《电机与电气控制技术》李益民+电子课件 第二章变压器
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《电机与电气控制》PPT课件
❖ 直流电机的空载磁场 ❖ 直流电机负载时的磁场 ❖ 直流电机的电枢反应
直流电机的换向
换向是指电机旋转时，电枢绕组元件从一条支路，经过电刷短路，进入另一条 支路，其电流方向改变的过程。换向的外观表现是在电刷和换向器间常出现火花。 若火花在电刷下的范围很小，亮度很弱，呈现兰色，对电机并无危害。若电刷下 火花范围较大、比较强烈，对电机会有危害。
直流电机的结构与分类 返回
直流的结构
❖ 定子 作用是产生磁场和作电机的机械支撑，它包括主磁极、换向极、机座、 端盖、轴承、电刷装置等。
❖ 转子又称电枢，是用来产生感应电动势实现能量转换的关键部分。它包括电 枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。
直流电动机的分类
按它励磁绕组在电路中联接方式（即励磁方式）可分为他励、并励、串励和 复励四种。
整理ppt 28
降压起动
返回
当他励直流电动机的电枢回路由专用的可调压直流电源供电时， 可以采用降压起动的方法。起动电流将随电枢电压降低的程度成 正比地减小。起动前先调好励磁，然后把电源电压由低向高调节， 最低电压所对应的人为特性上的起动转矩Ts1>TL时，电动机就开 始起动。起动后，随着转速上升，可相应提高电压，以获得需要 的加速转矩，起动过程的机械特性如图所示
直流电动机的反转
由电磁转矩公式可知，欲改变电磁转矩的方向，只需改变励磁磁通方向或电枢 电流方向即可。所以，改变直流电动机转向的方法有两个：
❖ 保持电枢绕组两端极性不变，将励磁绕组反接。 ❖ 保持励磁绕组极性不变，将电枢绕组反接。
整理ppt 27
电枢回路串电阻起动
返回
电枢回路串电阻起动的接线图
KM1 KM2 KM3
整理ppt 17
功率平衡方程式
直流电机的换向
换向是指电机旋转时，电枢绕组元件从一条支路，经过电刷短路，进入另一条 支路，其电流方向改变的过程。换向的外观表现是在电刷和换向器间常出现火花。 若火花在电刷下的范围很小，亮度很弱，呈现兰色，对电机并无危害。若电刷下 火花范围较大、比较强烈，对电机会有危害。
直流电机的结构与分类 返回
直流的结构
❖ 定子 作用是产生磁场和作电机的机械支撑，它包括主磁极、换向极、机座、 端盖、轴承、电刷装置等。
❖ 转子又称电枢，是用来产生感应电动势实现能量转换的关键部分。它包括电 枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。
直流电动机的分类
按它励磁绕组在电路中联接方式（即励磁方式）可分为他励、并励、串励和 复励四种。
整理ppt 28
降压起动
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当他励直流电动机的电枢回路由专用的可调压直流电源供电时， 可以采用降压起动的方法。起动电流将随电枢电压降低的程度成 正比地减小。起动前先调好励磁，然后把电源电压由低向高调节， 最低电压所对应的人为特性上的起动转矩Ts1>TL时，电动机就开 始起动。起动后，随着转速上升，可相应提高电压，以获得需要 的加速转矩，起动过程的机械特性如图所示
直流电动机的反转
由电磁转矩公式可知，欲改变电磁转矩的方向，只需改变励磁磁通方向或电枢 电流方向即可。所以，改变直流电动机转向的方法有两个：
❖ 保持电枢绕组两端极性不变，将励磁绕组反接。 ❖ 保持励磁绕组极性不变，将电枢绕组反接。
整理ppt 27
电枢回路串电阻起动
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电枢回路串电阻起动的接线图
KM1 KM2 KM3
整理ppt 17
功率平衡方程式
电机与电气控制技术174页全书电子教案完整版课件
第四节 三相电力变压器
三相电力变压器是用来改变三相交流电压的变压器，是 输电和配电系统中的重要电气设备，也是整个电力系统中容 量最大、最重要的电气设备。
一、三相油浸式电力变压器的结构 三相油浸式电力变压器主要由铁心、绕组、油箱、冷却 装置、保护装置等部件组成。
三相油浸式电力变压器的结构（续1）
１.铁心 铁心是三相电力变压器的磁路部分，它由0.23～0.30mm厚冷轧硅钢 片叠压或卷制而成。为了充分利用绕组内圆的空间，铁心柱截面通常采 用阶梯形，如图1-15所示。铁心的结构有叠片式铁心、卷制式铁心和非晶 合金铁心。后两种代表了当前的最新技术，节能效果明显，大有发展前 途。
U1 = E1=4.44fN1m
(1-3)
U2 =E2=4.44fN2m
(1-4)
由此可得
U1 E1 N1 K
(1-7)
U 2 E2 N2
式中K称为变压器的变比。
第二节 单相变压器的运行原理 3
二、变压器的负载运行
变压器一次绕组接额定电压，二次绕组接负载的运行状态称负载运
行，如图1-6所示。二次绕组中有电流I2，一次绕组中电流变为I1，可近似 认为变压器输入功率与输出功率相等，即
工作频率来分类，也可按铁心结构来分类。 1.按工作频率分 (1)工频电源变压器 工作在50～60Hz频率下的电源变压器。 (2)中频电源变压器 工作在400～1000Hz频率下的电源变压器。 (3)高频电源变压器 工作在10～20kHz频率下的电源变压器。 2. 按铁心结构分 (1)E形及囗形变压器 (2)C形变压器 (3)R形变压器 (4)O形变压器
E1=4.44fN1m
(1-1)
E2=4.44fN2m
(1-2)
电机与电气控制技术PPT课件
2．额定电流I1N/I2N 额定电流是变压器绕组允许长时间连续通过的最大工作电流，由变压器 绕组的允许发热程度决定。在三相变压器中额定电流是指线电流。
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．额定容量SN
单相： 三相：
I1N
SN U1N
I2N
SN U 2N
I1N
SN 3U1N
I2N
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．油箱和其他附件 （1）油箱。 （2）储油柜。 （3）安全气道。 （4）气体继电器。 （5）绝缘套管。 （6）分接开关。
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
1.2.2 变压器的铭牌技术数据 1．额定电压U1N/U2N 额定电压U1N是指交流电源加到一次绕组上的正常工作电压；U2N是指在一 次绕组加U1N时，二次绕组开路时（空载）的端电压。在三相变压器中， 额定电压是指线电压，通常在铭牌上以分数的形式U1N/U2N表示。
电机与电气控制技术
电子工业出版社
第1章 变 压 器
1.1 变压器的用途及分类 1.1.1 变压器的用途 变压器是一种利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频 率的另一数值的交变电压的电气设备。变压器在许多方面都得到了广 泛的应用，如电力系统中的输、配电和电子技术领域、测试技术领域 、焊接技术领域等。
1.3 变压器的工作原理
2．空载电流I0 所示为励磁电流、主磁通及其感应电动势的相量图。由图可见，I0比 在相位上超前一个角度，称为铁耗角，一般很小，可忽略。
电机与电气控制技术
1.3 变压器的工作原理
1.3.2 变压器的负载运行 变压器负载运行的原理示意图。
电机与电气控制技术
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．额定容量SN
单相： 三相：
I1N
SN U1N
I2N
SN U 2N
I1N
SN 3U1N
I2N
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．油箱和其他附件 （1）油箱。 （2）储油柜。 （3）安全气道。 （4）气体继电器。 （5）绝缘套管。 （6）分接开关。
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1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
1.2.2 变压器的铭牌技术数据 1．额定电压U1N/U2N 额定电压U1N是指交流电源加到一次绕组上的正常工作电压；U2N是指在一 次绕组加U1N时，二次绕组开路时（空载）的端电压。在三相变压器中， 额定电压是指线电压，通常在铭牌上以分数的形式U1N/U2N表示。
电机与电气控制技术
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第1章 变 压 器
1.1 变压器的用途及分类 1.1.1 变压器的用途 变压器是一种利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频 率的另一数值的交变电压的电气设备。变压器在许多方面都得到了广 泛的应用，如电力系统中的输、配电和电子技术领域、测试技术领域 、焊接技术领域等。
1.3 变压器的工作原理
2．空载电流I0 所示为励磁电流、主磁通及其感应电动势的相量图。由图可见，I0比 在相位上超前一个角度，称为铁耗角，一般很小，可忽略。
电机与电气控制技术
1.3 变压器的工作原理
1.3.2 变压器的负载运行 变压器负载运行的原理示意图。
电机与电气控制技术
电机与电气控制技术第2章变压器
第2章变压器习题答案1.简述变压器的基本工作原理。
答：L变压器一、二次侧的感应电动势之比等于一、二次绕组的匝数之比。
（2-4）变压器一、二次侧的匝数不同导致一、二次绕组的电压高低不等，改变变压器绕组的匝数比（即改变变压器的变比）就可以改变变压器的输出电压。
2.简述变压器的基本结构。
答：变压器的主要结构包括器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油。
3.什么是变压器的联结组别？答：电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因联结方式不同而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位关系。
4.变压器的主要技术参数有哪些？各有何含义？答：①额定容量S N（KV·A）。
指在额定工作状态下变压器能保证长期输出的容量。
由于变压器的效率很高，规定一、二次侧的容量相等。
②额定电压U N（KV或V）。
指变压器长时间运行时所能承受的工作电压。
一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压；二次侧的额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压时，二次侧空载时的端电压，在三相变压器中，额定电压指的是线电压。
③额定电流I N（A）。
变压器的额定电流是变压器在额定容量下允许长期通过的电流。
三相变压器的额定电流指的是线电流。
对于单相变压器S N=U N I N；对于三相变压器。
S N=U N I N④额定频率f N（Hz）。
我国规定的标准频率50 Hz。
⑤短路电压U K％。
将变压器二次侧短路，一次侧施加电压并慢慢升高电压，直到二次侧产生的短路电流等于二次侧的额定电流I2N时，一次侧所加的电压称为短路电压U K，用相对于额定电压的百分数表示：⑥空载电流I0％。
当变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U1N时，流过一次绕组的电流为空载电流I 0，用相对于额定电流的百分数表示：。
空载电流的大小主要取决于变压器的容量、磁路的结构、硅钢片质量等因素，它一般为额定电流的3％~5％。
⑦空载损耗P 0。
指变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U 1N 时变压器的损耗，它近似等于变压器的铁损。
电机与电气控制
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电弧变压器有如下几点要求： （1）电焊变压器应具有60~75的空载电压，以保证容易起弧，为了操作者的安 全，电压一般不超过85V。 （2）电焊变压器应具有迅速下降的外特性，以适应电弧特性的要求。
（3）为了适应不同的焊件和不同的焊条，还要求能够调节焊接电流的大小。
（4）短路电流不应过大，一般不超过额定电流的两倍，在工作中电流要比较稳定，以
Z1 K Z 2
。
2 u
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2.3 变压器的工作特性
在实际应用中要正确、合理地使用变压器，需了解其运行时的工作特性及性能指标。 （1）外特性。是指电源电压和负载的功率因数为常数时，二次侧端电压随负载电 流变化的规律，即
U 2 f ( I 2)
（2）效率特性。是指电源电压和负载的功率因数为常数时，变压器的效率随负载 电源变化的规律，即
P2 P1 100% 100% P1 P 2 P损耗
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2.4 三相变压器
• 三相变压器在对称负载下运行时，各相电压、电流大小相 等，相位彼此相差120о，各相参数亦相等。
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2.4.1 三相变压器的组成
1．三相变压器组 三相变压器组是把三个同容量的变压器根据需要将其一次、二次 绕组分别接成星形或三角形联结。
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根据铁心的结构形式变压器可分为壳式变压器和心式变压器两大类。
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根据变压器的制作工艺可分为叠片式和卷制式铁心两种类型。 叠片式铁心的制作过程是：先将硅钢片冲剪成如图2-3所示的形状，再将一片片硅 钢片按其接口交错地插入事先绕好并经过绝缘处理的线圈中，如图2-4所示。
电机与电气控制技术教学教材
任务三 其他变压器
任务描述：实际生产中，除了进行电力变
换的变压器外，我们还经常用到一些其他 用途的变压器，如电流互感器、电压互感器、 自耦变压器等。
任务分析： 电流互感器、电压互感器、
自耦变压器的作用、原理及使用注意事项。
任务三
图1-8 电流互感器原理图
其他变压器
方法与步骤：
1．电流互感器
电流互感器的结构、 工作原理与普通双绕 组变压器相似，也是 由铁心和原、副绕组 两个主要部分构成。 其主要特点在于，电 流互感器原绕组的匝 数很少，一般只有一 匝到几匝。使用中， 原绕组串联在被测电 路中，流过被测电流。 如图1-8所示。
(2) 电流互感器的铁心和二次绕组应可靠接地，以 防止绝缘击穿后，高电压危及人员和设备安全。
(3) 二次绕组回路阻抗不应超过规定值， 以免增 加误差。
任务三
其他变压器
2．电压互感器
电压互感器的结构和工作原理 与单相变压器相同。它的实质就是 一个降压变压器，是由铁心和一、 二次绕组两个主要部分组成的。它 的主要特点在于：原绕组匝数较多， 并联在被测电路中，副绕组匝数较 少，接在高阻抗的测最仪表上，有 很准确的电压比。根据测量的目的 不同，原绕组接被测量的高电压端， 副绕组接电压表、瓦特表或电度表 的电压线圈，所接仪表的阻抗都很 大，因此，电压互感器的副绕组电 流很小，近似等于零。所以电压互 感器正常运行时接近于空载运行。 如图1-10所示为电压互感器的原理 图。
任务一 变压器认识
任务一 变压器认识
（1）型号
任务一 变压器认识
（2）额定容量 额定容量是指变压器在额定工作状态下，二次
组的绕视在功率，其单位为kVA。对于单相变压器而言，
即变压器二次绕组的额定电压U2N与额定电流I2N的
电机与电气控制电子教案(第二周)
课题二 三相变压器绕组的连接方法。 三相变压器绕组首尾的判断及连接方法。 知识 1 学会三相变压器绕组 的首尾判断。 2 熟悉三相绕组的连接 方法。 技能 态度 1 学会用直流法和交流 明确三相绕组首尾判别的重 法判别三相绕组的首尾。 要性。 2 能进行三相绕组的连 接。 教学难 点 三相绕组首尾判别
18
任务实施 四 随堂练习
1 变压器绕组是怎样命名的？ 2 绝缘套管的作用是什么？安装时有什么要求？ 3 简述变压器的基本结构及各部分的功能
10
课堂评价 与总结
1 评价各学习小组的学习情况，记分。 2 知识小结：一 变压器的工作原理 二 变压器的用途 三 变压器的结构特点， 四 变压器的型号及额定值。 P92 4.45
5
作业
P43
1 3 5
课后小结 与体会
学生兴趣高，能判断和画连接组别电路图。
教学目标
教学重点 教学资源 与工具 教学步骤
三相变压器绕组首尾的判断及连 接方法。
小型三相变压器，万用表、直流电流表、导线、刀开关、学生直流电源
教
学
设
计
时间分配
（分钟）
复习引入
提问： 什么是变压器的极性？用直流法和交流法怎样判别单相变压器 的极性？ 学生简述后，进行引入：变压器的极性判别对绕组的连接尤为重要， 必须熟练其判别方法， 那么， 三相变压器的极性即首尾端又怎样判别 呢？
10
随堂练习
1 画出三相绕组的星形接法和三角形接法原理图，并写出线电压和 相电压的关系。 2 如何判断二次侧星形接法和三角形接珐是否接错？
10
课堂坪价 与总结
1 评价各学习小组的学习情况，记分。 2 知识小结，一 三相变压器首尾的判断， 1 直流法， 2 交流法 二 三相绕组的连接， 1 星形连接， 2 三角形连接，
电机与电气控制技术PPT课件
磁滞损失：磁滞现象引起铁芯发热， 造成的损失。
涡流损失：交变磁通在铁芯中产生 的感应电流（涡流），
造成的损失。
为防止涡流损失，铁芯一
般由一片片导磁材料叠合
P2 P1 PCU PFE 而成。
P1
P1 第33页/共160页
3 变压器的外特性
副边输出电压和输出电流的关系。即：
U2 f (I2)
第8页/共160页
总磁动 在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场强度不等）中， 势等于各段磁压降之和。
NI HL
总磁动势
I
例：
N
l0
NI HI H0l0
l
第9页/共160页
二. 磁路的欧姆律：
对于均匀磁路
NI HL B L L I S
令：
Rm
l
s
Rm 称为磁阻
则： F NI L Rmφ S
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。
B S
B 的单位：特斯拉（Tesla）
1 Tesla = 104 高斯
单位：韦伯
第3页/共160页
二、磁导率
：表征各种材料导磁能力的物理量
真空中的磁导率(
)为0常数
0 4 107 （亨/米）
一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率
A
*
X *
a x
A
*
X
a
x
*
第35页/共160页
线圈的接法 电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：
1
*
3
*
2
4
220V： 联结 2 －3
110V： 联结 1 －3，2 －4
《电机与电气控制》ppt课件
主令电器
主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的 信号指令将通过继电器、接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制 电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。
最新课件 12
低压开关
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刀开关 组合开关 自动开关 漏电保护器
最新课件 13
主令电器
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按钮 行程开关 万能转换开关
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
最新课件 19
漏电保护器
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用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
零序电流互感器
最新课件
返回
30
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时间继电器
用途
时间继电器是利用电磁原理或机械原理实现触点延时闭合或延时断开的自动控制 电器。
分类
常用的种类有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式。
结构及工作原理 延时方式
通电延时和断电延时
符号
最新课件 31
返回
空气式时间继电器的结构及工作原理
结构
a）外形图
b）结构图
低压电器的定义
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电器：是指能自动或手动接通和断开电路，以及对电路 或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和 调节的元件。
低压电器：通常是指交流1000V及以下与直流1200V及以 下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备 。
最新课件 6
低压电器的分类
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按控制作用分类
❖ 执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁。 ❖ 控制电器 用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。 ❖ 主令电器 用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指令”。例如：按钮、转换开
主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的 信号指令将通过继电器、接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制 电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。
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低压开关
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刀开关 组合开关 自动开关 漏电保护器
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主令电器
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按钮 行程开关 万能转换开关
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
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用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
零序电流互感器
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时间继电器
用途
时间继电器是利用电磁原理或机械原理实现触点延时闭合或延时断开的自动控制 电器。
分类
常用的种类有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式。
结构及工作原理 延时方式
通电延时和断电延时
符号
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空气式时间继电器的结构及工作原理
结构
a）外形图
b）结构图
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电器：是指能自动或手动接通和断开电路，以及对电路 或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和 调节的元件。
低压电器：通常是指交流1000V及以下与直流1200V及以 下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备 。
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按控制作用分类
❖ 执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁。 ❖ 控制电器 用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。 ❖ 主令电器 用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指令”。例如：按钮、转换开
电机与电气控制技术.ppt
作者: 闻 娜
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
采用“项目教学法”，在实践项目的选择上，采用工厂的实际项目为课题。 将多媒体教学手段、现场演示等方法很好地融合起来，优化了教学过程， 提高教学质量。
实施“教、学、做”一体化，实现了理论教学与实践教学的相融互促进， 强化了学生的实践意识，提高了教学效率；
失压保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
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L1 L2 L3 Q FU1
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
失压保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
短路保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
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各电器在电路中的 作用
刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机
2019-11-4
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接触器的组成
线圈
~~ 电源
同时对每个项目的实践任务 进行分解，打破各个知识点在学 科体系之间限制，以任务为核心， 为完成某个任务而组织相应的知 识点，学习相应的技能。
2019-11-4
电机与电气控制技术
任务一
变压器认识
任务二 单相变压器的绕组极性及判定 任务描述： 任务描述：变压器的绕组极性是指变压器一、
二次绕组中的感应电动势的相位关系。如 果极性接反就会把变压器烧毁。因此，我 们要学会如何判定变压器的绕组极性。
任务分析： 任务分析： 单相变压器可以通过两种方法
即分析法、实验法来判定变压器的绕组极 性，我们应该掌握这两种方法。
图1-5
单相变压器分析法极性判定
任务二 单相变压器的绕组极性及判定
2. 实验法 （1）交流法 如图1-6所示，将一、二 次绕组各取一个接线端 连接在一起，如图中2端 和4端，并在N2N1绕组 上加上适当的交流电 u12，再用交流电压表 测量u12、u13、u34各 值，如果测量结果为 u13=u12-u34，则1、3 端为同名端，如果 u13=u12+u34, 则1、 4 端为同名端。
任务一
变压器认识
4．绝缘套管 变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须 经过绝缘套管， 从而使高压引线和接地的油箱绝 缘。绝缘套管是一根中心导电杆，外面有瓷套管 绝缘。为了增加爬电距离，套管外形做成多级伞 形。10～35kV套管一般采用充油结构， 电压越 高，其外形尺寸越大。 5．其他附件 典型的油浸式电力变压器中还有储油柜（油 枕）、吸湿器（呼吸器）、安全气道（防爆管）、 继电保护装置、调压分接开关、 温度监控装置等 附件
任务一
变压器认识
二．变压器的工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压 等级的交流电能转换成同频率的另一种电 压等级的交流电能。其基本工作原理如图 1.3所示，在铁心柱上绕制两个绝缘线圈。 1.3 电源侧的线圈称为原边绕组或一次绕组， 负载侧的线圈称为副边绕组或二次绕组。
任务一
电机与电气控制技术394页完整版教学课件汇总全书电子教案
任务一 认识变压器
四、变压器的技术参数4.额源自容量额定容量是指变压器在额定状态下工作时，二次绕组的视在功率，单位为KVA，它反映的是变压器传送功率的能力大小。
单相变压器：
三相变压器：
变压器的技术参数还有很多，比如额定频率、短路阻抗、效率等，在此就不一一列举了。
任务一 认识变压器
五、变压器的损耗和效率
三、分类
单相变压器、三相变压器和多相变压器。
1.按相数分
变压器的种类很多，主要有以下几种分类方法。
任务一 认识变压器
（a）单相变压器 （b）三相变压器
任务一 认识变压器
三、分类
2.按冷却方式分
（1）干式变压器：利用空气对流进行自然冷却或采用通风机进行强迫式冷却。 （2）油浸式变压器：利用变压器油作为冷却介质，如油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环自冷式和强迫油循环风冷式等。
二、极性的判别
任务三 变压器的极性判别
2.测试法
（2）直流法（检流计法）
二、极性的判别
任务四 认识自耦变压器和互感器
一、自耦变压器
自耦变压器的工作原理与普通变压器是一样的，根据电磁感应原理，流经公共绕组中的电流I的大小为I=I2-I1 可见，流经公共绕组中的电流较小，所以这部分绕组可以用截面积较小的导线绕制，节省用铜量，并减小自耦变压器的体积和重量。
任务一 认识变压器
三、分类
4.按绕组构成分
5. 按铁芯形式分
有心式变压器和壳式变压器。
有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。
任务一 认识变压器
四、变压器的技术参数
每台变压器都有一个铭牌，如图所示，表明其型号及主要技术参数，作为正确使用该变压器的依据
四、变压器的技术参数4.额源自容量额定容量是指变压器在额定状态下工作时，二次绕组的视在功率，单位为KVA，它反映的是变压器传送功率的能力大小。
单相变压器：
三相变压器：
变压器的技术参数还有很多，比如额定频率、短路阻抗、效率等，在此就不一一列举了。
任务一 认识变压器
五、变压器的损耗和效率
三、分类
单相变压器、三相变压器和多相变压器。
1.按相数分
变压器的种类很多，主要有以下几种分类方法。
任务一 认识变压器
（a）单相变压器 （b）三相变压器
任务一 认识变压器
三、分类
2.按冷却方式分
（1）干式变压器：利用空气对流进行自然冷却或采用通风机进行强迫式冷却。 （2）油浸式变压器：利用变压器油作为冷却介质，如油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环自冷式和强迫油循环风冷式等。
二、极性的判别
任务三 变压器的极性判别
2.测试法
（2）直流法（检流计法）
二、极性的判别
任务四 认识自耦变压器和互感器
一、自耦变压器
自耦变压器的工作原理与普通变压器是一样的，根据电磁感应原理，流经公共绕组中的电流I的大小为I=I2-I1 可见，流经公共绕组中的电流较小，所以这部分绕组可以用截面积较小的导线绕制，节省用铜量，并减小自耦变压器的体积和重量。
任务一 认识变压器
三、分类
4.按绕组构成分
5. 按铁芯形式分
有心式变压器和壳式变压器。
有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。
任务一 认识变压器
四、变压器的技术参数
每台变压器都有一个铭牌，如图所示，表明其型号及主要技术参数，作为正确使用该变压器的依据
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星形联结）；D（高压绕组作三角形联结）、
d（低压绕组作三角形联结）；N（高压绕组
作星形联结时的中性线）、n（低压绕组作星
形联结时的中性线）。
（六）阻抗电压
又称为短路电压。它标志在额定电流时变压器
阻抗压降的大小。通常用它与额定电压U1N的
百分比来表示。
电机与电气控制技术
例2－1：一台三相油浸自冷式铝线变压器，
电机与电气控制技术
一、单相变压器的基本结构
变
（一）铁心 0.35 mm厚的硅钢片，减小铁耗。
压
器 构成变压器磁路系统，并作为变压器的机械骨架。
磁轭 铁心柱
国产硅钢片 有热轧硅钢 片、冷轧无 取向硅钢片、 冷轧晶粒取 向硅钢片
电机与电气控制技术
变 压 器
心式变压器
壳式变压器
电机与电气控制技术
变
为了减小铁心
器等。
（3）仪用互感器。用于电工测量中，如电流互感器、
电压互感器等。
（4）控制变压器。容量一般比较小，用于小功率电
源系统和自动控制系统。
（5）其他变压器。如试验用的高压变压器；输出电
压可调的调压变压器；产生脉冲信号的脉冲变压器。
电机与电气控制技术
2．按绕组构成分类
有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器
用途： 主要用于输配电系统，而且还广泛应用于电气 控制领域、电子技术领域，测试技术领域以及 焊接技术领域等。
电机与电气控制技术
二、变压器分类
1．按用途分类
变
压
（1）电力变压器。用作电能的输送与分配。
器
（2）特种变压器。在特殊场合使用的变压器，如作
为焊接电源的电焊变压器；专供大功率电炉使用的电
炉变压器；将交流电整流成直流电时使用的整流变压
解：
Z' 392
K
7
Z
8
N2
N1 K
560 匝 ＝ 8 0 匝 7
电机与电气控制技术
四、变压器参数的测定
作用：
变 压
利用参数、基本方程式、等效电路、相量图求
器
变压器的运行性能。
（一）变压器的空载试验
目的：
求变比k、空载电流I0、空载损耗P0以及等效 电路中的励磁阻抗Zm，从而判断铁心和线圈 质量。 试验时，一般在变压器低压侧加电压，测量 高压侧对应的电压、电流和功率。
变压器在空载时，高压侧加上额定电压后， 二次绕组两端的电压值。
U2N不等于额定负载时的负载电压。有一个电压 降使空载电压大于负载电压。
额定电压在三相变压器中是指线电压。
电机与电气控制技术
（三）额定电流I1N和I2N
变
根据变压器容许发热的条件而规定的满载电流
压 器
值。在三相变压器中额定电流是指线电流。
（四）额定容量SN
变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在 功率，其单位为kV·A。
单相变压器的额定容量
SN
U2N I2N 1000
kV
•
A
三相变压器的额定容量
SN
3U 2 N I2 N kV • A 1000
电机与电气控制技术
（五）联结组标号
变
三相变压器一、二次绕组的连接方式
压
器
Y（高压绕组作星形联结）、y（低压绕组作
电机与电气控制技术
二、 变压器的基本工作原理
变 压 器
互相绝缘且匝数不同 只有磁的耦合而没有 电的联系
电机与电气控制技术
二、 变压器的基本工作原理
变 压 器
根据电磁感应 原理 ：
e1＝
－
N 1
dΦ dt
e2＝
－
N 2
dΦ dt
改变一、二次绕组的匝数，就可达到 改变电压的目的。
电机与电气控制技术
变 压
和自耦变压器等。
器
3．按铁心结构分类
有叠片式铁心、卷制式铁心、非晶合金铁心。
4．按相数分类
有单相变压器、三相变压器、多相变压器。
5．按冷却方式分类
有干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、 强迫油循环变压器、充气式变压器等。
电机与电气控制技术
第二节：变压器的铭牌和额定值
变 压
一、铭牌
正确地使用变压器的依据
相当于直接接在 一次绕组上的等 效阻抗
Z' K 2Z
电机与电气控制技术
输出变压器、线间变压器
变
阻抗匹配作用。
压
在电子电路中，为了获得较大的功率输出往往
器
对输出电路的输出阻抗与所接的负载阻抗之间
有一定的要求。例如对音响设备来讲，为了能
在扬声器中获得最好的音响效果（获得最大的
功率输出），要求音响设备输出的阻抗与扬声
电机与电气控制技术
二、变压器的负载运行
变 一次绕组中电流变为i1
压 器
二次绕组中有电流
单相变压器负载运行
电机与电气控制技术
变压器负载运行时的磁通势平衡方程式:
因为电源电压不变，故负载时的磁势和空载时
变 相同：
压
•
•
•
器
N1 I1 N2 I2 N1 I0
忽略I0: N1I1 ≈ N2I2
I1 I2
压
磁路的磁阻以
器
减小铁心损耗，
要求铁心装配
时，接缝处的
空气隙应越小
越好。
单相小容量变压器铁心形式
电机与电气控制技术
（二）绕组
变压器中的电路部分，小型变压器一般用具有
变 绝缘的漆包圆铜线绕制而成，对容量稍大的变
压 器
压器则用扁铜线或扁铝线绕制。
1．同心式绕组 按其绕制方法的不同又可分为 圆筒式、螺旋式和连续式
无功分量Iq，用
来建立磁场，起 励磁作用
有功分量Id，
用来供给变压 器铁心损耗
<10％I0
空载损耗绝大部分是铁心损耗P0，即磁滞损耗与涡流损耗， 只有极少部分是一次绕组电阻上的铜损耗I02R
可认为变压器的空载损耗就是变压器的铁心损耗
电机与电气控制技术
（四）空载运行时相量图
变 压 器
单相变压器电路原理图
变比K N2 U20 此处U20指高压侧电压，U1指 N1 U1 低压侧电压。即试验电压。
励磁阻抗 Zm
U1 I0
励磁电阻Rm
P0 I 20
励磁电抗X m Zm2－Rm2
注意：若空载试验在 低压侧进行，要获得 高压侧参数时，必须 进行折算。空载时功 率因数很低，一般采 用0.2的功率因数表。
电机与电气控制技术
已知SN＝560kV·A，U1N/U2N=10000V/400V，
变 压 器
试求一次、二次绕组的额定电流I1N 、I2N各
是多大?
解：
I1N
SN
560 103
32.33A
3U1N 3 10000
I2N
SN
560 103
A 808.29A
3U2N 3 400
电机与电气控制技术
第三节：单相变压器基本结构及工作原理
电机与电气控制技术
第二章 变压器
变
压 学习目标:
器
熟悉变压器的作用、基本结构及工作原理
掌握变压器的运行原理、等效电路及平衡方程式
熟悉变压器空载和短路试验的目的、线路、试验 方法和技巧 掌握变压器同名端的判定方法及三相变压器连接 组别和时钟表示法的判定 掌握自耦变压器、电流互感器、电压互感器的特 点及使用注意事项
定运行时的铜损耗。
计算：
短路阻抗 ZK
US IS
US IN
短路电阻RS
PS I 2S
短路电抗X S
Z二）变压器的短路试验
变
温度换算：由于线圈电阻随温度而变化，试验
压
时的温度和实际变压器运行时的温度不同，国
器
家标准规定，变压器的短路电阻应换算到工作
温度750C时的值。
第四节：单相变压器的空载运行及负载运行
变 一、变压器的空载运行
压
器 （一）空载运行时各物理量正方向的规定
二次绕组开路
电机与电气控制技术
按照“电工惯例” 规定参考方向：
变 （1）电压的参考方向：在同一支路
压 器
中，电压的参考方向与电流的参考 方向一致。
（2）磁通的参考方向：磁通的参
考方向与电流的参考方向之间符合
器 电力变压器
产品型号 S7-500／10 标准代号XXXX
额定容量 500kV.A 产品代号XXXX
额定电压 10kV 出厂序号XXXX
额定频率 50Hz 3相 联结组标号 Y，
yn0 阻抗电压 4％ 冷却方式 油冷 使用条件 户外
开关 位置
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
高压
低压
电压／V 电流／A 电压／V 电流/A
高、低压绕组同心地 套装在铁心柱上。 为了便于与铁心绝缘， 把低压绕组套装在里 面，高压绕组套装在 外面。
电机与电气控制技术
2．交叠式绕组 又称饼式绕组
变 将高压绕组及低压绕 压 组分成若干个线饼， 器 沿着铁心柱的高度交
替排列着。为了便于 绝缘，一般最上层和 最下层安放低压绕组
优点:
漏抗小、机械强度高、引线方便。这种绕组形式主要用 在低电压、大电流的变压器上，如容量较大的电炉变压 器、电阻电焊机（如点焊、滚焊和对焊电焊机）变压器
理想变压器空载 运行相量图
电机与电气控制技术
例2—2：如图所示，低压照明变压器一次绕组
匝数N1＝660匝，一次绕组电压Ul＝220V，现
变 要求二次绕组输出电压U2＝36V，求二次绕组
压 器
匝数N2及变比Ku
解：
N2
U2 U1