電工技術(shù)第4章

1、2022-4-51目錄目錄第第4章章 變壓器和電動機變壓器和電動機4.1 磁路分析基礎磁路分析基礎4.3 異步電動機異步電動機4.2 變壓器變壓器2022-4-52目錄目錄4.1.1 磁路基礎與鐵磁材料的特點磁路基礎與鐵磁材料的特點4.1 磁路分析基礎磁路分析基礎4.1.2 磁路歐姆定律磁路歐姆定律4.1.3 簡單磁路分析簡單磁路分析2022-4-53目錄目錄磁路：主磁通所經(jīng)過的磁路：主磁通所經(jīng)過的 閉合路徑。閉合路徑。由鐵磁性材料構(gòu)成。由鐵磁性材料構(gòu)成。4.1.1 磁路基礎與鐵磁材料的特點磁路基礎與鐵磁材料的特點1.1.磁路基礎磁路基礎線圈線圈iu1u2鐵心鐵心 磁路磁路主磁通主磁通漏磁通漏

2、磁通SB lNIH H/m10470 0r 鐵磁性材料的鐵磁性材料的1HB 2022-4-54目錄目錄2. 磁性材料的三大特性磁性材料的三大特性拐點拐點i2022-4-55目錄目錄基本磁化曲線基本磁化曲線2022-4-56目錄目錄2022-4-57目錄目錄lSlBHlNI NIIHdlSlNI mRF 2022-4-58目錄目錄SlR mSlNIRFmSlR SlEREI 2022-4-59目錄目錄2022-4-510目錄目錄RUI 2022-4-511目錄目錄u(Ni)i dtdNe dtdNe （磁通勢磁通勢）dtdiL 常常數(shù)數(shù) iNL2022-4-512目錄目錄eeRi u dtdNe

3、 u t, sinm )sin(mtdtdNdtdNu mmm444222fN.fNUU tNmcos )90t(sin2m fN)90(sinm tU mfN.EU4442022-4-513目錄目錄2022-4-514目錄目錄2mhfBP 2022-4-515目錄目錄Fe2cosPRIUIP 23.1meBfP 2022-4-516目錄目錄eu 2022-4-517目錄目錄eu 2Fe0IPR 2Fe0IQX IUIUXRZ 202002022-4-518目錄目錄2022-4-519目錄目錄2022-4-520目錄目錄 N8100207SBF 2022-4-521目錄目錄tsinm0 BB

4、tFFtFtSBSBf cos22121sinsin 810810mm2m202m70207 81002m7mSBF N 161021d102m7m0SBFtfTFT O2022-4-522目錄目錄2022-4-523目錄目錄2022-4-524目錄目錄 變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統(tǒng)和電變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應用廣泛。子線路中應用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 ： 在能量傳輸過程中，當輸送功率在能量傳輸過程中，當輸送功率P =UI cos 及及負載功率因數(shù)

5、負載功率因數(shù)cos 一定時：一定時：電能損耗小電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟）節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟）U I P = I RlI S2022-4-525目錄目錄負載發(fā)電廠發(fā)電廠 G 發(fā)電機發(fā)電機 升壓變壓器升壓變壓器 6.310.5kV 高壓輸電線高壓輸電線 35500kV 降壓變壓器降壓變壓器 區(qū)域變電所區(qū)域變電所 高壓配電線高壓配電線 610kV 降壓變壓器降壓變壓器 低壓配電線低壓配電線 380/220V工廠工廠(用戶用戶) 輸電距離、輸電功率與輸電電壓的關(guān)系輸電距離、輸電功率與輸電電壓的關(guān)系: :輸電電壓輸電電壓 輸電功率輸電功率 輸電距離輸電距離 110 kV 5104 kW 50 150

6、 km 220 kV (20 30)104 kW 200 400 km 500 kV 100104 kW 500 km2022-4-526目錄目錄變壓器的磁路變壓器的磁路1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導磁硅鋼片疊成由高導磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心 其他其他: 油箱、油位表、油枕、散熱油管、保護設備等。油箱、油位表、油枕、散熱油管、保護設備等。2022-4-527目錄目錄2022-4-528目錄目錄1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心2022-4-52

7、9目錄目錄 空載運行情況空載運行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。0i02 i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時，空載時，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢組磁通勢產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。2022-4-530目錄目錄tN111ddeu )90t(sinm1 Um1144.4fNU 原邊有效值原邊有效值: :同理副邊有效值：同理副邊有效值：m222044. 4fNEU t, sinm kNNEEUU 2121201結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)

8、論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。2022-4-531目錄目錄 帶負載運行情況帶負載運行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心有載時，鐵心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢共繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成同產(chǎn)生的合成磁通。磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 2022-4-532目錄目錄1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+

9、2u一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。0 10 Ni即即2211NINI 所所以以kNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。102211NiNiNi 2022-4-533目錄目錄22IUZ 11IUZ ZkIUkkIkUIUZ222222111 ZkZ2 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負載的阻抗模的側(cè)所帶負載的阻抗模的k 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +2022-4-534目錄目錄：信號源信號源IER0RL+108800LL21 RRN

10、NKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號源的電動勢如圖，交流信號源的電動勢 E= 120V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R 0=800 ，負載負載為揚聲器，其等效電阻為揚聲器，其等效電阻RL=8 。要求要求: （1）當）當RL折算到原邊的折算到原邊的等效電阻等效電阻 時，求變壓器時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯(lián)）當將負載直接與信號源聯(lián)接時接時,信號源輸出多大功率？信號源輸出多大功率？0LRR 2022-4-535目錄目錄 W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為

11、：為：2022-4-536目錄目錄U1V1W1U2V2W2u1v1w1w2v2u2高壓繞組：高壓繞組：U1- U2、 V1 V2 、W1 W2U2、 V2 、 W2 ：尾端：尾端U1、 V1 、 W1 ：首端：首端低壓繞組：低壓繞組：u1- u2、 v1 v2 、w1 w2u1、 v1 、 w1 ：首端：首端u2、 v2 、 w2 ：尾端：尾端/YY/YYY/YY/Y000、：高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法:YY0/三相配電變壓器三相配電變壓器: Y/動力供電系統(tǒng)（井下照明）動力供電系統(tǒng)（井下照明）: Y0/2022-4-537目錄目錄U1u1+311PUU W1V11UkU

12、U312P v1kUU12 w1+kUUUUUUPPPP 212121332022-4-538目錄目錄kUUUUUUPPPP333212121 311PUU 1UkUUUP3122 +U1u1W1V1v1w12022-4-539目錄目錄122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 2 U2I2U20I2N2 O2022-4-540目錄目錄 FeCu2212PPPPPP 2022-4-541目錄目錄A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 2022-4-542目錄目錄0033CuFe2211972400600101

13、0010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 2022-4-543目錄目錄 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S:三相三相D:單相單相 2022-4-544目錄目錄2022-4-545目錄目錄N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運行變壓器運行時的功率取時的功率取決于負載的決于負載的性質(zhì)性質(zhì)2022-4-546目錄目錄 1234 134 同極性端用同極性端用“”表示表示。增加增加+ 2022

14、-4-547目錄目錄聯(lián)接聯(lián)接 23 NfU244. 4220m NN1324 NN1324 聯(lián)接聯(lián)接 13， 2 4ii Nf.U444110m 當電源電壓為當電源電壓為220V時：時：220u+110u+電源電壓為電源電壓為110V時：時：2022-4-548目錄目錄不行（兩繞組必須并接）不行（兩繞組必須并接）iuNN1324 Ni2220 Ni 1102220110 ii+2022-4-549目錄目錄兩個線圈中的磁通抵消兩個線圈中的磁通抵消原因：原因：電流電流 很大很大11Rui eiRu1感應電勢感應電勢0 e1324NNi +u2022-4-550目錄目錄341312UUU、測量測量：

15、 若若 說明說明 1 與與 4 或或 2 與與 3 是是同極性端同極性端.341213UUU 341213UUU V33124V212u+V12022-4-551目錄目錄24電流表電流表+_1 3+S1234+_S2e+2022-4-552目錄目錄kNNIIkNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+手手柄柄接接線線柱柱2022-4-553目錄目錄電壓表電壓表被測電壓被測電壓=電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù) N1/N2VR N1（匝數(shù)多）（匝數(shù)多）保險絲保險絲 N2（匝數(shù)少）（匝數(shù)少）u（被測電壓）（被測電壓）2022-4-554目錄目錄電流表電流表被測電流被測電流=電流表讀數(shù)電流

16、表讀數(shù) N2/N1（被測電流）（被測電流）ARi1i2鐵心張開把手鐵心張開把手量程旋鈕量程旋鈕載流導體載流導體二次繞組二次繞組可動鐵心可動鐵心電流表表頭電流表表頭鉗形電流表鉗形電流表2022-4-555目錄目錄可調(diào)電抗器可調(diào)電抗器 電源變壓器電源變壓器 U2 U1 焊件焊件 焊把焊把 圖圖1 1交流電焊機的原理交流電焊機的原理活動活動鐵芯鐵芯圖圖2 2交流電焊機的外特性交流電焊機的外特性U2oI2U20焊接電流焊接電流2022-4-556目錄目錄4.3 異步電動機異步電動機4.3.0 電機概述電機概述4.3.1 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動原理三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動原理4.3.2 三相異步電

17、動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性4.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用4.3.4 單相異步電動機單相異步電動機2022-4-557目錄目錄4.3 異步電動機異步電動機2022-4-558目錄目錄電動機：電能轉(zhuǎn)換成機械能電動機：電能轉(zhuǎn)換成機械能發(fā)電機：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能發(fā)電機：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能2022-4-559目錄目錄機座：鑄鋼或鑄鐵機座：鑄鋼或鑄鐵 端蓋、出線盒等端蓋、出線盒等機座機座定子繞組定子繞組銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)出線端子出線端子定子鐵心定子鐵心2022-4-560目錄目錄 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流。在旋轉(zhuǎn)磁場

18、作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子2022-4-561目錄目錄三相籠式異步電動機的部件圖三相籠式異步電動機的部件圖2022-4-562目錄目錄 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。不能人為改變電動機的機械特性。 結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴、維護結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機的

19、機械特性。改變電動機的機械特性。2022-4-563目錄目錄2022-4-564目錄目錄 120sin120sinsinmWmVmUtIitIitIi ViU1U2V1V2 W1W2UiWiWiUiViitmIo2022-4-565目錄目錄規(guī)定：規(guī)定： i 0 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i 0 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 0nU1V2W1V1W2U2 電流出電流出 電流入電流入WiUiViitmIo2022-4-566目錄目錄旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生二極旋轉(zhuǎn)磁場二極旋轉(zhuǎn)磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的

20、磁場 即即：2022-4-567目錄目錄U2U2V2W1V1W2U1U2W1W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 0n60 90t SNSNWiUiViitmIo6002022-4-568目錄目錄AUuvWVwAUuvWVw分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：即：（2）0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進線任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖電路如圖)NSNSWiUiViitmIo60060WiUuVvWwUiVi2022-4-569目錄目錄2022-4-570目錄目錄0t 即：即：1pViUuVvWwUiWiUuvWVwN

21、SWiUiViitmIo2022-4-571目錄目錄WvUVWuvwUuVwUiViWiu U UuVvV v WW w w2022-4-572目錄目錄極對數(shù)極對數(shù)2p旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)ViWiUiimIt 0WvUVWuvwUuVwUiViWiu U UuVvV v WW w wNSSN2022-4-573目錄目錄分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6011fn 工頻工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30001 np=1時時WiUiViitmIo分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 26011fn 工頻工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 00511 np=2時時)/

22、( 6011分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn (也叫同步轉(zhuǎn)速也叫同步轉(zhuǎn)速)2022-4-574目錄目錄)/( 6011分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1與頻率與頻率f1和極對數(shù)和極對數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。2 p180分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 50011 p 360分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 0003極對數(shù)極對數(shù) 每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 )f(Hz501 3 p120分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 00014 p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 750905 p 72分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6006 p 60分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 0052022-4-575目錄目錄UuvWVw分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6011pfn Blv

23、BliFvF1nNSn2022-4-576目錄目錄定子通入三相電，合成磁場就旋轉(zhuǎn)；定子通入三相電，合成磁場就旋轉(zhuǎn)；返返 回回轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應電，方向要用右手判；轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應電，方向要用右手判；轉(zhuǎn)子受到電磁力，方向要用左手判；轉(zhuǎn)子受到電磁力，方向要用左手判；電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生后，轉(zhuǎn)子跟著磁場轉(zhuǎn)；電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生后，轉(zhuǎn)子跟著磁場轉(zhuǎn)；磁場快來轉(zhuǎn)子慢，改變相序能翻轉(zhuǎn)。磁場快來轉(zhuǎn)子慢，改變相序能翻轉(zhuǎn)。2022-4-577目錄目錄1nn 如果如果:1nn 2022-4-578目錄目錄06.002.0%)62( s轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得1)(1nns %10011 nnns 例例1：一臺三相異步

24、電動機，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源，電源頻率頻率 f1=50 Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n1=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10011 nnns; 1, 0 sn0,1 snn2022-4-579目錄目錄變壓器：變壓器： 變化變化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 11 44.4NfU i1u1e1e 1e2e 2i2+

25、f1f22022-4-580目錄目錄異步電動機：異步電動機：旋轉(zhuǎn)磁場切割導體旋轉(zhuǎn)磁場切割導體 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每極磁通每極磁通111444Nf.U 1U 旋轉(zhuǎn)磁場與定子導體間的相對速度為旋轉(zhuǎn)磁場與定子導體間的相對速度為 n1 ，所以，所以16011pnf 感應電勢的頻率與磁場和導體間的相對速度有關(guān)感應電勢的頻率與磁場和導體間的相對速度有關(guān)f 1= 電源頻率電源頻率 f2022-4-581目錄目錄定子導體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，定子導體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化的轉(zhuǎn)速不同而

26、變化 定子感應電勢頻率定子感應電勢頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應電勢頻率轉(zhuǎn)子感應電勢頻率 f 2 1111126060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導體和轉(zhuǎn)子導體的速度不同旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導體和轉(zhuǎn)子導體的速度不同NSn1nn=n1n2022-4-582目錄目錄 E20= 4.44 f 1N2 即即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即即X2= sX20 2022-4-583目錄目錄222222XREI 2202220)(sXRsE )(0012nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs

27、很很小小時時1cos2 202XRss 較較大大時時s1cos2 2022-4-584目錄目錄2202220222222)( XREXREIss 2202222)(cosXRRs 變變化化曲曲線線隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn) 子電路中的各量均與轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn) 差率差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。有關(guān)。I2cos 2s1I2,2cos O2022-4-585目錄目錄22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)機結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率

28、因數(shù)ilBF 22cos, , IT 2022-4-586目錄目錄21220222)(UsXRsRKT22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面分析知由前面分析知：2022-4-587目錄目錄21220222)(UsXRsRKT 21U2022-4-588目錄目錄maxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性曲線：得特性曲線：NnmaxTstTOnTNT1nstT1NT2022-4-589目錄目錄NnNT)/()(9550NNN分

29、分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT1n(N m) 如某普通機床的主軸電機如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型型) 的額定功的額定功率為率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為NNNNNnPnPPT95506021032 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT2022-4-590目錄目錄21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dsTd令令：求得求得202XRmss臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得33.02.0m S2220)53(mRSRX OnTmaxn12022-4-59

30、1目錄目錄 max121max,TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相異步電動機的過載系數(shù)為一般三相異步電動機的過載系數(shù)為2 .28 .1 12 II sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電機。繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實現(xiàn)調(diào)速?？蓪崿F(xiàn)調(diào)速。 2022-4-592目錄目錄22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時起動時n= 0 時時，s =1 st121st,TUUT Tst與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當使適當使 R2 Tst 。對繞線式。對繞線式 電機改

31、變轉(zhuǎn)子附加電阻電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動機帶體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。載起動的能力。 1nOnTNststTT 起動能力起動能力2022-4-593目錄目錄TL Tsa b段為穩(wěn)定運行區(qū)段為穩(wěn)定運行區(qū)T = T Ln T T L達到新的平衡達到新的平衡TL1nnTOnabcE2I2b c段為非穩(wěn)定運行區(qū)段為非穩(wěn)定運行區(qū)TLTL T n =0 悶車悶車 電流增加電流增加57倍倍 過熱燒電機過熱燒電機在在b c段若段若TL T n 過渡到過渡到a b段段2022-4-594目錄目錄U Tmax U UTst 22022212stXRURKT 202

32、1max2XUKT 202mXRs 1nNUT2nTO TUUT121,2022-4-595目錄目錄stTTOn1nR2 Tst n maxTLT22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 2022-4-596目錄目錄 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座長度代號:S短、短、M中、中、L長長機座中心高（機座中心高（mm）三相異步電動機三相異步電動機2022-4-597目錄目錄異步電動機產(chǎn)品名稱代號異步電動機產(chǎn)品名稱代號2022-4-59

33、8目錄目錄接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機容量電機容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機機容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V22022-4-599目錄目錄例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時時 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時采用時采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。2022-4-5100目錄目錄 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機的線電流為下電機的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電下線電流為流為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。112PPPPN cos3co

34、s3NN1NNIUPIUPN 鼠籠電機鼠籠電機 =7293電動機在額定運行時定子繞組的電動機在額定運行時定子繞組的額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。2022-4-5101目錄目錄cos PN 三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為時約為 0.7 0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最高。額定負載時，功率因數(shù)最高。 nN電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。電機

35、在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。P2cos O2022-4-5102目錄目錄 1N1Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為為A、E、B、F、H、C六級，六級，A級最低級最低(105C)，C級最高級最高(180C)。YAEBFHC極限溫度極限溫度C90105120130155180180表表15-3 絕緣材料的絕緣等級和極限溫度絕緣材料的絕緣等級和極限溫度2022-4-5103目錄目錄例：三相異步電動機例：三相異步電動機，PN=45kw。f=50Hz，nN=2970r/min =91.5，起動能力起動能力=2，2.2

36、 求求：s、TN、Tst、Tmax、P1N解：同步轉(zhuǎn)速解：同步轉(zhuǎn)速n1=3000r/mins= 0.01kW18.49915. 045mN3 .3187 .1442 . 2mN4 .2892mN 144.7297045955095501NNmaxNstN NNNPPTTTTnPT2022-4-5104目錄目錄問題：問題：。 一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍倍; 電電動機的起動動機的起動Ist 、Tst 與負載轉(zhuǎn)與負載轉(zhuǎn)矩無關(guān)。矩無關(guān)。 2022-4-5105目錄目錄 二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用二、三十千瓦以下的異步電動機一般

37、都采用直接起動。直接起動。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動 轉(zhuǎn)子串電阻起動轉(zhuǎn)子串電阻起動以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。2022-4-5106目錄目錄ZUIll3:YY 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時ZUIll3 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時：31Y llIIYlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2Z stsII31tY2022-4-5107目錄目錄L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動觸點動觸點Y動觸點動觸點靜觸點靜觸點2022-4-5108目錄目錄L1L3L2FUU1V1U

38、2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W22022-4-5109目錄目錄 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W22022-4-5110目錄目錄lUU31P (a) 僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。 )(2StUT (b) Y 起動起動 ststTIY 換接起動適合于換接起動適合于空載或輕載起動空載或輕載起動的場合的場合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V12022-4-5111目錄目錄L1

39、L3L2FUQQ273%64%55%80%60%40%2022-4-5112目錄目錄R 1222202220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動電阻起動電阻 2022-4-5113目錄目錄R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn1nmaxT2R2R stT 2022-4-5114目錄目錄M3M32022-4-5115目錄目錄A2849230880380310453. 1)NNN3NNcos310 UPI 一臺一臺Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動機，定子動機，定子繞組繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：PN=45

40、kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：2022-4-5116目錄目錄 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四極電動機）（四極電動機）min/r 15001 n013. 015001480150011N nnns 3）mN 4 .29014804595509550NNN nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT2022-4-5117目錄目錄 (1) Tst = 551.

41、8Nm 500 N. m 在在上例中上例中(1)如果負載轉(zhuǎn)矩為如果負載轉(zhuǎn)矩為 500Nm, 試問試問在在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下電動機能否起動？兩種情況下電動機能否起動？（2）采用）采用Y- 換接起動時，求起動電流和起動轉(zhuǎn)換接起動時，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。矩。 又當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的又當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的80%和和50%時，時，電動機能否起動？電動機能否起動？mN500mN 4478 .5519 . 02st T (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA5 .1964 .5983131st stY II 在在U = 0.9UN 時時21 NststUUTT20

42、22-4-5118目錄目錄132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動起動mN9 .1838 .5513131ststY TT(3)2022-4-5119目錄目錄 對例對例1中的電動機采用自耦變壓器降壓起動，設起中的電動機采用自耦變壓器降壓起動，設起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的動時加到電動機上的電壓為額定電壓的64%，求這時的，求這時的線路起動電流線路起動電流和電動機的起動轉(zhuǎn)矩和電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tst 。設電動機的起動電壓為設電動機的起動電壓為U，電動機的起動電流為，電動機的起動電流為Ist stNst6

43、40640I.ZU.ZUI 依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得線路起動電流流關(guān)系，可求得線路起動電流。PNUUstIstIZ1N2N+64. 0N12stst xUUNNII2022-4-5120目錄目錄A424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 2 UT 又又222Nstst64. 0 xUUTTmN 226 8551640640 2st2st .T.T2022-4-5121目錄目錄st2stIxI st2stTxT xUU NkNNx112 2022-4-5122目錄目錄 pfsnsn116011 f=5

44、0HzM3 +變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）2022-4-5123目錄目錄動畫演示動畫演示2022-4-5124目錄目錄變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。U1U2U1U2iiP=2U1U1U2U2NNSS2022-4-5125目錄目錄U1U2U1U2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床

45、、磨床調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。等機床上。U1U1U2U2SN2022-4-5126目錄目錄Tn1no22RR2R2R( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設備簡單投資少，速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應用于各種缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。提升、起重設備中。nnTLTLs sTs2R2Ro2022-4-5127目錄目錄制動方法制動方法機械制動機械制動電氣制動電氣制動能耗制動能耗制動反接制動反接制動發(fā)電反饋制動發(fā)電反饋制動 在斷

46、開三相電源的同時，給電動機其中兩相在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。2022-4-5128目錄目錄nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n1=0 +-運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)制動制動RP轉(zhuǎn)差大，要限流轉(zhuǎn)差大，要限流 I = 0.51IN2022-4-5129目錄目錄運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)nFT n1n=0Tn1no1s2轉(zhuǎn)差大，要限流轉(zhuǎn)差大，要限流 2022-4-5130目錄目錄nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n1n

47、 n1 當電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大當電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入發(fā)為制動轉(zhuǎn)距。電動機進入發(fā)電制動態(tài)，同時將外力作用電制動態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。送給電網(wǎng)。2022-4-5131目錄目錄 功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。容易因過載而損壞。 對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應等于或略對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產(chǎn)機械的功率

48、。大于生產(chǎn)機械的功率。 對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的功率。的功率。2022-4-5132目錄目錄 一般應用場合應盡可能選用鼠籠式電動機。一般應用場合應盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機的場只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。合才選用繞線式電動機。 根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開啟式、防護式、封閉式電動機。如開啟式、防護式、封閉式電動機。 根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電源