電工基礎(chǔ)課件周紹敏12PPT課件

1、第十一章第十一章 變壓器和交流電動(dòng)機(jī)變壓器和交流電動(dòng)機(jī) 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 1能利用變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系做相應(yīng)的計(jì)算。2會(huì)正確使用幾種變壓器。 3會(huì)進(jìn)行三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)的操作。 1變壓器的工作原理。2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。3三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的方法。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)： 第1頁(yè)/共65頁(yè)序序 號(hào)號(hào)內(nèi)內(nèi) 容容學(xué)學(xué) 時(shí)時(shí)1 第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的構(gòu)造變壓器的構(gòu)造 12 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的工作原理變壓器的工作原理 23 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的功率和效率變壓器的功率和效率 14 第四節(jié)第四節(jié) 常用變壓器常用變壓器 15 第五節(jié)第五節(jié)

2、 變壓器的額定值和檢驗(yàn)變壓器的額定值和檢驗(yàn) 16 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 單相變壓器單相變壓器 27 第六節(jié)第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 28 第七節(jié)第七節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制三相異步電動(dòng)機(jī)的控制 19 第八節(jié)第八節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 110本章小結(jié)本章小結(jié)211本章總學(xué)時(shí)本章總學(xué)時(shí) 14學(xué)時(shí)分配：學(xué)時(shí)分配：第2頁(yè)/共65頁(yè)第十一章第十一章 變壓器和交流電動(dòng)機(jī)變壓器和交流電動(dòng)機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的構(gòu)造變壓器的構(gòu)造第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的工作原理變壓器的工作原理第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的功率和效率變壓器的功率和效率第四節(jié)第四節(jié) 常用變壓器常用變壓器第五節(jié)第五節(jié) 變壓器的額定值和檢驗(yàn)變壓器的額

3、定值和檢驗(yàn)第六節(jié)第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)第七節(jié)第七節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制三相異步電動(dòng)機(jī)的控制第八節(jié)第八節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)本章小結(jié)本章小結(jié)第3頁(yè)/共65頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的構(gòu)造變壓器的構(gòu)造一、變壓器的用途和種類(lèi)一、變壓器的用途和種類(lèi)二、變壓器的基本構(gòu)造二、變壓器的基本構(gòu)造第4頁(yè)/共65頁(yè)一、變壓器的用途和種類(lèi)一、變壓器的用途和種類(lèi)1變壓器的用途：變壓器除可變換電壓外，還可變換電流、變換阻抗、改變相位。 2變壓器的種類(lèi)：按照使用的場(chǎng)合，變壓器有電力變壓器，整流變壓器，調(diào)壓變壓器，輸入、輸出變壓器等。變壓器是利用互感原理工作的電磁裝置，它的符號(hào)如圖11-1 所示，T

4、是它的文字符號(hào)。 圖 11-1變壓器的符號(hào) 第5頁(yè)/共65頁(yè)二、變壓器的基本構(gòu)造二、變壓器的基本構(gòu)造變壓器主要由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成。鐵心是變壓器的磁路通道，是用磁導(dǎo)率較高且相互絕緣的硅鋼片制成，以便減少渦流和磁滯損耗。按其構(gòu)造形式可分為心式和殼式兩種，如圖 11-2( (a) )、( (b) )所示。繞組圈是變壓器的電路部分，是用漆包線(xiàn)、紗包線(xiàn)或絲包線(xiàn)繞成。其中和電源相連的繞組叫一次繞組，和負(fù)載相連的繞組叫二次繞組。圖 11-2心式和殼式變壓器 第6頁(yè)/共65頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的工作原理變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理二、變壓器的外特性和電壓變化率二、變壓器的外特

5、性和電壓變化率第7頁(yè)/共65頁(yè)一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，一次繞組接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在一次、二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖 11-3 所示。圖 11-3變壓器空載運(yùn)行原理圖 第8頁(yè)/共65頁(yè)tNEtNE 2211，2121NNEE KNNUU 2121由此得 忽略線(xiàn)圈內(nèi)阻得 一次繞組接上交流電壓，鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時(shí)通過(guò)一次、二次繞組，一次、二次繞組中交變的磁通可視為相同。設(shè)一次繞組匝數(shù)為 N1 ，二次繞組匝數(shù)為 N2 ，磁通為 ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1變換交流電壓變換交流電壓第9頁(yè)/共65頁(yè) 上式中 K 稱(chēng)為變壓比。由此可見(jiàn)：變壓器

6、一次繞組、二次繞組的端電壓 之比等于匝數(shù)比。 如果 N1 N2，K N2，K 1，電壓下降，稱(chēng)為降壓變壓器。第10頁(yè)/共65頁(yè)式中 cos 1 一次繞組電路的功率因數(shù)； cos 2 二次繞組電路的功率因數(shù)。 1， 2 相差很小，可認(rèn)為相等，因此得到 2211IUIU KNNII11221 可見(jiàn)，變壓器工作時(shí)一次、二次繞組的電流跟繞組的匝數(shù)成反比。高壓繞組通過(guò)的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞制；低壓繞組通過(guò)的電流大，用較粗的導(dǎo)線(xiàn)繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。根據(jù)能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網(wǎng)中獲得功率相等，即 P1 = P2 ，由交流電功率的公式可得 U1I1 cos 1= U2

7、I2 cos 2 2變換交流電流變換交流電流 第11頁(yè)/共65頁(yè)211IUZ 將21212211INNI ,UNNU 代入， 得222211IUNNZ 因?yàn)?22ZIU 所以2222211ZKZNNZ 設(shè)變壓器一次側(cè)輸入阻抗為 |Z1| ，二次側(cè)負(fù)載阻抗為 |Z2| ，則 可見(jiàn)，二次側(cè)級(jí)接上負(fù)載|Z2|時(shí)，相當(dāng)于電源接上阻抗為 K2|Z2|的負(fù)載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線(xiàn)路中常用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和信號(hào)源內(nèi)阻相等，使負(fù)載上獲得最大功率。3變換交流阻抗變換交流阻抗第12頁(yè)/共65頁(yè)255110222 ZUI21102202121 UUNNK一次側(cè)電流12221 KII輸入阻抗2201220

8、111 IUZ【例11-1】有一電壓比為 220/110 的降壓變壓 器，如果次級(jí)接上 55 的電阻，求變壓器一次側(cè)的輸入阻抗。解 1：二次側(cè)電流第13頁(yè)/共65頁(yè)解 2：變壓比21102202121 UUNNK輸入阻抗2205542222211 ZKZNNZ第14頁(yè)/共65頁(yè)【例11-2】有一信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)為 1 V ，內(nèi)阻為 600 ，負(fù)載電阻為 150 。欲使負(fù)載獲得最大功率，必須在信號(hào)源和負(fù)載之間接一匹配變壓器，使變壓器的輸入電阻等于信號(hào)源的內(nèi)阻，如圖 11-4 所示。問(wèn)：變壓器變壓比，一、二次電流各為多少?圖 11-4例11-2圖第15頁(yè)/共65頁(yè) 解：負(fù)載電阻 R2 = 150 ，

9、變壓器的輸入電阻 R1 = R0 = 600 ，則變比應(yīng)為 21506002121 RRNNKm83. 01083. 060060013101 RREIm 66.1m 83.021212 INNI 一、二次電流分別為 第16頁(yè)/共65頁(yè)二、變壓器的外特性和電壓變化率二、變壓器的外特性和電壓變化率1變壓器的外特性變壓器的外特性變壓器外特性就是當(dāng)變壓器的一次電壓 U1 和負(fù)載的功率因數(shù)都一定時(shí)，二次電壓 U2 隨二次電流 I2 變化的關(guān)系，如圖 11-5 所示。圖 11-5變壓器外特性曲線(xiàn)第17頁(yè)/共65頁(yè) 由變壓器外特性曲線(xiàn)圖可見(jiàn)： ( (3) ) 當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí)，隨著功率因數(shù) cos 的

10、降低，曲線(xiàn)上升。所以，在供電系統(tǒng)中，常常在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)一定容量的電容器，以提高負(fù)載的功率因數(shù) cos 。( (1) ) I2 = 0 時(shí)，U2 = U2N 。( (2) ) 當(dāng)負(fù)載為電阻性和電感性時(shí)，隨著 I2 的增大， U2 逐漸下降。在相同的負(fù)載電流情況下，U2 的下降程度與功率因數(shù) cos 有關(guān)。第18頁(yè)/共65頁(yè) 2電壓的變化率電壓的變化率電壓變化率是指變壓器空載時(shí)二次端電壓 U2N 和有載時(shí)二次端電壓 U2 之差與 U2N 的百分比。即： %100N22N2 UUUU電壓變化率越小，為負(fù)載供電的電壓越穩(wěn)定。 第19頁(yè)/共65頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的功率和效率變壓器的功率和效率一

11、、變壓器的功率一、變壓器的功率二、變壓器的效率二、變壓器的效率第20頁(yè)/共65頁(yè)二、變壓器的效率二、變壓器的效率變壓器的效率為變壓器輸出功率與輸入功率的百分比，即%10012 PP 大容量變壓的效率可達(dá) 98% 99% ，小型電源變壓器效率約為 70% 80% 。 變壓器的功率消耗等于輸入功率 P1 = U1I1 cos 1 和 P2 = U2I2 cos 2 輸出功率之差，即 PL = P1 P2變壓器功率損耗包括鐵損和銅損。一、變壓器的功率一、變壓器的功率第21頁(yè)/共65頁(yè)【例11-3】有一變壓器一次電壓為 2 200 V，次級(jí)電壓為 220 V，在接純電阻性負(fù)載時(shí)，測(cè)得二次電流為 10

12、A，變壓器的效率為95%。 試求它的損耗功率，一次級(jí)功率和一次級(jí)電流。 解：一次級(jí)負(fù)載功率 P2 = U2I2cos 2 = 22010 W = 2200 W一次級(jí)功率 W2316 W95.0220021 PPPL = P1 P2 = 2316 2200 W= 116 W一次級(jí)電流 05. 122002316111 UPI損耗功率第22頁(yè)/共65頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 常用變壓器常用變壓器一、自耦變壓器一、自耦變壓器二、多繞組變壓器二、多繞組變壓器三、互感器三、互感器四、三相變壓器四、三相變壓器第23頁(yè)/共65頁(yè)一、自耦變壓器一、自耦變壓器自耦變壓器一次、二次繞組有一部分是共用的，它們之間不僅有磁耦合

13、，還有電的關(guān)系，如圖 11-6 所示。 1自耦變壓器的構(gòu)造和工作原理自耦變壓器的構(gòu)造和工作原理 圖 11-6耦變壓器符號(hào)及原理圖 第24頁(yè)/共65頁(yè)一次、二繞組電壓之比和電流之比的關(guān)系為 KNNIIUU 211221自耦變壓器在使用時(shí)，一定要注意正確接線(xiàn)，否則易于發(fā)生觸電事故。 實(shí)驗(yàn)室中用來(lái)連續(xù)改變電源電壓的調(diào)壓變壓器，就是一種自耦變壓器，如圖 11-7 所示。 圖 11-7實(shí)驗(yàn)用調(diào)壓變壓器 第25頁(yè)/共65頁(yè)二、多繞組變壓器二、多繞組變壓器變壓器的二次側(cè)有兩個(gè)以上的繞組或一次、二次繞組都有兩個(gè)以上繞組的變壓器叫多繞組變壓器，如圖 11-8 所示。多繞組變壓器一次、二次繞組的電壓關(guān)系仍符合變壓

14、比的關(guān)系 2121NNUU 3131NNUU 1多繞組變壓器多繞組變壓器 圖 11-8多繞組變壓器 第26頁(yè)/共65頁(yè)多繞組變壓器多使用于電子設(shè)備中，輸出多種電壓。多繞組可串聯(lián)或并聯(lián)使用，串聯(lián)時(shí)應(yīng)將繞組的異名端相接，并聯(lián)時(shí)應(yīng)將繞組的同名端相接。只有匝數(shù)相同的繞組才能并聯(lián)。 2多繞組變壓器的使用多繞組變壓器的使用 第27頁(yè)/共65頁(yè)三、互感器三、互感器 1電壓互感器電壓互感器使用時(shí)，電壓互感器的高壓繞組跨接在需要測(cè)量的供電線(xiàn)路上，低壓繞組則與電壓表相連，如圖 11-9 所示?？梢?jiàn)，高壓線(xiàn)路的電壓 U1 等于所測(cè)量電壓 U2 和變壓比 K的乘積，即 U1=KU2互感器是一種專(zhuān)供測(cè)量?jī)x表，控制設(shè)備和

15、保護(hù)設(shè)備中使用的變壓器?？煞譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N。圖 11-9電壓互感器 第28頁(yè)/共65頁(yè)使用時(shí)應(yīng)注意：( (1) ) 二次繞組不能短路，防止燒壞次級(jí)繞組。( (2) ) 鐵心和二次繞組一端必須可靠的接地，防止高壓繞組絕緣被破壞時(shí)而造成設(shè)備的破壞和人身傷亡。 2電流互感器電流互感器使用時(shí)，電流互感器的一次繞組與待測(cè)電流的負(fù)載相串連，二次繞組則與電流表串聯(lián)成閉和回路，如圖11-10所示 。 通過(guò)負(fù)載的電流就等于所測(cè)電流和變壓比倒數(shù)的乘積。圖 11-10電流互感器 第29頁(yè)/共65頁(yè)使用時(shí)應(yīng)注意：( (1) ) 電流互感器的二次繞組不得開(kāi)路，否則易造成危險(xiǎn)；電流互感器的二次繞組不得開(kāi)路，

16、否則易造成危險(xiǎn)； ( (2) ) 鐵心和二次繞組一端均應(yīng)可靠接地。 常用的鉗形電流表也是一種電流互感器。它是由一個(gè)電流表接成閉合回路的二次繞組和一個(gè)鐵心構(gòu)成，其鐵心可開(kāi)、可合。測(cè)量時(shí)，把待測(cè)電流的一根導(dǎo)線(xiàn)放入鉗口中，電流表上可直接讀出被測(cè)電流的大小，如圖 11-11 所示。圖 11-11鉗形電流表 第30頁(yè)/共65頁(yè)四、三相變壓器四、三相變壓器三相變壓器就是三個(gè)相同的單相變壓器的組合，如圖11-12 所示。三相變壓器用于供電系統(tǒng)中。根據(jù)三相電源和負(fù)載的不同，三相變壓器一次和二次線(xiàn)圈可接成星形或三角形。 圖 11-12三相變壓器 第31頁(yè)/共65頁(yè)第五節(jié)第五節(jié) 變壓器的額定值和檢驗(yàn)變壓器的額定值

17、和檢驗(yàn)一、變壓器的額定值一、變壓器的額定值二、變壓器的檢驗(yàn)二、變壓器的檢驗(yàn)第32頁(yè)/共65頁(yè)一、變壓器的額定值一、變壓器的額定值變壓器的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行情況叫額定運(yùn)行，額定運(yùn)行條件叫變壓器的額定值。 額定容量指二次側(cè)最大視在功率，單位是伏安( (V A) )或千伏安( (kV A) )。額定一次電壓指接到一次繞組電壓的規(guī)定值。額定二次電壓指變壓器空載時(shí)，一次側(cè)加上額定電壓后，二次側(cè)兩端的電壓。額定電流指規(guī)定的滿(mǎn)載電流值。變壓器的額定值取決于變壓器的構(gòu)造及使用的材料。使用時(shí)，變壓器應(yīng)在額定條件下運(yùn)行，不能超過(guò)其額定值 。第33頁(yè)/共65頁(yè)( (2) ) 一次、二次繞組必須分清； ( (3) ) 防止變

18、壓器繞組短路，以免燒毀變壓器。 ( (1) ) 工作溫度不能過(guò)高； 除此外還應(yīng)注意：第34頁(yè)/共65頁(yè)二、變壓器的檢驗(yàn)二、變壓器的檢驗(yàn)( (2) ) 絕緣檢查；變壓器在使用前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，通常其檢驗(yàn)內(nèi)容有：( (1) ) 區(qū)分繞組、測(cè)量各繞組的直流電阻；( (3) ) 各繞組的電壓和變壓比；( (4) ) 磁化電流 I ，變壓器二次開(kāi)路時(shí)的一次電流叫磁化電流，I 一般為初一次側(cè)額定電流的 3% 8% 。各項(xiàng)檢驗(yàn)都應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，否則不宜使用。第35頁(yè)/共65頁(yè)第六節(jié)第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三、

19、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速五、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌五、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌第36頁(yè)/共65頁(yè)一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成，如圖11-13所示。圖 11-13三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 第37頁(yè)/共65頁(yè) 1定子定子 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座、鐵心和定子繞組組成。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，由三相對(duì)稱(chēng)繞組組成，按一定規(guī)則連接，有六個(gè)出線(xiàn)端。即 U1-U2、V1-V2 、W1-W2 接到機(jī)座的接線(xiàn)盒中，定子繞組接成星形或三角形。圖 11-14定子繞組的星形和三角形聯(lián)結(jié)圖 第38頁(yè)/共65頁(yè)2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是異

20、步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組三部分組成，其作用是輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。跟據(jù)構(gòu)造的不同，轉(zhuǎn)子繞組分為繞線(xiàn)式和籠型兩種，圖 11-15 ( (a) )所示為籠型繞組，( (b) )為鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子。圖 11-15 籠型繞組及轉(zhuǎn)子 第39頁(yè)/共65頁(yè)二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將對(duì)稱(chēng)三相電流通入在空間彼此相差 120 的作星形聯(lián)結(jié)的三線(xiàn)圈。設(shè)三相電流為： i1=Imsin( ( t) )i2 = Imsin( ( t 120 ) )i3 = Imsin( ( t + 120 ) ) 其波形如圖 11-16 所示。1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生圖 11-16 三相繞組電流的波形圖第40頁(yè)/共65

21、頁(yè)根據(jù)電流的磁效應(yīng)，在三相繞組的空間上就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖 11-17 所示，為方便分析，規(guī)定電流為正值時(shí)，電流從線(xiàn)圈的首端( (即 U1、V1和W1 ) )流向末端( (即 U2、V2 和W2) )。圖中首端用 表示，末端用 表示，反之電流由末端流向首端。取 t = 0 、90 、180 、270 和 360 五個(gè)瞬間，依次的標(biāo)出電流的方向，由右手螺旋法則確定磁場(chǎng)的方向。 t = 0 時(shí)，磁場(chǎng)方向由右指向左； t = 90 時(shí)，磁場(chǎng)的方向垂直向上； t = 180 、270 和 360 時(shí)，磁場(chǎng)的方向分別向右、向下和向左，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周，分別如圖 11-7( (a) )、( (b) )、(

22、 (c) )、( (d) )和( (e) )所示。第41頁(yè)/共65頁(yè)圖 11-17旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生第42頁(yè)/共65頁(yè)當(dāng)我們 i1 使通入 V 相，i2 通過(guò) U 相時(shí)，分析可見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。因此，只要把接到三相繞組上的兩根電源線(xiàn)任意對(duì)調(diào)，即改變電源的相序，就可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的反轉(zhuǎn)。由圖可見(jiàn)，當(dāng)空間彼此相差 120 的三個(gè)相同線(xiàn)圈通入對(duì)稱(chēng)三相交流電，就能產(chǎn)生與電流有相同角速度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)( (即交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)一周) )。第43頁(yè)/共65頁(yè)2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 上述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極，若用 p 表示磁極對(duì)數(shù)，則 p = 1。磁極對(duì)數(shù) p = 1 的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)

23、速與正弦電流同步，若交流電的頻率為 f ，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0 = 60 fpfn600 式中 n0 又稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速 。磁極對(duì)數(shù) p = 2 時(shí)，交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng) 1/2周，依此類(lèi)推當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有 p 對(duì)磁極時(shí)，交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng) 1/p 周。因此交流電頻率為 f ，磁極對(duì)數(shù)為 p ，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為第44頁(yè)/共65頁(yè)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速 n0 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針切割磁力線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判定，轉(zhuǎn)子半部分的感應(yīng)電流流入紙面。圖 11-18 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 有電流的轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受

24、到電磁力的作用，用左手定則判定，上半部分所受磁力向右，下半部分所受磁場(chǎng)力向左，如圖11-18 所示。這兩個(gè)力對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)。第45頁(yè)/共65頁(yè)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速%10000 nnns 也可寫(xiě)成 n = ( (1 s) ) n0 轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。 電動(dòng)機(jī)總是以低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。即 n n0 異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)率 n0 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差，即 n0 n 稱(chēng)為轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)速差( (n0 n) )與 n 之比稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用 s 表示第46頁(yè)/共65頁(yè)五、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌五、異步

25、電動(dòng)機(jī)的銘牌三相異步電動(dòng)機(jī) 型號(hào) Y132M 4 功率 7.5 KW 頻率 50 Hz 電壓 380 V 電流 15.4 A 接法 轉(zhuǎn)速 1440 r/min 絕緣等級(jí) B 工作方式 連續(xù) 年 月 日 編號(hào) 電機(jī)廠(chǎng) 表 11-1三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 在電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有其主要技術(shù)數(shù)據(jù)，使用時(shí)應(yīng)多加注意，表 11-1 就是一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌。第47頁(yè)/共65頁(yè)第七節(jié)第七節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制三相異步電動(dòng)機(jī)的控制一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)四、三相異步

26、電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第48頁(yè)/共65頁(yè)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1全壓起動(dòng)全壓起動(dòng)加在定子繞組的起動(dòng)電壓是電動(dòng)機(jī)的額定電壓，這樣的起動(dòng)叫全壓起動(dòng)。全壓起動(dòng)在剛接通電源的瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速較大，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應(yīng)電流和變壓器的原理一樣，定子電流必然很大，一般為額定電流的 4 7 倍。過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)在線(xiàn)路上造成較大的電壓降，影響供電線(xiàn)路上其他設(shè)備的正常工作。此外，當(dāng)起動(dòng)頻繁時(shí)，過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，影響其使用壽命。只有二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)采用全壓起動(dòng)。可分為全壓起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種。第49頁(yè)/共65頁(yè)( (1) ) 串電阻降壓起動(dòng) 串電阻降壓起動(dòng)，就是電

27、動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將電阻串聯(lián)在定子繞組與電源之間的起動(dòng)方法，如圖11-19 所示。在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到額定值運(yùn)行。籠型電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)常用串電阻降壓起動(dòng)、星形-三角形換接起動(dòng)和自耦降壓起動(dòng)等方法。 2降壓起動(dòng)降壓起動(dòng) 圖 11-19定子繞組串電阻降壓起動(dòng) 第50頁(yè)/共65頁(yè)星形-三角形換接起動(dòng)，就是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)把定子繞組連成星形，等到轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接成三角形的起動(dòng)方法。圖11-20 是一種星三角起動(dòng)器的連接簡(jiǎn)圖，起動(dòng)時(shí)，將手柄指向右，定子繞組連成星形降壓起動(dòng)。等電動(dòng)機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將手柄指向左，定子繞組換接成三角形，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。( (2) ) 星形-三

28、角形換接起動(dòng)圖 11-20星三角降壓起動(dòng) 第51頁(yè)/共65頁(yè)自耦降壓起動(dòng)，是利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中的端電壓降低的起動(dòng)方法，如圖 11-21 所示。( (3) )自耦降壓起動(dòng)圖 11-21自耦變壓器降壓起動(dòng) 第52頁(yè)/共65頁(yè)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速pfsnsn60)1()1(0 可知，調(diào)速有下面三種方法： 1變頻調(diào)速變頻調(diào)速采用晶閘管整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再由逆變器變換為頻率，電壓有效值可調(diào)的三相交流電，為三相異步電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速。 2變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速只適用于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)。通過(guò)改變接在轉(zhuǎn)子電路中調(diào)速電阻的大小，就可平滑調(diào)速。

29、3變級(jí)調(diào)速變級(jí)調(diào)速設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)具有不同的磁極對(duì)數(shù)，根據(jù)需要改變定子繞組的連接方式，就能改變磁極對(duì)數(shù)，使電動(dòng)機(jī)得到不同的轉(zhuǎn)速。在負(fù)載不變的條件下改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 叫調(diào)速。由轉(zhuǎn)速公式第53頁(yè)/共65頁(yè)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向取決于三相電源的相序。所以，只要將三根相線(xiàn)中任意兩根對(duì)調(diào)即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。圖11-22 是電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制的原理圖。圖 11-22正、反轉(zhuǎn)控制原理 第54頁(yè)/共65頁(yè)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1反轉(zhuǎn)制動(dòng)反轉(zhuǎn)制動(dòng)在電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí)，將三根電線(xiàn)中的任意兩根對(duì)調(diào)，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩，

30、起到制動(dòng)作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)。 為克服慣性，保證電動(dòng)機(jī)在斷電時(shí)迅速停車(chē)，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)常采用反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。 第55頁(yè)/共65頁(yè)在斷電的同時(shí)，接通直流電源，如圖 11-23 所示。直流電源產(chǎn)生的磁場(chǎng)是固定的，而轉(zhuǎn)子由于慣性轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與直流電磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向，恰好與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，起到制動(dòng)的作用。2能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)圖 11-23電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng) 第56頁(yè)/共65頁(yè)第八節(jié)第八節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、單相電容式異步電動(dòng)機(jī)二、單相電容式異步電動(dòng)機(jī)第57頁(yè)/共65頁(yè)一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通以單相電流后，電動(dòng)機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)的方向時(shí)而垂直向上，時(shí)而垂直向下，即單相定子繞組的磁場(chǎng)不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以轉(zhuǎn)子不能自行起動(dòng)。因此，單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵是產(chǎn)生一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。第58頁(yè)