變壓器與電動機課件

§5-1變壓器§5-2三相異步電動機※認(rèn)識變壓器※變壓器的工作原理※認(rèn)識三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主要內(nèi)容主題5變壓器與電動機※三相異步電動機的機械特性§5-1變壓器※認(rèn)識變壓器主題5變壓器與電動機一、變壓器的作用變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，從一個電路向另一個電路傳遞同頻率電能或傳輸信號的一種電氣設(shè)備。變化交流電壓變化交流電流變化交流阻抗變化相位變壓器的作用二、變壓器的結(jié)構(gòu)§5-1變壓器※認(rèn)識變壓器主題5變壓器與電動機1.鐵芯小型變壓器的鐵芯一般是用厚度為0.35~0.5mm兩側(cè)涂有絕緣層的硅鋼片疊制而成的，其作用是增強電磁感應(yīng)減小損耗。根據(jù)鐵芯和繞組的結(jié)構(gòu)不同，鐵芯可分為心式和殼式兩種。變壓器符號心式鐵芯殼式鐵芯二、變壓器的結(jié)構(gòu)§5-1變壓器※認(rèn)識變壓器主題5變壓器與電動機2.繞組變壓器的繞組通常是用外包絕緣材料的銅線繞制而成的。小型變壓器的繞組采用漆包線來繞制，中大型變壓器則用經(jīng)過絕緣處理的銅線或銅排來繞制。變壓器的結(jié)構(gòu)§5-1變壓器※變壓器的工作原理主題5變壓器與電動機一、變換交流電壓原理忽略繞組電阻和各種電磁能量損耗的變壓器稱為理想變壓器。在相同磁通作用下，一、二次繞組感應(yīng)電動勢的有效值為：故：*降壓變壓器升壓變壓器變壓器的變壓作用§5-1變壓器※變壓器的工作原理主題5變壓器與電動機二、變換交流電流原理在理想狀態(tài)下，變壓器在工作過程中，無論變換后的電壓是升高還是降低，電能都不會變化。根據(jù)能量守恒定律，變壓器的輸出功率與它從電源上獲取的功率相等（P1=P2），即U1I1=U2I2

。由此可見，變壓器工作時，一、二次繞組的電流跟繞組的匝數(shù)成反比，即*變壓器原級電流由次級電流確定，次級電流由負(fù)載確定！變壓器電流與負(fù)載關(guān)系§5-1變壓器※變壓器的工作原理主題5變壓器與電動機三、變換交流阻抗原理根據(jù)變壓器變換交流電壓和交流電流的特性可知，當(dāng)變壓器負(fù)載運行時，設(shè)變壓器一次輸入阻抗為|Z1|，二次負(fù)載阻抗為|Z2|，若忽略變壓器的損耗，則*1.變壓器只能變換交流阻抗的模值，而阻抗角不變；2.變壓器變化交流阻抗，通常用來實現(xiàn)阻抗匹配，從而使負(fù)載獲得最大功率?！?-2三相異步電動機※認(rèn)識三相異步電動機主題5變壓器與電動機三相異步電動機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備。外形電動機結(jié)構(gòu)三相異步電動機是由靜止的定子、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子及一些附件組成?！?-2三相異步電動機※認(rèn)識三相異步電動機主題5變壓器與電動機1.定子定子是由定子鐵芯、定子繞組和機座等組成的。定子定子繞組電動機的電路部分，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場?？臻g對稱分布定子鐵芯電動機的磁路部分，用于增大定子磁通。一般由彼此絕緣的硅鋼片疊裝制成。機座也是磁路的一部分，用于固定鐵芯和定子繞組，支撐轉(zhuǎn)子。外表做成加強筋的形式，偏于

散熱?！?-2三相異步電動機※認(rèn)識三相異步電動機主題5變壓器與電動機1.定子三相對稱繞組組成，三相對稱繞組按一定規(guī)則嵌放在定子鐵芯槽內(nèi)。三相繞組共有6個出線端，每相繞組的首末端用符號U1-U2、V1-V2、W1-W2標(biāo)記。將引出機殼外的三相繞組接到機座的接線盒中，可將其接成星形或三角形。定子Y型連接定子△型連接§5-2三相異步電動機※認(rèn)識三相異步電動機主題5變壓器與電動機2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)軸組成的，其作用是輸出機械轉(zhuǎn)矩。根據(jù)構(gòu)造的不同，轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型和繞線型兩種?；\型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組籠型電動機的電路部分，用來產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生一個電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子內(nèi)部自成回路。繞線型轉(zhuǎn)子需通過集電環(huán)與外部（變阻器）形成回路。轉(zhuǎn)子鐵芯電動機磁路的一部分，用于增大轉(zhuǎn)子磁通。一般由彼此絕緣的硅鋼片疊裝制成?！?-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機一、三相電流的旋轉(zhuǎn)磁場1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生當(dāng)空間彼此相差120°的三個相同線圈通入對稱三相交流電時，就能產(chǎn)生與電流有相同角速度隨時間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場（即交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場也旋轉(zhuǎn)一周）。二極旋轉(zhuǎn)磁場§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機一、三相電流的旋轉(zhuǎn)磁場2.旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場具有一個N極和一個S極，即一對磁極，磁極對數(shù)常用p表示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有p對磁極時，交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動1/p周。當(dāng)交流電頻率為f，磁極對數(shù)為p，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為（r/min）§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動原理

當(dāng)三相異步電動機的三相定子繞組通入對稱的三相交流電流時，就形成了旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場和靜止的轉(zhuǎn)子繞組間就產(chǎn)生了相對運動，從而使轉(zhuǎn)子繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)轉(zhuǎn)子中有電流后，旋轉(zhuǎn)磁場又對感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁力矩，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，這就是三相異步電動機的工作原理。

由楞次定律和左手定則可以判定，轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)動方向和旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同，且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速略低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，這也是三相異步電動機中“異步”的含義。轉(zhuǎn)動原理*轉(zhuǎn)速差與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之比稱為異步電動機的轉(zhuǎn)差率，用s表示，即§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機三、三相異步電動機的銘牌識讀1．型號電動機的型號是表明電動機品種形式的代號，由品種代號、規(guī)格代號及特殊代號組成，具體含義如下：

§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機三、三相異步電動機的銘牌識讀2．額定電壓UN額定電壓是指電動機在額定狀態(tài)下運行時，定子繞組所接三相交流電源的線電壓。3．額定電流IN額定電流是指電動機在額定狀態(tài)下運行時輸電線路的線電流。4．額定功率PN額定功率是指電動機在額定狀態(tài)下運行時，其軸上輸出的機械功率。5．接法電動機正常工作時，其定子繞組均要獲得額定電壓。若電動機的額定電壓為380V，接法為Y型，則可知電動機定子繞組的額定電壓為220V，所以當(dāng)電源線電壓為380V時將電動機接成Y型，而電源線電壓為220V時則應(yīng)接成△，這兩種接法電動機均能正常工作?！?-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機三、三相異步電動機的銘牌識讀6.絕緣等級：指電動機繞組所用絕緣材料在使用時所允許的極限溫度等級。常用的三級為：A級極限溫度為105℃，B級極限溫度為130℃，E級極限溫度為120℃。Y系列電動機采用B級絕緣。7.工作制：指電動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)，通常分連續(xù)（S1）、短時（S2）和斷續(xù)（S3）三種?！?-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機四、三相異步電動機的簡單檢測與維護1.三相異步電動機的簡單檢測三相異步電動機的檢測主要涉及絕緣性能問題及定子繞組對稱性問題。（1）絕緣性檢測用兆歐表檢測外殼對定子繞組間及各定子繞組之間的絕緣電阻，各次阻值應(yīng)在0.5MΩ以上。（2）三相定子繞組之間對稱性檢測a.用萬用表“R×1”擋分別測量三相繞組阻值是否相同，若阻值不同則表明三相繞組不對稱。這種方法對于有些短路故障很難測出。b.將萬用表置于毫安擋，并將其串聯(lián)在任意兩相繞組間，慢慢轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)子，利用發(fā)電機原理，記錄電流的大小，再改換成另外兩相，比較大小，看是否相同。若相同，即為對稱。c.將三相異步電動機接入電路，用鉗形表（擋位選10A或更?。⑷嗑€同時置于鉗形表中測量。若電流為零，則可斷定繞組對稱；若電流不為零，并且電路無故障，則為三相繞組不對稱引起?！?-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機四、三相異步電動機的簡單檢測與維護（2）三相定子繞組之間對稱性檢測2.三相異步電動機的簡單維護（1）電動機每運轉(zhuǎn)4000小時，應(yīng)用汽油清洗軸承并更換潤滑脂，每年至少一次。軸承潤滑脂為鋰基潤滑脂，用量以約填滿軸承室空間的2/3為宜。（2）若軸承磨損或損壞，應(yīng)按要求的規(guī)格型號更換軸承。（3）久未使用的電動機在安裝之前應(yīng)查看絕緣電阻是否過低，軸承潤滑脂是否變質(zhì)。若有上述情況，則應(yīng)干燥繞組，清洗軸承并更換潤滑脂。（4）對于在使用中的電動機，應(yīng)定期查看安裝的緊固性?！?-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機四、三相異步電動機的簡單檢測與維護§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法1.電動機接通電源起動，電動機不轉(zhuǎn)但有嗡嗡聲音原因解決方法1.由于電源的接通問題，造成單相運轉(zhuǎn)1.需檢查電源線，主要檢查電動機的接線與熔斷器，是否有線路損壞問題2.電動機的負(fù)載量過重2.將電機卸載后空載或半載起動3.被拖動機械卡住3.估計是由于被拖動器械的故障，卸載被拖動器械，從被拖動器械上找故障4.繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路開路或斷線、電刷規(guī)格不對、滑環(huán)表面有油垢或粗糙不平、凸輪控制器的接觸情況4.檢查電刷、滑環(huán)和起動電阻的接合情況5.定子內(nèi)部首端位置接錯，或有斷線、短路5.需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線或短路§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法2.電動機過熱或冒煙原因解決方法1.電源電壓達不到標(biāo)準(zhǔn)，電動機在額定負(fù)載下升溫過快1.調(diào)整電動機電網(wǎng)電壓2.電動機運轉(zhuǎn)環(huán)境的影響，如濕度高等原因2.檢查風(fēng)扇運行情況，加強對環(huán)境的檢查，保證環(huán)境的適宜3.電動機過載或單相運行3.檢查電動機啟動電流，發(fā)現(xiàn)問題及時處理4.電動機啟動故障，正反轉(zhuǎn)過多4.減少電動機正反轉(zhuǎn)的次數(shù)，及時更換適應(yīng)正反轉(zhuǎn)的電動機§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法3.絕緣電阻低原因解決方法1.電動機內(nèi)部進水，受潮1.拆開電機，抽出轉(zhuǎn)子，對轉(zhuǎn)子和定子進行烘干處理2.繞組上有雜物，粉塵影響2.拆開電機處理電動機內(nèi)部雜物3.

電動機接線盒內(nèi)絕緣降低3.檢查并恢復(fù)引出線絕緣或更換接線盒絕緣接線板4.電動機內(nèi)部繞組老化4.拆卸電機，視情況對繞組進行補澆絕緣漆直至更換繞組處理§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法4.電動機外殼帶電原因解決方法1.電動機引出線的絕緣或接線盒絕緣線板老化破損1.恢復(fù)電動機引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板2.繞組端蓋部絕緣損壞接觸電動機機殼2.如卸下端蓋后接地現(xiàn)象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋3.電動機保護接地出問題3.按規(guī)定重新保護接地§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法5.電動機運行時有雜音不正常原因解決方法1.電動機內(nèi)部連接錯誤，造成接地或短路，電流不穩(wěn)引起噪聲1.打開電動機進行全面檢查2.電動機內(nèi)部軸承年久失修，或內(nèi)部有雜物2.打開電動機處理軸承，清除雜物并更換軸承潤滑脂6.電動機振動§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的工作原理主題5變壓器與電動機五、三相異步電動機常見故障及處理方法原因解決方法1.電動機安裝的地面不平1.將電動機底座安裝平穩(wěn)，保證平衡性2.電動機內(nèi)部轉(zhuǎn)子不平衡2.校動轉(zhuǎn)子平衡3.皮帶輪或聯(lián)軸器不平衡3.進行皮帶輪或聯(lián)軸器校動平衡4.轉(zhuǎn)軸彎曲4.校直轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪找正后鑲套重車5.電動機風(fēng)扇問題5.對風(fēng)扇校正§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的機械特性主題5變壓器與電動機一、機械特性曲線1.轉(zhuǎn)矩特性曲線

當(dāng)三相異步電動機定子繞組上的外加電壓和電源頻率不變時，三相異步電動機軸上輸出的轉(zhuǎn)矩T與電動機轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系曲線，稱為轉(zhuǎn)矩特性曲線。轉(zhuǎn)矩特性曲線轉(zhuǎn)矩特性曲線§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的機械特性主題5變壓器與電動機一、機械特性曲線2.機械特性曲線在電力系統(tǒng)中，為便于分析，我們將轉(zhuǎn)矩特性曲線順時針轉(zhuǎn)過90°，并把轉(zhuǎn)差率s變換為轉(zhuǎn)速n，即可變?yōu)閚與T之間的關(guān)系曲線。我們將之稱為三相異步電動機的機械特性曲線。機械特性曲線二、特性曲線分析§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的機械特性主題5變壓器與電動機1.電動機起動瞬間電動機起動瞬間n=0（或s=1），此時，電動機軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩Tst。起動轉(zhuǎn)矩Tst必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL

，電動機才能起動。機械特性曲線2.額定狀態(tài)下運行時額定狀態(tài)下運行時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN

，此時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率為sN

，電動機軸上產(chǎn)生的機械轉(zhuǎn)矩為TN

。二、特性曲線分析§5-2三相異步電動機※三相異步電動機的機械特性主題5變壓器與電動機機械特性曲線