河海大學(xué)-電機(jī)學(xué)自學(xué)材料

緒論(introduction)一、電機(jī)及電機(jī)學(xué)概念(electricmachineandeIectricmachinetheoryconcept).電機(jī)定義：是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。.電機(jī)分類：(按運(yùn)動方式分類)/靜止電機(jī) 變壓器電機(jī)＜ f直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，上流電機(jī)『步電機(jī)

同步電機(jī).電機(jī)學(xué)及性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課.本門課學(xué)習(xí)方法：①抓住主要矛盾；②理論聯(lián)系實際；③善于運(yùn)用對比的方法。二、電機(jī)中的材料(materiaIs).導(dǎo)電材料：線圈(銅、鋁).導(dǎo)磁材料：鐵磁材料(重點介紹).結(jié)構(gòu)材料：鑄鐵、鑄鋼和鋼板等.絕緣材料：聚酯漆、環(huán)氧樹脂、玻璃絲帶、電工紙、云母片等(A、E、B、F、H、C)三、鐵磁性材料的磁化特性：(characteristicofferromagneticmateriaI).鐵磁性物質(zhì)的磁化鐵磁材料：鐵、銀、鉆及其合金磁化曲線：B=特性：①具有高的導(dǎo)磁性能；②磁化曲線呈非線性(飽和特性).磁滯回線①磁滯現(xiàn)象：B的變化總是滯后H的變化；〃=0時B的值，稱為剩磁J；②基本磁化曲線：B=/(")；③鐵磁材料r軟磁材料：〃高，冬小，磁滯回線窄而長，如：鑄鋼、硅鋼、坡莫合Y 金，制作電機(jī)鐵心；,硬磁材料：u不高，Br大，磁滯回線寬而胖，制造永久磁鐵；.磁滯損耗和渦流損耗①磁滯損耗：磁疇之間產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生的，Ph8仍；②渦流損耗：渦流與鐵心電阻相作用產(chǎn)生日損耗，PFe=『B；/」Re③鐵損：磁滯損耗+渦流損耗，四、電機(jī)中的基本電磁定律(basicelectromagneticIaws).磁路中的幾個基本定律①全電流定律一安培環(huán)路定律(lawoftotalcurrent)Shdl^Yl舉例：工程上：￡Hl=?線圈：±Hl=NI電流方向的判斷：②磁路的基爾霍夫第一定律：z①=°說明磁通是連續(xù)的。③磁路的基爾霍夫第二定律：*1=①=￡=LfR=—④磁路歐姆定律： Rm心 m心鐵磁材料的R，”不為常數(shù)。.電路中的兩個基本定律①基爾霍夫第一定律：=°②基爾霍夫第二定律：?.電磁感應(yīng)定律(electromagneticinductivelaw)N “d①e= =-N dtdt變壓器電動勢：同上；運(yùn)動電動勢：e=Blv*判斷方向：右手定則4.電磁力定律：f=Bil*判斷方向：左手定則(主要用于分析旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩)第一篇變壓器transformer.變壓器的定義：它是一種靜止的電機(jī)，通過線圈間的電磁筋應(yīng)關(guān)系，將某一等級的交流電壓轉(zhuǎn)換為何頻寬的另一等級的交流電壓。.變壓器的用途：.電力變壓器：用于電力系統(tǒng)升、降電壓的變壓器。第一章變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)(basicoperationprincipleandstructureoftransformer)一、基本結(jié)構(gòu)(basicstructure)器身：由鐵心和線圈組成。.鐵心：構(gòu)成主磁路，機(jī)械骨架，由硅鋼片迭成①材料：0.35mm厚涂有絕緣漆膜的硅鋼片，導(dǎo)磁性能好，可減少鐵損；②鐵心形狀：矩形、十字形等；③迭片方式：交迭式迭裝.線圈：導(dǎo)電部分，銅線或鋁線*為便于線圈和鐵心絕緣，低壓靠近鐵心柱在里面，高壓在外面；線圈在鐵心上排列方式J同心式j(luò)交迭式.油箱和冷卻裝置：*變壓器油的作用：絕緣和冷卻.絕緣套管：用于引線.保護(hù)裝置和其他二、基本工作原理(basicoperationprinciple)若g]若g]?ocN]WjN1可見，%M只要改變線圈的匝數(shù)，就能達(dá)到改變電壓的目的。三、變壓器的分類（classificationoftransformer）.用途分：升壓變壓器、降壓變壓器；.相數(shù)分：單相變壓器和三相變壓器；.線圈數(shù)：雙線圈變壓器、三線圈變壓器和自耦變壓器；.鐵心結(jié)構(gòu)：心式變壓器和組式變壓器；.冷卻介質(zhì)和冷卻方式：油浸式變壓器和干式變壓器等；.容量大小：小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。四、變壓器的型號和額定值（typeandratedvaIue）.型號：表示一臺變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內(nèi)容。例如：SL-500/10：表示三相油浸自冷雙線圈鋁線，額定容量為500kVA,高壓側(cè)額定電壓為10kV級的電力變壓器。.額定值：S'：銘牌規(guī)定在額定使用條件下所輸出的視在功率。Sv：指變壓器長時間運(yùn)行所承受的工作電壓。（三相為線電壓）U'N：規(guī)定加在一次側(cè)的電壓；02N：一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時的端電壓。電變壓器額定容量下允許長期通過的電流有八和An（三相為線電流）。九：我國工頻:50Hz；還有額定效率、溫升等額定值。.單相變壓器的關(guān)系式：Sn=U/n三相變壓器的關(guān)系式：Sn=Mu/n**:對于雙線圈變壓器一、二次側(cè)的額定容量相等。（由于其效率高）4.舉例：一臺Y,dll聯(lián)接的三相變壓器，額定容量為3150kVA,UMU2N=35/6.3kV,求：①變壓器一、二次額定電壓和額定電流？②變壓器一、二次線圈的額定電壓和額定電流？**思考題：原邊加直流電壓是否可以？為什么？第二章單相變壓器運(yùn)行原理及特性(operationprincipleandcharacteristicofsinglephasetransformer).從空載和負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系出發(fā)，導(dǎo)出基本方程式、等效電路和相量圖；.分析穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能(電壓變化率、損耗和效率)*適用于三相變壓器的對稱運(yùn)行。第一節(jié)單相變壓器的空載運(yùn)行(no-loadoperationofsinglephasetransformer)一、電磁現(xiàn)象(electromagneticphenomenon).空載定義："=0.物理過程：*電機(jī)中各物理量正方向的規(guī)定.仇和①I。區(qū)別：①在性質(zhì)上：①。與I。非線性關(guān)系；①I。與I。線性關(guān)系；②在數(shù)量上：?。占99%以上；中占現(xiàn)以下；③在作用上：6傳遞能量的媒介；漏抗壓降。二、空載時各物理量(physicalquantitiesofno-load).原邊電壓變壓器一次線圈所接的電網(wǎng)電壓；.空載電流空：①作用：一是用來激磁，產(chǎn)生主磁通；二是供空載損耗。???②組成：/o=/Oo+/Or③性質(zhì)：感性無功；④大?。??8%； 二，。叫「,稱為激磁電流。**/。為什么越小越好？⑤波形：磁路飽和：尖頂波；磁路不飽和：正弦波。*實際需要：將多頂波的空載電流等效為正弦波。.空載磁動勢力。Fo=N'o……建立空膂磁場.主磁通而。與一次漏磁通.主磁通感應(yīng)的電動勢d①八mm/G=_乂——-=2^V,Osin(69r-90°)設(shè)①0二①,〃smw,則I1dtJ)E]=-j4A4JN}iin

??同理可得： E1=-j444M①m*結(jié)論：&(馬)8廣乂02)?①叫在相位上滯后(k,90°。一次漏感電動勢片電抗的概念可以推廣。電抗的概念可以推廣。*lor}7.一次線圈電阻壓降8.空載損耗°Po=PFe+Pc,.KPFe8B：./3*空載損耗約占(0.2—1)%,隨容量的增大而減小。三、空載時的電磁關(guān)系(electromotiverelationshipofno-load)1.電動勢平衡方程：①一次側(cè)：t/i=-￡'i+/orl+j/ox,=-Ei+/oZt忽略IZ,則有:■"瓦=自44處(跖①— ! ? ! 即 ’”一4.444「4.44/7V,小小."eg =-N[ ①9=2時N、①sin(w-90°)設(shè)①s=①im“sina,則s1 dt=-j4.44/?V1Oiot?又可得：N?$=2時——式中： R，，s=常數(shù)，為一次繞組的漏電抗。

*結(jié)論：影響主磁通大小的因素是：電源電壓Ui、電源頻率f和一次側(cè)線圈匝數(shù)N”與鐵心材質(zhì)及兒何尺寸基本無關(guān)。②二次側(cè)：U2。gEiN TJTJU1N石U2MU2N2.變比：E2N2U20U?N *降壓K〉1；升壓U1N石U2MU2N**三相變壓器：Y,d接線D,y接線Y,y和D,d接線3.等效電路：令：一日=/oZ,“=（小+jXJ/o*。"和X，”的物理意義；則有：U'=~E'+IoZi=（5+",“）/°+（1+jx^Io式中：Z,,,、X,,和卻隨磁路飽和程度的增加而減小。???等效電路為： 小=/°Z,"+/°Z|由于0〉h,xjX,由于0〉h,xjX,,可得簡化等效電路：tw.UiEiXmUiEiXm變壓器空載時的簡化等效電路**空載電流的大小：取決于激磁阻抗的大小，從變壓器運(yùn)行的角度看，希望空載電流越小越好，因此變壓器采用高導(dǎo)磁率的鐵磁材料，以增大以減少Io,提高變壓器的效率和功率因數(shù)。4.相量圖：①空載時的方程式：(總結(jié))②空載時的相量圖：**變壓器空載運(yùn)行時，c°s°o很低，一般在0.1?0.2之間。第二節(jié)單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行(loadoperationofsingle-phasetransformer)一、磁動勢平衡關(guān)系(magnetomotiveforce(mmf)balancerelationship).負(fù)載運(yùn)行定義：在九，In下，二次線圈接以負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)。.負(fù)載時的電磁過程a工勺1 ?%七.磁動勢平衡方程式：(1)磁動勢形式：F^+F2=F0(2)電流形式*解釋方程的物理意義X 1N,若忽略I。，則有：12KM 注意大小和相位。二、電動勢平衡方程(electromotiveforce(emf)balanceequation)Ui=-E\+hrx4-j/1Xj=-Ei+/iZ]U2=E2-I2r2-jhx2=E2+12Z2hA/,+/2N2=/oN]區(qū)=叢e2n2Ei=~/oZmU2=hZL三、折算(conversion).折算目的：獲得等效電路；簡化計算；畫相量圖.折算方法：N?=N,.折算原則：小2="和二次側(cè)的各功率保持不變.折算的物理量：①二次側(cè)電流：口=h/k②二次側(cè)電動勢的折算：E/=kE2E2/=kE2IV=kU2③二次側(cè)阻抗的折算：R/=k2R2X2。'=k2X20Ri/=k2RLXJ=k2XL5.折算后的方程：Ui=—E1+/1Z1U2—E2—12Z2Ei=EzI???/1+，2=7oEi=-/oZm四、等效電路和相量圖(equivalentcircuitandphasordiagram)1. 形等效電路和相量圖①“T”形等效電路

rmU1 El=E2Xm U2ZJ②相量圖.近似等效電路一般IuZ,<0.08U1N時采用.簡化等效電路和相量圖①簡化等效電路：忽略I。②電壓方程式：Ui=IM+jXk)-U?〃=八+八；Xk=X\°+X；°其中：A=rk+Jxk③簡化相量圖：要求掌握。<|>*說明：AABC為阻抗三角形；對于一臺已制成的變壓器，其形狀是固定的。**短路阻抗大小的意義：①從正常運(yùn)行角度，希望小些；②從短路角度看，希望大些，可限制短路電流。第三節(jié)變壓器參數(shù)的測定(measurementoftransformerparameters)說明：通過空載和短路試驗測取。一、空載實驗(no-loadtest).目的:通過測量Io,Ui,U20及Po來計算K,Io(%),PFe,Zm=rm+jXm以及判斷鐵心質(zhì)量和線圈質(zhì)量。.接線：一般低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)開路3.步驟：①低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；②電源電壓由0?1.2由(或1.2Un?0),測Ui、U2o>Io和Po值;③可得Io=f(UD及Po=f(Ui)**單方向激磁。.計算:U20①變比:，0(%)=4x100② ，IN③%=Pozm=y-〃=*④由空載簡化等效電路，得： 4;I。.注意：①外和X?,是隨電壓的大小而變化的，故取對應(yīng)額定電壓時的值。②空載試驗在任何一方做均可，高壓側(cè)參數(shù)是低壓側(cè)的1?倍。③三相變壓器必須使用一相的值。④cos°o〈0.2,很低，為減小誤差，利用低功率因數(shù)表。二、短路實驗(shortcircuittest)1.目的：測Ik、Uk及Pk,計算Uk(%),pcu,ZkF+Jxk。3.步驟：①高壓側(cè)接電源，低壓側(cè)短接；②電壓由0?t,使Ik=0-1.2In,分別測Ik、Uk及Pk;③可得1K=f(UK),線性；PK=f(UK),拋物線。4.計算：①PC產(chǎn)PK=PK(PiePCu+PFe—PCu,二,電嫄電壓很低PF產(chǎn)0)ZK-rK=與 2②由簡化等效電路，得晨；lK；XkWkTk*一般認(rèn)為:③溫度折算：線圈電阻與溫度有關(guān)，國標(biāo)規(guī)定向75。。換算;_235+75.對銅線：=235+8心225+75r7c- rk對鋁線： 225+e...Zk75。。=yrK15℃+XK**①三相變壓器必須使用一相的值。②短路試驗在任何一方做均可，高壓側(cè)參數(shù)是低壓側(cè)的I?倍。三、短路電壓(阻抗電壓)(shortcircuitvoltage)L定義：短路試驗時，使短路電流為額定電流時一次側(cè)所加的電壓，成為短路電壓Uk即Ukn=I1NZK75-C**記作：額定電流在短路阻抗上的壓降，亦稱作阻抗電壓。uK(%)=—X100%=j'K觸.X100%.短路電壓百分值： U\N Uinmk(%)^/,a，Wcx100%短路電壓有功分量： 丸Mk(%)=^^x100%短路電壓無功分量： In.uk對變壓器運(yùn)行性能的影響：短路電壓大小反映短路阻抗大?、僬＿\(yùn)行時希望小些，電壓波動??；②限制短路電流時，希望大些。**中、小型變壓器：(4-10.5)%；大型變壓器：(12.5?17.5)機(jī)

第四節(jié)標(biāo)么值及其應(yīng)用(pre-unitvaIueandapplication)一、標(biāo)么值的定義(definitionofpre-unitvalue)標(biāo)么值實際值標(biāo)么值實際值基準(zhǔn)值*實際值與基準(zhǔn)值必須具有相同的單位。二、基準(zhǔn)值的選取(selectionofbasicvalue)1.通常以額定值為基準(zhǔn)值，各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)jjI _U\N例如：變壓器一次側(cè)選 Ln；變壓器二次側(cè)選 ;由于變壓器一、二次側(cè)容量相等，均選Sn**①額定值的標(biāo)么值為1;②標(biāo)么值的表示為在原符號右上角加“*”表示;③使用標(biāo)么值表示的基本方程式與采用實際值時的方程式在形式上一致。u；=4-/；，z：='舉例：UIN.【IN；Z1Nu*_u? 『_L/一三U2― 11~J 句一U2N； ，2N；?_U*\n_1 1*=P° Z?,-―-r~- ，"-，*2 * /*2 ?2I。I。. /0.x,“=也,-rm2.實際值、標(biāo)么值和百分值的關(guān)系①實際值=標(biāo)么值X基準(zhǔn)值②百分值=標(biāo)么值x100%三、優(yōu)缺點(meritsandshortcomings).優(yōu)點：①便于分析比較；②直觀反映變壓器運(yùn)行情況，如：0.9,/；=1.05(過載)③物理意義不同的物理量，具有相同的數(shù)值；=UK，「K=liKa^XK~UKr④采用標(biāo)么值后，不必折算了；⑤采用標(biāo)么值后，三相變壓器的計算公式與單相變壓器的計算公式完全相同。.缺點:①沒有單位；②物理概念比較模糊。第五節(jié)變壓器的運(yùn)行性能(operationcharacteristicsoftransformer)一、電壓變化率(voltageregulationfactor)1.原因：內(nèi)部漏阻抗壓降的影響；一二力。一力/2廣%=〃-入=1一與2,定義式： U2N U2N U\N3.參數(shù)表達(dá)式：由簡化相量圖，可得：(推導(dǎo)過程略)Am=cos"+x,Ksin(/)2)P— —，2式中：In"稱為負(fù)載系數(shù)，直接反應(yīng)負(fù)載的大小，如夕=°,表示空載；B=l,表示滿載;**影響Au的因數(shù)：①負(fù)載大小夕；②短路阻抗標(biāo)么值；③負(fù)載性質(zhì)。2二、變壓器的電壓調(diào)節(jié)(voltageregulationoftransformer).通過改變高壓側(cè)分接頭（即改變高壓側(cè)線圈的匝數(shù)）來調(diào)壓?！?%.分接頭：（±2x2.5%'無激磁調(diào)壓.調(diào)壓方法：i有載調(diào)壓損耗和效率(lossandefficiency)基本銅損：原副線圈直流電阻的損耗［附加銅損：漏磁場引起的基本鐵損：磁滯和渦流損耗［附加鐵損：鐵心、迭片間引起的**鐵損 不變損耗；銅損 可變損耗?！?J100%2.效率：P\*變壓器的效率比較高，一般在（95?98）%之間，大型可達(dá)99%以上。7=（1- x100%=（1——爪+Pck_）*100%P\ 8+PFe+Pc.=(}￥Pkn=P2Pkn，2Np2=4/2cos。2=/3U2NI2Ncos%=肉Ncos027=(1 P。4°%,)x100%際cos/+4+〃小結(jié)論：①效率大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及空載損耗和短路損耗有關(guān)。結(jié)論：①效率大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及空載損耗和短路損耗有關(guān)。②效率特性：〃=/（夕）③最大效率：也=0 4=m 2令：印得\PKN 即/2「仙=%（或銅損==鐵損）時，有〃=1 A?^cos^2+2P0**說明：變壓器的鐵損總是存在，而負(fù)載是變化的，為了提高變壓器的經(jīng)濟(jì)效益.，提高全年效益，設(shè)計時，鐵損應(yīng)設(shè)計得小些，一般取以，=0-5?66,對應(yīng)的Pkn與Po之比為3?4。第三章三相變壓器

(three-phasetransformer)

本章主要內(nèi)容：①磁路系統(tǒng)；②電路系統(tǒng)；③線圈中的空載電動勢波形

第一節(jié)三相變壓器的磁路系統(tǒng)(magneticcircuitsystemofthree-phasetransformer)按鐵心結(jié)構(gòu)分：.組式變壓器：各相磁路彼此無關(guān)，即三相磁路是獨立的；原邊外施三相對稱電壓一三相對稱磁通一由于磁路對稱，產(chǎn)生三相對稱的空載電流.心式變壓器：各相磁路彼此相關(guān)，有電和磁的聯(lián)系；原邊外施三相對稱電壓一三相對稱磁通一但由于磁路不對稱，產(chǎn)生的三相空載電流不對稱，且中間電流小。*組式和心式變壓器的比較：①組式變壓器：受運(yùn)輸條件或備用容量限制采用②心式變壓器：省材料，效率高，占地少，成本低，運(yùn)行維護(hù)簡單，廣泛應(yīng)用。第二節(jié)三相變壓器的電路系統(tǒng)(circuitsystemofthree-phasetransformer)一、線圈首、末端的標(biāo)志及極性(markofhead,endandpolarity).變壓器線圈的首、末端標(biāo)志線圈名稱單相變壓器三相變壓器首端—p.々山木項首端—4-xiii木項中占高壓線圈AXABCXYZ0低壓線圈aXabcxyz0中壓線圈AmxmAmBmCmXmYmZmOm2.極性：指瞬時極性——同名端由線圈的繞向和首末端標(biāo)志決定二、單相變壓器的連接組別(connectionsofsingle-phasetransformer).定義：反映單相變壓器高、低壓線圈電動勢(或電壓)之間的相位關(guān)系，它由線圈的繞向和首末端標(biāo)志決定。.單相變壓器的連接組別：1,10；1,16

*>i@)LIO；1,16的意義;②國標(biāo)規(guī)定：I,10為標(biāo)準(zhǔn)連接組別。三、三相變壓器線圈的連接組別(connectionsofthree-phasetransformer).連接方式：Y或D；(y,d)一一復(fù)習(xí)電路知識.定義：反映三相變壓器對稱運(yùn)行時，高、低壓側(cè)對應(yīng)線電動勢(或線電壓)之間的相位關(guān)系，它與線圈的繞向和首、末端標(biāo)記及高、低壓線圈的連接方式有關(guān)。.時鐘表示法：(位形圖)舉例：位形圖Y,y0位形圖Y,y0作圖步驟：①先畫出高壓線圈的位形圖；②便于比較，將A,a連成等電位點；③畫出低壓側(cè)的位形圖；④將AB,ab連線，得出結(jié)論。.國標(biāo)規(guī)定了五種標(biāo)準(zhǔn)連接組：Y,ynO；Y,dll；YN,dll；YN,yO；Y,y0。**①凡Y,y或D,d連接均為偶數(shù)；②凡Y,d或D,y連接均為奇數(shù)。**本節(jié)課將原理講完后，主要讓學(xué)生自己練習(xí)。第三節(jié)磁路和線圈連接方式對空載電動勢波形的影響(influenceofmagneticcircuitandcircuitsystemtoemfwave)復(fù)習(xí)電路知識：①非正弦波(如e,i,<!>)可分解成：基波+3次諧波+5次諧波+……,主要是3次諧波的影響，其余忽略不計。②3次諧波特點：三相大小相等、相位相同、3倍基波頻率。

磁路和線圈連接方式對空載電動勢波形的影響接線波形Y.yYN,y或D,yY.d正常運(yùn)行Y,yn組式心式組式心式組式心式激磁電流正弦正弦尖頂尖頂正弦正弦正弦主磁通平頂基本正弦正弦正弦基本正弦平頂基本正弦感應(yīng)電動勢尖頂基本正弦正弦正弦基本正弦尖頂基本尖頂**說明：Y,yn接線空載時與Y,y接線情況完全相同。思考題：Y,d接線的三相變壓器，三次諧波電動勢在d中能形成環(huán)流，而基波電動勢在d中能否形成環(huán)流，為什么？第四章變壓器運(yùn)行(theoperationoftransformer)第一節(jié)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行(paralleiconnectionoperationoftransformer)前言：1.定義：幾臺變壓器的原、副線圈分別連接到原、副邊的公共母線上，共同向負(fù)載供電。2.優(yōu)點：①可靠性；②經(jīng)濟(jì)性。一、理想條件(idealcondition).理想情況：①空載時副邊無環(huán)流；②負(fù)載后負(fù)載系數(shù)相等；③各變壓器的電流與總電流同相位。.理想條件：①各變壓器的原、副邊的額定電壓分別相等，即變比相等；②各變壓器的連接組號相同；③各變壓器的短路阻抗(短路電壓)標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。二、不滿足并聯(lián)條件的分析(analysis)-以兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行為例來分析1.變比不等時的并聯(lián)運(yùn)行，設(shè)變比不等空載時的并聯(lián)運(yùn)行①空載運(yùn)行時的環(huán)流(原邊向副邊折算)

變比不等空載時的并聯(lián)運(yùn)行空載時有環(huán)流:￡l_￡lK,K?C-ZKI+ZK"空載時有環(huán)流:￡l_￡lK,K?C-ZKI+ZK"Zki負(fù)載時變壓器并聯(lián)運(yùn)行電路②負(fù)載運(yùn)行:/2"=1LI1-10*結(jié)論：變比大的變壓器承擔(dān)的電流小，變比小的變壓器承擔(dān)的電流大。.組別不同時并聯(lián)運(yùn)行組別不同時，副邊線電動勢最少差30°,由于短路阻抗很小，產(chǎn)生的環(huán)流很大。**結(jié)論：組別不同，絕對不允許并聯(lián)。.短路阻抗標(biāo)么值不等時的并聯(lián)運(yùn)行1 J7 1 J7I「IN八KI 1II 1UNKII X = X //nUn /〃n UnPiPn= :KI/KII**結(jié)論：各變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比，短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器分擔(dān)的負(fù)載小，短路阻抗標(biāo)么值小的變壓器分擔(dān)的負(fù)載大。4.變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：①變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器，在任何一臺變壓器都不會過載的情況下，可以并聯(lián)運(yùn)行。②短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓(即適當(dāng)減小其電壓變比)，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能得以充分利用。第二節(jié)三相變壓器的不對稱運(yùn)行(unsymmetricaloperationofthree-phasetransformer)前言：①三相變壓器的外施電壓-一般是對稱的，其不對稱往往是由負(fù)載不對稱所致。如：變壓器二次側(cè)接有較大的單相負(fù)載、照明負(fù)載三相分配不平衡等。②分析不對稱運(yùn)行方法：對稱分量法。一、對稱分量法(以電流為例)(symmetriccomponentsmethod)1.定義：實際上是一種線性變換，它是把一組三相不對稱的正弦量分解成三組互為獨立的三相對稱的正弦量，它們分別是：,0 .0 .0①零序分量：三相對稱的正弦量，大小相等，相位相同，即/a=/b=/c；②正序分量：三相對稱的正弦量，大小相等，相位互差120°,相序為A-B—C,.+.+.+.+即幾=4=a/a,式中：a=eyl20°,a1-e~ji2^,\-\-a+a~=0.

③零序分量：三相對稱的正弦量，大小相等，相位互差120°,相序為A—C-B,g|jIb=aIa,Ic③零序分量：三相對稱的正弦量，大小相等，相位互差120°,相序為A—C-B,g|jIb=aIa,Ic=a'Ia,01AIAIA2.分解公式：L111—laa23 ,\a'a1AIbIc—＞三相變壓器的各序阻抗和等效電路(sequenceimpedanceandequivalentcircuit).正序阻抗和等效電路①正序阻抗：正序電流所遇到的阻抗，Z+=Zk,相序為：AfBfC；②等效電路：.負(fù)序阻抗和等效電路①負(fù)序阻抗：負(fù)序電流所遇到的阻抗,Z=Z+=Zk,相序為：A—C-8；3.零序阻抗和等效電路①零序阻抗：零序電流所遇到的阻抗；②等效電路：由零序電流本身特點，其產(chǎn)生零序磁通與線圈的連接方式和鐵心結(jié)構(gòu)有關(guān)。且Z,“〉〉Z，〉Zk三、Y,yn接線三相變壓器帶單相負(fù)載(single-phaseloadofthree-phasetransformerwithY,ynconnection)如圖：一次外施三相對稱電壓，單相負(fù)載Zl接a相，為了簡單起見，副邊量已折算至原邊，不加折算符號。分析：根據(jù)不對稱條件，列端點方程:Ib=0l(=0t『1' 3UaI=Ia=3Ia= 7 2Zk+Z,+Z,?+3Z,. .+ .— .0 .+ .+Ua=U?+Ua+Ua=IZ,=3IaZt=Ia(3Z,)I=Ia=31a= 得： 2Z*+Z2+Z/〃+3Zl—Z'+Zl忽略漏阻抗，得 3**可見，零序阻抗z，”對單相負(fù)載電流影響甚大。所以不能帶單相負(fù)載;①組式變壓器：Z,“=Z,：,此時Z「0,lK=3U：Jzm=3IOf所以不能帶單相負(fù)載;<70②心式變壓器：z,“很小，負(fù)載電流主要**中性點位移：當(dāng)副邊三相電壓不對稱，帶負(fù)載相電壓下降，而不帶負(fù)載相電壓反而升高了，但線電壓仍為對稱。并且零序電動勢越大，中性點位移就越嚴(yán)重。第三節(jié)瞬變過程(transientprocedureoftransformer)前言：①瞬變過程：變壓器從一種穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)過度到另一種穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。②包括：副邊突然短路和空載合閘到電網(wǎng)上等。一、變壓器副邊突然短路(secondarywindingsuddenshortcircuit)假設(shè)：短路前為空載，相當(dāng)于以、Lk電路在正弦激勵下的零狀態(tài)響應(yīng)。設(shè)：電源電壓%=&4sin(加+四)XlrKXk(Lk)式中：”為短路瞬間電網(wǎng)電壓初相角； 等效電路：U1

d*u,=J2asin（6W+〃）=L*——+列KVL方程： Kdi得：iK= ks'Mcot+w—<Pk）-Clks'Mw—（pQe"=|"+日穩(wěn)態(tài)分量 -瞬變分量r51K-,—式中： g+x： 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值；（pK=tan1 -?90℃/乂火〉〉展）限 短路阻抗角；TK=~展 短路電流衰減時間常數(shù)；1.當(dāng)f=0"=90°（即U1最大）時突然短路4=0JK=iK.發(fā)生穩(wěn)態(tài)短路，短路電流最小，即（10?20）Ino2.當(dāng)t=0,"=°（即5=0）時突然短路T—（cot=萬）周期2T—（cot=萬）周期2時，突然短路電流達(dá)到最大值（稱為沖擊電流）即為（24?36）In。二、變壓器空載合閘（closingswitchwithoutload）穩(wěn)態(tài)空載:（2~8）%IN!變壓器空載合閘：產(chǎn)生激磁涌流，為兒倍的In;等效電路：①o°①,"sin(@f+材一％)一①,“sin(夕一%)e"=①。+①;.當(dāng)f=0〃=90°(即ui最大)時空載合閘空載電流為正常時的空載電流；.當(dāng)f=0,"=°(即ui=O)時空載合閘T_經(jīng)半個周期I"”"》)時，①。max=2R“**突然短路與空載合閘時的磁路情況；**空載合閘對變壓器本身無危害，但變壓器有可能不能合閘。第二篇異步電機(jī)(asynchronousorinductionmachine)前言：①定義：異步電機(jī)(也叫感應(yīng)電機(jī))是一種交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速除與電網(wǎng)頻率有關(guān)外，還隨負(fù)載而變。②應(yīng)用：主要作電動機(jī)使用，如：機(jī)床；水泵；家用電器；③它的功率因數(shù)永遠(yuǎn)是滯后的。第五章異步電動機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)(basicoperationprincipleandstructureofthree-phase

asynchronousmotor)一、基本結(jié)構(gòu)(basicstructure).定子： 定子鐵心：磁路一部分，低硅鋼片0.5mm(stator)＜定子繞組：電路一部分，銅線、機(jī)座：固定和支撐定子鐵心.轉(zhuǎn)子:［轉(zhuǎn)子鐵心：磁路一部分，低硅鋼片0.5mm(rotor)"轉(zhuǎn)子繞組：/籠型繞組、轉(zhuǎn)軸〔繞線式繞組.氣隙(gap)：對于中小型異步電機(jī)，氣隙一般為0.1?1m叫為了降低電機(jī)的空載電流和提高電機(jī)的功率，氣隙應(yīng)盡可能小。二、基本工作原理(basicoperationprinciple).電生磁：定子繞組接到三相電源上，定子繞組中將流過三相對稱電流，氣隙中將建立基波旋轉(zhuǎn)磁動勢，從而產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速為： P;.動磁生電：轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生電動勢并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的電流；轉(zhuǎn)子自身閉合;.電磁力定律：轉(zhuǎn)子帶電導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用，并形成電磁轉(zhuǎn)矩，推動電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。思考：1)n和％是否可以相等？2)電機(jī)的轉(zhuǎn)向由隨決定？3)何謂異步？**說明：①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與電流相序有關(guān)，若要改變轉(zhuǎn)向，只需改變相序，即對調(diào)任意兩根電源線。②轉(zhuǎn)速n＜同步轉(zhuǎn)速n,三、三種運(yùn)行狀態(tài)(threeoperationstates)nx—n.轉(zhuǎn)差率定義：‘ /起動瞬間：n=0,S=l；理想空載：n^m,s^O；正常運(yùn)行：SN=0.01~0.06；n=(l-S)ni.三種運(yùn)行狀態(tài)：狀態(tài)電動機(jī)發(fā)電機(jī)電磁制動n與s關(guān)系n<nb0<s<ln>nbs<0n與m反向，n<0,s>lE.反電動勢電源電動勢反電動勢Tem驅(qū)動制動制動能量轉(zhuǎn)換電能f機(jī)械能原動機(jī)機(jī)械能f電能電+機(jī)械能一內(nèi)部損耗(短路)四、型號和額定值(typeandratedvalues)1.型號例如:Y112S-6[? 極數(shù)6極| 短機(jī)座規(guī)格代號：中心高112mm 產(chǎn)品代號：異步電動機(jī).額定值①額定功率P.：電動機(jī)在額定情況下運(yùn)行，由軸端級為物夠功率，單位為W,kWo②額定電壓U.：電動機(jī)在額定情況下運(yùn)行，施加在定子繞組上的線電壓，單位為V。③額定頻率fN：50Hzo④額定電流In：電動機(jī)在額定電壓、額定頻率下軸端輸出額定功率時，定子繞組的線電流,單位為A。⑤額定轉(zhuǎn)速.：電動機(jī)在額定電壓、額定頻率、軸端輸出額定功率時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/mino對于三相異步電動機(jī)，額定功率：Pn)/nCOS°n對于380V低壓異步電動機(jī)，則有：一個千瓦兩個電流：I】N*”n.接線對于三相異步電動機(jī)定子繞組可以接成星形或三角形。定子接線方式：丫接第六章交流電機(jī)繞組、電動勢及磁動勢(winding,emfandmmfofalternatingcurrentmachine)前言：本章介紹交流電機(jī)的共同問題。第一節(jié)交流繞組簡介(theoutIineofaIternatingcurrentwinding)一、基本知識(basicknowledge).交流繞組的基本要求①三相繞組對稱，以保證三相電動勢(或磁動勢)對稱；②在導(dǎo)體數(shù)一定時，力求得到盡可能大的電動勢和磁動勢；③電動勢和磁動勢波形盡可能接近正弦波形；④用銅量少、工藝簡單，便于安裝檢修。.交流繞組的分類①根據(jù)繞法：迭繞組和波繞組；②根據(jù)槽內(nèi)層數(shù)：單層繞組和雙層繞組。二、基本概念(basicconcept)兀Dt ZT-——或N=——.極距T：2P2p.線圈節(jié)距y： 整距y=j短距.空間電角度(或電角度)：空間電角度=px機(jī)械角度px360°

a- .槽距角a(電角度)： ZZ.每極每相槽數(shù)q: 2Pm.相帶：60°相帶，分相AZBXCY.槽電勢星形圖.展開圖繪制方法①計算極距

②計算槽距角a；③計算每極每相槽數(shù)q；④分相：采用60。相帶;⑤畫展開圖；⑥端線連接。三、舉例(forexample)第二節(jié)交流繞組基波電動勢(fundamentaIemfofalternatingcurrentwinding)一、交流繞組基波電動勢(fundamentalemfofalternatingwinding)1.一根導(dǎo)體的電動勢f=里①電動勢頻率： 60②電動勢波形：由0=8皿可知，由氣隙磁密沿氣隙分布的波形決定;③基波電動勢大?。篍”=222/9式中：叫為每個磁極基波電動勢的大小。.線匝電動勢及短矩系數(shù)k”=sin2180°，短矩系數(shù)：' 7%=4.449心.線圈電動勢設(shè)線圈為N,匝數(shù)，則有：%=444雙中際4.線圈組電動勢及分布系數(shù)

4.線圈組電動勢及分布系數(shù)

q個線圈組成，集中繞組：分布繞組:Eq=4.44%”卻血

&?>1)=4.44%NAi①此16767sin—分布系數(shù)： 2物理意義：繞組系數(shù)：七1=2小物理意義:5.一相繞組電動勢一相繞組中的基波電動勢：“6=4.44加上1①?N=P^-單層繞組： a;雙層繞組：a二、改善電勢波形的方法(themethodofimprovingemfwave)1.設(shè)計制造電機(jī)時，盡可能使Bs沿空間分布為正弦波形；2.采用Y接線，消除線電勢中3及3的倍數(shù)次諧波；3.采用短矩繞組：基波TfaEpl=4.44jNkylkq^皆次波Vfv=Wav=va？=4.44。%人皿_v-1心=°則嗎”°取―1/'消除V次諧波電勢5V=—T舉例：5、7次諧波，選’64.采用分布繞組。降低％”,同上。**思考題：是否分布越多越好？第三節(jié)交流繞組磁動勢(mmfofalternatingcurrentwinding)說明：本節(jié)只定性分析繞組的基波磁動勢的性質(zhì)。一、單相繞組的基波磁動勢一脈動磁動勢(fundamentaImmfofsingle-phasewinding-pulsatingmmf)1.整距集中繞組的磁動勢設(shè)氣隙均勻，通以正弦交流電流，，=血/sin初，Nc匝，則《Hdl==Nci每個氣隙上的磁動勢為:fc=-N每個氣隙上的磁動勢為:fc=-NciJc2V2.-y1N,sincot=F,、“,sincot*結(jié)論：①波形：矩形波；②脈動磁動勢：空間位置固定、幅值大小和方向隨時間而變化的磁動勢。③分解：ji 37r V7V=Fcin]sinmcos—1+sinmcos——x+???+Fcmvsincotcos——x+???T ' T T71-X其中：T用電角度表示的空間距離。4V2F,=—.—NI=09N/④基波磁動勢的幅值： 乃2'cF=-09N1⑤v次諧波磁勢的幅值：v''⑥基波磁動勢的性質(zhì)：按正弦規(guī)律變化的脈動磁動勢。.一組整距分布繞組的磁勢(q個)與曲=0?9(則))%.一組雙層短矩分布繞組的基波磁動勢斤加=2%，“局=2(0.9/1%)%=0.9(2qNc)Jk，J=09(2qN『)k、J.單相繞組的磁動勢相電流為Ie、每相串聯(lián)匝數(shù)N、繞組并聯(lián)支路數(shù)a、則

F卜］-0.9單相磁動勢為：阿,PM'lr? 冗sin^cos-x. M'lr? 冗sin^cos-xsin69/cos—x=0.9——.單相脈動磁動勢的分解%(xj)=%“sin&cos/x1y-, ?/ 乃、1 ./ 兀、=-%Sin(初-yx)+-%sin(m+-X)=f(+) _|_f(一)一J6(*J) (XJ)*結(jié)論：兩個磁動勢的性質(zhì)：①圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢；②幅值為單相磁動勢幅值的一半;dX八「

v=—=2fr③轉(zhuǎn)速： Xt?!=/%(/)=?!=/%(/)=平(r/min)即：一個脈動磁勢可以分解為兩個大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。二、三相繞組基波合成磁動勢―旋轉(zhuǎn)磁動勢(fundamentalharmonicmmfofthreephasewinding-rotatingmmf).圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢fM=F..sin^cos—x①數(shù)學(xué)法：曲 ?7T九1=%sin(^-120°)cos(-x-120°)TTTfc\=F&,\sin(m+120°)cos(-x+120°)r3 71f、=—F,xsin(<yf——x)分解后相加的三相合成磁動勢為： 2刎r②圖解法：*結(jié)論：⑴三相對稱繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的合成基波磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢;K=3F四=2x0.9^^/=L35^~I0⑵性質(zhì)：①幅值：12M2p"P晨n}= (r/min)②轉(zhuǎn)速： p;③轉(zhuǎn)向：從載有超前電流相轉(zhuǎn)到載有滯后電流相；④某相電流達(dá)最大值時，合成磁動勢的幅值恰好在該相繞組的軸線上o.橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢當(dāng)其中一個不對稱時，便為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。小結(jié)：單相繞組 脈動磁動勢；三相繞組 旋轉(zhuǎn)磁動勢。第七章異步電動機(jī)運(yùn)行原理(operationprincipleofasynchronousmotor)前言：本章先分析異步電動機(jī)運(yùn)行時的物理過程，導(dǎo)出電動勢和磁動勢平衡方程、等效電路，然后再敘述功率平衡，電磁轉(zhuǎn)矩公式及工作特性。第一節(jié)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的狀況分析(statusanalysisofrotorwithnorotation)一、異步電動機(jī)的主磁通和漏磁通(mainfluxandleakageflux).主磁通中。：①作用：傳遞能量的媒介作用；②路徑：定子一氣隙一轉(zhuǎn)子一氣隙一定子。.漏磁通力。：①不起傳遞能量的媒介作用，只起電抗壓降的作用；②包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和高次諧波。二、轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的狀況分析(statusanalysisofrotorwithnorotation)1.電動勢平衡方程：與變壓器副邊短路時相似的物理過程，貝U：U?=-￡|+/1(^+jxj0=E2-/2(r2+jx2)k=-=4.44/冏一①N&電動勢變比： 占4.44力快匕”2①N張呼Q**說明：①有氣隙，異步電動機(jī)的X。比變壓器的大；②U1一定，6也近似不變。2.磁動勢平衡方程：月+6=用%.0.9.21/+生.09—/2=%。9?四”。2 p 2 p 2 p即：/?+/2/占=/。匕二㈣N#1d式中：匕為電流變比，‘血井及211=/o+(-^-)=Io+I\L

**結(jié)論：6、E大小相等，方向相反，且又以同速、同向旋轉(zhuǎn)，在空間相對靜止。第二節(jié)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的狀況分析(statusanalysisofrotorwithrotation)—、轉(zhuǎn)子繞組的各電磁量(electromagneticquantitiesofrotorwinding)L轉(zhuǎn)子電動勢的頻率：正常運(yùn)行時，/2=0.5~3Wz..轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢：E2s=4.447/2繪2①=sE]..轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗：忽略集膚效應(yīng)，認(rèn)為不變G不變；x2S=2狀乙2=2型=sx2..轉(zhuǎn)子繞組的電流：[_E2s_sEi正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子端電壓U2=0, 2G+jx2sf2+jsx2.12-廠碼有效值：?m+g)2.*結(jié)論：轉(zhuǎn)子電流k隨S的增加而增加。COS〃2=I, =5.轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)： +(“2)2*結(jié)論：轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨S的增加而減小。6.轉(zhuǎn)子磁動勢的轉(zhuǎn)速:E6.轉(zhuǎn)子磁動勢的轉(zhuǎn)速:E相對轉(zhuǎn)子速度:60/2_60-V,

pPE相對定子速度：〃2+"=$%+〃=々**片與E相對靜止。二、磁動勢平衡方程(mmfbaIanceequation).磁動勢形式：后+月=用.電流形式:/1=/?+/!￡**定性分析方程的物理意義:電動勢平衡方程(emfbalanceequation).方程：Ui=-Ei+/i(A+JxJQ=E2s-h(r2+jx2S)臼=一/。(&+M.)=—/oZ,“.Z”,的物理意義與變壓器的相同，但由于氣隙的存在，比變壓器的小。舉例：(forexampIe)已知：一臺三相異步電動機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，〃N=1470"min,電源頻率力=50"z,試求：1)轉(zhuǎn)子電流頻率人；2)定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度切割定子？又以什么速度切割轉(zhuǎn)子？3)由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢以什么速度切割定子？又以什么速度切割轉(zhuǎn)子？第三節(jié)等效電路(equivalentcircuit)一、頻率折算(frequencyconversion)一把旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子折算為靜止的轉(zhuǎn)子.折算原則：①保持F2不變，只要使等效前后轉(zhuǎn)子電流的大小和相位相等即可;②等效前后轉(zhuǎn)子電路的功率和損耗相等。EissEiEi EiG+咫2-殳+凡一G+應(yīng)+】二*.折算方法:

12**①附加電阻S-的物理意義：模擬轉(zhuǎn)軸上總的機(jī)械功率;②轉(zhuǎn)子方程為：力U2二、轉(zhuǎn)子繞組折算（windingconversion）說明：原則和方法與變壓器相同。..miN2kw2_2= /2=-1.電流折算:miNiIm1.電流折算:E=N'kw'E=kE.電動勢折算：T形等效電路N*T形等效電路.電阻和電抗折算：…電三、等效電路(equivalentcircuit)1.折算后的基本方程組:小=一1+八（八+聲）U2=Ei-l2(r2+jx2)U2=/2—r；s11+/2=IoE\=-/o(r?,+jxmE\=-/o(r?,+jxm)rmU\Ei=EzXm1-5rmU\Ei=EzXm1-51_s〃=0,s=L G=0分析：①堵轉(zhuǎn)： s，相當(dāng)于短路；-1-5-n=0, r=oo②空載： s,相當(dāng)于開路。四、簡化等效電路(simplifyingequivalentcircuit)與變壓器的近似等效電路相同，但須引入一修正系數(shù)CG?1+—4,對于40kW以上，可取Q=l。**注意：異步電動機(jī)的等效電路與變壓器的區(qū)別。第四節(jié)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩特性(electromagnetictorqueandtorquecharacteristics)一、功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡(powerbalanceandtorquebaIance),功率平衡：能量轉(zhuǎn)換：電能一機(jī)械能Pi Pem PmecP2Pi Pem PmecP2電源輸入功率：Pi=機(jī)1U/cos/定子銅損：Pen=叫/"定子鐵損：Pre=如/"“電磁功率：'2rPen,=P\~Pcu\~PFe=叫,2 ——sf2f轉(zhuǎn)子銅損：PCu2=mJlr2=sPen,'21-S'總機(jī)械功率：P,nec-PemPg-叫乙 「2一(1S—s輸出功率：P2=Pmec~Pmec~Pad可見：P?=P「￡P(guān)=P「(Pc“l(fā)+Pfe+Pcu2+Pn,ec+Pad)P2_Pn,ec(Pmec+Pad)2.轉(zhuǎn)矩平衡：QQ Q,即5=44—7（）c二四60 機(jī)械角速度rad/s；PCulPrPcu2Pmec+Pad式中：Tem—電磁轉(zhuǎn)矩（驅(qū)動）；T2一負(fù)載轉(zhuǎn)矩（制動）；To一空載轉(zhuǎn)矩（制動）;PP 0TmT—-c_ 小 乙兒兒\Lem一八一八 =—~~~式中.QC] 60二、電磁轉(zhuǎn)矩(electromagnetictorque).Pemmi￡，2,72,cost/2%F= n ￡2, 2乃&?.物理表達(dá)式： 60

①o/2fCOSIff2m}4.44/iNi"i①/2'cos①o/2fCOSIff2=CQ/；“=。①，2COS憶（a為轉(zhuǎn)矩常數(shù)）說明：上式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通、轉(zhuǎn)子有功電流的關(guān)系。TOC\o"1-5"\h\z,， 5J（八+2）~+（X]+x2）~.參數(shù)表達(dá)式：由簡化等效電路可得：Vs,2Yy 7p — mxpU{一T=Gn= S_ S2荷、~ \(rV「了2m八+上+(x,+x2)2可得： 「A'J*結(jié)論：與電源參數(shù)、電機(jī)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系。三、轉(zhuǎn)矩特性(torquecharacteristies)1.轉(zhuǎn)矩特性：其他參數(shù)一定，Q，二〃s）分析：異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差率S在0?1之間，但實際上S在。?Sm（臨界轉(zhuǎn)差率）時,^〉0 r_￡2L/o —^-=0^〉0 r_￡2L/o —^-=0ds穩(wěn)定；s在l~Sm之間，ds 不穩(wěn)定；ds,s=sm,處于臨界狀態(tài)。2.三個特征轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩特性Tn=?=955.①額定轉(zhuǎn)矩2.三個特征轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩特性Tn=?=955.①額定轉(zhuǎn)矩Tn：額定負(fù)載時Sn〃n**注：的單位為kW。②最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax：, , 叫pU； ?工機(jī)|pU：/ 1, .max— / ) 一 ，4或[±八+ +3+4)2] 4/(司+》2)S一L； —二G：+a+x2)2匹+修特點：⑴Tmax與"I成正比；而Sm與0；無關(guān)；⑵Tmax與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)；而Sm與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)；，⑶fl一定時，為+/越大，T*越小。⑷過載能力(或最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù))能力越強(qiáng)。Tn一般為1.6?2.5,越大，過載③起動轉(zhuǎn)矩Tstn=0,S=l,得 2哪八+「2>+(?+%力ff f當(dāng)轉(zhuǎn)子回路電阻為：G+&=~+芍時，起動轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大電磁轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù):T"t,起動能力強(qiáng)。起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù):J02：1.0~1.8；Y：1.4-2.2；特殊電機(jī)：4.0以上。補(bǔ)充：實用表達(dá)式(practicalexpression)T_2Tmax&二TZ

S*此表達(dá)式主要用于求機(jī)械特性曲線。第五節(jié)工作特性(operationcharacteristics)定義：是指在額定電壓和頻率下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n(s)、輸出轉(zhuǎn)矩T2、定子電流L、功率因數(shù)cos61、效率n與輸出功率P2之間的關(guān)系。一、轉(zhuǎn)速特性(speedcharacteristic)〃=/(尸2)或s=，，2Pcui_m]r2I2由Pcu2=SPem得S=0m,￡，2Z2COS^/2"=/(△)是一條稍向下傾斜的曲線。二、輸出轉(zhuǎn)矩特性(outputtorquecharacteristic)72=/(?2)T_P一尸2石=6-河異步電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 晟72="乙)是一條過原點稍向上翹的曲線。三、定子電流特性(statorcurrentcharacteristic)乙=/(尸2)由-=/。+(-/2)知,空載時：/2?0,71?/0,很小；負(fù)載時，P2增加，1也增加，也增加。四、定子功率因數(shù)特性(statorpowerfactorcharacteristic)cos^j=f(P2)空載：cos6很??；負(fù)載時，隨尸2t,cos%f0五、效率特性(efficiencycharacteristic)〃=/代)P2,EP -1 根據(jù)n=PiP2+ep空載時，P2=0,r|=0；負(fù)載時，隨著P2的增加，丁也增加，當(dāng)負(fù)載增大到可變損耗與不變損耗相等時,r|最大；負(fù)載繼續(xù)增大，銅損增加很快，n反而下降。**說明：電機(jī)在額定負(fù)載附近的cos必和可較高，希望在Pn附近運(yùn)行。異步電動機(jī)工作特性圖第八章三相異步電動機(jī)的起動和調(diào)速(startingandspeedreguIationofthree-phaseasynchronousmotor)主要內(nèi)容：①重點掌握起動；②了解調(diào)速方法。第一節(jié)三相異步電動機(jī)的起動(startingofthree-phaseasynchronousmotor)一、概述(introduction).起動定義：電動機(jī)接到電源上，從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程；.起動電流：n=0,S=l時的電流。;一一q一5stIf r7V(r,+r2)2+(x,+x2)2-kj=j=5?7起動電流倍數(shù)： 【n.起動轉(zhuǎn)矩：.起動電流大的原因：此時處于短路。.起動轉(zhuǎn)矩不大的原因：1)①，，，減少；［使Tst不大。COS%減小J6.起動要求：①起動電流盡量小，以減小對電網(wǎng)的沖擊；②起動轉(zhuǎn)矩盡量大，以縮短起動時間；③起動設(shè)備簡單，可靠。二、鼠籠式異步電動機(jī)的起動(statingofsquirrel-cageasynchronousmotor)［直接起動(startingdirectly)①優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作方便；②缺點：起動電流大，須足夠大的電源；③適用條件：小容量電動機(jī)帶輕載的情況起動。**如何判斷是否能起動：①起動電流；②起動轉(zhuǎn)矩；二者必須同時滿足。2.降壓起動如果電源容量不夠大，可采用降壓起動。即起動時，降低加在電動機(jī)定子繞組電壓,起動時電壓小于額定電壓，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，再使電動機(jī)承受額定電壓，可限制起動電流。*適用：容量大于20kW并帶輕載的情況。①定子回路串電抗器起動，1，1=於I,=『T"式中：k為電動機(jī)端電壓之比，且k>l。②用Y-A起動適用條件：正常工作時定子繞組三角形接法且三相繞組首尾六個端子全部引出來的電動機(jī)才能采用。③自耦補(bǔ)償器(自耦變壓器)起動'1，1I=—I T=——Tstk2sl s,k2st優(yōu)點：一般有三個抽頭，有不同的選者。缺點：設(shè)備費(fèi)用較高。**三種起動方法的比較：三、繞線式異步電動機(jī)的起動(statingofwindingtypeasynchronousmotor)轉(zhuǎn)子：一般均接成Y形，正常三相繞組通過滑環(huán)短接，若轉(zhuǎn)子繞組直接短接情況下起動，與鼠籠一樣，1st大，Tst不大。.在轉(zhuǎn)子回路串起動變阻器起動在轉(zhuǎn)子同路中串入多級對稱電阻，起動時，隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐級切除起動電阻。一般取最大加速轉(zhuǎn)矩Ti=(0.7?0.85)幾，切換轉(zhuǎn)矩T2=(L1?L2)Tn。①優(yōu)點：只要在轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮?，既可減少起動電流，又可增加起動轉(zhuǎn)矩②適用條件：電動機(jī)在重載情況下的起動場合。.在轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動頻敏變阻器是--鐵損耗很大的三相電抗器，在起動過程中，能自動、無級的減小電阻保持轉(zhuǎn)矩近似不變，使起動過程平穩(wěn)、迅速。結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，應(yīng)用廣泛。第二節(jié)雙鼠籠和深槽式異步電動機(jī)(doublesquirreI-cageanddeep-barasynchronousmotor)說明：主要利用集於成應(yīng)(趨膚效應(yīng))原理工作，即起動過程自動改變轉(zhuǎn)子電阻。一、雙鼠籠式異步電動機(jī)(doublesquirrel-cageasynchronousmotor).結(jié)構(gòu)定子：與普通鼠籠電動機(jī)一樣；轉(zhuǎn)子：有兩套鼠籠［上層籠：P大，黃銅或青銅，截面小，，r2上大一起動籠Y下層籠：P小，紫銅，截面大，下小一工作籠漏磁通分布情況：由于縫隙的存在，①。下〉①。上，即X2下〉X2上。.運(yùn)行原理①起動時，s=l,f2最大，轉(zhuǎn)子漏抗X2大，電流分布取決于X2, 下＞X2上，，轉(zhuǎn)子電流集中于上籠(趨膚效應(yīng))一一起動籠起主要作用，又??二2上大一COS%f-Tstt；②正常運(yùn)行:sn=O.01~0.06,很小ff2s很小fX2很小f電流取決于r2,?；r2下小f電流分布在下籠，此時漏抗X2小，coskt->Temt.優(yōu)缺點①優(yōu)點：較大的Tst和較小1st；②缺點：漏抗較大，其功率因數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩和過載能力較普通的籠型電動機(jī)小。二、深槽式異步電動機(jī)(deep-barasynchronousmotor).結(jié)構(gòu)：定子：與普通鼠籠電動機(jī)一樣；h」=10?12轉(zhuǎn)子：槽深而窄，b.工作原理：同雙鼠籠式異步電動機(jī)。**雙籠型異步電動機(jī)的起動性能比深槽式好，但深槽式結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。二者共同的缺點是功率因數(shù)和過載能力低。第三節(jié)三相異步電動機(jī)的調(diào)速簡介(introductionofthree-phaseasynchronousmotoraboutspeedregulation)一、概述(introduction).異步電動機(jī)特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便?！?(1-5)々="(1-S).轉(zhuǎn)速公式： P.調(diào)速方法：①變極調(diào)速；②變頻調(diào)速；③改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)速。.調(diào)速性能：①調(diào)速范圍；②調(diào)速的穩(wěn)定性；③調(diào)速的平滑性；④調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性。二、變極調(diào)速(poleconversionspeed-reguIation)前言：可以采用兩套繞組，但為了提高材料的利用率，一般采用單繞組變極，即通過改變一套繞組的連接方式而得到不同極對數(shù)的磁動勢，以實現(xiàn)變極調(diào)速。

2p=42p=4.變極繞組的連接方法：①一YY(2p-p)；②順串Y-反串Y(2pfp)；③△fYY(2pf