變壓器與三相異步電動機(jī)

1、第五章第五章 變壓器和異步電動機(jī)變壓器和異步電動機(jī) 變壓器變壓器主要功能是改變交流電壓的大小。 電動機(jī)改變電流、變換阻抗等。電動機(jī)電動機(jī)主要功能是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來拖動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行。他們在生產(chǎn)和生活中被廣泛應(yīng)用。主要內(nèi)容51 變壓器52 三相異步電動機(jī)主要內(nèi)容主要內(nèi)容變壓器的作用及結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理常用變壓器三相籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三項(xiàng)籠型異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)銘牌識讀及維護(hù)遠(yuǎn)距離輸電升高電壓，減少線路損耗一、變壓器的作用 主要功能是改變電流、變換阻抗，還可改變交流電壓的大小。 如圖如圖51 變壓器電力變壓器升壓變?yōu)殡娚龎鹤優(yōu)殡娨曪@像管所視顯像管所需要的需要的10KV的高的高壓

2、壓手機(jī)充電器 電視機(jī)中的高壓包 變壓器的應(yīng)用通過變壓器把220V交流電變?yōu)椴坏?0v的電壓 出線進(jìn)線鐵心繞組變壓器基本結(jié)構(gòu) 變壓器符號 二、變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的主要組成部分是鐵心和繞組（線圈）鐵心鐵心 變壓器的電路部分。由絕緣良好的漆包線或紗包線繞制而成。工作時與電源相連的繞組稱為一次繞組一次繞組，與負(fù)載相連的線圈稱為二次繞組二次繞組。 變壓器的磁路通道，同時也是變壓器的骨架。為了減小渦流和磁滯損耗，鐵心通常由磁導(dǎo)率較高又相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成。繞組繞組變壓器工作時，鐵心和繞組都會發(fā)熱，必須采取冷卻措施。小容量變壓器采用空氣冷卻方式大容量變壓器采用油浸自冷、油浸風(fēng)冷或強(qiáng)迫有循環(huán)風(fēng)冷等方式變

3、壓器油除冷卻外還可增強(qiáng)變壓器內(nèi)部的絕緣性能注：注： 根據(jù)繞組和鐵心的安裝位置不同，變壓器分為心式和殼式兩種。心式 殼式 變壓器的分類如圖如圖 一次繞組接上交流電源交流電流通過鐵心中產(chǎn)生交變磁通交變磁通在閉合磁路中同時穿過一次繞組和二次繞組二次繞組中產(chǎn)生互感電動勢。 如果二次繞組接有負(fù)載構(gòu)成閉合回路，就有感應(yīng)電流流過負(fù)載。 三、變壓器的工作原理變壓器的工作原理單相變壓器原理圖工工作作原原理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若主磁通的變化率為t，由電磁感應(yīng)定律可得： tNe11tNe22有效值分別為： m1144. 4fNE m2244. 4fNE 212121NNEEUU理想

4、變壓器理想變壓器一次、二次繞組匝數(shù)之比。數(shù)值上也等于一、二次繞組上端電壓之比。1變壓原理變壓原理變比變比:如上圖所示：一二次繞組匝數(shù)分別為N1、N2忽略漏磁通，可認(rèn)為穿過一二次繞組的主磁通相同，則兩繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也相同。降壓變壓器升壓變壓器隔離變壓器變壓器的變壓比121221NNUUII2變流原理變流原理變壓器工作時電量不增加。所以根據(jù)能量守恒定律，理想變壓器輸出功率等于從電源獲得的功率。即有:2211IUIU上式表明上式表明：變壓器工作時，一次、二次繞組中的電流跟匝數(shù)成反比。 電路圖變換阻抗前輸出功率小變換阻抗后輸出功率大3變換阻抗原理把此部分（帶負(fù)載）看成一新的負(fù)載，用 RL 表示。

5、忽略變壓器損耗。則有： LLRIRI2221211221NNUUII又因?yàn)椋河校篖LRNNR221此式表明RL是RL在變壓器一次側(cè)中的交流等效電阻變阻抗特性常用于電子電路中的阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大功率。例如揚(yáng)聲器與放大器的通過變壓器連接可獲得良好的播音效果。1三相變壓器四、常用變壓器四、常用變壓器 三相變壓器實(shí)際上是三個相同的單相變壓器的組合，在每個鐵心柱上繞著同一相的一次和二次繞組。三相干式變壓器三相油浸式變壓器三相變壓器示意圖電路符號交流弧焊機(jī) 電焊變壓器原理圖 是其重要組成部分2電焊變壓器對其要求電弧焊對電弧變壓器的要求：空載應(yīng)有6075V的引弧電壓，帶載時二次電壓迅速下降，當(dāng)焊條與焊

6、件間產(chǎn)生電弧并穩(wěn)定燃燒時，維持電弧正常點(diǎn)壓約為2535V。焊條與工件相碰瞬間，短路電流不能過大，以免燒壞電機(jī)，且為能適應(yīng)不同罕件和焊條，焊接電流大小要能調(diào)節(jié)。為滿足上述要求：電弧變壓器二次繞組與一鐵心有一定空隙的電抗器串聯(lián)，轉(zhuǎn)動螺桿可改變空隙?？諝庀对酱?，感抗減小，電流增大；反之空氣隙減小，電流較小。LZZBW-10戶外干式電流互感器 JDZJ-3/6/10Q型電壓互感器 JLS-10型三相電力計(jì)量箱3互感器和鉗形電流表 互感器是一種專供測量儀表、控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備中使用的變壓器。如下圖：可以把待測電壓、電流按一定比率變小以便量；同時由于一側(cè)與二側(cè)之間采用電磁耦合，起電氣隔離作用，從而保證儀表

7、和人員的安全。指針式鉗形電流表 數(shù)字式鉗形電流表 鉗形電流表附有測量儀表的電流互感器。其結(jié)構(gòu)形式如下圖：測量時先松開鐵心，將被測載流導(dǎo)體放入鉗口中，則此導(dǎo)線便為電流互感器的單匝一側(cè)繞組，而鐵心上以繞好的二次繞組直接與測量儀表連接，這樣可讀出電流的數(shù)值。52 三相異步電動機(jī) 在磁鐵中間放一個籠形導(dǎo)體，如果轉(zhuǎn)動磁鐵，造成一個旋轉(zhuǎn)磁場，籠型導(dǎo)體就隨著轉(zhuǎn)動。三相異步電動機(jī)就是根據(jù)此原理制成的。 實(shí)驗(yàn)一磁鐵轉(zhuǎn)動則籠型導(dǎo)體同方向轉(zhuǎn)動 實(shí)驗(yàn)二三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使三個相同的線圈的平面互成120角，并把它們接入三相交流電路中，通電后可以看到放在線圈中間的籠型導(dǎo)體也轉(zhuǎn)動起來。 定子定子電動機(jī)靜止部分，包括機(jī)座

8、、定子鐵心和定子繞組。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 一、三相籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu) 鑄鐵或鑄鋼制成。作用是固定鐵心和鐵心繞組，通過 前后兩個端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸。機(jī)座表面鑄有散熱筋，以增加散熱面積，提高散熱效果。1定子機(jī)座機(jī)座定子鐵心定子鐵心 由相互絕緣的硅鋼片疊制而成。鐵心內(nèi)圈有孔，定子繞組嵌在槽內(nèi)。定子繞組 未裝繞組的定子沖片 作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場電動機(jī)的電路部分，由三相對稱繞組組成。三相繞組按照一定的空間角度依次嵌放在定子槽內(nèi)，并與鐵心絕緣。三相繞組共有六個出線端引出機(jī)殼外，接在機(jī)座的接線

9、盒中。每相繞組的首末端用U1U2、V1V2、W1W2標(biāo)記。星形接法 三角形接法 定子繞組 轉(zhuǎn)子鐵心為圓柱狀，用硅鋼片疊成，表面沖有管槽，槽內(nèi)放置銅條（或鑄鋁）?；\型轉(zhuǎn)子就是在鐵心兩端用導(dǎo)電的端環(huán)將槽孔內(nèi)的銅條連接起來，形成回路，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)成籠型。 轉(zhuǎn)子除了有籠型外還有線繞式。 2轉(zhuǎn)子作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩嵌放銅條的籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子 1兩極定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場 二、三相籠型異步電動機(jī)的工作原理三相籠型異步電動機(jī)的工作原理三個對稱繞組互成120度嵌入鐵心槽中，并作星形連接，當(dāng)通入三相交流電時，則三繞組中產(chǎn)生一按正弦規(guī)律變化的磁場。t=0,iu=0,iv為負(fù)值，iw為正值。合成磁場

10、方向垂直向下t=/2,iu達(dá)最大值,iv 和iw為負(fù)值。合成磁場方向水平向左。t=2,iu=0,iv為負(fù)值 ，iw為正值。合成磁場方向垂直向下。t=3/2,iu達(dá)負(fù)的最大值,iv 和iw為正值。合成磁場方向水平向右。t=,iu=0,iv 為正值，iw為負(fù)值。合成磁場方向豎直向上。可見對稱三相繞組通入對稱三相交流電后會產(chǎn)生一隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動原理 2三相異步電動機(jī)的極數(shù)和轉(zhuǎn)速三相異步電動機(jī)的極數(shù)和轉(zhuǎn)速定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子銅條，可看成磁場不動，轉(zhuǎn)子相對磁場切割，由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，所以轉(zhuǎn)子中有感應(yīng)電流流過，此時，繞組中的感應(yīng)電流又受到旋轉(zhuǎn)磁場的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子就沿

11、著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)起來。如n=n0時，轉(zhuǎn)子和磁場間無相對運(yùn)動，則轉(zhuǎn)子中無感應(yīng)電流而不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，則電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動；因此nn0是異步電動機(jī)工作的必要條件。既為異步名稱的得來。又由于轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，故又稱為感應(yīng)電動機(jī)。 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n必定小于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0（又稱同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速），旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與之差稱為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差。pfn600 轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差電動機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之差。 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之比。 %100000nnnnnS0)1 (nSn旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速三、三相異步電動機(jī)銘牌識讀與維護(hù)三相異步電動機(jī)銘牌識讀與維護(hù)1銘牌識讀銘牌說明銘牌說明型號 Y-112M-4是指國產(chǎn)Y系

12、列異步電動機(jī)，機(jī)座中心高度112mm,中機(jī)座（M表示中機(jī)座，L表示長機(jī)座，S表示短機(jī)座），磁極數(shù)為4極。額定功率額定電壓接法額定電流額定轉(zhuǎn)速絕緣等級防護(hù)等級工作制噪聲等級指電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行能輸出的機(jī)械功率。指電動機(jī)額定繞組規(guī)定使用的線電壓。是指電動機(jī)繞組所采用的是三角形還是星形接法。是指電動機(jī)在輸出額定功率時定子繞組所通過的線電流。指電動機(jī)在額定負(fù)載下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。按絕緣材料允許最高溫度劃分，目前主要有5個等級。S1表示連續(xù)工作制，S2表示短時運(yùn)行工作制，S3表示斷續(xù)運(yùn)行工作制。2三相異步電動機(jī)的選用原則.根據(jù)負(fù)載大小選擇電動機(jī)的功率。.根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 3電動機(jī)起動前的檢查1.檢查電動機(jī)銘牌所標(biāo)電壓、頻率是否與使用的電源電壓、頻率相等，接法與銘牌所標(biāo)是否相符。2.新電動機(jī)或長期不用的電動機(jī)，使用前應(yīng)用兆歐表檢查各相繞組間及各相繞組對地的絕緣電阻（正常值都應(yīng)為無窮大）。使用兆歐表檢測圖兆歐表測各相繞組間的絕緣電阻測各相對地的絕緣電阻 電源電壓與額定電壓的偏差不應(yīng)超過5%，三相電壓不平衡度不應(yīng)超過1.5%。 用鉗形表測量電動機(jī)的電流，對較大的電動機(jī)還要經(jīng)常觀察運(yùn)行中電