变压器与三相异步电动机

ωt=π/2,iu达最大值,iv 和iw为负值。合成磁 场方向水平向左。
ωt=3π/2,iu达负的最大 值,iv 和iw为正值。合成 磁场方向水平向右。
ωt=2π,iu=0,iv为负值 ， iw为正值。合成磁场 方向垂直向下。
2．三相异步电动机的极数和转速
作此组磁定 用时是场子 ，，闭不绕 产绕合动组 生组的，中 磁电中，转旋 场磁的所子转 的转感以相磁 方矩应转对场 向，电子磁切 旋于流中场割 转是又有切转 起转受感割子 来子到应，铜 。就旋电由条 沿转流于， 着磁流转可 旋场过子看 转的，绕成
第五章
主 要 内 容
变压器和异步电动机
变压器主要功能是改变交流电压的大
小。 电动机改变电流、变换阻抗等。
电动机主要功能是把电能转换为机
械能来拖动生产机械运行。他们在生 产和生活中被广泛应用。
主要内容
§5－1 变压器
变压器的作用及结构 变压器的工作原理 常用变压器
§5－2 三相异步电动机
三相笼型异步电动机的结构 三项笼型异步电动机的工作原理 三相异步电动机铭牌识读及维护
定子——电动机静 止部分，包括机座、定 子铁心和定子绕组。产 生旋转磁场。
结 构
转子——电动机的 旋转部分，包括转轴、 转子铁心和转子绕组。 产生电磁转矩。 三相笼型异步电动机结构图
1．定子
机座
作用是产生旋转磁场 铸铁或铸钢制成。作用是固定铁心和铁心绕组，
通过
前后两个端盖支撑转子轴。机座表面铸有散热
变压器符号 变压器的主要组成部分 是铁心和绕组（线圈）
变压器基本结构
铁心
变压器的磁路通道，同时也是变压器的骨架。 为了减小涡流和磁滞损耗，铁心通常由磁导率较 高又相互绝缘的薄硅钢片叠合而成。
绕组
变压器的电路部分。由绝缘良好的漆包线或 纱包线绕制而成。工作时与电源相连的绕组称为 一次绕组，与负载相连的线圈称为二次绕组。
钳形电流表
附有测量仪表的电流互感器。其结构形式如下图：
测量时先松开铁心， 将被测载流导体放 入钳口中，则此导 线便为电流互感器 的单匝一侧绕组， 而铁心上以绕好的 二次绕组直接与测 量仪表连接，这样 可读出电流的数值。
指针式钳形电流表
数字式钳形电流表
§ 5－ 2
实验一
三相异步电动机
磁铁转动
在磁铁中间放一
§5－1 变压器
一、变压器的作用
主要功能是改变电流、变换阻抗， 还可改变交流源自文库压的大小。
远距离输电 升高电压， 减少线路损 耗
如图
变压器的应用
电力变压器
变压器的应用
通过变压器把 220V交流电变为 不到10v的电压
电视机中的高压包
手机充电器
升压变为电 视显像管所 需要的 10KV的高 压
二、变压器的结构
若主磁通的变化率为
Φ e1 N1 t
Φ t
，由电磁感应定律可得：
Φ e2 N 2 t
E1 4.44 fN1Φm 有效值分别为：
U 1 E1 N1 U 2 E2 N 2
E2 4.44 fN2Φm
变比: 匝数之比。数值上也等于一、
二次绕组上端电压之比。
忽略绕组电阻和各种 电磁能量损耗的变压 器称为理想变压器
使用兆欧表检测图
兆欧表
测各相绕组间 的绝缘电阻
测各相对地的 绝缘电阻
4．电动机运行中的巡查监视
电压监视
电流监视
电源电压与额定电压的偏差不应超过±5%，三相 电压不平衡度不应超过1.5%。 用钳形表测量电动机的电流，对较大的电动机还要 经常观察运行中电流是否三相平衡或超过允许值。 检查皮带连接处是否良好，皮带松紧是否合适，机 组转动是否灵活，有无卡位、窜动及不正常的现象。
三相变压 器示意图
电路符号
2．电焊变压器
交流弧焊机 电焊变压器原理图
为满足上述要求：电弧变压 器二次绕组与一铁心有一定 空隙的电抗器串联，转动螺 杆可改变空隙。空气隙越大， 感抗减小，电流增大；反之 空气隙减小，电流较小。 电弧焊对电弧变压器的要求：空载 应有60~75V的引弧电压，带载时二 次电压迅速下降，当焊条与焊件间 产生电弧并稳定燃烧时，维持电弧 正常点压约为25~35V。焊条与工件 相碰瞬间，短路电流不能过大，以 免烧坏电机，且为能适应不同罕件 和焊条，焊接电流大小要能调节。
筋，以增加散热面积，提高散热效果。 定子铁心 由相互绝缘的硅钢片叠制而成。铁心内圈有 孔，定子绕组嵌在槽内。
定子绕组
未装绕组的定子冲片
定子绕组
电动机的电路部分，由三相对称绕组组 成。三相绕组按照一定的空间角度依次 嵌放在定子槽内，并与铁心绝缘。三相 绕组共有六个出线端引出机壳外，接在 机座的接线盒中。每相绕组的首末端用 U1—U2、V1—V2、W1—W2标记。
必心变 须和压 采绕器 取组工 冷都作 却会时 措发， 施热铁 。，
小容量变压器采用空气冷却方式 大容量变压器采用油浸自冷、油浸风冷或 强迫有循环风冷等方式 变压器油除冷却外还可增 强变压器内部的绝缘性能
注：
变压器的分类
根据绕组和铁心的安装位置不 同，变压器分为心式和壳式两种。
如图
心式
壳式
三、变压器的工作原理
3．互感器和钳形电流表
互感器是一种专供测量仪 表、控制设备和保护设备中使 用的变压器。如下图：
LZZBW-10户外干 式电流互感器
JDZJ-3/6/10Q型 电压互感器
JLS-10型三相 电力计量箱
可以把待测电压、电流按一定比率变小以便 量；同时由于一侧与二侧之间采用电磁耦合， 起电气隔离作用，从而保证仪表和人员的安全。
笼型转子转动原理
旋转磁场的转速
如n=n0时，转子 和磁场间无相对 运动，则转子中 无感应电流而不 能产生电磁转矩， 则电动机不能转 动；因此n<n0是 异步电动机工作 的必要条件。既 为异步名称的得 来。又由于转子 电流是由电磁感 应产生，故又称 为感应电动机。
异步电动机的转速n必定小于旋转磁 场转速n0（又称同步转速），旋转磁场转 速与之差称为转差。 60 f n0 p
星形接法
三角形接法
2．转子
作用是产生电磁转矩
转子铁心为圆柱状，用硅钢片叠成，表面冲有管槽， 槽内放置铜条（或铸铝）。笼型转子就是在铁心两端用 导电的端环将槽孔内的铜条连接起来，形成回路，如果 去掉转子铁心，转子的结构成笼型。 转子除了有笼型外还有线绕式。
嵌放铜条的笼型转子
铸铝的笼型转子
二、三相笼型异步电动机的工作原理 1．两极定子绕组的旋转磁场
用手触及外壳，看电动机是否过热烫手，如发现过热，可 在电动机外壳上滴几滴水，如果水急剧汽化，说明电动机 显著过热。 检查响声是否正常，电动机是否有焦臭气味。
机组转动监视
温度监视
响声、气味监视
本章学习结束。Goodbye!
变换阻抗前输出功率小
变换阻抗后输出功率大
变阻抗特性常用于电子电路中的阻抗匹配，使负载获得最大功率。 例如扬声器与放大器的通过变压器连接可获得良好的播音效果。
四、常用变压器
1．三相变压器
三相变压器实际上是三个相同的 单相变压器的组合，在每个铁心柱 上绕着同一相的一次和二次绕组。
三相干式 变压器
三相油浸 式变压器
Y-112M-4是指国产Y系列异步电动机，机座中心高度112mm,中机座 （M表示中机座，L表示长机座，S表示短机座），磁极数为4极。 是指电动机绕组所采用的是三角形还是星形接法。 S1表示连续工作制，S2表示短时运行工作制，S3表示断续运行工作制。 指电动机在额定状态下运行能输出的机械功率。 指电动机额定绕组规定使用的线电压。 是指电动机在输出额定功率时定子绕组所通过的线电流。 指电动机在额定负载下转子的转速。 按绝缘材料允许最高温度划分，目前主要有5个等级。
三个对称绕组互成120 度嵌入铁心槽中，并 作星形连接，当通入 三相交流电时，则三 绕组中产生一按正弦 规律变化的磁场。
ωt=π,iu=0,iv 为正值， iw为负值。合成磁场 方向竖直向上。
可 随称 见 时三 对 间相 称 变交 三 化流 相 的电 绕 旋后 组 转会 通 磁产 入 场生 一对
ωt=0,iu=0,iv为负值， iw为正值。合成磁场 方向垂直向下
2．三相异步电动机的选用原则
①.根据负载大小选择电动机的功率。
②.根据负载转速选择电动机的转速。
3．电动机起动前的检查
1.检查电动机铭牌所标电压、频率是否与使用的 电源电压、频率相等，接法与铭牌所标是否相符。 2.新电动机或长期不用的电动机，使用前应用兆 欧表检查各相绕组间及各相绕组对地的绝缘电阻 （正常值都应为无穷大）。
转差——电动机转速与旋转磁场转速之 差。 转差率——转差与旋转磁场转速之比。
S n n0 n 100% n0 n0
n (1 S )n0
三、三相异步电动机铭牌识读与维护 1．铭牌识读
铭牌说明
型号 接法 工作制 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 绝缘等级 噪声等级 防护等级
个笼形导体，如果转
则笼 型导 体同 方向 转动
动磁铁，造成一个旋
转磁场，笼型导体就 随着转动。三相异步 电动机就是根据此原 理制成的。
实验二
使三个相同的线圈的 平面互成120º 角，并
把它们接入三相交流
电路中，通电后可以 看到放在线圈中间的 笼型导体也转动起来。
三相交流电产生旋转磁场
一、三相笼型异步电动机的结构
单相变压 器原理图
工 作 原 理
一次绕组接上交流电源→交流电流通过→铁心中 产生交变磁通→交变磁通在闭合磁路中同时穿过一次 绕组和二次绕组→二次绕组中产生互感电动势。 如果二次绕组接有负载构成闭合回路，就有感应 电流流过负载。
1．变压原理
如上图所示：一二次绕组匝数分别为N1、N2 忽略漏磁通，可认为穿过一二次绕组的主磁通 相同，则两绕组产生的感应电动势也相同。
理想变压器一次、二次绕组
变压器的变压比
降压变压器
升压变压器
隔离变压器
2．变流原理
变压器工作时电量不增加。所以根据能量守恒定律，理 想变压器输出功率等于从电源获得的功率。即有:
U1I1 U 2 I 2
I1 U 2 N 2 I 2 U 1 N1
上式表明：变压器工 作时，一次、二次绕组 中的电流跟匝数成反比。
可得
3．变换阻抗原理
把此部分（带 负载）看成一 新的负载，用 RL` 表示。忽略 变压器损耗。 则有： I 2 R' I 2 R
1 L 2 L
I U N 又因为：1 2 1 I 2 U1 N 2
N1 ' 有： RL N RL 2
2
电路图
此式表明R’L是 RL在变压器一 次侧中的交流 等效电阻