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1、学习单元三学习单元三学习单元二学习单元二学习单元一学习单元一磁路的基本概念磁路的基本概念变压器变压器交流异步电动机交流异步电动机模块导读模块导读 变压器和三相异步电动机使用广泛，是变压器和三相异步电动机使用广泛，是电工电子技术中的重要学习内容。本模块包电工电子技术中的重要学习内容。本模块包括磁路的基本概念、变压器、三相异步电动括磁路的基本概念、变压器、三相异步电动机等内容，主要针对变压器和三相异步电动机等内容，主要针对变压器和三相异步电动机的结构、原理、特性及应用进行了讲解机的结构、原理、特性及应用进行了讲解。磁路主要由铁心和励磁磁路主要由铁心和励磁线圈组成，磁势是变压器和线圈组成，磁势是变压
2、器和三相异步电动机电磁转换的三相异步电动机电磁转换的主要媒介，本学习单元针对主要媒介，本学习单元针对铁磁物质及磁场特性进行讲铁磁物质及磁场特性进行讲解，目的是让学生掌握电磁解，目的是让学生掌握电磁理论和典型应用理论和典型应用。学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念 引引 言言一、磁路系统简介学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念1.1.磁场的基本物理量磁场的基本物理量1)磁感应强度磁感应强度2)磁通磁通3)磁导率磁导率4)磁场强度磁场强度 磁感磁感应应强强度是一个矢量，用来描述空度是一个矢量，用来描述空间间某点磁某点磁场场的的强强弱和方向弱和方向。磁通是磁磁通是磁场场中垂直
3、穿中垂直穿过过某面某面积积的磁感的磁感应应强强度的度的总总和，用和，用 来表示来表示。磁磁场场强强度是一个矢量，通度是一个矢量，通过过它可以表达它可以表达磁磁场场与与产产生生该该磁磁场场的的电电流之流之间间的关系的关系。磁磁导导率是表示介率是表示介质对质对磁磁场场强强弱影响的物弱影响的物理量，用来衡量物理量，用来衡量物质质的的导导磁能力，所以，也磁能力，所以，也称称为导为导磁系数，其磁系数，其单单位是位是H/mH/m（亨利（亨利/米）米）。一、磁路系统简介学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念2.2.磁路的基本定律磁路的基本定律 磁路是由磁感线构成的闭合回路，它所经过的路径是铁心。因
4、为铁心的磁导率比周围空气 或其他非铁磁材料的磁导率大 很多，将励磁线圈缠绕在铁心 上，可使较小的励磁电流产生足够强的磁场。一、磁路系统简介学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念磁路的形成磁路的形成铁磁材料的特性补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念 1.高导磁性高导磁性 2.磁饱和性磁饱和性 3.磁滞性磁滞性铁磁材料的特性补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念铁磁材料的种类和用途铁磁材料的种类和用途各种铁磁材料的磁滞回线各种铁磁材料的磁滞回线二、交流铁心线圈电路学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的
5、基本概念1.1.电磁特性电磁特性 在交流铁心线在交流铁心线圈中通入交圈中通入交 流励磁电流流励磁电流i i时，就会产生磁通。时，就会产生磁通。磁通的绝大部分通过铁心构成闭合磁通的绝大部分通过铁心构成闭合磁路，称为主磁通磁路，称为主磁通（主磁通是流（主磁通是流经铁心的工作磁通）。而另一部分经铁心的工作磁通）。而另一部分少数磁通则不流经铁心，称为漏磁少数磁通则不流经铁心，称为漏磁通通（漏磁通是由于空气隙或其（漏磁通是由于空气隙或其他原因损耗的磁通）。主磁通和漏他原因损耗的磁通）。主磁通和漏磁通都要在线圈中产生感应电动势，磁通都要在线圈中产生感应电动势，一个是主磁电动势一个是主磁电动势e e，另一个
6、是漏，另一个是漏磁电动势磁电动势 e。交流线圈的电磁关系交流线圈的电磁关系二、交流铁心线圈电路学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念2.2.电压电流关系电压电流关系 交流铁心线圈电交流铁心线圈电路中的电压电流关系路中的电压电流关系较为复杂，经过化简较为复杂，经过化简推导可得出以下关系推导可得出以下关系式式。二、交流铁心线圈电路学习单元一磁路的基本概念学习单元一磁路的基本概念3.3.功率损耗功率损耗2 2）涡流损耗涡流损耗1 1）磁滞损耗磁滞损耗 变压器是一种静止的电机，变压器是一种静止的电机，它是利用电磁感应原理将一种等它是利用电磁感应原理将一种等级的交流电能转变成另一种（或级的交流
7、电能转变成另一种（或几种）同频率而不同等级的交流几种）同频率而不同等级的交流电能的电气设备，以实现电能在电能的电气设备，以实现电能在不同电压等级或电流等级之间的不同电压等级或电流等级之间的传输。常用的变压器有电力变压传输。常用的变压器有电力变压器、控制变压器、特殊用途变压器、控制变压器、特殊用途变压 器等器等。学习单元二变压器学习单元二变压器 引引 言言学习单元二变压器学习单元二变压器一、单相变压器1.1.变压器基本组成变压器基本组成（1 1）铁心铁心 （2 2）绕组绕组学习单元二变压器学习单元二变压器一、单相变压器变压器的铁心结构变压器的铁心结构学习单元二变压器学习单元二变压器一、单相变压器
8、2.2.变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理变压器工作原理学习单元二变压器学习单元二变压器一、单相变压器3.3.变压器的运行方式变压器的运行方式1）变压器空载变压器空载运行运行2）变压器负载运变压器负载运行行3）变压器的阻抗变压器的阻抗 变换变换变压器同名端的判别补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元二变压器学习单元二变压器1.1.同名端的概念同名端的概念 当磁通当磁通交变时，在交变时，在任一瞬间，高压绕组的某任一瞬间，高压绕组的某一端点电位相对为正时，一端点电位相对为正时，低压绕组必有一端点电位低压绕组必有一端点电位也相对为正，这两个对应也相对为正，这两个对应端点就称为同名端端点就称
9、为同名端。变压器同名端的判别补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元二变压器学习单元二变压器变压器绕组的同名端变压器绕组的同名端变压器同名端的判别补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元二变压器学习单元二变压器2.2.同名端的判别方法同名端的判别方法2 2）直流法）直流法3 3）交流法）交流法1 1）观察法）观察法学习单元二变压器学习单元二变压器二、三相变压器1.1.变压器外形结构变压器外形结构1 1安全气道；安全气道；2 2气体继电器；气体继电器；3 3高压套管；高压套管；4 4低压套管；低压套管；5 5分接开关；分接开关；6 6油箱；油箱；7 7放油阀门；放油阀门；8 8散热器；散热器；9
10、 9接地板；接地板；1010铭牌；铭牌；1111油表；油表；1212吸湿器；吸湿器；1313温度计；温度计；1414储油柜储油柜油油浸浸式式电电力力变变压压器器 变压器铭牌标注了各项技术数据，它反变压器铭牌标注了各项技术数据，它反映了变压器的全部性能，也是变压器生产、映了变压器的全部性能，也是变压器生产、使用或订货时的主要依据。变压器铭牌数据使用或订货时的主要依据。变压器铭牌数据主要包括：产品型号、产品编号、额定容量、主要包括：产品型号、产品编号、额定容量、额定电压、额定电流、额定频率、相数、联额定电压、额定电流、额定频率、相数、联结组别、使用条件、冷却条件、短结组别、使用条件、冷却条件、短
11、路电压、器身吊重、油量、总重、路电压、器身吊重、油量、总重、制造厂、生产日期等制造厂、生产日期等。学习单元二变压器学习单元二变压器二、三相变压器2.2.变压器铭牌及额定值变压器铭牌及额定值1 1）变压器的铭牌数据）变压器的铭牌数据学习单元二变压器学习单元二变压器二、三相变压器2 2）变压器的额定值）变压器的额定值额定容量额定容量额定电压额定电压额定频率额定频率额定电流额定电流（1 1）（2 2）（4 4）（3 3）学习单元二变压器学习单元二变压器二、三相变压器2.2.变压器铭牌及额定值变压器铭牌及额定值星形星形三角形三角形曲折形曲折形学习单元二变压器学习单元二变压器 利用直流测量法测量三相利用
12、直流测量法测量三相变压器的同名端，画出测试电变压器的同名端，画出测试电路，按照测试电路进行线路连路，按照测试电路进行线路连接。连接好测试电路，完成测接。连接好测试电路，完成测试内容，观察测试结果并对同试内容，观察测试结果并对同名端做好标记。名端做好标记。课堂实训课堂实训课堂实训课堂实训学习单元二变压器学习单元二变压器三、特殊用途变压器1.1.自耦变压器自耦变压器2.2.仪用互感器仪用互感器 交流异步电动机是利用电磁感交流异步电动机是利用电磁感应原理，把电能转换为机械能，输应原理，把电能转换为机械能，输出机械转矩的动力机械。交流异步出机械转矩的动力机械。交流异步电动机分为三相和单相，目前广泛电动
13、机分为三相和单相，目前广泛应用的是三相居多。三相异步电动应用的是三相居多。三相异步电动机按结构划分有鼠笼式和绕线式。机按结构划分有鼠笼式和绕线式。通过学习本单元内容，让学生掌握通过学习本单元内容，让学生掌握交流异步电动机的结构、原理、机交流异步电动机的结构、原理、机械特性及典型应用械特性及典型应用。学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机 引引 言言学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构1.1.三相异步电动机的组成三相异步电动机的组成1 1）定子部分）定子部分(4)(3)(2)(1)接线盒接线盒机座机座定子绕组定子绕组定子铁心定子铁心学习单元三交流
14、异步电动机学习单元三交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构三相鼠笼式异步电动机的结构组成三相鼠笼式异步电动机的结构组成学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构2 2）转子部分）转子部分（1 1）转子铁心）转子铁心（2 2）转子绕组）转子绕组学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构3 3）气隙）气隙 异步电动机定子与转子之间的空异步电动机定子与转子之间的空气间隙称为气隙，在中、小型异步电气间隙称为气隙，在中、小型异步电动机中，气隙一般为动机中，气隙一般为0.20.21.5 mm1.5 mm。异步电动机的励磁电流是由电网供
15、给异步电动机的励磁电流是由电网供给的。气隙的变化通常会使励磁电流变的。气隙的变化通常会使励磁电流变化，从而影响电动机的功率因数化，从而影响电动机的功率因数。学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构2.2.三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据3 3）额定电流）额定电流1 1）型号）型号2 2）额定电压）额定电压5 5）额定频率）额定频率7 7）额定功率）额定功率4 4）额定转速）额定转速6 6）额定效率）额定效率学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机二、三相异步电动机工作原理1.1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 定子绕组通入对称的定子绕组通入
16、对称的三相电流时，便会产生旋三相电流时，便会产生旋转磁场。所谓旋转磁场是转磁场。所谓旋转磁场是指极性与大小不变，且指极性与大小不变，且 沿着一定方向以一定速沿着一定方向以一定速 度旋转的磁场度旋转的磁场。学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机二、三相异步电动机工作原理旋转磁场示意图旋转磁场示意图学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机二、三相异步电动机工作原理2.2.旋转磁场的方向旋转磁场的方向正相序正相序UVW、VWU、WUV反反相序相序WVU、VUW、UWV学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机二、三相异步电动机工作原理3.3.基本工作原理基本工作原理 当三相异
17、步电动机的当三相异步电动机的 定子绕组通入三相对称的电定子绕组通入三相对称的电流时，便在定子、转子之间流时，便在定子、转子之间的气隙中产生旋转磁场。设的气隙中产生旋转磁场。设旋转磁场以旋转磁场以n1 的速度的速度逆时针逆时针旋转，转子铁心顺时针方向旋转，转子铁心顺时针方向切割磁感线，产生感应电动切割磁感线，产生感应电动势势。二二极极三三相相异异步步电电动动机机转转动动原原理理学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机二、三相异步电动机工作原理4.4.转差率转差率 通常把同步转速通常把同步转速 n1 和电动和电动机转子转速机转子转速n n两者之差与同步转两者之差与同步转速速 n1 的比值称
18、为转差率，又称的比值称为转差率，又称为转差或滑差，用为转差或滑差，用s s来表示，即来表示，即学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机三、三相异步电动机的转矩特性与机械特性1.异步电动机的转异步电动机的转矩特性矩特性2.异步电动机的机异步电动机的机械特性械特性学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机三、三相异步电动机的转矩特性与机械特性异步电动机转矩特性曲线异步电动机转矩特性曲线异步电动机机械特性曲线异步电动机机械特性曲线学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机课堂实战课堂实战 在下图中，分别标在下图中，分别标出三相异步电动机的各出三相异步电动机的各组成部分组成部分。学
19、习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异步电动机典型控制1.1.三相异步电动机的直接起动三相异步电动机的直接起动 三相异步电动机的起动是三相异步电动机的起动是指定子绕组接入电网后，转子指定子绕组接入电网后，转子从静止状态到稳定运行状态的从静止状态到稳定运行状态的过程过程。学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异步电动机典型控制限制条件限制条件 （1）机械设备是否允许电机直接起动，这是先决条件。）机械设备是否允许电机直接起动，这是先决条件。（2）直接起动时，不允许电动机的容量大于）直接起动时，不允许电动机的容量大于
20、1015主变压器的主变压器的容量。容量。（3）起动过程中电压降）起动过程中电压降 U不大于不大于15Ue。学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异步电动机典型控制2.2.三相异步电动机的减压起动三相异步电动机的减压起动1 1）定子绕阻串联电阻起动）定子绕阻串联电阻起动2 2）Y Y-起动起动3 3）自耦变压器起动）自耦变压器起动4 4）延边三角形起动）延边三角形起动 5 5）绕线式异步电动）绕线式异步电动机转子绕组串联电阻起动机转子绕组串联电阻起动 6 6）绕线式异步电动机）绕线式异步电动机频敏变阻器起动频敏变阻器起动学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异
21、步电动机典型控制3.3.三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 2 2）能耗制动）能耗制动）能耗制动）能耗制动 3 3）反接制动）反接制动）反接制动）反接制动 1 1）机械制动机械制动机械制动机械制动学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异步电动机典型控制4.4.三相异步电动机的变速三相异步电动机的变速（1 1 1 1）/YYYYYYYY双速控制双速控制双速控制双速控制（2 2 2 2）Y/YY Y/YY Y/YY Y/YY双速控制双速控制双速控制双速控制学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机四、三相异步电动机典型控制双速三相异步电动机定子绕组双速三相异步电动机定
22、子绕组/YY/YY接线图接线图三相异步电动机定子绕组三相异步电动机定子绕组Y/YYY/YY接线图接线图单相异步电动机补补补补充充充充知知知知识识识识1 1单相异步电动机的分类单相异步电动机的分类学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机 单相异步电动机可直单相异步电动机可直接用接用220 V220 V交流电源供电，所交流电源供电，所以，在工业、医疗、家用电以，在工业、医疗、家用电器上广泛使用。如电风扇、器上广泛使用。如电风扇、洗洗 衣机、衣机、电冰箱、吸尘器电冰箱、吸尘器 等，都用单相异步电动等，都用单相异步电动 机做动力机做动力。单相异步电动机补补补补充充充充知知知知识识识识学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机1 1）分相起动分相起动 2 2）罩极起动罩极起动 单相异步电动机补补补补充充充充知知知知识识识识2.2.电容式单相异步电动机的工作原理电容式单相异步电动机的工作原理学习单元三交流异步电动机学习单元三交流异步电动机 1）分相起动式分相起动式单相异步电动机单相异步电动机 的工作原理的工作原理 2）罩极起动式罩极起动式单相电动机的工作原单相电动机的工作原理理