第5章變壓器與電動機

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)福建工程學(xué)院福建工程學(xué)院2013年年陳佳新陳佳新 主編主編周理周理 陳炳煌陳炳煌 盧光寶盧光寶 鄢仁武鄢仁武 編編第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(2)第第5章章 變壓器與電動機變壓器與電動機5.2 三相異步電動機三相異步電動機 5.3 單相異步電動機單相異步電動機 5.4 三相異步電動機的電氣控制三相異步電動機的電氣控制5.1 變壓器變壓器第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(3)5.1 變壓器變壓器5.1.1 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能 磁性材料（如鐵、鎳、鈷及其合金）的磁導(dǎo)率很高，是制磁性材料（如鐵、鎳、鈷及其合金）的磁導(dǎo)率很高，是制造變壓器、電

2、機和各類電器鐵心的主要材料，磁性材料具有以造變壓器、電機和各類電器鐵心的主要材料，磁性材料具有以下特點。下特點。 變壓器是一種靜止的電能轉(zhuǎn)換裝置，它利用電磁感應(yīng)原理，變壓器是一種靜止的電能轉(zhuǎn)換裝置，它利用電磁感應(yīng)原理，根據(jù)需要可以將一種交流電壓和電流等級轉(zhuǎn)換成同頻率的另一根據(jù)需要可以將一種交流電壓和電流等級轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓和電流等級。種電壓和電流等級。 電動機能將電能轉(zhuǎn)換為機械能。異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、電動機能將電能轉(zhuǎn)換為機械能。異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、運行可靠等一系列優(yōu)點，能滿足各行各制造方便、價格低廉、運行可靠等一系列優(yōu)點，能滿足各行各業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機械的拖動要

3、求，在各種電動機中應(yīng)用最廣。業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機械的拖動要求，在各種電動機中應(yīng)用最廣。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(4)1. 高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性 磁性材料內(nèi)部存在的天然磁化區(qū)（稱為磁疇），在沒有外磁性材料內(nèi)部存在的天然磁化區(qū)（稱為磁疇），在沒有外磁場的作用時，磁疇呈現(xiàn)雜亂無章的排列，磁場相互抵銷，對磁場的作用時，磁疇呈現(xiàn)雜亂無章的排列，磁場相互抵銷，對外不呈現(xiàn)磁性。在外加磁場時，磁疇在外磁場的作用下，其方外不呈現(xiàn)磁性。在外加磁場時，磁疇在外磁場的作用下，其方向逐漸與外磁場一致，產(chǎn)生遠大于外磁場的附加磁場，從而增向逐漸與外磁場一致，產(chǎn)生遠大于外磁場的附加磁場，從而增強了原來的磁場。強了原來的

4、磁場。（a）無外磁場）無外磁場 （b）有外磁場）有外磁場第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(5)2. 磁飽和性磁飽和性 當外磁場增大到一定程度時，磁性當外磁場增大到一定程度時，磁性材料中的磁疇已全部排列整齊，這時磁材料中的磁疇已全部排列整齊，這時磁性材料中的磁感應(yīng)強度趨向于某一定值，性材料中的磁感應(yīng)強度趨向于某一定值，稱此特性為磁飽和性。稱此特性為磁飽和性。 磁性材料的磁化特性用磁化曲線（磁性材料的磁化特性用磁化曲線（B-H曲線）來表示。當曲線）來表示。當磁場強度磁場強度H比較小時，磁感應(yīng)強度比較小時，磁感應(yīng)強度B與與H近似成比例地增加；近似成比例地增加；當當H增大到一定值后，增大到一定

5、值后，B的增加緩慢下來，最后趨于磁飽和。的增加緩慢下來，最后趨于磁飽和。因此磁性材料的因此磁性材料的B與與H為非線性關(guān)系，磁導(dǎo)率為非線性關(guān)系，磁導(dǎo)率 不是常數(shù)。不是常數(shù)。 圖中圖中B0-H為真空的磁化曲線，為真空的磁化曲線，B0與與H為正比關(guān)系。為正比關(guān)系。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(6)3. 磁滯性磁滯性 磁性材料在交變磁場磁性材料在交變磁場中被反復(fù)磁化，磁感應(yīng)強中被反復(fù)磁化，磁感應(yīng)強度度B隨磁場強度隨磁場強度H變化的關(guān)變化的關(guān)系為一條閉合曲線，稱為系為一條閉合曲線，稱為磁滯回線。磁滯回線。 當當H減小到零時，減小到零時，B并未回到零，這種磁感應(yīng)強度滯后于并未回到零，這種磁感應(yīng)

6、強度滯后于磁場強度變化的性質(zhì)稱為磁性材料的磁滯性。磁場強度變化的性質(zhì)稱為磁性材料的磁滯性。Br剩磁感應(yīng)強度（剩磁）剩磁感應(yīng)強度（剩磁）Hc矯頑磁力矯頑磁力永久磁鐵的磁性就是剩磁產(chǎn)生的。永久磁鐵的磁性就是剩磁產(chǎn)生的。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(7) 磁性材料在交變磁化過程中，磁性材料在交變磁化過程中，由于磁滯現(xiàn)象的存在而產(chǎn)生的能量由于磁滯現(xiàn)象的存在而產(chǎn)生的能量損耗，稱為磁滯損耗。損耗，稱為磁滯損耗。 在交變磁場作用下，在垂直于在交變磁場作用下，在垂直于磁力線方向的鐵心截面上還會產(chǎn)生磁力線方向的鐵心截面上還會產(chǎn)生旋渦狀的電流，稱為渦流，如圖所旋渦狀的電流，稱為渦流，如圖所示。在鐵心內(nèi)

7、產(chǎn)生的能量損耗稱為示。在鐵心內(nèi)產(chǎn)生的能量損耗稱為渦流損耗。渦流損耗。 磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵損耗。為了減磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵損耗。為了減小鐵損耗，通常變壓器和交流電機的鐵心都采用硅鋼片疊片小鐵損耗，通常變壓器和交流電機的鐵心都采用硅鋼片疊片而成。而成。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(8) 磁性材料常分為以下兩類。磁性材料常分為以下兩類。 （1）軟磁材料）軟磁材料。軟磁材料的磁滯回線較窄，剩磁較小，矯。軟磁材料的磁滯回線較窄，剩磁較小，矯頑磁力較小，常用來制造變壓器、電機和電器等的鐵心。軟磁頑磁力較小，常用來制造變壓器、電機和電器等的鐵心。軟磁材料主要有鑄

8、鐵、硅鋼、坡莫合金及鐵氧體等。材料主要有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金及鐵氧體等。 （2）硬磁材料）硬磁材料。硬磁材料的磁滯回線較寬，剩磁較大，矯。硬磁材料的磁滯回線較寬，剩磁較大，矯頑磁力較大，常用來制造永久磁鐵。硬磁材料主要有碳鋼、鎳頑磁力較大，常用來制造永久磁鐵。硬磁材料主要有碳鋼、鎳鋁鈷合金和釹鐵硼合金等。鋁鈷合金和釹鐵硼合金等。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(9)1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu) 變壓器的主要組成部分變壓器的主要組成部分是鐵心和繞組（俗稱器身）。是鐵心和繞組（俗稱器身）。 電力變壓器多采用油浸電力變壓器多采用油浸式和干式結(jié)構(gòu)，圖示為油浸式和干式結(jié)構(gòu)，圖示為油浸式電

9、力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。 5.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理變壓器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(10)（1）鐵心是變壓器的主磁路，又是繞組的支撐骨架。）鐵心是變壓器的主磁路，又是繞組的支撐骨架。 鐵心的基本結(jié)構(gòu)有心式和殼式兩種，如圖所示。鐵心的基本結(jié)構(gòu)有心式和殼式兩種，如圖所示。（a）心式）心式 （b）殼式）殼式（2）繞組變壓器的電路部分，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。）繞組變壓器的電路部分，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。 一般電力變壓器都把繞組繞制成圓形的。工作電壓高的繞組一般電力變壓器都把繞組繞制成圓形的。工作電壓高的繞組稱為高壓繞組，工作電

10、壓低的繞組稱為低壓繞組。在高、低壓稱為高壓繞組，工作電壓低的繞組稱為低壓繞組。在高、低壓繞組之間及繞組與鐵心之間都加有絕緣。繞組之間及繞組與鐵心之間都加有絕緣。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(11)2. 變壓器的額定值變壓器的額定值銘牌數(shù)據(jù)主要包括銘牌數(shù)據(jù)主要包括（1）額定電壓）額定電壓U1N和和U2N （V）。對于三相變壓器指線電壓。對于三相變壓器指線電壓。（2）額定電流）額定電流I1N和和I2N （A）。對于三相變壓器指線電流。對于三相變壓器指線電流。（3）額定容量）額定容量SN （kVA）。由于電力變壓器的效率很高，忽由于電力變壓器的效率很高，忽略壓降損耗時有略壓降損耗時有對單

11、相變壓器對單相變壓器 N2N2N1N 1NSUIUI對三相變壓器對三相變壓器 N2N2N1N 1N33SUIUI第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(12)【例【例5.1.1】 一臺三相油浸自冷式變壓器，已知一臺三相油浸自冷式變壓器，已知SN=560kVA，U1N/U2N=10kV/400V，試求一次、二次繞組的額定電流，試求一次、二次繞組的額定電流I1N、I2N各為多少？各為多少？解解3N1N1N560 1032.33A3 10 0003SIU3N2N2N560 10808.29A33400SIU第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(13)3. 變壓器的工作原理變壓器的工作原理變壓器

12、的工作原理圖變壓器的工作原理圖 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(14)（1）電壓變換作用）電壓變換作用 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作。通常接交流電源的稱變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作。通常接交流電源的稱為一次繞組（俗稱原繞組或初級繞組）；接負載的稱為二次為一次繞組（俗稱原繞組或初級繞組）；接負載的稱為二次繞組（俗稱副繞組或次級繞組）。繞組（俗稱副繞組或次級繞組）。 一次繞組加合適的交流電源電壓一次繞組加合適的交流電源電壓u1 ，就有交流電流，就有交流電流i1 流流過，產(chǎn)生一次繞組磁通勢，鐵心中激勵起交變的主磁通過，產(chǎn)生一次繞組磁通勢，鐵心中激勵起交變的主磁通 ，同時交鏈一次、二次繞組。

13、根據(jù)電磁感應(yīng)定律，便在一次、同時交鏈一次、二次繞組。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，便在一次、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1和和e2 。二次繞組在。二次繞組在e2的作用下，的作用下，向負載向負載ZL供電，實現(xiàn)了能量傳遞。供電，實現(xiàn)了能量傳遞。 另有一小部分磁通經(jīng)非磁性材料形成閉路，不參與能量另有一小部分磁通經(jīng)非磁性材料形成閉路，不參與能量傳遞，為漏磁通傳遞，為漏磁通 1 、 2 ，產(chǎn)生漏磁電動勢產(chǎn)生漏磁電動勢e1 、 e2 。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(15) 變壓器中電壓、電流、磁通及電動勢一般采用電工慣例來變壓器中電壓、電流、磁通及電動勢一般采用電工慣例來規(guī)定其正方向

14、規(guī)定其正方向 同一條支路中，同一條支路中，u與與i的正方向一致；的正方向一致； 由電流由電流i產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的磁通 ，正方向符合右手螺旋法則；正方向符合右手螺旋法則； 由磁通由磁通 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e，其正方向與產(chǎn)生該磁通的，其正方向與產(chǎn)生該磁通的電流電流i的正方向一致。的正方向一致。 設(shè)主磁通設(shè)主磁通 ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則一次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則一次繞組的感應(yīng)電動勢為的感應(yīng)電動勢為msint111m1m1mdcossin(90 )sin(90 )dettEtt 有效值：有效值： 1m1m1m11m1m224.44222ENf NEf Nf N第第5章章變壓器與電動機變

15、壓器與電動機5(16)同理，二次繞組感應(yīng)電動勢的有效值為同理，二次繞組感應(yīng)電動勢的有效值為22m2m24.44Ef Nf N 由于一次繞組的漏阻抗壓降較小，忽略不計時，可近似由于一次繞組的漏阻抗壓降較小，忽略不計時，可近似地認為地認為11UE空載時的二次繞組開路電壓空載時的二次繞組開路電壓202UE其有效值的關(guān)系為其有效值的關(guān)系為1112022UENkUEN式中式中k 為匝數(shù)比。為匝數(shù)比。表明一次、二次繞組的電壓之比與一次、二表明一次、二次繞組的電壓之比與一次、二次繞組的匝數(shù)比次繞組的匝數(shù)比k成正比。改變匝數(shù)比成正比。改變匝數(shù)比k，即可改變輸出電壓。，即可改變輸出電壓。 如果如果N1N2，則，

16、則U1U20，為降壓變壓器；反之，為降壓變壓器；反之，N1N2，則則U1U20，為升壓變壓器。，為升壓變壓器。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(17)（2）電流變換作用）電流變換作用由于變壓器空載電流由于變壓器空載電流I0很小，忽略不計，則有很小，忽略不計，則有1 1221 0N IN IN I1 122N IN I 變壓器負載運行時，二次繞組流過負載電流變壓器負載運行時，二次繞組流過負載電流i2，一次繞，一次繞組電流由空載電流組電流由空載電流i0變?yōu)樨撦d時電流變?yōu)樨撦d時電流i1，負載時的主磁通，負載時的主磁通 由由一、二次繞組的磁通勢共同建立。一、二次繞組的磁通勢共同建立。 由由U1

17、E1=4.44fN1 m，當電源，當電源U1 和和f 不變時，產(chǎn)生不變時，產(chǎn)生E1 的的主磁通主磁通 也應(yīng)基本不變，所以負載時建立主磁通也應(yīng)基本不變，所以負載時建立主磁通 所需的合所需的合成磁通勢與空載時所需的磁通勢也應(yīng)基本不變，即有磁通勢成磁通勢與空載時所需的磁通勢也應(yīng)基本不變，即有磁通勢平衡方程平衡方程第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(18)變壓器一次、二次繞組中電流有效值的關(guān)系為變壓器一次、二次繞組中電流有效值的關(guān)系為表明變壓器負載運行時，其一次側(cè)與二次側(cè)的電流之比在數(shù)表明變壓器負載運行時，其一次側(cè)與二次側(cè)的電流之比在數(shù)值上近似地與一、二次繞組的匝數(shù)成反比。值上近似地與一、二次繞

18、組的匝數(shù)成反比。 綜合有，變壓器的繞組電壓高的，其工作電流小；繞組綜合有，變壓器的繞組電壓高的，其工作電流小；繞組電壓低的，其工作電流大。電壓低的，其工作電流大。【例【例5.1.2】 有一臺變壓器，已知額定容量有一臺變壓器，已知額定容量SN=500VA，一次，一次繞組匝數(shù)繞組匝數(shù)N1=800匝，二次繞組有兩個，額定電壓為匝，二次繞組有兩個，額定電壓為U1NU2NU3N=220V110V36V，如圖所示。（，如圖所示。（1）求二次繞組匝）求二次繞組匝數(shù)數(shù)N2和和N3；（；（2）如果兩個二次繞組分別接阻性負載，繞組）如果兩個二次繞組分別接阻性負載，繞組電流電流I2=2A，I3=3A，求一次繞組電流

19、及繞組的功率。，求一次繞組電流及繞組的功率。11221ININk第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(19)解解 （1） 則有則有一次、二次繞組的功率為一次、二次繞組的功率為 P1=U1I1=2201.491=328W P2=U2I2=1102=220WP3=U3I3=363=108W或或 P1P2+ P3=220+108=328W20211110800400220UNNU匝3031136800131220UNNU匝（2）1 1223 3N IN IN I2 23 311400 2 131 31.491A800N IN IIN 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(20)（3）阻抗變換

20、作）阻抗變換作 變壓器和負載阻抗變壓器和負載阻抗ZL一起是電源的負載，根據(jù)等效變換一起是電源的負載，根據(jù)等效變換原則，在保證端口特性不變的情況下，虛線框中的電路可用原則，在保證端口特性不變的情況下，虛線框中的電路可用等效阻抗來代替，則有等效阻抗來代替，則有表明對一次側(cè)來說，相當于在一次側(cè)接一個表明對一次側(cè)來說，相當于在一次側(cè)接一個k2ZL的阻抗。的阻抗。22122LL1221UkUUZkk ZIIIk 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(21)【例【例5.1.3】已知信號源電壓】已知信號源電壓US=12V，內(nèi)阻，內(nèi)阻R0=600 ，負載電阻，負載電阻RL=8 。（。（1）若將負載直接接在

21、信號源上，如圖（）若將負載直接接在信號源上，如圖（a）所示，）所示，求負載獲得的功率；（求負載獲得的功率；（2）在信號源與負載之間接入變壓器，）在信號源與負載之間接入變壓器，如圖（如圖（b）所示，為使負載獲得最大功率，求變壓器的匝數(shù)比）所示，為使負載獲得最大功率，求變壓器的匝數(shù)比和負載獲得的功率。和負載獲得的功率。 （a） （b） （c）第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(22)（2）為使負載電阻獲得最大功率，其等效電阻應(yīng)等于信號源）為使負載電阻獲得最大功率，其等效電阻應(yīng)等于信號源內(nèi)阻內(nèi)阻R0，如圖（，如圖（c）所示，即）所示，即等效電阻獲得的功率即為負載電阻獲得的功率，有等效電阻獲得的

22、功率即為負載電阻獲得的功率，有解解 （1）當負載直接接在信號源上時，負載獲得的功率）當負載直接接在信號源上時，負載獲得的功率223SL0L1283.12 10 W6008UPRRR2LL0Rk RR 則變壓器的匝數(shù)比則變壓器的匝數(shù)比0L6008.668RkR223SL0L1260060 10 W600600UPRRR可見，經(jīng)變壓器的阻抗變換，負載電阻獲得的功率增加了?？梢?，經(jīng)變壓器的阻抗變換，負載電阻獲得的功率增加了。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(23)4變壓器繞組的極性變壓器繞組的極性 繞組連接繞組連接必須按照繞組必須按照繞組的同名端正確的同名端正確連接，一般應(yīng)連接，一般應(yīng)使兩個

23、繞組在使兩個繞組在鐵心中產(chǎn)生的鐵心中產(chǎn)生的磁通相助。磁通相助。 具有磁耦合的兩個線圈，當電流分別從兩繞組各自的某具有磁耦合的兩個線圈，當電流分別從兩繞組各自的某端點同時流入（或流出）時，若兩者產(chǎn)生的磁通相助，則這端點同時流入（或流出）時，若兩者產(chǎn)生的磁通相助，則這兩端點稱為同名端，用黑點兩端點稱為同名端，用黑點“”或星號或星號“*”做標記。做標記。同名端同名端的感應(yīng)電壓極性相同，故同名端也稱為同極性端。的感應(yīng)電壓極性相同，故同名端也稱為同極性端。感應(yīng)電壓感應(yīng)電壓極性相反的端點稱為異名端。極性相反的端點稱為異名端。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(24)5.1.3 變壓器的運行特性變壓器

24、的運行特性對于負載來講，變壓器的二次側(cè)相當于一個電源。對于負載來講，變壓器的二次側(cè)相當于一個電源。 1變壓器的外特性變壓器的外特性 變壓器一次側(cè)接額定電網(wǎng)，變壓器一次側(cè)接額定電網(wǎng)，負載功率因數(shù)一定，負載運行時負載功率因數(shù)一定，負載運行時二次側(cè)端電壓隨負載電流變化的二次側(cè)端電壓隨負載電流變化的關(guān)系即外特性，關(guān)系即外特性，U2 = f ( I2 )。 從空載到負載運行時二次側(cè)從空載到負載運行時二次側(cè)端電壓的變化量用電壓變化率端電壓的變化量用電壓變化率U 表示，即表示，即2N22N%100%UUUU第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(25)2變壓器的效率特性變壓器的效率特性 變壓器的損耗為繞組

25、銅損耗變壓器的損耗為繞組銅損耗 pCu 和鐵心損耗和鐵心損耗 pFe 。銅耗為可變損。銅耗為可變損耗，鐵心損耗為不變損耗，耗，鐵心損耗為不變損耗， 在純電阻負載時，在純電阻負載時，U很小，很小，U2下降得很??；在感性負下降得很?。辉诟行载撦d時，載時，U較大，較大，U2的下降大；在容性負載時，二次側(cè)端電的下降大；在容性負載時，二次側(cè)端電壓壓U2可能比空載時高，即隨可能比空載時高，即隨I2 的增大而升高。的增大而升高。CuFe212CuFe100%1100%ppPPPpp第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(26)5.1.4 三相變壓器三相變壓器 三相變壓器在對稱負載運行時，各相的電壓和電流大

26、小三相變壓器在對稱負載運行時，各相的電壓和電流大小相等，相位上彼此相差相等，相位上彼此相差120，因此三相變壓器有三相變壓，因此三相變壓器有三相變壓器組和三相心式變壓器兩種形式。三相繞組的連接主要采用器組和三相心式變壓器兩種形式。三相繞組的連接主要采用星形和三角形兩種方法。星形和三角形兩種方法。 三相變壓器組三相變壓器組三相心式變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)三相心式變壓器的鐵心結(jié)構(gòu) 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(27)5.1.5 特殊變壓器特殊變壓器1自耦變壓器自耦變壓器自耦降壓變壓器原理圖自耦降壓變壓器原理圖 （a）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) （b）原理圖）原理圖 自耦調(diào)壓器自耦調(diào)壓器一次、二次繞組共用一個繞

27、組一次、二次繞組共用一個繞組第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(28)2儀用互感器儀用互感器 使用互感器有兩個目的：一是使測量回路與被測量回路使用互感器有兩個目的：一是使測量回路與被測量回路隔離，從而保證工作人員的安全；二是可以使用普通量程的隔離，從而保證工作人員的安全；二是可以使用普通量程的電壓表和電流表測量高電壓和大電流。電壓表和電流表測量高電壓和大電流。（1）電壓互感器）電壓互感器 電壓互感器實質(zhì)上就是一個降壓變電壓互感器實質(zhì)上就是一個降壓變壓器，一次繞組匝數(shù)壓器，一次繞組匝數(shù)N1多，直接并聯(lián)到多，直接并聯(lián)到被測的高壓線路上；二次繞組匝數(shù)被測的高壓線路上；二次繞組匝數(shù)N2少，少，接

28、高阻抗的測量儀表（如電壓表）。接高阻抗的測量儀表（如電壓表）。21211NUUUNk第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(29)（2）電流互感器）電流互感器 電流互感器類似于升壓變壓器，一次繞組匝數(shù)電流互感器類似于升壓變壓器，一次繞組匝數(shù)N1少，一少，一般只有一匝到幾匝，串聯(lián)在被測線路中；般只有一匝到幾匝，串聯(lián)在被測線路中； 二次繞組匝數(shù)二次繞組匝數(shù)N2多，多，接阻抗很小的儀表（如電流表）。接阻抗很小的儀表（如電流表）。12112NIIkIN鉗形電流表鉗形電流表第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(30)5.2.1 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1

29、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)5.2 三相異步電動機三相異步電動機 按轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)形式，分為籠型和繞線轉(zhuǎn)子兩類；按外殼防按轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)形式，分為籠型和繞線轉(zhuǎn)子兩類；按外殼防護形式，分為開啟式、防護式、封閉式和全封閉式等；按冷卻護形式，分為開啟式、防護式、封閉式和全封閉式等；按冷卻方式，分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式和管道通風式等。方式，分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式和管道通風式等。 (a)開啟式（開啟式（IP11） (b)防護式（防護式（IP22） (c)封閉式（封閉式（IP44）三相籠型異步電動機的外形三相籠型異步電動機的外形第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(31)

30、封閉式三相籠型異步電動機組成圖封閉式三相籠型異步電動機組成圖第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(32)（a）定子沖片）定子沖片 （b）半閉口槽）半閉口槽定子鐵心沖片及槽形定子鐵心沖片及槽形第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(33)三相異步電動機接線盒內(nèi)繞組連接示意圖三相異步電動機接線盒內(nèi)繞組連接示意圖第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(34)轉(zhuǎn)子鐵心沖片轉(zhuǎn)子鐵心沖片(a)銅條轉(zhuǎn)子繞組銅條轉(zhuǎn)子繞組 (b)銅條轉(zhuǎn)子銅條轉(zhuǎn)子 (c)鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組 (d)鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(35)繞線型轉(zhuǎn)子和電刷裝置繞線型轉(zhuǎn)子和

31、電刷裝置繞線型轉(zhuǎn)子與外部變阻器的連接繞線型轉(zhuǎn)子與外部變阻器的連接第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(36)2三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場（1）U形磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場形磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場（2）定子三相繞組及三相對稱電流）定子三相繞組及三相對稱電流（a）繞組連接）繞組連接 （b）繞組星形連接）繞組星形連接 （c）三相對稱電流波形）三相對稱電流波形第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(37)（3）三相兩極旋轉(zhuǎn)磁場）三相兩極旋轉(zhuǎn)磁場 如果將電流如果將電流iu通入通入U相繞組、相繞組、iv通入通入V相繞組、相繞組、iw通入通入W相相繞組，不同時刻產(chǎn)生的合成磁場的軸線在空間轉(zhuǎn)動，即在電動繞組

32、，不同時刻產(chǎn)生的合成磁場的軸線在空間轉(zhuǎn)動，即在電動機的氣隙中產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。機的氣隙中產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(38)（4）旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速 繞組按繞組按U1W2V1U2WlV2排列一個循環(huán)，產(chǎn)生排列一個循環(huán)，產(chǎn)生一對磁極。如果要增加磁極數(shù)，只要在圓周上增加繞組排列循一對磁極。如果要增加磁極數(shù)，只要在圓周上增加繞組排列循環(huán)即可。環(huán)即可。式中，式中，fl為電源頻率（為電源頻率（Hz）；）；p為磁極對數(shù)。為磁極對數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（即同步轉(zhuǎn)速）：旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（即同步轉(zhuǎn)速）： （r/min）1160 fnp磁極數(shù)與同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系（磁極數(shù)與同步轉(zhuǎn)速的

33、關(guān)系（f1=50Hz）磁極數(shù)磁極數(shù)(2p)24681012n1(r/min)300015001000750600500第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(39)3三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理 異步電動機在運行時，異步電動機在運行時，0nn1，故有，故有0 s 1。異步電。異步電動機帶額定負載運行時，一般動機帶額定負載運行時，一般n略低于略低于n1，其額定轉(zhuǎn)差率，其額定轉(zhuǎn)差率sN為為0.020.06，這時，這時n=(0.940.98)nl。 定子繞組通入三相電流，電動機內(nèi)定子繞組通入三相電流，電動機內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場相

34、對運動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、相對運動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組閉合），又將產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組閉合），又將產(chǎn)生電磁力、電磁轉(zhuǎn)矩，克服阻力矩后促使電磁力、電磁轉(zhuǎn)矩，克服阻力矩后促使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，最終進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，最終進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：111nnnsnn第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(40)【例【例5.2.1】 某臺三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速某臺三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速nN=720r/min，試，試求該機的磁極對數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率；另一臺求該機的磁極對數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率；另一臺4極三相異步電動機極三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率的額定轉(zhuǎn)差率s

35、N=0.05，試求該機的額定轉(zhuǎn)速。，試求該機的額定轉(zhuǎn)速。 解：解： 因異步電動機額定轉(zhuǎn)速因異步電動機額定轉(zhuǎn)速nN略低于但很接近于對應(yīng)的同步略低于但很接近于對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速，因此該機的同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速，因此該機的同步轉(zhuǎn)速n1=750r/min，磁極對數(shù)，磁極對數(shù)p=4。 額定轉(zhuǎn)差率：額定轉(zhuǎn)差率： 對對4極三相異步電動機，其同步轉(zhuǎn)速極三相異步電動機，其同步轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，則額，則額定轉(zhuǎn)速：定轉(zhuǎn)速： nN=n1（1- -s）=1500（1-0.05）=1425r/min1117507200.04750nnnsnn第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(41)4三相異步電動機的額定值三相異步

36、電動機的額定值（1）額定功率）額定功率PN（2）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩式中，式中，PN的單位為的單位為kW；nN的單位為的單位為r/min 。式中，式中， UN額定電壓，額定電壓， IN額定電流，額定電流， cos N額定功率因數(shù)，額定功率因數(shù)， N額定效率。額定效率。NNNNN3cosPU I NNN9550PTn第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(42)【例【例5.2.2】 一臺一臺Y160M2- -2三相異步電動機，已知三相異步電動機，已知PN=15kW，UN=380V，nN=2930r/min，cos N=0.88， N=88.2%，定子繞組，定子繞組接法。試求該機的額定電流、額定相

37、電流和額定轉(zhuǎn)矩。接法。試求該機的額定電流、額定相電流和額定轉(zhuǎn)矩。解解額定電流：額定電流：NNNNN15 00029.4A3cos3380 0.88 0.882PIU 額定相電流：額定相電流：NN29.417A33II額定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)矩：NNN159550955048.89N m2930PTn第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(43)5.2.2 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性1三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 Tm2 2cosTC I電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T的參數(shù)表達式的參數(shù)表達式221T22220sR UTKRsX （）2固有機械特性固有機械特

38、性 當三相異步電動機的參數(shù)一定時，當三相異步電動機的參數(shù)一定時， ，另外，還受，另外，還受轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子電阻R2的影響。的影響。21TUT-s曲線曲線n-T曲線曲線 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(44)3降低定子端電壓的人為機械特性降低定子端電壓的人為機械特性 如果在電動機穩(wěn)定運行時降低如果在電動機穩(wěn)定運行時降低定子端電壓，最大轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)定子端電壓，最大轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩時，電動機因帶不動負載而停機，矩時，電動機因帶不動負載而停機，電動機會燒毀。電動機會燒毀。 如果降低定子端電壓后啟動，如果降低定子端電壓后啟動，其啟動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩時，電動其啟動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩時，電動機無法啟動

39、。機無法啟動。（1）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)或過載能力）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)或過載能力maxmNTT（2）啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)）啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) ststNTT第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(45)【例【例5.2.3】 一臺一臺Y132M-4三相異步電動機的額定數(shù)據(jù)如下：三相異步電動機的額定數(shù)據(jù)如下：PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.4A，nN=1440r/min，接法，接法， st=2.2， m=2.3，負載，負載TL=0.6TN。（。（1）求額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)）求額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩；（矩、啟動轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓下降為）電源電壓下降為0.5UN時能否時能否啟動？若不能

40、啟動，電源電壓應(yīng)大于多少才能啟動？（啟動？若不能啟動，電源電壓應(yīng)大于多少才能啟動？（3）在電）在電動機運行時電源電壓下降為動機運行時電源電壓下降為0.5UN，能否繼續(xù)運行？若不能運行，能否繼續(xù)運行？若不能運行，電源電壓應(yīng)大于多少才能繼續(xù)運行？電源電壓應(yīng)大于多少才能繼續(xù)運行？解解（1）由）由nN=1440r/min可知，電動機為可知，電動機為4極的，即極的，即p=2，n1=1500r/min，則額定轉(zhuǎn)差率，則額定轉(zhuǎn)差率1NN11500 14400.041500nnsn第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(46)此時無法帶此時無法帶0.6TN的負載啟動。的負載啟動。額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 NNN7.

41、59550955049.74N m1440PTn啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 ststN2.2 49.74109.347N mTT最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩maxmN2.3 49.74114.31N mTT（2）由）由 ，當，當U1=0.5UN時，得時，得2st1TU2ststNNN0.50.25 2.20.55kUN=0.522UN=198.4V時才能啟動。時才能啟動。此時電動機運行時電源電壓下降，無法繼續(xù)運行，將停機。此時電動機運行時電源電壓下降，無法繼續(xù)運行，將停機。當最大轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩時才能繼續(xù)運行，設(shè)當最大轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩時才能繼續(xù)運行，設(shè)U1=kUN，則有，則有所以所以 0.60.5222.2k （3

42、）由）由 ，當，當U1=0.5UN時，得時，得2max1TU2maxmaxNNN0.50.25 2.30.5750.6TTTTT222maxmaxNNN2.32.30.6Tk TkTk TT所以所以 0.60.5112.3k 即電源電壓即電源電壓U1kUN=0.511UN=194.2V時才能繼續(xù)運行。時才能繼續(xù)運行。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(48)4繞線轉(zhuǎn)子串電阻的人為機械特性繞線轉(zhuǎn)子串電阻的人為機械特性 繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其他繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其他條件不變，僅在轉(zhuǎn)子回路串入對稱三條件不變，僅在轉(zhuǎn)子回路串入對稱三相電阻相電阻Rp，則有，則有 （1）同步轉(zhuǎn)速不變；）同

43、步轉(zhuǎn)速不變； （2）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩Tmax的大小不變，但的大小不變，但臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，（或（或nm 隨的增大而減?。?；隨的增大而減?。?； （3）在繞線轉(zhuǎn)子回路串適當?shù)碾娮瑁┰诶@線轉(zhuǎn)子回路串適當?shù)碾娮杩稍龃髥愚D(zhuǎn)矩?？稍龃髥愚D(zhuǎn)矩。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(49)5.2.3 三相異步電動機的啟動三相異步電動機的啟動1全壓啟動存在的問題全壓啟動存在的問題 全壓啟動就是利用開關(guān)或接觸器將電動機的定子繞組直接全壓啟動就是利用開關(guān)或接觸器將電動機的定子繞組直接接到具有額定電壓的電網(wǎng)上，也稱為直接啟動。優(yōu)點是操作簡接到具有額定電壓的電

44、網(wǎng)上，也稱為直接啟動。優(yōu)點是操作簡便，啟動設(shè)備簡單，但存在問題：便，啟動設(shè)備簡單，但存在問題： （1）全壓啟動電流很大。）全壓啟動電流很大。Ist(47)IN。 （2）全壓啟動轉(zhuǎn)矩不是很大。）全壓啟動轉(zhuǎn)矩不是很大。 st=1.82.0。如果三相籠型異步電動機滿足如果三相籠型異步電動機滿足）電動機容量（電動機容量（）電源總?cè)萘浚娫纯側(cè)萘浚╧W4kVA43Nst II就可以允許全壓啟動。就可以允許全壓啟動。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(50)對于對于45 kW的電動機根據(jù)經(jīng)驗公式的電動機根據(jù)經(jīng)驗公式對于對于18.5kW的電動機，根據(jù)經(jīng)驗公式的電動機，根據(jù)經(jīng)驗公式允許全壓啟動允許全壓啟

45、動【例【例5.2.4】 一臺一臺Y180M4三相籠型異步電動機，已知三相籠型異步電動機，已知PN=18.5kW， ，其電源變壓器的容量為，其電源變壓器的容量為560kVA，問能，問能否全壓啟動？另有一臺否全壓啟動？另有一臺Y225S4三相籠型異步電動機，已知三相籠型異步電動機，已知PN=37kW，問能否全壓啟動？，問能否全壓啟動？解解 stN7IIkVA335608.327444 18.54kW電源總?cè)萘浚ǎ╇妱訖C容量（）kVA335604.537444 374kW電源總?cè)萘浚ǎ╇妱訖C容量（）不允許全壓啟動不允許全壓啟動第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(51)3三相籠型異步電動機的降壓

46、啟動三相籠型異步電動機的降壓啟動 降壓啟動不改變電源電壓，只采用某種方法使電動機定子降壓啟動不改變電源電壓，只采用某種方法使電動機定子繞組上的電壓降低。降壓啟動的目的是減小啟動電流，但同時繞組上的電壓降低。降壓啟動的目的是減小啟動電流，但同時使電動機的啟動轉(zhuǎn)矩減小（使電動機的啟動轉(zhuǎn)矩減?。═ U12），故適用于輕負載啟動。），故適用于輕負載啟動。（1）星）星-三角（三角（Y-）降壓啟動）降壓啟動 啟動時，定子繞組接成星形啟動時，定子繞組接成星形(Y)接法，使相電壓降為額定電接法，使相電壓降為額定電壓的壓的1/ ；運行時，定子繞組換接成三角形；運行時，定子繞組換接成三角形()接法，使電動接法，使

47、電動機在額定電壓下正常。機在額定電壓下正常。3啟動電流啟動電流 ststY31II啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 ststY31TT第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(52)（2）三相籠型異步電動機的自耦變壓器降壓啟動）三相籠型異步電動機的自耦變壓器降壓啟動 利用三相自耦變壓器降低加在電動機定子繞組上的電壓，利用三相自耦變壓器降低加在電動機定子繞組上的電壓，以減小啟動電流。以減小啟動電流。 降壓啟動時，加在電動機降壓啟動時，加在電動機定子繞組上的電壓為定子繞組上的電壓為 （變比（變比k1）NstUUk啟動電流啟動電流 stst2IIk 啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 stst2TTk 第第5章章變壓器與電動機變壓器

48、與電動機5(53)4三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻啟動三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻啟動 采用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻，可限制啟動采用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻，可限制啟動時的轉(zhuǎn)子及定子電流；同時繞線轉(zhuǎn)子串適當?shù)碾娮柽€能增大時的轉(zhuǎn)子及定子電流；同時繞線轉(zhuǎn)子串適當?shù)碾娮柽€能增大啟動轉(zhuǎn)矩。啟動轉(zhuǎn)矩。（1）若采用全壓啟動。）若采用全壓啟動。 由經(jīng)驗公式由經(jīng)驗公式【例【例5.2.5】 某廠的電源容量為某廠的電源容量為560kVA，一皮帶運輸機采用，一皮帶運輸機采用Y225M-4三相籠型異步電動機拖動，其三相籠型異步電動機拖動，其PN=45kW，接法，接法， ，帶，帶0.8TN

49、的負載啟動，試問能否采用：的負載啟動，試問能否采用：（1）全壓啟動；（）全壓啟動；（2）Y-降壓啟動；（降壓啟動；（3）73%抽頭的自耦抽頭的自耦變壓器降壓啟動。變壓器降壓啟動。解解9 . 1/ 7/NstNst TTII，kVA335603.867444 454kW電源總?cè)萘浚ǎ╇妱訖C容量（）不能采用全壓啟動。不能采用全壓啟動。 第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(54)（2）若采用）若采用Y-降壓啟動，則降壓啟動，則Y接法啟動時接法啟動時啟動轉(zhuǎn)矩不符合要求，不能采用。啟動轉(zhuǎn)矩不符合要求，不能采用。 （3）若采用自耦變壓器降壓啟動）若采用自耦變壓器降壓啟動啟動電流啟動電流 2ststN

50、NN20.7373.734.25TIIIIk 啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 2NNN20.731.91.010.8ststTTTTTk 可見用可見用73%抽頭的自耦變壓器降壓啟動，啟動電流和啟動抽頭的自耦變壓器降壓啟動，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩均符合電網(wǎng)和負載的要求，可以采用。轉(zhuǎn)矩均符合電網(wǎng)和負載的要求，可以采用。 stNstNN72.334.2533IIIII 啟動電流啟動電流 stNstNN1.90.630.833TTTTT 啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(55)5.2.4 三相異步電動機的反轉(zhuǎn)三相異步電動機的反轉(zhuǎn) 將接到電動機接線端子的三相電源線將接到電動機接線端子的三相電源線的

51、任意兩根線對調(diào)，就可改變旋轉(zhuǎn)磁場的的任意兩根線對調(diào)，就可改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，也就改變了電動機的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向，也就改變了電動機的轉(zhuǎn)向。5.2.5 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速 調(diào)節(jié)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速，可采用改變電源頻率調(diào)節(jié)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速，可采用改變電源頻率f、改、改變磁極對數(shù)變磁極對數(shù)p和改變轉(zhuǎn)差率和改變轉(zhuǎn)差率s的方法來實現(xiàn)，其中改變轉(zhuǎn)差率的的方法來實現(xiàn)，其中改變轉(zhuǎn)差率的方法中又分為改變定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻等。方法中又分為改變定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻等。根據(jù)根據(jù)16011fnnssp（）（）第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(56) 1變極調(diào)速變極調(diào)速 變極調(diào)速一般只用于籠型異步

52、電動機，稱為多速電動機。變極調(diào)速一般只用于籠型異步電動機，稱為多速電動機。 變極調(diào)速的方法有：變極調(diào)速的方法有：在定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同磁極在定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同磁極數(shù)且完全獨立的三相繞組；數(shù)且完全獨立的三相繞組；單繞組反向變極法，通過改變定單繞組反向變極法，通過改變定子繞組的接法來改變異步電動機的磁極數(shù)，故又稱為單繞組變子繞組的接法來改變異步電動機的磁極數(shù)，故又稱為單繞組變極電動機。極電動機。 （1）單繞組反向變極法）單繞組反向變極法 每相繞組分兩半，將一個每相繞組分兩半，將一個“半相繞組半相繞組”的電流由同向（都的電流由同向（都由首端流進或流出）改為反向（一半繞組的電流由首端流進，由

53、首端流進或流出）改為反向（一半繞組的電流由首端流進，另一半繞組的電流由首端流出），就可將極對數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)另一半繞組的電流由首端流出），就可將極對數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，這就是單繞組反向變極法的變極原理。繞組正規(guī)速增加一倍，這就是單繞組反向變極法的變極原理。繞組正規(guī)分布時可得到倍極比（分布時可得到倍極比（2/4極、極、4/8極等）的轉(zhuǎn)速。極等）的轉(zhuǎn)速。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(57)（2）Y/YY接法，低速時為單星形接法，低速時為單星形(Y)，高速時為雙星形，高速時為雙星形(YY)，適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(58)（3）/Y

54、Y接法，低速時為三角形接法，低速時為三角形()，高速時為雙星形，高速時為雙星形(YY)，適用于恒功率負載。適用于恒功率負載。 注意，在改變定子繞組接線的同時，將注意，在改變定子繞組接線的同時，將V、W兩相的出兩相的出線端進行了對調(diào)，以保證變極調(diào)速前后電動機的轉(zhuǎn)向不變。線端進行了對調(diào)，以保證變極調(diào)速前后電動機的轉(zhuǎn)向不變。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(59)2變頻調(diào)速變頻調(diào)速 改變電源頻率可平滑地調(diào)節(jié)異改變電源頻率可平滑地調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速。步電動機的轉(zhuǎn)速。 f1n1n 。 在基頻（額定頻率）以下進行在基頻（額定頻率）以下進行調(diào)速時，變頻電源的輸出電壓大小調(diào)速時，變頻電源的輸出電壓大

55、小與頻率成正比例地調(diào)節(jié)，適用于恒與頻率成正比例地調(diào)節(jié)，適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。轉(zhuǎn)矩負載。 當頻率很低時，為保持電動機當頻率很低時，為保持電動機有足夠大的轉(zhuǎn)矩，可以人為地使定有足夠大的轉(zhuǎn)矩，可以人為地使定子電壓子電壓U1提高一些進行補償。提高一些進行補償。 當在基頻（額定頻率）以上進行調(diào)速時，保持定子電壓當在基頻（額定頻率）以上進行調(diào)速時，保持定子電壓不變，適用于恒功率負載。不變，適用于恒功率負載。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(60)3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 通過改變轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法較多，主要有改變通過改變轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法較多，主要有改變定子電壓調(diào)速法、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

56、法等。定子電壓調(diào)速法、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速法等。 （1）改變定子電壓調(diào)速）改變定子電壓調(diào)速 改變定子電壓調(diào)速只能在定子端電壓改變定子電壓調(diào)速只能在定子端電壓U1UN的范圍內(nèi)進的范圍內(nèi)進行。由降壓人為機械特性，穩(wěn)定運行時，行。由降壓人為機械特性，穩(wěn)定運行時，U1n 。調(diào)壓調(diào)。調(diào)壓調(diào)速應(yīng)用于通風機型負載。速應(yīng)用于通風機型負載。 （2）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，由轉(zhuǎn)子串電阻人為機械對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，由轉(zhuǎn)子串電阻人為機械特性，穩(wěn)定運行時，特性，穩(wěn)定運行時，Rp n 。這種調(diào)速方法適用于帶恒轉(zhuǎn)。這種調(diào)速方法適用于帶恒轉(zhuǎn)矩負載調(diào)速，

57、調(diào)速電阻可兼作為啟動與制動電阻使用，因而矩負載調(diào)速，調(diào)速電阻可兼作為啟動與制動電阻使用，因而在起重機械的拖動系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在起重機械的拖動系統(tǒng)中得到應(yīng)用。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(61)5.2.6 三相異步電動機的制動三相異步電動機的制動1能耗制動能耗制動 制動時，制動時，KM1斷開后將斷開后將KM2閉合，即斷開異步電動機閉合，即斷開異步電動機的三相交流電源，同時將直流電流通入定子繞組。的三相交流電源，同時將直流電流通入定子繞組。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(62)2電源反接制動電源反接制動 制動時，制動時，KM1斷開后將斷開后將KM2閉合，三相交流電源的兩閉合，

58、三相交流電源的兩相對調(diào)后再通入電動機。相對調(diào)后再通入電動機。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(63)3回饋制動（再生發(fā)電制動）回饋制動（再生發(fā)電制動） 電動狀態(tài)時，在轉(zhuǎn)向不變的條件下，使轉(zhuǎn)速電動狀態(tài)時，在轉(zhuǎn)向不變的條件下，使轉(zhuǎn)速n大于同大于同步轉(zhuǎn)速步轉(zhuǎn)速n1，則進入回饋制動（再生發(fā)電制動）狀態(tài)。，則進入回饋制動（再生發(fā)電制動）狀態(tài)。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(64)5.3.1 分相式異步電動機分相式異步電動機1單相電阻啟動異步電動機單相電阻啟動異步電動機5.3 單相異步電動機單相異步電動機 啟動時主繞組、輔繞組兩個支路的阻抗不同，導(dǎo)致兩繞啟動時主繞組、輔繞組兩個支路的阻抗

59、不同，導(dǎo)致兩繞組中電流的相位不同，形成兩相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生組中電流的相位不同，形成兩相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。工作時離心開關(guān)啟動轉(zhuǎn)矩。工作時離心開關(guān)S斷開，剩下主繞組進入穩(wěn)定運斷開，剩下主繞組進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。行狀態(tài)。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(65)2單相電容啟動異步電動機單相電容啟動異步電動機 在輔繞組支路中串聯(lián)一個電容，增大啟動轉(zhuǎn)矩。同樣，在輔繞組支路中串聯(lián)一個電容，增大啟動轉(zhuǎn)矩。同樣，當電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的當電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的70%80時，離心開關(guān)時，離心開關(guān)S將將輔繞組從電源上自動斷開，靠主繞組單獨進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。輔繞組從電源上自動斷開，靠

60、主繞組單獨進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。輔繞組按短時工作狀態(tài)設(shè)計的。輔繞組按短時工作狀態(tài)設(shè)計的。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(66)3單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機 輔繞組不僅在啟動時起作用，而且在電動機運轉(zhuǎn)時也起輔繞組不僅在啟動時起作用，而且在電動機運轉(zhuǎn)時也起作用，長期處于工作狀態(tài)。電動機的功率因數(shù)、效率、過載作用，長期處于工作狀態(tài)。電動機的功率因數(shù)、效率、過載能力等運行性能有較大的改善，運行也比較平穩(wěn)。能力等運行性能有較大的改善，運行也比較平穩(wěn)。第第5章章變壓器與電動機變壓器與電動機5(67)4單相雙值電容異步電動機單相雙值電容異步電動機 電動機在啟動和運轉(zhuǎn)時都得到比較好的性