电工基础课件周绍敏12

电工基工基础课件周件周绍敏敏12第十一章第十一章变压变压器和交流器和交流电动电动机机教学重点：教学重点：1能利用能利用变压变压器的器的电压变换电压变换、电电流流变换变换和阻抗和阻抗变换变换的关系做相的关系做相应应的的计计算。算。2会正确使用几种会正确使用几种变压变压器。器。3会会进进行三相异步行三相异步电动电动机起机起动动、反、反转转、调调速、制速、制动动的操作。的操作。1变压变压器的工作原理。器的工作原理。2三相异步三相异步电动电动机的工作原理。机的工作原理。3三相异步三相异步电动电动机起机起动动、反、反转转、调调速和制速和制动动的方法。的方法。教学教学难难点：点：序序号号内内容容学学时时1第一第一节节变压变压器的构造器的构造12第二第二节节变压变压器的工作原理器的工作原理23第三第三节节变压变压器的功率和效率器的功率和效率14第四第四节节常用常用变压变压器器15第五第五节节变压变压器的器的额额定定值值和和检验检验16实实验验单单相相变压变压器器27第六第六节节三相异步三相异步电动电动机机28第七第七节节三相异步三相异步电动电动机的控制机的控制19第八第八节节单单相异步相异步电动电动机机110本章小本章小结结211本章本章总总学学时时14学学时时分配：分配：第十一章第十一章变压变压器和交流器和交流电动电动机机第一第一节节 变压变压器的构造器的构造第二第二节节 变压变压器的工作原理器的工作原理第三第三节节 变压变压器的功率和效率器的功率和效率第四第四节节 常用常用变压变压器器第五第五节节 变压变压器的器的额额定定值值和和检验检验第六第六节节 三相异步三相异步电动电动机机第七第七节节 三相异步三相异步电动电动机的控制机的控制第八第八节节 单单相异步相异步电动电动机机本章小本章小结结第一第一节节 变压变压器的构造器的构造一、一、变压变压器的用途和种器的用途和种类类二、二、变压变压器的基本构造器的基本构造一、一、变压变压器的用途和种器的用途和种类类1变压变压器的用途：器的用途：变压变压器除可器除可变换电压变换电压外，外，还还可可变换电变换电流、流、变换变换阻抗、改阻抗、改变变相位。相位。2变变压压器器的的种种类类：按按照照使使用用的的场场合合，变变压压器器有有电电力力变变压压器器，整整流流变变压压器器，调调压压变变压压器器，输输入入、输输出出变压变压器等。器等。变压变压器是利用互感原理工作的器是利用互感原理工作的电电磁装置，它的符号如磁装置，它的符号如图图11-1所示，所示，T是它的文字符号。是它的文字符号。图图11-1变压变压器的符号器的符号二、二、变压变压器的基本构造器的基本构造变变压压器器主主要要由由铁铁心心和和绕绕组组两两部部分分构构成成。铁铁心心是是变变压压器器的的磁磁路路通通道道，是是用用磁磁导导率率较较高高且且相相互互绝绝缘缘的的硅硅钢钢片片制制成成，以以便便减减少少涡涡流流和和磁磁滞滞损损耗耗。按按其其构构造造形形式式可可分分为为心心式式和和壳壳式式两两种种，如如图图11-2(a)、(b)所所示。示。绕绕组组圈圈是是变变压压器器的的电电路路部部分分，是是用用漆漆包包线线、纱纱包包线线或或丝丝包包线线绕绕成成。其其中中和和电电源源相相连连的的绕绕组组叫叫一一次次绕组绕组，和，和负载负载相相连连的的绕组绕组叫二次叫二次绕组绕组。图图11-2心式和壳式心式和壳式变压变压器器第二第二节节 变压变压器的工作原理器的工作原理一、一、变压变压器的工作原理器的工作原理二、二、变压变压器的外特性和器的外特性和电压变电压变化率化率一、一、变压变压器的工作原理器的工作原理变变压压器器是是按按电电磁磁感感应应原原理理工工作作的的，一一次次绕绕组组接接在在交交流流电电源源上上，在在铁铁心心中中产产生生交交变变磁磁通通，从从而在一次、二次而在一次、二次绕组产绕组产生感生感应电动势应电动势，如，如图图11-3所示。所示。图图11-3变压变压器空器空载载运行原理运行原理图图由此得由此得忽略忽略线线圈内阻得圈内阻得一一次次绕绕组组接接上上交交流流电电压压，铁铁心心中中产产生生的的交交变变磁磁通通同同时时通通过过一一次次、二二次次绕绕组组，一一次次、二二次次绕绕组组中中交交变变的磁通可的磁通可视为视为相同。相同。设设一次一次绕组绕组匝数匝数为为N1，二次，二次绕组绕组匝数匝数为为N2，磁通，磁通为为，感，感应电动势为应电动势为1变换变换交流交流电压电压上式中上式中K 称称为变压为变压比。由此可比。由此可见见：变压变压器一次器一次绕组绕组、二次、二次绕组绕组的端的端电压电压之比等于匝数比。之比等于匝数比。如果如果N1 N2，K N2，K 1，电压电压下降，称下降，称为为降降压变压压变压器。器。式中式中cos 1一次一次绕组电绕组电路的功率因数；路的功率因数；cos 2二次二次绕组电绕组电路的功率因数。路的功率因数。1，2相差很小，可相差很小，可认为认为相等，因此得到相等，因此得到可可见见，变变压压器器工工作作时时一一次次、二二次次绕绕组组的的电电流流跟跟绕绕组组的的匝匝数数成成反反比比。高高压压绕绕组组通通过过的的电电流流小小，用用较较细细的的导导线线绕绕制制；低低压压绕绕组组通通过过的的电电流流大大，用用较较粗粗的的导导线线绕绕制制。这这是是在在外外观观上上区区别别变变压压器器高高、低低压压饶组饶组的方法。的方法。根根据据能能量量守守恒恒定定律律，变变压压器器输输出出功功率率与与从从电电网网中中获获得得功功率率相相等等，即即P1=P2，由由交交流流电电功功率率的的公公式式可得可得U1I1cos 1=U2I2cos 22变换变换交流交流电电流流将将代入，代入，得得因因为为所以所以设变压设变压器一次器一次侧输侧输入阻抗入阻抗为为|Z1|，二次，二次侧负载侧负载阻抗阻抗为为|Z2|，则则可可见见，二二次次侧侧级级接接上上负负载载|Z2|时时，相相当当于于电电源源接接上上阻阻抗抗为为K2|Z2|的的负负载载。变变压压器器的的这这种种阻阻抗抗变变换换特性，在特性，在电电子子线线路中常用来路中常用来实现实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载负载上上获获得最大功率。得最大功率。3变换变换交流阻抗交流阻抗一次一次侧电侧电流流输输入阻抗入阻抗【例例11-1】有有一一电电压压比比为为220/110的的降降压压变变压压器器，如如果果次次级级接接上上55 的的电电阻阻，求求变变压压器器一一次次侧侧的的输输入阻抗。入阻抗。解解1：二次：二次侧电侧电流流解解2：变压变压比比输输入阻抗入阻抗【例例11-2】有有一一信信号号源源的的电电动动势势为为1V，内内阻阻为为600，负负载载电电阻阻为为150。欲欲使使负负载载获获得得最最大大功功率率，必必须须在在信信号号源源和和负负载载之之间间接接一一匹匹配配变变压压器器，使使变变压压器器的的输输入入电电阻阻等等于于信信号号源源的的内内阻阻，如如图图11-4所所示。示。问问：变压变压器器变压变压比，一、二次比，一、二次电电流各流各为为多少多少?图图11-4例例11-2图图解：解：负载电负载电阻阻R2=150，变压变压器的器的输输入入电电阻阻R1=R0=600，则变则变比比应为应为一、二次一、二次电电流分流分别为别为二、二、变压变压器的外特性和器的外特性和电压变电压变化率化率1变压变压器的外特性器的外特性变变压压器器外外特特性性就就是是当当变变压压器器的的一一次次电电压压U1和和负负载载的的功功率率因因数数都都一一定定时时，二二次次电电压压U2随随二二次次电电流流I2变变化的关系，如化的关系，如图图11-5所示。所示。图图11-5变压变压器外特性曲器外特性曲线线由由变压变压器外特性曲器外特性曲线图线图可可见见：(3)当当负负载载为为电电容容性性负负载载时时，随随着着功功率率因因数数cos 的的降降低低，曲曲线线上上升升。所所以以，在在供供电电系系统统中中，常常在常常在电电感性感性负载负载两端并两端并联联一定容量的一定容量的电电容器，以提高容器，以提高负载负载的功率因数的功率因数cos。(1)I2=0时时，U2=U2N。(2)当当负负载载为为电电阻阻性性和和电电感感性性时时，随随着着I2的的增增大大，U2逐逐渐渐下下降降。在在相相同同的的负负载载电电流流情情况况下下，U2的下降程度与功率因数的下降程度与功率因数cos 有关。有关。2电压电压的的变变化率化率电电压压变变化化率率是是指指变变压压器器空空载载时时二二次次端端电电压压U2N和和有有载载时时二二次次端端电电压压U2之之差差与与U2N 的的百百分分比。即：比。即：电压变电压变化率越小，化率越小，为负载为负载供供电电的的电压电压越越稳稳定。定。第三第三节节 变压变压器的功率和效率器的功率和效率一、一、变压变压器的功率器的功率二、二、变压变压器的效率器的效率二、二、变压变压器的效率器的效率变压变压器的效率器的效率为变压为变压器器输输出功率与出功率与输输入功率的百分比，即入功率的百分比，即大容量大容量变压变压的效率可达的效率可达98%99%，小型，小型电电源源变压变压器效率器效率约为约为70%80%。变压变压器的功率消耗等于器的功率消耗等于输输入功率入功率P1=U1I1cos 1和和P2=U2I2cos 2输输出功率之差，即出功率之差，即 PL=P1P2变压变压器功率器功率损损耗包括耗包括铁损铁损和和铜损铜损。一、一、变压变压器的功率器的功率【例例11-3】有有一一变变压压器器一一次次电电压压为为2200V，次次级级电电压压为为220V，在在接接纯纯电电阻阻性性负负载载时时，测测得得二二次次电电流流为为10A，变压变压器的效率器的效率为为95%。试试求它的求它的损损耗功率，一次耗功率，一次级级功率和一次功率和一次级电级电流。流。解：一次解：一次级负载级负载功率功率P2=U2I2cos 2=22010 W=2200W一次一次级级功率功率PL=P1P2=23162200 W=116W一次一次级电级电流流损损耗功率耗功率第四第四节节 常用常用变压变压器器一、自耦一、自耦变压变压器器二、多二、多绕组变压绕组变压器器三、互感器三、互感器四、三相四、三相变压变压器器一、自耦一、自耦变压变压器器自自耦耦变变压压器器一一次次、二二次次绕绕组组有有一一部部分分是是共共用用的的，它它们们之之间间不不仅仅有有磁磁耦耦合合，还还有有电电的关系，如的关系，如图图11-6所示。所示。1自耦自耦变压变压器的构造和工作原理器的构造和工作原理图图11-6耦耦变压变压器符号及原理器符号及原理图图 一次、二一次、二绕组电压绕组电压之比和之比和电电流之比的关系流之比的关系为为自耦自耦变压变压器在使用器在使用时时，一定要注意正确接，一定要注意正确接线线，否，否则则易于易于发发生触生触电电事故。事故。实实验验室室中中用用来来连连续续改改变变电电源源电电压压的的调调压压变变压压器器，就就是是一一种自耦种自耦变压变压器，如器，如图图11-7所示。所示。图图11-7实验实验用用调压变压调压变压器器二、多二、多绕组变压绕组变压器器变变压压器器的的二二次次侧侧有有两两个个以以上上的的绕绕组组或或一一次次、二二次次绕绕组组都都有有两两个个以以上上绕绕组组的的变压变压器叫多器叫多绕组变压绕组变压器，如器，如图图11-8所示。所示。多多绕组变压绕组变压器一次、二次器一次、二次绕组绕组的的电压电压关系仍符合关系仍符合变压变压比的关系比的关系1多多绕组变压绕组变压器器 图图11-8多多绕组变压绕组变压器器多多绕绕组组变变压压器器多多使使用用于于电电子子设设备备中中，输输出出多多种种电电压压。多多绕绕组组可可串串联联或或并并联联使使用用，串串联联时时应应将将绕组绕组的异名端相接，并的异名端相接，并联时应联时应将将绕组绕组的同名端相接。只有匝数相同的的同名端相接。只有匝数相同的绕组绕组才能并才能并联联。2多多绕组变压绕组变压器的使用器的使用三、互感器三、互感器1电压电压互感器互感器使使用用时时，电电压压互互感感器器的的高高压压绕绕组组跨跨接接在在需需要要测测量量的的供供电电线线路路上上，低低压压绕绕组组则则与与电电压压表表相相连连，如如图图11-9所示。所示。可可见见，高高压压线线路路的的电电压压U1等等于于所所测测量量电电压压U2和和变压变压比比K的乘的乘积积，即，即U1=KU2互互感感器器是是一一种种专专供供测测量量仪仪表表，控控制制设设备备和和保保护护设设备备中中使使用用的的变变压压器器。可可分分为为电电压压互互感感器器和和电电流流互感器两种。互感器两种。图图11-9电压电压互感器互感器 使用使用时应时应注意：注意：(1)二次二次绕组绕组不能短路，防止不能短路，防止烧烧坏次坏次级绕组级绕组。(2)铁铁心心和和二二次次绕绕组组一一端端必必须须可可靠靠的的接接地地，防防止止高高压压绕绕组组绝绝缘缘被被破破坏坏时时而而造造成成设设备备的的破破坏坏和和人人身身伤伤亡。亡。2电电流互感器流互感器使使用用时时，电电流流互互感感器器的的一一次次绕绕组组与与待待测测电电流流的的负负载载相相串串连连，二二次次绕绕组组则则与与电电流流表表串串联联成成闭闭和和回路，如回路，如图图11-10所示所示。通通过过负负载载的的电电流流就就等等于于所所测测电电流流和和变变压压比比倒倒数的乘数的乘积积。图图11-10电电流互感器流互感器 使用使用时应时应注意：注意：(1)电电流互感器的二次流互感器的二次绕组绕组不得开路，否不得开路，否则则易造成危易造成危险险；(2)铁铁心和二次心和二次绕组绕组一端均一端均应应可靠接地。可靠接地。常常用用的的钳钳形形电电流流表表也也是是一一种种电电流流互互感感器器。它它是是由由一一个个电电流流表表接接成成闭闭合合回回路路的的二二次次绕绕组组和和一一个个铁铁心心构构成成，其其铁铁心心可可开开、可可合合。测测量量时时，把把待待测测电电流流的的一一根根导导线线放放入入钳钳口口中中，电电流流表表上可直接上可直接读读出被出被测电测电流的大小，如流的大小，如图图11-11所示。所示。图图11-11钳钳形形电电流表流表四、三相四、三相变压变压器器三三相相变变压压器器就就是是三三个个相相同同的的单单相相变变压压器器的的组组合合，如如图图11-12所所示示。三三相相变变压压器器用用于于供供电电系系统统中中。根据三相根据三相电电源和源和负载负载的不同，三相的不同，三相变压变压器一次和二次器一次和二次线线圈可接成星形或三角形。圈可接成星形或三角形。图图11-12三相三相变压变压器器第五第五节节 变压变压器的器的额额定定值值和和检验检验一、一、变压变压器的器的额额定定值值二、二、变压变压器的器的检验检验一、一、变压变压器的器的额额定定值值变压变压器的器的满负满负荷运行情况叫荷运行情况叫额额定运行，定运行，额额定运行条件叫定运行条件叫变压变压器的器的额额定定值值。额额定容量定容量指二次指二次侧侧最大最大视视在功率，在功率，单单位是伏安位是伏安(V A)或千伏安或千伏安(kV A)。额额定一次定一次电压电压指接到一次指接到一次绕组电压绕组电压的的规规定定值值。额额定二次定二次电压电压指指变压变压器空器空载时载时，一次，一次侧侧加上加上额额定定电压电压后，二次后，二次侧侧两端的两端的电压电压。额额定定电电流流指指规规定的定的满载电满载电流流值值。变变压压器器的的额额定定值值取取决决于于变变压压器器的的构构造造及及使使用用的的材材料料。使使用用时时，变变压压器器应应在在额额定定条条件件下下运运行行，不不能能超超过过其其额额定定值值。(2)一次、二次一次、二次绕组绕组必必须须分清；分清；(3)防止防止变压变压器器绕组绕组短路，以免短路，以免烧烧毁毁变压变压器。器。(1)工作温度不能工作温度不能过过高；高；除此外除此外还应还应注意：注意：二、二、变压变压器的器的检验检验(2)绝缘检查绝缘检查；变压变压器在使用前器在使用前应进应进行行检验检验，通常其，通常其检验检验内容有：内容有：(1)区分区分绕组绕组、测测量各量各绕组绕组的直流的直流电电阻；阻；(3)各各绕组绕组的的电压电压和和变压变压比；比；(4)磁磁化化电电流流 I ，变变压压器器二二次次开开路路时时的的一一次次电电流流叫叫磁磁化化电电流流，I 一一般般为为初初一一次次侧侧额额定定电电流流的的3%8%。各各项检验项检验都都应应符合符合设计标设计标准，否准，否则则不宜使用。不宜使用。第六第六节节 三相异步三相异步电动电动机机一、异步一、异步电动电动机的构造机的构造二、旋二、旋转转磁磁场场三、三相异步三、三相异步电动电动机的工作原理机的工作原理四、三相异步四、三相异步电动电动机的极数与机的极数与转转速速五、异步五、异步电动电动机的机的铭铭牌牌一、异步一、异步电动电动机的构造机的构造电动电动机由定子和机由定子和转转子两个基本部分子两个基本部分组组成，如成，如图图11-13所示。所示。图图11-13三相异步三相异步电动电动机的构造机的构造1定子定子 三相异步三相异步电动电动机的定子由机座、机的定子由机座、铁铁心和定子心和定子绕组组绕组组成。成。定定子子绕绕组组是是电电动动机机的的电电路路部部分分，由由三三相相对对称称绕绕组组组组成成，按按一一定定规规则则连连接接，有有六六个个出出线线端端。即即U1-U2、V1-V2、W1-W2接到机座的接接到机座的接线线盒中，定子盒中，定子绕组绕组接成星形或三角形。接成星形或三角形。图图11-14定子定子绕组绕组的星形和三角形的星形和三角形联结图联结图 2转转子子转转子子是是异异步步电电动动机机的的旋旋转转部部分分，由由转转轴轴、转转子子铁铁心心和和转转子子绕绕组组三三部部分分组组成成，其其作作用用是是输输出出机机械械转转矩矩。跟跟据据构构造造的的不不同同，转转子子绕绕组组分分为为绕绕线线式式和和笼笼型型两两种种，图图11-15(a)所所示示为为笼笼型型绕绕组组，(b)为铸铝为铸铝的的笼笼型型转转子。子。图图11-15笼笼型型绕组绕组及及转转子子二、旋二、旋转转磁磁场场将将对对称三相称三相电电流通入在空流通入在空间间彼此相差彼此相差120 的作星形的作星形联结联结的三的三线线圈。圈。设设三相三相电电流流为为：i1=Imsin(t)i2=Imsin(t120)i3=Imsin(t+120)其波形如其波形如图图11-16所示。所示。1旋旋转转磁磁场场的的产产生生图图11-16三相三相绕组电绕组电流的波形流的波形图图根根据据电电流流的的磁磁效效应应，在在三三相相绕绕组组的的空空间间上上就就会会产产生生旋旋转转磁磁场场，如如图图11-17所所示示，为为方方便便分分析析，规规定定电电流流为为正正值值时时，电电流流从从线线圈圈的的首首端端(即即U1、V1和和W1)流流向向末末端端(即即U2、V2和和W2)。图图中中首首端端用用 表表示示，末末端端用用 表表示示，反反之之电电流流由由末末端端流流向向首首端端。取取 t =0、90、180、270 和和360 五五个个瞬瞬间间，依依次次的的标标出出电电流流的的方方向向，由由右右手手螺螺旋旋法法则则确确定定磁磁场场的的方方向向。t=0 时时，磁磁场场方方向向由由右右指指向向左左；t=90 时时，磁磁场场的的方方向向垂垂直直向向上上；t=180、270 和和360 时时，磁磁场场的的方方向向分分别别向右、向下和向左，向右、向下和向左，顺时针顺时针旋旋转转一周，分一周，分别别如如图图11-7(a)、(b)、(c)、(d)和和(e)所示。所示。图图11-17旋旋转转磁磁场场的的产产生生当当我我们们i1使使通通入入V相相，i2通通过过U相相时时，分分析析可可见见，旋旋转转磁磁场场逆逆时时针针旋旋转转。因因此此，只只要要把把接接到到三三相相绕组绕组上的两根上的两根电电源源线线任意任意对调对调，即改，即改变电变电源的相序，就可源的相序，就可实现实现旋旋转转磁磁场场的反的反转转。由由图图可可见见，当当空空间间彼彼此此相相差差120 的的三三个个相相同同线线圈圈通通入入对对称称三三相相交交流流电电，就就能能产产生生与与电电流流有有相相同同角速度的旋角速度的旋转转磁磁场场(即交流即交流电变电变化一周，旋化一周，旋转转磁磁场场在空在空间间也旋也旋转转一周一周)。2旋旋转转磁磁场场的的转转速速上上述述旋旋转转磁磁场场具具有有一一对对磁磁极极，若若用用p 表表示示磁磁极极对对数数，则则p=1。磁磁极极对对数数p=1的的旋旋转转磁磁场场，其其转转速与正弦速与正弦电电流同步，若交流流同步，若交流电电的的频频率率为为f，则则旋旋转转磁磁场场的的转转速速n0=60f式中式中n0又称又称为为同步同步转转速速。磁磁极极对对数数p=2时时，交交流流电电变变化化一一周周，旋旋转转磁磁场场转转动动1/2周周，依依此此类类推推当当旋旋转转磁磁场场具具有有p 对对磁磁极极时时，交流交流电变电变化一周，旋化一周，旋转转磁磁场转动场转动1/p周。因此交流周。因此交流电频电频率率为为f，磁极，磁极对对数数为为p，则则旋旋转转磁磁场场的的转转速速为为三、三相异步三、三相异步电动电动机的工作原理机的工作原理旋旋转转磁磁场场以以同同步步转转速速n0顺顺时时针针旋旋转转，相相当当于于磁磁场场不不动动，转转子子逆逆时时针针切切割割磁磁力力线线，产产生生感感应应电电流流，用右手定用右手定则则判定，判定，转转子半部分的感子半部分的感应电应电流流入流流入纸纸面。面。图图11-18三相异步三相异步电动电动机的工作原理机的工作原理 有有电电流流的的转转子子在在磁磁场场中中受受到到电电磁磁力力的的作作用用，用用左左手手定定则则判判定定，上上半半部部分分所所受受磁磁力力向向右右，下下半半部部分分所所受受磁磁场场力力向向左左，如如图图11-18所所示示。这这两两个个力力对对转转子子转转轴轴形形成成电电磁磁转转矩矩，使使转转子子沿沿旋旋转转磁磁场场的的方方向向以以转转速速n 旋旋转转。四、三相异步四、三相异步电动电动机的极数与机的极数与转转速速也可写成也可写成n=(1s)n0转转差率是异步差率是异步电动电动机的一个重要参数。机的一个重要参数。电电动动机机总总是是以以低低于于旋旋转转磁磁场场的的转转速速转转动动。即即n n0异异步步电电动动机机的的同同步步转转率率n0与与转转子子转转速速n 之之差差，即即n0n 称称为转为转速差。速差。转转速差速差(n0n)与与n 之比称之比称为为异步异步电动电动机的机的转转差率，用差率，用s 表示表示五、异步五、异步电动电动机的机的铭铭牌牌三相异步三相异步电动电动机机型号型号Y132M4功率功率7.5KW频频率率50Hz电压电压380V电电流流15.4A接法接法 转转速速1440r/min绝缘绝缘等等级级B工作方式工作方式连续连续年年月月日日编编号号电电机厂机厂表表11-1三相异步三相异步电动电动机的机的铭铭牌牌在在电电动动机机的的铭铭牌牌上上标标有有其其主主要要技技术术数数据据，使使用用时时应应多多加加注注意意，表表11-1就就是是一一台台三三相相异异步步电电动动机的机的铭铭牌。牌。第七第七节节 三相异步三相异步电动电动机的控制机的控制一、三相异步一、三相异步电动电动机的起机的起动动二、三相异步二、三相异步电动电动机的机的调调速速三、三相异步三、三相异步电动电动机的反机的反转转四、三相异步四、三相异步电动电动机的制机的制动动一、三相异步一、三相异步电动电动机的起机的起动动1全全压压起起动动加在定子加在定子绕组绕组的起的起动电压动电压是是电动电动机的机的额额定定电压电压，这样这样的起的起动动叫全叫全压压起起动动。全全压压起起动动在在刚刚接接通通电电源源的的瞬瞬间间，旋旋转转磁磁场场与与转转子子间间的的相相对对转转速速较较大大，在在转转子子中中产产生生的的感感应应电电流流和和变压变压器的原理一器的原理一样样，定子，定子电电流必然很大，一般流必然很大，一般为额为额定定电电流的流的47倍。倍。过过大大的的起起动动电电流流会会在在线线路路上上造造成成较较大大的的电电压压降降，影影响响供供电电线线路路上上其其他他设设备备的的正正常常工工作作。此此外外，当当起起动动频频繁繁时时，过过大大的的起起动动电电流流会会使使电电动动机机过过热热，影影响响其其使使用用寿寿命命。只只有有二二、三三十十千千瓦瓦以以下下的的异异步步电电动动机采用全机采用全压压起起动动。可分可分为为全全压压起起动动和降和降压压起起动动两种。两种。(1)串串电电阻降阻降压压起起动动串串电电阻阻降降压压起起动动，就就是是电电动动机机起起动动时时将将电电阻阻串串联联在在定定子子绕绕组组与与电电源源之之间间的的起起动动方方法法，如如图图11-19所示。所示。在在起起动动时时降降低低加加在在电电动动机机定定子子绕绕组组上上的的电电压压，待待起起动动结结束束时时恢恢复复到到额额定定值值运运行行。笼笼型型电电动动机机的的降降压压起起动动常常用用串串电电阻阻降降压压起起动动、星星形形-三三角角形形换换接接起起动动和和自自耦耦降降压压起起动动等方法。等方法。2降降压压起起动动图图11-19定子定子绕组绕组串串电电阻降阻降压压起起动动星星形形-三三角角形形换换接接起起动动，就就是是电电动动机机起起动动时时把把定定子子绕绕组组连连成成星星形形，等等到到转转速速接接近近额额定定值值时时再再换换接接成成三三角角形形的的起起动动方方法法。图图11-20是是一一种种星星三三角角起起动动器器的的连连接接简简图图，起起动动时时，将将手手柄柄指指向向右右，定定子子绕绕组组连连成成星星形形降降压压起起动动。等等电电动动机机接接近近额额定定转转速速时时，将将手手柄柄指指向向左左，定定子子绕绕组组换换接成三角形，接成三角形，电动电动机正常运行。机正常运行。(2)星形星形-三角形三角形换换接起接起动动图图11-20星星三角降三角降压压起起动动自自耦耦降降压压起起动动，是是利利用用三三相相自自耦耦变变压压器器将将电电动动机机在在起起动动过过程程中中的的端端电电压压降低的起降低的起动动方法，如方法，如图图11-21所示。所示。(3)自耦降自耦降压压起起动动图图11-21自耦自耦变压变压器降器降压压起起动动二、三相异步二、三相异步电动电动机的机的调调速速可知，可知，调调速有下面三种方法：速有下面三种方法：1变变频频调调速速采采用用晶晶闸闸管管整整流流器器将将交交流流电电转转换换为为直直流流电电，再再由由逆逆变变器器变变换换为为频频率率，电电压压有有效效值值可可调调的三相交流的三相交流电电，为为三相异步三相异步电动电动机供机供电电，实现电动实现电动机无机无级调级调速。速。2变变转转差差率率调调速速只只适适用用于于绕绕线线式式电电动动机机。通通过过改改变变接接在在转转子子电电路路中中调调速速电电阻阻的的大大小小，就就可可平平滑滑调调速。速。3变变级级调调速速设设计计制制造造的的电电动动机机具具有有不不同同的的磁磁极极对对数数，根根据据需需要要改改变变定定子子绕绕组组的的连连接接方方式式，就就能改能改变变磁极磁极对对数，使数，使电动电动机得到不同的机得到不同的转转速。速。在在负载负载不不变变的条件下改的条件下改变变异步异步电动电动机的机的转转速速n 叫叫调调速。由速。由转转速公式速公式三、三相异步三、三相异步电动电动机的反机的反转转异异步步电电动动机机的的转转向向与与旋旋转转磁磁场场的的方方向向一一致致，而而旋旋转转磁磁场场的的方方向向取取决决于于三三相相电电源源的的相相序序。所所以以，只只要要将将三三根根相相线线中任意两根中任意两根对调对调即可使即可使电动电动机反机反转转。图图11-22是是电动电动机正、反机正、反转转控制的原理控制的原理图图。图图11-22正、反正、反转转控制原理控制原理四、三相异步四、三相异步电动电动机的制机的制动动1反反转转制制动动在在电电动动机机停停车车时时，将将三三根根电电线线中中的的任任意意两两根根对对调调，产产生生反反转转矩矩，起起到到制制动动作作用用。当当转转速速接接近近零零时时切断切断电电源，否源，否则电动则电动机会反机会反转转。为为克克服服惯惯性性，保保证证电电动动机机在在断断电电时时迅迅速速停停车车，需需要要对对电电动动机机进进行行制制动动。异异步步电电动动机机的的制制动动常常采采用用反接制反接制动动和能耗制和能耗制动动。在在断断电电的的同同时时，接接通通直直流流电电源源，如如图图11-23所所示示。直直流流电电源源产产生生的的磁磁场场是是固固定定的的，而而转转子子由由于于惯惯性性转转动动产产生生的的感感应应电电流流与与直直流流电电磁磁场场相相互互作作用用产产生生的的转转矩矩方方向向，恰恰好好与与电电动动机机的的转转向相反，起到制向相反，起到制动动的作用。的作用。2能耗制能耗制动动图图11-23电动电动机的能耗制机的能耗制动动第八第八节节 单单相异步相异步电动电动机机一、一、单单相异步相异步电动电动机的工作原理机的工作原理二、二、单单相相电电容式异步容式异步电动电动机机一、一、单单相异步相异步电动电动机的工作原理机的工作原理单单相相异异步步电电动动机机的的定定子子绕绕组组通通以以单单相相电电流流后后，电电动动机机内内就就产产生生一一交交变变磁磁场场，但但磁磁场场的的方方向向时时而而垂垂直直向向上上，时时而而垂垂直直向向下下，即即单单相相定定子子绕绕组组的的磁磁场场不不是是旋旋转转磁磁场场，所所以以转转子子不不能能自自行行起起动动。因因此此，单单相相异步异步电动电动机机转动转动的关的关键键是是产产生一个起生一个起动转动转矩。矩。二、二、单单相相电电容式异步容式异步电动电动机机单单相相电电容容式式异异步步电电动动机机在在定定子子上上有有工工作作绕绕组组和和起起动动绕绕组组两两个个绕绕组组。两两个个绕绕组组在在定定子子铁铁心心上上相相差差90 的的空空间间角角度度，起起动动绕绕组组中中串串联联一一个个电电容容器器，图图11-24所所示示是是单单相相电电容容式式异异步步电电动动机的原理机的原理图图。图图11-24单单相相电电容式异步容式异步电电动动机原理机原理图图由由图图可可见见，同同一一电电源源向向两两个个绕绕组组供供电电，则则工工作作绕绕组组的的电电流流和和起起动动绕绕组组的的电电流流就就会会产产生生一一个个相相位位差差，适当适当选择电选择电容，使容，使i1和和i2的相位差的相位差为为90，即，即i1=I1msin(t 90)i2=I2msin(t)用用三三相相异异步步电电动动机机的的分分析析方方法法，相相位位差差为为90 的的i1和和i2，流流过过空空间间相相差差90 的的两两个个绕绕组组，能能产产生生一个旋一个旋转转磁磁场场。在旋。在旋转转磁磁场场的作用下，的作用下，单单相异步相异步电动电动机机转转子得到起子得到起动转动转矩而矩而转动转动。图图11-25所示所示为为i1和和i2的波形的波形图图和旋和旋转转磁磁场图场图。改改变变电电动动机机定定子子绕绕组组接接线线的的顺顺序序，可可以以改改变变旋旋转转磁磁场场的的方方向向，也也就就改改变变了了电电动动机机的的转转向。向。图图11-25两相两相绕组绕组中的中的电电流与旋流与旋转转磁磁场场本章小本章小结结三、常用三、常用变压变压器有自耦器有自耦变压变压器、多器、多绕组变压绕组变压器、互感器和三相器、互感器和三相变压变压器等。器等。一一、变变压压器器的的用用途途是是变变换换电电压压、变变换换电电流流、变变换换阻阻抗抗、改改变变相相位位，由由铁铁心心和和绕绕组组两两部部分分构构成成，它它是按是按电电磁感磁感应应原理工作的。原理工作的。二二、变变压压器器一一次次、二二次次绕绕组组的的端端电电压压之之比比等等于于匝匝数数比比，变变压压器器工工作作时时二二次次、一一次次绕绕组组的的电电流流跟跟绕绕组组的匝数成反比，即的匝数成反比，即四四、三三相相异异步步电电动动机机由由定定子子和和转转子子两两部部分分构构成成当当空空间间彼彼此此相相差差120 的的三三个个相相同同线线圈圈通通入入对对称称三三相相交交流流电电，就就能能产产生生与与一一个个旋旋转转磁磁场场，与与转转子子间间存存在在相相对对运运动动，在在转转子子上上产产生生感感应应电电流流，是是转转子子受受到到电电磁磁转转矩矩的的作作用用而而转转动动起起来来。电电动动机机的的转转向向与与旋旋转转磁磁场场的的方方向向相相同同，任任意意对对调调两两相相电电源源线线，就就可改可改变电动变电动机的机的转转向。向。五五、电电动动机机的的起起动动电电流流为为额额定定电电流流的的47倍倍，为为避避免免过过大大的的起起动动电电流流造造成成电电网网电电压压的的波波动动和和降降低低电电动动机机的的寿寿命命，大大型型电电动动机机要要采采用用降降压压起起动动的的方方法法。电电动动机机的的调调速速方方法法有有变变频频调调速速、变变转转速速率率调调速速和和变变极极调调速。常用的制速。常用的制动动方法是反接制方法是反接制动动和能耗制和能耗制动动。六六、单单相相电电容容式式异异步步电电动动机机定定子子上上有有空空间间上上相相差差 90 的的工工作作绕绕组组和和起起动动绕绕组组，起起动动绕绕组组中中串串联联一一个个电电容容器器，同同一一电电流流流流过过空空间间相相差差90 的的两两个个绕绕组组，能能产产生生一一个个旋旋转转磁磁场场，使使单单相相异异步步电电动动机机转转子子得到起得到起动转动转矩而矩而转动转动。谢谢观赏谢谢观赏