电机学复习资料
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1.定子 2.转子
3、气隙
机床电气控制
二、 三相异步电动机的工作原理
1. 转动原理
v A n0
定子三相绕组通入三相交流电
Y NZ
F
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
C
F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
ຫໍສະໝຸດ Baidu右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场 电磁转矩T
Bli 电磁力F
左手定则
n
机床电气控制
2 、三相旋电转流磁合场成的磁产生Im i iA iB iC
场 的分布情况
o
t
n0
A
YN
Z
C
SB
X
t 0
合成磁场方向向下
600
60
A Y
NZ
CS
X
B
Y
S
C X
A
Z
N
B
t 60
t 90
合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
机床电气控制
3.旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60 f1 p
机床电气控制
第一章 变压器
变压器的结构与分类 • 变压器的空载运行\负载运行 • 变压器 的额定值与运行特性 • 三相变压器 • 自耦变压器与互感器
怎样进行变压器检验？——变压器试验员 变压器故障分析与处理？——维修电工
机床电气控制
机床电气控制
机床电气控制
1 、空载运行与电压变换 (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势
拆换绕组或修理短路部分
重新绝缘或更换导线重绕 拆下铁心，对硅钢片重薪涂绝缘漆 加厚铁心或重做骨架、重绕绕组 减轻负载 插紧铁心硅钢片或压紧铁心 更换质量较高的同规格硅钢片 减轻负载或降低电源电压 查找短路部位，进行修复
机床电气控制
第2章 三相异步电动机
第一节 三相异步电动机的结构与工作原理
一、 三相异步电动机的构造
起动问题：起动电流大，起动转矩小。
一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 ~
7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(0.8~1.3)倍。 原因：
起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大，
转子感应电势
转子电流 定子电流
后果：
频繁起动时造成热量积累，使电机过热 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作
机床电气控制
2) 电流 电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。 例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结 下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电 流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A
3) 功率与效率
额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机
械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
A
TN Tst
Tem Tm
机床电气控制
二、人为机械特性 1、 U1 变化对机械 特性的影响 2.R2 变化对机械 特性的影响
n
n0
n
s
0
n
n1
sm
10
R2
TL
0.8UN
UN
O
T2Tst Tmax T
Tst
机床电气控制
第八节 三相异步电动机的起动
一、 起动概述
1、起动： n = 0，s =1, 接通电源。
(转/分)
4、 转差率
s
n0 n0
n
100%
机床电气控制
三、 三相异步电动机铭牌
1、额定值
1) 电压 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。
说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。 三相异步电动机的额定电压有380V，3000V,
机床电气控制
2、 Y－ 换接起动
I lY +
U1
Z
Ul
－ W1
W2 U2 V1
V1
起动 设：电机每相阻抗为
W1 V2
V1 U2 U1 V1 W1
联结
机床电气控第制六节 三相异步电动机的机械特性
在一定的电源电压U1 和频率 f1 及转子电阻 R2 情况下， 转子的转速 n 与电磁转矩 T 的关系，即 n f (T ) 曲线称
为电动机的机械特性。
一、固有机械特性
固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接
线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。
1、四个特殊点： 1）起动点A: n 0, s 1,Tem Tst
sn 0D sN nN
C
2）最大转矩点B: 3）额定运行点C
n nm , s sm ,Tem Tm sm
n nN , s sm ,Tem TN
nm
B
4）同步运行点D n n1 , s 0,Tem 0 1 0
机床电气控制
四、变压器的常见故障、原因与处理方法
故障现象
电源接通后 无电压输出
温升过高 或冒烟
运行中 噪声过大
原因
处理方法
一次绕组断路或引出线脱焊 拆换修理一次绕组或焊牢引出线接头
二次绕组断路或引出线脱焊 拆换修理二次绕组或焊牢引出线接头
绕组匝间短路或一、二次绕 组间短路
绕组匝间或层间绝缘老化 铁心硅钢片间绝缘太差 铁心叠厚不足 负载过重 铁心硅钢片未插紧或未压紧 铁心硅钢片不符合设计要求 负载过重或电源电压过高 绕组短路
P1 3UN INcos
P2
P1
鼠笼电机
=72~93％
机床电气控制
2. 接法
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2 V2 电机容量 3kW Y联结
U1 V1 W1 电机容量 4kW 联结
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
V2
W1
Y 联V结1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
E1 4.44 fm N1
(2) 一次、二次侧电压
U1 E1 N1 K U20 E2 N2
2. 电流变换
IN 1
1 2
INK
2
1
机床电气控制
3.
阻抗变换
I1
I2
I1
+
+
+
U1
Z U2
U1 Z
–
– –
由图可知： Z U 2
I2
Z U1 KU2 K 2 U2 K 2 Z
I1 I2
I2
K
Z U1 I1
Z K2 Z
结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次
侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。
机床电气控制
三、变压器 的铭牌与运行特性
• 额定电压 U1N、U2N • 额定电流 I1N、I2N
•额定容量 SN • 额定频率(fN) • 温升
温升是变压器在额定工作条件下，内部绕组允许 的最高温度与环境的温度差，它取决于所用绝缘材 料的等级。如油浸变压器中用的绝缘材料都是A级 绝缘。国家规定线圈温升为65℃，考虑最高环境温 度为40 ℃ ，则65 ℃ +40 ℃ =105 ℃ ，这就是变 压器线圈的极限工作温度。
3、气隙
机床电气控制
二、 三相异步电动机的工作原理
1. 转动原理
v A n0
定子三相绕组通入三相交流电
Y NZ
F
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
C
F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
ຫໍສະໝຸດ Baidu右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场 电磁转矩T
Bli 电磁力F
左手定则
n
机床电气控制
2 、三相旋电转流磁合场成的磁产生Im i iA iB iC
场 的分布情况
o
t
n0
A
YN
Z
C
SB
X
t 0
合成磁场方向向下
600
60
A Y
NZ
CS
X
B
Y
S
C X
A
Z
N
B
t 60
t 90
合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
机床电气控制
3.旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60 f1 p
机床电气控制
第一章 变压器
变压器的结构与分类 • 变压器的空载运行\负载运行 • 变压器 的额定值与运行特性 • 三相变压器 • 自耦变压器与互感器
怎样进行变压器检验？——变压器试验员 变压器故障分析与处理？——维修电工
机床电气控制
机床电气控制
机床电气控制
1 、空载运行与电压变换 (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势
拆换绕组或修理短路部分
重新绝缘或更换导线重绕 拆下铁心，对硅钢片重薪涂绝缘漆 加厚铁心或重做骨架、重绕绕组 减轻负载 插紧铁心硅钢片或压紧铁心 更换质量较高的同规格硅钢片 减轻负载或降低电源电压 查找短路部位，进行修复
机床电气控制
第2章 三相异步电动机
第一节 三相异步电动机的结构与工作原理
一、 三相异步电动机的构造
起动问题：起动电流大，起动转矩小。
一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 ~
7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(0.8~1.3)倍。 原因：
起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大，
转子感应电势
转子电流 定子电流
后果：
频繁起动时造成热量积累，使电机过热 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作
机床电气控制
2) 电流 电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。 例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结 下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电 流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A
3) 功率与效率
额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机
械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
A
TN Tst
Tem Tm
机床电气控制
二、人为机械特性 1、 U1 变化对机械 特性的影响 2.R2 变化对机械 特性的影响
n
n0
n
s
0
n
n1
sm
10
R2
TL
0.8UN
UN
O
T2Tst Tmax T
Tst
机床电气控制
第八节 三相异步电动机的起动
一、 起动概述
1、起动： n = 0，s =1, 接通电源。
(转/分)
4、 转差率
s
n0 n0
n
100%
机床电气控制
三、 三相异步电动机铭牌
1、额定值
1) 电压 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。
说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。 三相异步电动机的额定电压有380V，3000V,
机床电气控制
2、 Y－ 换接起动
I lY +
U1
Z
Ul
－ W1
W2 U2 V1
V1
起动 设：电机每相阻抗为
W1 V2
V1 U2 U1 V1 W1
联结
机床电气控第制六节 三相异步电动机的机械特性
在一定的电源电压U1 和频率 f1 及转子电阻 R2 情况下， 转子的转速 n 与电磁转矩 T 的关系，即 n f (T ) 曲线称
为电动机的机械特性。
一、固有机械特性
固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接
线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。
1、四个特殊点： 1）起动点A: n 0, s 1,Tem Tst
sn 0D sN nN
C
2）最大转矩点B: 3）额定运行点C
n nm , s sm ,Tem Tm sm
n nN , s sm ,Tem TN
nm
B
4）同步运行点D n n1 , s 0,Tem 0 1 0
机床电气控制
四、变压器的常见故障、原因与处理方法
故障现象
电源接通后 无电压输出
温升过高 或冒烟
运行中 噪声过大
原因
处理方法
一次绕组断路或引出线脱焊 拆换修理一次绕组或焊牢引出线接头
二次绕组断路或引出线脱焊 拆换修理二次绕组或焊牢引出线接头
绕组匝间短路或一、二次绕 组间短路
绕组匝间或层间绝缘老化 铁心硅钢片间绝缘太差 铁心叠厚不足 负载过重 铁心硅钢片未插紧或未压紧 铁心硅钢片不符合设计要求 负载过重或电源电压过高 绕组短路
P1 3UN INcos
P2
P1
鼠笼电机
=72~93％
机床电气控制
2. 接法
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2 V2 电机容量 3kW Y联结
U1 V1 W1 电机容量 4kW 联结
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
V2
W1
Y 联V结1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
E1 4.44 fm N1
(2) 一次、二次侧电压
U1 E1 N1 K U20 E2 N2
2. 电流变换
IN 1
1 2
INK
2
1
机床电气控制
3.
阻抗变换
I1
I2
I1
+
+
+
U1
Z U2
U1 Z
–
– –
由图可知： Z U 2
I2
Z U1 KU2 K 2 U2 K 2 Z
I1 I2
I2
K
Z U1 I1
Z K2 Z
结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次
侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。
机床电气控制
三、变压器 的铭牌与运行特性
• 额定电压 U1N、U2N • 额定电流 I1N、I2N
•额定容量 SN • 额定频率(fN) • 温升
温升是变压器在额定工作条件下，内部绕组允许 的最高温度与环境的温度差，它取决于所用绝缘材 料的等级。如油浸变压器中用的绝缘材料都是A级 绝缘。国家规定线圈温升为65℃，考虑最高环境温 度为40 ℃ ，则65 ℃ +40 ℃ =105 ℃ ，这就是变 压器线圈的极限工作温度。