電工電子技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）課件：電機與變壓器

電機與變壓器

變壓器變阻抗知識點：變壓器變電壓、變電流、變阻抗變壓器變電壓01變壓器變電流0203變壓器電壓變換作用01變壓器的電壓變換作用一次側(cè)感應(yīng)電動勢e1近似于外加電壓u1平衡，只考慮有效值則U1=E1二次側(cè)的次級繞組相當(dāng)于一個電源，在其作用下負載兩端電壓u2與二次側(cè)感應(yīng)電動勢e2近似相等，只考慮有效值則U2=E2K稱為變比變壓器電壓變換公式：K＞1，則一次側(cè)電壓大于二次側(cè)電壓，降壓變壓器。K＜1，則一次側(cè)電壓小于二次側(cè)電壓，升壓變壓器。與匝數(shù)成正比結(jié)論：一次側(cè)、二次側(cè)電壓與匝數(shù)成正比變壓器電流變換作用02

P1=P2負載端輸出功率電源端輸入功率P1=U1I1P2=U2I2變壓器的電流變換作用

I1、I2

分別為初級繞組的電流和次級繞組的電流有效值。變壓器電流變換公式：與匝數(shù)成反比結(jié)論：一次側(cè)、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比變壓器阻抗變換作用03Z負載阻抗，初級繞組的阻抗結(jié)論:變壓器一次側(cè)的等效阻抗,為二次側(cè)負載阻抗Z的K2倍。變壓器的阻抗變換作用小結(jié)電壓變換：電流變換：阻抗變換：電壓與匝數(shù)成正比電流與匝數(shù)成反比阻抗與匝數(shù)平方成正比例題：接在220V交流電源上的單相變壓器，其二次繞組電壓為110V。若二次繞組匝數(shù)為350匝，求（1）變壓比K；（2）一次繞組的匝數(shù)。解：（1）根據(jù)公式

可知：（2）根據(jù)公式:

可知：電機與變壓器

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理知識點：變壓器結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器的概述01變壓器的分類0203變壓器概述01

變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。變壓器主要功能有：變電壓：電力系統(tǒng)變電流：電流互感器變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變壓器概述

升壓變壓器

降壓變壓器

配電變壓器

1.主要用途：

①電力系統(tǒng)中輸變電變壓器概述

電力系統(tǒng)中常采用高壓輸電，到達目的地采用低壓配電方式。②為多種儀器儀表、電子線路提供合適的電流和電壓（變電流、變電壓）③電子技術(shù)中耦合、隔離信號和實現(xiàn)阻抗匹配

儀器儀表、電子線路等電子技術(shù)中變壓器變壓器的分類02①按用途分電力變壓器（輸配電用）儀用變壓器電壓互感器電流互感器整流變壓器變壓器的分類②按相數(shù)分單相變壓器三相變壓器

單相變壓器三相變壓器變壓器的分類心式變壓器殼式變壓器③按結(jié)構(gòu)分鐵心繞組鐵心繞組變壓器的分類自冷式變壓器（小型）油冷式變壓器（大型）④按冷卻方式

自冷式變壓器油冷式變壓器常用變壓器常用變壓器電力變壓器單相變壓器三相變壓器變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理03

1.變壓器的結(jié)構(gòu)

與電源相連與負載相連繞組繞組：一次繞組二次繞組

變壓器的電路

鐵心：由高導(dǎo)磁硅鋼片構(gòu)成厚0.35mm或0.5mm

變壓器的磁路

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.變壓器的工作原理

u1為一次繞組電壓（輸入電壓、電源電壓）；u2

為二次繞組電壓（輸出電壓、負載電壓）；N1、N2

分別為一、二次繞組的匝數(shù)；E1

、E2

分別為一、二次繞組的感應(yīng)電動勢。變壓器原理圖變壓器符號變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理第一步原邊加電壓產(chǎn)生電流i

第三步交變磁通Φ在副邊產(chǎn)生電動勢e2第二步交變電流產(chǎn)生i交變磁通Φ

2.變壓器工作原理——空載運行（三步曲）

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.變壓器工作原理——帶負載運行（三步曲）

第一步原邊加電壓產(chǎn)生電流i

第二步交變電流產(chǎn)生磁通Φ

第三步交變磁通Φ在副邊產(chǎn)生電動勢e2

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理空載運行

帶負載運行

兩種運行方式的區(qū)別

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理交流電流i1通過初級繞組初級繞組兩端加交流電壓u1產(chǎn)生交變磁通，主磁通Ф主磁通Ф，在原邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1主磁通Ф，在副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e2在電動勢e2作用下，負載兩端電壓u2一次側(cè)（電源側(cè)）二次側(cè)（負載側(cè)）目錄變壓器和電動機磁路及變壓器3.1三相交流異步電動機3.3直流電動機3.23.2直流電機一、電機分類與用途分類發(fā)電機電動機交流電動機直流電動機異步電動機同步電動機三相單相鼠籠型繞線型并勵串勵復(fù)勵他勵工業(yè)（機床、紡織機械、起重機、礦山機械等）農(nóng)業(yè)（脫粒機、粉碎機、水泵及加工機械等）家用電器（電風(fēng)扇、空調(diào)、洗衣機、電冰箱及小功率電動工具等）用途二、三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)異步電動機零件拆卸圖定子（固定不動）主要結(jié)構(gòu)定子鐵心定子繞組轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)運動）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組1.定子定子鐵心定子繞組定子接線盒接線方式U1

V1

W1W2

U2

V2U1

V1

W1U2

V2

W2U1

V1

W1W2

U2

V2星形(Y)連接3~U1

V1

W1W2

U2

V2三角形(△)連接3~U1U2V1V2W1W2定子剖面模型2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：電動機主磁通通路，0.5mm硅鋼片疊加而成轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵心鼠籠型繞組繞線型繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組繞線型繞組籠型電動機示意圖歸納：

只要三相異步機的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場。

在電動機對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場

轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割，生成感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力矩力矩對電機轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。謝謝觀看Thankyou目錄變壓器和電動機變壓器3.1三相交流異步電動機3.3直流電動機3.23.3三相交流異步電動機一、電機分類與用途分類發(fā)電機電動機交流電動機直流電動機異步電動機同步電動機三相單相鼠籠型繞線型并勵串勵復(fù)勵他勵工業(yè)（機床、紡織機械、起重機、礦山機械等）農(nóng)業(yè)（脫粒機、粉碎機、水泵及加工機械等）家用電器（電風(fēng)扇、空調(diào)、洗衣機、電冰箱及小功率電動工具等）用途3.3三相交流異步電動機二、三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)異步電動機零件拆卸圖定子（固定不動）主要結(jié)構(gòu)定子鐵心定子繞組轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)運動）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組3.3三相交流異步電動機1.定子定子鐵心定子繞組3.3三相交流異步電動機定子接線盒接線方式U1

V1

W1W2

U2

V2U1

V1

W1U2

V2

W2U1

V1

W1W2

U2

V2星形(Y)連接3~U1

V1

W1W2

U2

V2三角形(△)連接3~U1U2V1V2W1W2定子剖面模型3.2三相交流異步電動機2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：電動機主磁通通路，0.5mm硅鋼片疊加而成轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵心鼠籠型繞組繞線型繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組繞線型繞組3.2三相交流異步電動機籠型電動機示意圖3.2三相交流異步電動機三、三相交流異步電動機工作原理1.三相異步電動機工作原理U1U2V1V2W1W2定子剖面模型U1V1W1iuiviw三相異步電動機的三相定子繞組以互隔1200的方式嵌放在定子鐵芯中。當(dāng)三個繞組分別接入對稱三相交流電后，便可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

t02

iuiwivi規(guī)定：電流為正值時，電流從繞組首端流入（），從末端流出（）；電流為負值時，電流從繞組末端流入，從首端流出。3.2三相交流異步電動機U1V1V2W1W2U2

t=240°

t=360°U1V1V2W1W2U2U1V1V2W1W2U2

t=0°NSNSS

t=0°360°240°120°

t02

iuiwiviU1V1V2W1W2U2NS

t=120°N3.2三相交流異步電動機歸納：

只要三相異步機的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場。

在電動機對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場

轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割，生成感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力矩力矩對電機轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。3.2三相交流異步電動機2.三相異步電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1(轉(zhuǎn)/每分）電源頻率電動機的磁極對數(shù)7501000150030004321pn(轉(zhuǎn)/每分)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速表AA'B'Y'C'Z'X11X'BYCZAXBYCZSN

二極電機

p=1

四極電機

p=23.2三相交流異步電動機

電動機上存在兩個轉(zhuǎn)速，一個是旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1，一個是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。電動機的轉(zhuǎn)速n能等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1嗎？如果二者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有了相對切割產(chǎn)生感應(yīng)電流成為載流導(dǎo)體→不是載流導(dǎo)體就無法在磁場中受力→不受力電動機就永遠轉(zhuǎn)運不起來?！D(zhuǎn)子不切割磁場就不能n≠n1，異步！轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致。瞬時針額定負載時的轉(zhuǎn)差率為1%-9%3.2三相交流異步電動機3.三相異步電動機的銘牌3.2三相交流異步電動機額定電壓電動機在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。額定電流電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。例如：Y/

6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。功率與效率額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。

=72~93％額定轉(zhuǎn)速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)差率