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1、模块四变压器和三相异步电动机教学目标教学目的：让学员了解变压器和三相异步电动机的结构、原理、属性等 知识内容，对磁路和各类变压器有初步的认知，使学生能够 掌握各类变压器和电动机的结构、特性等，为后续课程的学 习打下扎实的基础。教学要求：要求教师应对磁路的基本知识进行入门导学，可结合具体实 物进行举例分析，向学生强调基本概念，课堂上可适当增加 体验环节。教学重点及难点教学重点：磁路的基本组成及功能；变压器的组成、特点等。教学难点：三相异步电动机的原理、特性的讲解。解决方法：课堂教学结合实物、现场演示、课堂体验综合讲解。教学板书课程引入：课程的专业地位，课程的知识结构，课程的服务对象。学习单元1磁
2、路的基本概念一、磁路系统简介1 .磁场的基本物理量1）磁感应强度磁感应强度是一个矢量，用来描述空间某点磁场的强弱和方向。模块小结模块检测课后记2）磁通磁通是磁场中垂直穿过某面积的磁感应强度的总和，用中来表示。8 =虫或中=8SS3）磁导率（1磁导率是表示介质对磁场强弱影响的物理量，用来衡量物质的导磁能力，所以，也称为导磁系数。中=匕4）磁场强度磁场强度也是一个矢量，通过它可以表达磁场与产生该磁场的电流 之间的关系。2 .磁路的基本定律磁场的强弱与线圈的匝数和励磁电流成正比，即f=ni = hi磁路在实行分析与计算的过程中，经常用到磁路欧姆定律。即 U g F F/ J_后二、交流铁芯线圈电路1
3、 .电磁特性在交流铁芯线圈中通入交流励磁电流i时，就会产生磁通。励磁电流i和漏磁通。呈线性关系。2 .电压电流关系U xE = 4.444中, =4.44fNB,S当电压、频率、线圈匝数一定时，m基本保持不变，即交流铁芯 线圈具有恒磁通特性。3 .功率损耗交流铁芯线圈的功率损耗为P = Ulcostp = R/2 + APfc1）磁滞损耗2）涡流损耗问题与思考学习单元2变压器一、单相变压器1 .变压器基本组成变压器是电磁转换设备，所以，它主要由铁芯和绕组（线圈）两部 分组成。2,变压器工作原理只要改变一、二次绕组的匝数比，便可改变输出电压（输入电压基 本保持不变）的大小，这就是变压器利用电磁感
4、应原理，将一种等级的 电压转换成同频率的另一种等级的电压的基本工作原理。3.变压器运行方式1）变压器空载运行变压器空载运行是指一次绕组与电源相连，二次绕组开路（不连接负载）的一种运行方式。2）变压器负载运行变压器负载运行是指一次绕组与电源相连，二次绕组与负载连接。3）变压器的阻抗变换等效阻抗的计算遵循欧姆定律原那么。变压器的等效阻抗与负载和变 比有关，改变变压器的变比，变压器的等效阻抗就会发生改变。二、三相变压器1 .变压器外形结构变压器的主要部件包括器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装 置等。长芯钱图篦撑引我及分提开关r本体（埼X、标嚏、箱底）交 油然2 II附件（放油阀门、小车、油样活门
5、、接地培校、钻中）冷”装置（依热制保护蓑储油柜、油灰、安全毛道、可吸M、测温元件、气体逑电I出战兼充（高瓜套管、做瓜套管）3 .变压器名牌及额定值1）变压器的名牌数据变压器名牌标注了各项技术数据，它反映了变压器的全部性能。2）变压器的额定值额定容量、额定电压、额定电流、额定频率4 .变压器联结组别电力变压器的连接方式主要有星形、三角形、曲折形等。主要以星 形、三角形联结居多。三.特殊用途变压器1 .自耦变压器自耦变压器的铁芯上只有一个绕组，一次、二次绕组共用。U M “ 八 1 =A .= Ui N1 11 K2,仪用互感器它的特点是可以实现被测量和测量量之间的隔离，如电压互感器和 电流互感器
6、。1）电压互感器电压互感器一次、二次绕组电压比为Ui 工 KuUi2）电流互感器电流互感器一次、二次绕组电流比为八。/2电流互感器一次倒J可测量大小不等的电流，二次例怕勺输出电流（短路电流）额定值为5A。问题与思考学习单元3交流异步电动机一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的结构主要由定子和转子两大局部组成，.三相异步电动机的组成三相异步电动机的定子局部包含定子铁芯、定子绕组、机座、接线盒、 前后端盖、风罩。转动局部包含转子铁芯、转子绕组（鼠笼式由金属条构 成）、转轴、风扇、轴承。1）定子局部（1）定子铁芯（2）定子绕组（3）机座（4）接线盒2）转子局部（1）转子铁芯（2）转子绕组3）气
7、隙1 .三相异步电动机名牌数据三相异步电动机的名牌数据是电动机的档案，主要包含型号和额定参 数。1）型号2）额定电压3）额定电流4）额定转速5）额定频率6）额定效率7）额定功率二、三相异步电动机工作原理.旋转磁场的产生所谓旋转磁场是指极性与大小不变，且沿着一定方向以一定速度旋 转的磁场。1 .旋转磁场的方向旋转磁场的旋转方向与定子绕组中的电流相序有关，三相交流电流 具有一定的相序，如UVW、VWU、WUV属于同一个相 序，也称为正相序。2 .基本工作原理当三相异步电动机的定子绕组通入三相对称的电流时，便在定子、 转子之间的气隙中产生旋转磁场。3 .转差率通常把同步转速n.和电动机转子转速n两者
8、之差与同步转速m的比 值称为转差率，又称为转差或滑差。n - n s =n 三、三相异步电动机机械特性.异步电动机的转矩特性1 .异步电动机的机械特性四、三相异步电动机典型控制.三相异步电动机的直接起动三相异步电动机起动时，要求有足够大的起动转矩，以缩短起动时间。1 .三相异步电动机的减压起动为了防止电动机直接起动对电网或机械设备的冲击等因素，通常会 采取减压起动方式。1）定子绕组串联电阻起动） Y-A起动三相异步电动机Y-A起动只适用于电动机正常运行且定子绕组为 三角形联结的情况。3）自耦变压器起动三相异步电动机自耦变压器起动只适用于鼠笼式异步电动机且定 子绕组为星形联结的情况。4）延边三角
9、形起动三相异步电动机采用延边三角形起动时，既可提高起动转矩，又可减小 起动电流。5）绕线式异步电动机转子绕组串联电阻起动三相绕线式异步电动机具有拖动转矩大的特点，一般会在带有较大 负载的电路中使用。6）绕线式异步电动机频敏变阻器起动频敏变阻器实际上利用转子频率的平滑变化到达使转子回路总电阻平滑减小的目的。2 .三相异步电动机的制动1）机械制动三相异步电动机采用机械制动时，其控制原理是利用机械装置产生 的摩擦力来强迫电动机迅速停车。最常用的机械制动装置是电磁制动 器。2）能耗制动这种制动方法实际是在电动机停止后将储存在电动机转子中的机 械能变为电能，再将这些电能消耗在转子的制动上，故称为能耗制动。3）反接制动三相异步电动机反接制动实质上是通过改变异步电动机定子绕组 中的三相电源相序使定子绕组产生与转动方向相反的旋转磁场，从而产 生制动转矩的一种制动方法。3 .三相异步电动机的变速a/YY双速控制1） Y/YY双速控制问题与思考