知

Rf=27.5

，Ra=0.04,試求:(1)額定電流I,額定電樞電流Ia及額定勵(lì)磁電流If

;(2)損耗功率PaCu,及PO

;(3)額定轉(zhuǎn)矩T;(4)反電動(dòng)勢(shì)E。解：(1)P2是輸出功率，額定輸入功率為額定電流額定勵(lì)磁電流額定電樞電流第62頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）電樞電路銅損勵(lì)磁電路銅損總損失功率空載損耗功率（3）額定轉(zhuǎn)矩（4）反電動(dòng)勢(shì)第63頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.4

并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)不允許在額定電壓UN下直接起動(dòng)。Iast太大會(huì)使換向器產(chǎn)生嚴(yán)重的火花,燒壞換向器；起動(dòng)時(shí),n=0

1.起動(dòng)問(wèn)題：(1)起動(dòng)電流大(2)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大

起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為(10~20)TN,造成機(jī)械沖擊，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)遭受損壞。一般Iast限制在(1.5~2.5)IN。第64頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.起動(dòng)方法3.注意事項(xiàng)(1)電樞串電阻起動(dòng)法(2)降壓起動(dòng)法：

直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和工作時(shí)，勵(lì)磁電路一定要接通,不能讓它斷開(kāi),而且起動(dòng)時(shí)要滿(mǎn)勵(lì)磁。否則，磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：在滿(mǎn)磁下將Rst置最大處，逐漸減小Rst使n升高。最大起動(dòng)電壓Ust為第65頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)如果電動(dòng)機(jī)是靜止的，由于轉(zhuǎn)矩太小(T=KT

Ia),

電機(jī)將不能起動(dòng)，這時(shí)反電動(dòng)勢(shì)為零，電樞電流很大，電樞繞組有被燒壞的危險(xiǎn)。

(2)如果電動(dòng)機(jī)在有載運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)勵(lì)磁回路，反電動(dòng)勢(shì)

E立即減小而使電樞電流增大，同時(shí)由于所產(chǎn)生的

轉(zhuǎn)矩不滿(mǎn)足負(fù)載的需要，電動(dòng)機(jī)必將減速而停轉(zhuǎn)，更加促使電樞電流的增大，以至燒毀電樞繞組和換向器。

(3)如果電機(jī)在空載運(yùn)行，可能造成飛車(chē)，使電機(jī)遭受?chē)?yán)重的機(jī)械損傷，而且因電樞電流過(guò)大而將繞組燒壞。（

E

Ia

T>>

T0

n

飛車(chē)）第66頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.反轉(zhuǎn)例：串勵(lì)的單相手電鉆，利用勵(lì)磁電流和電樞電流兩者的方向同時(shí)改變時(shí)而轉(zhuǎn)向不變的原理，采用特別的串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，使手電鉆用單相交流電源或直流電源供電均可。電磁轉(zhuǎn)矩：T=KT

Ia

(1)改變勵(lì)磁電流的方向。

(2)改變電樞電流的方向。注意：改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，勵(lì)磁電流和電樞電流兩者的方向不能同時(shí)變。改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有兩種：第67頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.5

并勵(lì)(他勵(lì))電動(dòng)機(jī)的調(diào)速并勵(lì)(他勵(lì))電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，維護(hù)也不方便，但在調(diào)速性能上由其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

1.調(diào)速均勻平滑，可以無(wú)級(jí)調(diào)速(注：異步機(jī)改變極對(duì)數(shù)調(diào)速的方法叫有級(jí)調(diào)速)。

2.調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)200以上(調(diào)速比等于最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速之比）,因此機(jī)械變速所用的齒輪箱可大大簡(jiǎn)化。主要優(yōu)點(diǎn)：由轉(zhuǎn)速公式:可見(jiàn)直流電機(jī)調(diào)速方法有三種。第68頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天可見(jiàn)：在U一定的情況下，改變

可改變轉(zhuǎn)速n。8.5.1

改變磁通調(diào)速

保持電樞電壓U不變，改變勵(lì)磁電流If(調(diào)R′f)以改變磁通

。由式Rf

If

n

一般只采用減少勵(lì)磁電流(減弱磁通)的方法調(diào)速,即

改變磁通調(diào)速的方法：減小磁通，n只能上調(diào)。改變

時(shí)的機(jī)械特性如圖。TLTn（

減?。㏑

f增加

O第69頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天調(diào)速過(guò)程:直至T=TC達(dá)到新的平衡。電壓U保持一定,減小磁通

。

Rf

E

Iａ

n

Ia

E

瞬間T

>T２T

第70頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)調(diào)速平滑，可得到無(wú)級(jí)調(diào)速；但只能向上調(diào)，受機(jī)械本身強(qiáng)度所限，n不能太高。(2)調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，電流小，便于控制。(3)機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。(4)對(duì)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī),其調(diào)速幅度可達(dá)3~4,

例如530~2120r/min及310~1240r/min。

減小

調(diào)速的特點(diǎn)：(1)若調(diào)速后Ia

保持不變，電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小。(2)這種調(diào)速方法只適用于恒功率調(diào)速(如用于切削機(jī)床)。使用調(diào)磁調(diào)速時(shí)應(yīng)注意：第71頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.5.2

改變電壓調(diào)速由轉(zhuǎn)速公式知：調(diào)電壓U，n0變化，但斜率不變，所以調(diào)速特性是一組平行曲線(xiàn)。n0"n0'電壓降低Tc特性曲線(xiàn)n0nT0改變電壓調(diào)速的特點(diǎn):(1)工作時(shí)電壓不允許超過(guò)UN

，而n

U,所以調(diào)速只能向下調(diào)。(2)機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性好。第72頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑無(wú)級(jí)調(diào)速。(4)調(diào)速幅度較大。調(diào)速過(guò)程:保持If

為額定,減小電樞電壓。

U

Ia

T

T

=TC穩(wěn)定n

E

Ia

T

改變電壓調(diào)速需要用電壓可以調(diào)節(jié)的專(zhuān)用設(shè)備，投資費(fèi)用較高。近年來(lái)已普遍采用晶閘管整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)磁，以改變它的轉(zhuǎn)速。第73頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例:

有一他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，已知U=220V,Ia=53.8A,n=1500r/minRa=0.7

。今將電樞電壓降低一半，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，問(wèn)轉(zhuǎn)矩降低多少？解:由T=KT

Ia可知，在保持負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變的條件下，電流也保持不變。電壓降低后的轉(zhuǎn)速n

對(duì)原來(lái)的轉(zhuǎn)速n之比為第74頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.5.3

電樞回路串電阻調(diào)速

電樞中串入電阻,使

n

、

n0不變，即電機(jī)的特性曲線(xiàn)變陡(斜率變大)，在相同力矩下,n

。特性曲線(xiàn)如圖。Rann0T

電樞回路串電阻調(diào)速需在電樞中串入專(zhuān)用電阻，電阻增大則轉(zhuǎn)速下降，因此n只能下調(diào)。特點(diǎn)：(1)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。(2)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。(3)能量損耗大，只用于小型直流機(jī)。Ra

+

R電阻增大第75頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.額定功率PN:

電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。2.額定電壓UN:

額定工作情況下的電樞上加的直流電壓。（例：110V，220V，440V）3.額定電流IN:

額定電壓下軸上輸出額定功率時(shí)的電流（并勵(lì)包括勵(lì)磁和電樞電流）。

三者關(guān)系：PN=UNIN

（

：效率）4.額定轉(zhuǎn)速nN:

在PN,UN,IN

時(shí)的轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在500r/min

以上。特殊的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速可以做到很低（如每分鐘幾轉(zhuǎn)）或很高（每分鐘3000轉(zhuǎn)以上）。注意:調(diào)速時(shí)對(duì)于沒(méi)有調(diào)速要求的電機(jī)，最大轉(zhuǎn)速不能超過(guò)1.2nN

。

。直流電動(dòng)機(jī)的額定值第76頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)恒功率負(fù)載（P一定時(shí)，T和n

成反比)，要選軟特性電機(jī)拖動(dòng)。如：電氣機(jī)車(chē)等。直流電動(dòng)機(jī)特性類(lèi)型的選擇:(1)恒轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械(TL一定，和轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān))要選硬特性的電動(dòng)機(jī)，如：金屬加工、起重機(jī)械等。(2)通風(fēng)機(jī)械負(fù)載，機(jī)械負(fù)載TL

和轉(zhuǎn)速n的平方成正比。這類(lèi)機(jī)械也要選硬特性的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。

直流電機(jī)有四個(gè)出線(xiàn)端，電樞繞組、勵(lì)磁繞組各兩個(gè)，可通過(guò)標(biāo)出的字符和繞組電阻的大小區(qū)別。8.5.4電動(dòng)機(jī)的連接(1)繞組的阻值范圍電樞繞組的阻值在零點(diǎn)幾歐姆到1~2歐姆。第77頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天他勵(lì)(并勵(lì))電機(jī)的勵(lì)磁繞組的阻值有幾百歐姆。串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的阻值與電樞繞組的相當(dāng)。（2）繞組的符號(hào)(1)繞組的阻值范圍電樞繞組的阻值在零點(diǎn)幾歐姆到1~2歐姆。S1T1B1C1H1

BC1Q1S2T2B2C2H2

BC2Q2電樞繞組他勵(lì)繞組并勵(lì)繞組串勵(lì)繞組換向極繞組補(bǔ)償繞組起動(dòng)繞組始端繞組名稱(chēng)末端第78頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天§三交流電動(dòng)機(jī)1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性3

三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)4三相異步電動(dòng)機(jī)的使用第79頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式異步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性、控制方法電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)

一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理同步機(jī)繞線(xiàn)式第80頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天V’VW’U’UW三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子第81頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)V’VW’U’UW轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)線(xiàn)繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子1.1第82頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天異步電動(dòng)機(jī)的工作原理-----旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生UV’WVW’異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出(

)電流入U(xiǎn)’1.2第83頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)應(yīng)電流各時(shí)刻的合成磁場(chǎng)方向:結(jié)論：電流變化一周，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)3600?！痢罭××N××N××N定子通入三相電流，定子內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1.2第84頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天異步電動(dòng)機(jī)的工作原理---異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.21.

轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流2.

電磁轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向定子繞組通入電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子電路是閉合的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流。根據(jù)左手定則可知在轉(zhuǎn)子繞組上產(chǎn)生了電磁力。電磁力分布在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)距T

，電磁轉(zhuǎn)距的作用方向與電磁力的方向相同，因此轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。第85頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天異步電動(dòng)機(jī)的工作原理---異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.23.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1

的方向一致，但不能相等（應(yīng)保持一定的轉(zhuǎn)差）。n1又稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速。常用轉(zhuǎn)差率s來(lái)表示n與n1

相差的程度，即4.異步電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行軸上加機(jī)械負(fù)載，軸阻力↑，轉(zhuǎn)速↓，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)切割速度↑，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流↑，輸入電流↑。第86頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。又稱(chēng)兩極機(jī)。即：UXYWVZ當(dāng)磁極對(duì)數(shù)P=1時(shí)，一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°n1稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速當(dāng)P=1時(shí)5.電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、極數(shù)和轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)的工作原理---異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.2第87頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天異步電機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)差率S的概念轉(zhuǎn)差率S為：由轉(zhuǎn)子感生電流的頻率轉(zhuǎn)子感生電流頻率第88頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天極對(duì)數(shù)（P）的改變對(duì)轉(zhuǎn)速的影響C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)P同步轉(zhuǎn)速n112343000r/min1500r/min1000r/min750r/min第89頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例1：三相異步電動(dòng)機(jī)p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：第90頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例2.一臺(tái)50Hz的異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速nN=730r/min,空載轉(zhuǎn)差率為0.00267，求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)速及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。解：nN=730r/min對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速應(yīng)是750r/min根據(jù)得得額定轉(zhuǎn)差率：第91頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n1Tn（牛頓?米）nN電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速nN

運(yùn)行，輸出額定功率PN時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩TN:TN、Tmax、Tst1負(fù)載轉(zhuǎn)矩用TL

表示TstTmax第92頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天最大轉(zhuǎn)矩：電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。2n1nnNTstTmax過(guò)載系數(shù)3啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst:

一般電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩Tst

體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若Tst>TL電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。如果TL>

Tmax電動(dòng)機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。啟動(dòng)系數(shù)第93頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天n1TnTmTstTL啟動(dòng)：Tst>TL(負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩Tcc點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm

，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走bb點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行若TL

，暫時(shí)T<TL,nsI2Tn電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力

電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱(chēng)為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段s=0s=1正常工作條件：TL<Tmax，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。啟動(dòng)條件：

Tst>TL

否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。注意第94頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例4:三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率P2N=10kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動(dòng)能力Tst/TN=1.4，過(guò)載系數(shù)=2.0，效率為87.5%。求額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩及額定輸入功率。（1）額定轉(zhuǎn)矩TN（2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst（3）最大轉(zhuǎn)矩Tm解：所求量：TN、Tst、Tm、P1N（4）輸入功率P1N第95頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過(guò)熱影響：三、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)原因：起動(dòng)時(shí)n=0

，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線(xiàn)速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流1、三相異步機(jī)的起動(dòng)第96頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）直接起動(dòng)。10千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)。Y－

起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。

2、三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：先減小定子電壓--------減小啟動(dòng)電流，待啟動(dòng)完畢后再加上額定電壓降壓起動(dòng)下面主要介紹Y－

啟動(dòng)方法第97頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天Y－

起動(dòng)

正常運(yùn)行UwVvuW

起動(dòng)時(shí)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為主要目的：減小啟動(dòng)電流啟動(dòng)電流只有原來(lái)的1/3第98頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP'（2）Y－

起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y－

起動(dòng)。第99頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例5:三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運(yùn)行，額定電流IN=20A，啟動(dòng)系數(shù)Ist/IN=7，求：（1）接法時(shí)的啟動(dòng)電流Ist

（2）若啟動(dòng)時(shí)改為Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A第100頁(yè),共112頁(yè)，2024年2月25日，星期天例6有一三相異步電動(dòng)機(jī)，△連結(jié)，P2N=28

kw，U1N=380V，I1N=58A，cosφ1N=0.88，nN=1445r/min，Ist=6IN,Kst=1.1,λ=2.3,TL=73.5N.m,