电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §1—3
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电机与变压器 PPT课件
三相变压器外观示意 图
.
第二节 变压器的结构
变压器的结构简介
1.铁心 ❖ 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度
为 0.35 或 0.5 mm,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠 装而成 ❖ 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合 磁路之用 ❖ 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
.
2)感应电动势 ❖ 感应电动势 e1、e2 在相位上滞后于 Øm 的电角度是
90° ❖ 有效值是: 3)相量表达式 ❖ 根据上述讨论，有E1、E2的相量表达式为
.
磁通Fm与电势E1、E2的相量关系(图3-4)
.
2.变压器变比 ❖ 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二
次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比 ❖ 在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与 低压绕组的线电压之比
❖ ❖ ❖ ❖
.
第一节 变压器的分类
1.变压器按用途一般分为电 力变压器和特种变压器两 大类
❖ 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等
电力变压器外形
.
.
控制变压器
.
❖ 特种变压器可分为: 整流变压器、电炉变 压器、高压试验变压 器、控制变压器等
.
2.变压器按相数可分 为单相和三相变 压器
•变压器原理图（图3-1）
.
❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通
.
第二节 变压器的结构
变压器的结构简介
1.铁心 ❖ 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度
为 0.35 或 0.5 mm,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠 装而成 ❖ 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合 磁路之用 ❖ 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
.
2)感应电动势 ❖ 感应电动势 e1、e2 在相位上滞后于 Øm 的电角度是
90° ❖ 有效值是: 3)相量表达式 ❖ 根据上述讨论，有E1、E2的相量表达式为
.
磁通Fm与电势E1、E2的相量关系(图3-4)
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2.变压器变比 ❖ 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二
次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比 ❖ 在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与 低压绕组的线电压之比
❖ ❖ ❖ ❖
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第一节 变压器的分类
1.变压器按用途一般分为电 力变压器和特种变压器两 大类
❖ 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等
电力变压器外形
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控制变压器
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❖ 特种变压器可分为: 整流变压器、电炉变 压器、高压试验变压 器、控制变压器等
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2.变压器按相数可分 为单相和三相变 压器
•变压器原理图（图3-1）
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❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通
电机与变压器教学课件PPT
A
+ i1
u1 N1
P i2
+u N2 2 RL
–B
–
使用时，改变滑动端的 1
4
位置，便可得到不同的输
出电压。实验室中用的调
2 110V
0~250V
压器就是根据此原理制作 3
5
的。
220V
注意事项：
(1) 一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损 坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。
(2) 接电源的输入端一般有三个 接线头，可用于220V和110V的供电 线路，若接错会把调压器烧毁；
降压
降压
仪器 36V
降压
4.1.2变压器的基本结构
由高导磁硅钢片叠成 1. 铁心 厚0.35mm 或 0.5mm
变压器的磁路部分
一次绕组 2. 绕组
二次绕组
+
u1
i1
变压器的 电路部分
–
一次
N1
绕组
Φ
单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次 绕组
4.1.3变压器的工作原理
铁心
+
i1
Φ
u1
–
一次
2、一次侧额定电压——接到变压器一次侧绕组上的最 大正常工作电压。
3、二次侧额定电压—— 当变压器的一次侧绕组上额 定电压时，二次侧绕组的空载电压。
4.1.5几种常用的变压器
（一）自耦变压器
1、自耦变压器的铁芯上只有一个绕组，一次、二次
绕组从一次绕组直接由由抽头引出。
U1 N1 K U2 N2 I1 N2 1 I2 N1 K
aA b BcC
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §5—4
一般三相异步电动机的λ 为1.8~2.5；特殊用 途电动机的过载能力较大，λ 可达3ห้องสมุดไป่ตู้4。
三相异步电动机 的机械特性
（4）机械特性曲线上的d 点 机械特性曲线上d 点是(Tst，0)点，该点出现 在三相异步电动机接通电源启动瞬间，由于机械 惯性，电动机转子的转速为零，产生的电磁转矩 为启动转矩Tst。
三相异步电动机
Y系列三相异步电动机的启动转矩倍数Km一般为
的机械特性
1.7~2.2，特殊电动机的启动转矩倍数Km可达2.6~3.1。
（5）关于三相异步电动机机械特性的两个结论 1）当三相异步电动机的参数和交流电源频率一定时,三相异 步电动机的电磁转矩(包括最大电磁转矩和启动转矩)与电源电压 有效值的平方成正比。
降低电源电压时机械特性曲线
2）加大转子电路的电阻可以增大三相异步电动机的启动 转矩和临界转差率,但对最大电磁转矩没有影响。
绕线式异步电动机可以在转子回路中串联电阻来增加启 动转矩。
增大转子电阻时机械特性
（3）三相异步电动机在额定状态下运行，电动机转速为额定 转速nN，对应的转差率为额定转差率sN。sN一般为0.01~0.07，通 常为0.05左右。
转差率s是三相异步电动机的一个重要参数，在正常运行状态 下，0<s≤1。
三、三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 1.三相异步电动机的电磁转矩T 电磁转矩T 是旋转磁场与转子电流相互作用而产生的。 电磁转矩T 计算公式为：
1）同步转速
1n＝ 60 f p
n1 ——三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速
f ——定子电流频率 p ——磁极对数
常见的同步转速
产生4极旋转磁场时 定子绕组的分布
磁极对数P
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §10—2
交流伺服电动机的转子有三种形式： 高电阻率导条的笼型转子 非磁性空心转子 铁磁性空心转子
交流伺服电动机0<Sm<1时转矩特性 交流伺服电动机1<Sm时转矩特性
4. 交流伺服电动机的控制方法
（1）幅值控制 （2）相位控制 （3）幅-相控制
实质：利用改变正转与反转旋转磁通势大小的比例，来 改变正转和反转电磁转矩的大小，从而达到改变合成电磁转 矩和转速的目的。
§10—2 伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机，它具有一种服从控制信号的 要求而动作的职能。
分类
交流伺服电动机（以交流电源工作） 直流伺服电动机（以直流电源工作）
一、交流伺服电动机
1.交流伺服电动机的结构
励磁绕组LL
控制绕组L K
交 流
定子
内铁心（硅钢片叠成）
伺
服机
转子（空心杯转子，细而长，由铝或铝合金的非 磁性金属制成，壁厚约0.2~0.8mm，用转子 支架装在转轴上）
交流伺服电动机实物图
交流伺服电动机的内部结构
2.交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的工作原理
3.交流伺服电动机的运行特点
两相异步电动机正常运行时，若转子电阻较小，当控制 电压变为零时，电动机便成为单相异步电动机会继续运行 ， 而不能立即停转，称为“自转”现象。
增大转子电阻可以防止“自转”现象的发生，当转子电 阻增大到足够大时，两相异步电动机的一相断电（即控制电 压等于零）时电机会停转。
电动机名称
一般直流伺 服电动机
杯形电枢永 磁直流伺服
电动机
型号 性能特点
适用范围
该电机具有体 广泛用于自
SY 积小、重量轻、 动控制系统中作 SZ 伺服性能好、力 执行元件，亦可
交流伺服电动机0<Sm<1时转矩特性 交流伺服电动机1<Sm时转矩特性
4. 交流伺服电动机的控制方法
（1）幅值控制 （2）相位控制 （3）幅-相控制
实质：利用改变正转与反转旋转磁通势大小的比例，来 改变正转和反转电磁转矩的大小，从而达到改变合成电磁转 矩和转速的目的。
§10—2 伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机，它具有一种服从控制信号的 要求而动作的职能。
分类
交流伺服电动机（以交流电源工作） 直流伺服电动机（以直流电源工作）
一、交流伺服电动机
1.交流伺服电动机的结构
励磁绕组LL
控制绕组L K
交 流
定子
内铁心（硅钢片叠成）
伺
服机
转子（空心杯转子，细而长，由铝或铝合金的非 磁性金属制成，壁厚约0.2~0.8mm，用转子 支架装在转轴上）
交流伺服电动机实物图
交流伺服电动机的内部结构
2.交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的工作原理
3.交流伺服电动机的运行特点
两相异步电动机正常运行时，若转子电阻较小，当控制 电压变为零时，电动机便成为单相异步电动机会继续运行 ， 而不能立即停转，称为“自转”现象。
增大转子电阻可以防止“自转”现象的发生，当转子电 阻增大到足够大时，两相异步电动机的一相断电（即控制电 压等于零）时电机会停转。
电动机名称
一般直流伺 服电动机
杯形电枢永 磁直流伺服
电动机
型号 性能特点
适用范围
该电机具有体 广泛用于自
SY 积小、重量轻、 动控制系统中作 SZ 伺服性能好、力 执行元件，亦可
电机及拖动基础(第5版)课件：变压器
电力变压器的I0主要是用于建立空载磁场的感性无功 电小流,漏,阻其值抗很压小降,I一0Z般1很<小2%略IN去,而, 电电动力势变平压衡器方的程漏式阻可抗近Z1似也为很:
变压器
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
变压器
变压器是一种静止的交流电气设备，它利用电磁 感应原理，将一种等级的交流电压和电流转变成同频 率的另一种等级的交流电压和电流。它对电能的经济 传输、灵活分配和安全使用具有重要的意义；同时， 它在电气的测试、控制和特殊用电设备上也有广泛的 应用。
本章主要叙述一般用途的电力变压器有工作原 理、分类、结构和运行特性。
解：
I1N
SN 560103 32.33A 3U1N 3 10000
I2N
SN
560 103
A 808.29A
3U2N 3 400
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
第二节 单相变压器的空载运行
一般电工惯例来规定图
一、空载运行时的物理状况 中各物理量的正方向
１)同一条支路中，电压
变压器的一次绕组接在额定电压 ｕ的正方向与电流ｉ的
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
1.铁心
立体卷铁心
立体卷铁心 三维立体卷铁心层间没有接
缝，磁通方向与硅钢片晶体取向完全一致，没 有接缝处磁通密度的畸变现象。具有空载电流 低，空载损耗小，噪声低、结构紧凑与占地面 积小等优点。
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
2.绕组 变压器中的电路部分，小型变压器一般用具有 绝缘的漆包圆铜线绕制而成，对容量稍大的变 压器则用扁铜线绕制。
(3）波纹片 图3-2b中的波纹片是特殊的一种碳钢材料，它即 是连接油箱的散热管片(道)又可起到热胀冷缩作用，其热胀冷 缩作用可取代图3-2a中的储油柜作用。所以目前2000KV.A及 下，10/0.4kV的油浸式电力变压器均采用波纹片式的，储油 柜（油枕）式已很少生产。 （4）分接开关 变压器运行时，输出电压可控制在允许的变 化范围内，通过分接开关改变一次绕组匝数，使输出电压
参考资料(答案)-《电机与变压器(第五版)习题册》-A04-1672
第一章变压器的分类、结构和原理§1—1 变压器的分类和用途一、填空题1．交流，频率2．单相，三相；油浸式，干式3．升压，降压，配电二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³三、简答题1．答：根据P=UI cosφ，因为功率一定，电压越大，电流就越小，电流小就可以减小输送导线的热损耗。
2．答：按铁心结构形式分，变压器有壳式铁心、心式铁心、C形铁心。
壳式铁心常用于小型变压器、大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
心式铁心常用于大、中型变压器，高压的电力变压器。
C形铁心的变压器常用于电子技术中。
§1—2 变压器的结构与冷却方式一、填空题1．绕组，铁心2．一次绕组，二次绕组。
高压绕组，低压绕组。
同心绕组3．主磁通，绕组。
硅钢片。
芯式，壳式。
壳式4．对接，叠接5．油箱，储油柜6．油箱盖，输入、输出线，电网7．瓷套，导电杆，绝缘性能，密封性能二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³3．√4．√5．√三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1．D 2．B 3．A 4．A四、简答题1．答：变压器由变压器绕组和变压器铁心两部分组成。
变压器的绕组是变压器的电路部分，变压器的铁心是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架。
2．答：铁心材料的质量，直接影响到变压器的性能。
高磁导率、低损耗和价格，是选择铁心材料的关键。
为提高铁心导磁能力，增大变压器容量，减少体积、提高效率，铁心常用硅钢片叠装而成。
§1—3 变压器的原理一、填空题1．空载，负载2．加额定电压，开路3．E=4.44fNΦm4．一次绕组电动势与二次绕组电动势大小之比，大，小5．36，1006．3307．191.38．铁，铜，铁9．610．功率因数，输出电压，输出电流11．±5% ，-5%~10%12．P cu=(β)2P k，负载电流13．负载电流，铜耗=铁耗二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．√2．³3．³4．√5．³6．³7．√8．³9．³三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1. D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9. B 10．C 11. C四、简答题1．答：变压器不能改变直流电压。
电机与变压器PPT课件
电机与变压器
曹民 2016年9月
1
绪论
▪ 1、电机工业的兴起与发展 ▪ 2、我国电机制造工业的发展概况 ▪ 3、电机在国民经济中的作用 ▪ 4、电机的主要类型 ▪ 5、本课程的任务和学习方法
2021/3/29
2
电机工业的兴起与发展
▪ 19世纪奥斯特发现电流周围存在磁场 ▪ 法拉第发现电磁感应现象 ▪ 世界第一台发电机的问世-----电力时代到来 ▪ 20世纪，电机电磁、发热过程理论深入研
25
变压器的作用
1、变压：U1/U2=N1/N2=K 2、变流：I1/I2=N2/N1=1/K 3、变阻抗：Z1/Z2=K2
26
变压器的外特性及电压调整率
当变压器一次侧端电压U1，和负载的 功率因数COSψ2一定时，二次侧绕组 输出电压U2与负载电流I2的关系，称 为变压器的外特性。 变压器从空载到额定负载运行时，二 次绕组输出电压的变化量△U与空载额 定电压U2N的百分比△U%=△U/U2N
变压器主要组成部分是 铁心和绕组，为变压器的器 身。为改善散热条件，还有变 压器的附件。
7
变压器的铁心结构
▪ 1、铁心（由硅钢片叠加而成） ▪ 铁心结构： ▪ 1）、心式结构 ▪ 2）、壳式结构 ▪ 铁心叠片形式 ▪ 1）、条形、口形、E形、F形、C形、O形 ▪ 2）、渐开线式
2021/3/29
78
究，新材料新工艺新技术不断涌现，电机 容量大增，冷却技术改进，工业体系不断 完善，电机制造业大踏步的飞跃发展。
2021/3/29
3
我国电机工业发展状况
▪ 我国封建社会禁锢了自然科学的发展，西方资本主 义国家对我国的殖民政策，使我国工业发展缓慢。
▪ 新中国成立，我国电机工业得到飞速的发展，十年 时间，制造50000KW汽轮发电机，725000KW水轮 发电机，120000KVA变压器2000KW电动机。1961 年交流电动机正式投产，1982年异步电动机正式生 产，直流电动机接近世界先进水平，电机工业形成 完整的现代化制造工业体系。
曹民 2016年9月
1
绪论
▪ 1、电机工业的兴起与发展 ▪ 2、我国电机制造工业的发展概况 ▪ 3、电机在国民经济中的作用 ▪ 4、电机的主要类型 ▪ 5、本课程的任务和学习方法
2021/3/29
2
电机工业的兴起与发展
▪ 19世纪奥斯特发现电流周围存在磁场 ▪ 法拉第发现电磁感应现象 ▪ 世界第一台发电机的问世-----电力时代到来 ▪ 20世纪，电机电磁、发热过程理论深入研
25
变压器的作用
1、变压：U1/U2=N1/N2=K 2、变流：I1/I2=N2/N1=1/K 3、变阻抗：Z1/Z2=K2
26
变压器的外特性及电压调整率
当变压器一次侧端电压U1，和负载的 功率因数COSψ2一定时，二次侧绕组 输出电压U2与负载电流I2的关系，称 为变压器的外特性。 变压器从空载到额定负载运行时，二 次绕组输出电压的变化量△U与空载额 定电压U2N的百分比△U%=△U/U2N
变压器主要组成部分是 铁心和绕组，为变压器的器 身。为改善散热条件，还有变 压器的附件。
7
变压器的铁心结构
▪ 1、铁心（由硅钢片叠加而成） ▪ 铁心结构： ▪ 1）、心式结构 ▪ 2）、壳式结构 ▪ 铁心叠片形式 ▪ 1）、条形、口形、E形、F形、C形、O形 ▪ 2）、渐开线式
2021/3/29
78
究，新材料新工艺新技术不断涌现，电机 容量大增，冷却技术改进，工业体系不断 完善，电机制造业大踏步的飞跃发展。
2021/3/29
3
我国电机工业发展状况
▪ 我国封建社会禁锢了自然科学的发展，西方资本主 义国家对我国的殖民政策，使我国工业发展缓慢。
▪ 新中国成立，我国电机工业得到飞速的发展，十年 时间，制造50000KW汽轮发电机，725000KW水轮 发电机，120000KVA变压器2000KW电动机。1961 年交流电动机正式投产，1982年异步电动机正式生 产，直流电动机接近世界先进水平，电机工业形成 完整的现代化制造工业体系。
变压器与电机ppt课件
.
5. 线圈漏电 • 这一故障的基本特征是铁心带电和线圈温升增
高，通常是由于线圈受潮或绝缘老化所引起的。 • 若是受潮，只要烘干后故障即可排除；若是绝
缘老化，严重的一般较难排除，轻度的可拆去 外层包缠的绝缘层，烘干后重新浸漆。 6. 线圈过热 • 通常是由于过载或漏电所引起的，或因设计不佳所 致；若是局部过热，则是由于匝间短路所造成的。
.
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源 上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。
二、负载运行时的物理情况
A I1
U1
E1
E1 σ
X
&m
1
2
.
I2
a
E2 E2
U2
ZL
x
I1 1 N2 I2 K N1
表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝 数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次 绕组（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另 一个绕组与负载相连，称为二次绕组（或副绕组），这 一侧称为二次侧（或副边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载
u2
.
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式 （低压绕组在里，高压绕组在外）和交叠式两种，如图所示。
2.额定电压 U1N/U2N(kV)指长期运行时所能承受的 工作电压，单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许 发热所规定的应加在一次绕组
上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加额定电 压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
.
3.额定电流 I1N/ I2N( A) 指在额定容量下，变压器在 连续运行时允许通过的最大电流有效值。在三相变压 器中指的是线电流。单位：A 4.额定频率指电源频率（我国规定标准工频为50Hz) 三、额定数据间的关系
5. 线圈漏电 • 这一故障的基本特征是铁心带电和线圈温升增
高，通常是由于线圈受潮或绝缘老化所引起的。 • 若是受潮，只要烘干后故障即可排除；若是绝
缘老化，严重的一般较难排除，轻度的可拆去 外层包缠的绝缘层，烘干后重新浸漆。 6. 线圈过热 • 通常是由于过载或漏电所引起的，或因设计不佳所 致；若是局部过热，则是由于匝间短路所造成的。
.
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源 上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。
二、负载运行时的物理情况
A I1
U1
E1
E1 σ
X
&m
1
2
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I2
a
E2 E2
U2
ZL
x
I1 1 N2 I2 K N1
表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝 数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次 绕组（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另 一个绕组与负载相连，称为二次绕组（或副绕组），这 一侧称为二次侧（或副边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载
u2
.
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式 （低压绕组在里，高压绕组在外）和交叠式两种，如图所示。
2.额定电压 U1N/U2N(kV)指长期运行时所能承受的 工作电压，单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许 发热所规定的应加在一次绕组
上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加额定电 压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
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3.额定电流 I1N/ I2N( A) 指在额定容量下，变压器在 连续运行时允许通过的最大电流有效值。在三相变压 器中指的是线电流。单位：A 4.额定频率指电源频率（我国规定标准工频为50Hz) 三、额定数据间的关系
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §1—2
4.三相强迫油循环水冷式(OFWF)
主要有SSP系列。 冷却原理：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循 环，并且利用循环水作冷却介质，以提高散热效果。
三、变压器的主要附件
气体继电器 无励磁调压分接开关 有载调压分接开关 压力释放阀
1.气体继电器(瓦斯继电器)
气体继电器装在油箱与储油柜之间的管道中，当变压器发 生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。
2.变压器铁心 （3）铁心柱与铁轭的装配工艺
变压器的铁心柱与铁轭
二、变压器冷却方式
1.三相油浸自冷式(ONAN)
主要有SJ系列和SJL系列(铝线)。 冷却方式：当变压器运行、油温上升时,根据热油上升、冷油下 降原理形成自然对流,流动的油将热量传给油箱体和外侧的散热器,然 后依靠空气的对流传导将热量向周围散发,从而达到冷却效果。。
扁管式散热器
片式散热器 波纹油箱式散热器
2.三相油浸风冷式(ONAF)
主要有SP 系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇， 利用吹风机帮助冷却，而且风力可调。
三相油浸风冷式变压器
3.三相强迫油循环风冷式(OFAF)
主要有SFP系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循环,并且在 散热器外加风扇风冷，以提高散热效果。
压力释放阀结构 1—安装孔 2—阀座 3—螺杆 4—膜盘 5—弹簧
6—护罩 7—密封圈 8—标志杆 9—接线盒
5.测温装置
测温装置就是热保护装置。变压器的寿命取决于变压器的运 行温度，因此油温和绕组的温度监测是很重要的。通常用三种温 度计监测，箱盖上设置酒精温度计，其特点是计量精确但观察不 便；变压器上装有信号温度计，便于观察；箱盖上装有电阻式温 度计，便以远距离监测。
主要有SSP系列。 冷却原理：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循 环，并且利用循环水作冷却介质，以提高散热效果。
三、变压器的主要附件
气体继电器 无励磁调压分接开关 有载调压分接开关 压力释放阀
1.气体继电器(瓦斯继电器)
气体继电器装在油箱与储油柜之间的管道中，当变压器发 生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。
2.变压器铁心 （3）铁心柱与铁轭的装配工艺
变压器的铁心柱与铁轭
二、变压器冷却方式
1.三相油浸自冷式(ONAN)
主要有SJ系列和SJL系列(铝线)。 冷却方式：当变压器运行、油温上升时,根据热油上升、冷油下 降原理形成自然对流,流动的油将热量传给油箱体和外侧的散热器,然 后依靠空气的对流传导将热量向周围散发,从而达到冷却效果。。
扁管式散热器
片式散热器 波纹油箱式散热器
2.三相油浸风冷式(ONAF)
主要有SP 系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇， 利用吹风机帮助冷却，而且风力可调。
三相油浸风冷式变压器
3.三相强迫油循环风冷式(OFAF)
主要有SFP系列。 冷却方式：在油浸自冷式的基础上，利用油泵强迫油循环,并且在 散热器外加风扇风冷，以提高散热效果。
压力释放阀结构 1—安装孔 2—阀座 3—螺杆 4—膜盘 5—弹簧
6—护罩 7—密封圈 8—标志杆 9—接线盒
5.测温装置
测温装置就是热保护装置。变压器的寿命取决于变压器的运 行温度，因此油温和绕组的温度监测是很重要的。通常用三种温 度计监测，箱盖上设置酒精温度计，其特点是计量精确但观察不 便；变压器上装有信号温度计，便于观察；箱盖上装有电阻式温 度计，便以远距离监测。
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §6—1
定子绕组串电阻降压启动原理图
（3）自压器降压启动原理。
3）自耦变压器降压启动优缺点。
自耦变压器降压启动原理
三、绕线式三相异步电动机的启动方法 1.绕线式三相异步电动机转子串电阻启动 （1）绕线式三相异步电动机转子串电阻启动方法
绕线型异步电动机转子串电阻启动
三相异步电动 机直接启动电路
2．笼式三相异步电动机的降压启动
（1）
降压启动
1） 降压启动方法。
2） 降压启动原理。 3） 降压启动适用范围。
三相异步电动机 降压启动电路
（2）定子绕组串电阻降压启动 1）定子绕组串电阻降压启动方法。 2）定子绕组串电阻降压启动原理。 3）定子绕组串电阻降压启动优缺点。
§6—1 三相异步电动机的启动
一、三相异步电动机的启动性能 1.启动电流Ist较大的原因 2.启动转矩Tst过小的原因
二、三相异步电动机的启动方法
1.笼式异步电动机的直接启动 （1）三相异步电动机直接启动条件
只有满足下述三个条件中的一条，才能采用直接启 动。
1）容量在7．5kW以下的三相异步电动机。 2）变压器额定容量不小于电动机额定功率的5倍， 电动机才允许直接启动。 3）满足下列经验公式：
（3）绕线型异步电动机转子串频敏变 阻器启动优缺点
绕线型异步电动机转子 串频敏变阻器启动
三相异步电动机的启动方法
（2）绕线式三相异步电动机转子串电 阻启动时的机械特性曲线
（3）绕线型异步电动机转子串电阻启 动优缺点
绕线型异步电动机转子串电 阻有级启动机械特性曲线
2.绕线型异步电动机转子串频敏变阻器启动 （1）绕线式三相异步电动机转子串频敏 变阻器启动方法
（2）绕线式三相异步电动机转子串频敏 变阻器启动原理
（3）自压器降压启动原理。
3）自耦变压器降压启动优缺点。
自耦变压器降压启动原理
三、绕线式三相异步电动机的启动方法 1.绕线式三相异步电动机转子串电阻启动 （1）绕线式三相异步电动机转子串电阻启动方法
绕线型异步电动机转子串电阻启动
三相异步电动 机直接启动电路
2．笼式三相异步电动机的降压启动
（1）
降压启动
1） 降压启动方法。
2） 降压启动原理。 3） 降压启动适用范围。
三相异步电动机 降压启动电路
（2）定子绕组串电阻降压启动 1）定子绕组串电阻降压启动方法。 2）定子绕组串电阻降压启动原理。 3）定子绕组串电阻降压启动优缺点。
§6—1 三相异步电动机的启动
一、三相异步电动机的启动性能 1.启动电流Ist较大的原因 2.启动转矩Tst过小的原因
二、三相异步电动机的启动方法
1.笼式异步电动机的直接启动 （1）三相异步电动机直接启动条件
只有满足下述三个条件中的一条，才能采用直接启 动。
1）容量在7．5kW以下的三相异步电动机。 2）变压器额定容量不小于电动机额定功率的5倍， 电动机才允许直接启动。 3）满足下列经验公式：
（3）绕线型异步电动机转子串频敏变 阻器启动优缺点
绕线型异步电动机转子 串频敏变阻器启动
三相异步电动机的启动方法
（2）绕线式三相异步电动机转子串电 阻启动时的机械特性曲线
（3）绕线型异步电动机转子串电阻启 动优缺点
绕线型异步电动机转子串电 阻有级启动机械特性曲线
2.绕线型异步电动机转子串频敏变阻器启动 （1）绕线式三相异步电动机转子串频敏 变阻器启动方法
（2）绕线式三相异步电动机转子串频敏 变阻器启动原理
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §9—1
三、汽轮发电机和水轮发电机简介
汽轮发电机
ห้องสมุดไป่ตู้
水轮发电机
正在吊装的三峡电站水轮发电机组转子图片 三峡电站厂房内景图片 三峡水电机组
§9—1 三相同步发电机的基本工作原理
一、三相同步发电机的基本结构
三相同步发电机是由定子和转子两部分 组成。
三相同步发电机定子也称为电枢,主要由 定子铁心、定子绕组、机座、端盖和轴承部 件组成。
同步电机的外形结构
三相同步发电机的转子主要由转子铁心、励磁绕组、集电环、 风扇和转轴等组成。
同步发电机基本结构
二、三相同步发电机的基本工作原理 同步电机是根据导体切割磁力线感应电动势这一基本原理工作
的。
同步发电机的工作原理图
主要特点： 同步发电机极对数P一定时，转速
n与电枢电动势的频率f间具有严格不 变的关系，即当电力系统频率f一定时， 电机的转速n=60f/P为恒值。
汽轮发电机转速较高，极对数少； 水轮发电机转速较低，极对数较多。
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§1—3 变压器的原理
一、变压器的空载运行 变压器空载运行——变压器一次绕组加额定电压，二次绕
组开路的工作状态。 1.理想变压器空载运行
理想空载变压器的空载运行原理图
（1）空载电流i0 理想变压器的空载电流 主要产生铁心中磁通，所以 空载电流也称为空载励磁电 流，是无功电流。
（2）电压和感应电动势的关系
U1 E1
理想空载变压器的空载运行原理图
Uo2 E2
（3）感应电动势的大小 E=4.44 fNΦm
U1=E1；即U1=E1=4．44 fNΦm
（4）变压比
理想空载变压器的空载运行原理图
2. 实际变压器空载运行
（1）实际变压器一次绕组 存在电阻r1,当一次绕组有空载 电流流过时，会在该电阻上产 生电压降u0r1。
实际变压器（有漏磁）空载运行图
（3）铁耗——铁心中的磁滞损 耗和涡流损耗。
实际变压器电压方程为:
实际变压器（有漏磁）空载运行图
二、变压器的负载运行
单相变压器负载运行实验图
单相变压器负载运行接ຫໍສະໝຸດ 图单相变压器负载运行图1.磁动势平衡方程式
变压器负载运行时的磁动势平衡
方程式为
•
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
实际变压器（有漏磁）空载运行图
实际变压器空载运行接线图
（2）空载电流产生的磁通分为两部 分，其中大部分磁通通过铁心交链一次 侧绕组和二次侧绕组，该磁通称为主磁 通，它在一次侧绕组和二次侧绕组中分 别感应出电动势e1和e2；另一小部分磁 通只通过一次侧绕组周围的空间形成闭 路，称为漏磁通 ，仅占主磁通的0.25% 左右，它在一次侧线圈中产生漏抗电动 势es1。
负载特性对U2的影响
5.电压调整率
一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增 加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描 述。当变压器从空载到额定负载（I2=I2N）运行时，二次绕组输出 电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压）U2N之比的百分值就称为 变压器的电压调整率，用ΔU来表示。
二次绕组的端电压对外应等于次级电流在负载阻抗上的电压降，即：
3.阻抗变换
变压器的阻抗变换作用
阻抗变换公式：
Z1
U1 I1
KU 2 I2 / K
K2 U2 I2
K 2Z2
4.变压器的外特性 变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而
变化的情况。当一次绕组电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二 次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。
一般情况下照明电源电压波动不超过±5%，动力电源电压波 动不超过-5%~10%。
6.变压器的损耗及效率
（1）铁损耗PFe
变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损 耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大 小、磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因 绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件 中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的15％～20％左右。
变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载 电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损 耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。
（2）铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。
基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗， 而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内 分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗 的3％～20％。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比， 所以铜损耗又称为“可变损耗”。
（3）效率η
变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η，
即
η=
P2 P1
100 %
P2
P2 100 % P
P2
P2 Pcu＋PFe
100 %
由于变压器没有旋转的部件，不像电机那样有机械损耗存 在，因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率 在95％以上，大型电力变压器效率可达99％以上。
实用公式(单相、三相均可用)：
变压器效率曲线
由于变压器的空载电流I0很小，
特别是在变压器接近满载时，I0基本
上可以忽略不计，于是可得变压器一、
二次绕组磁动势的有效值关系为
变压器变比：
单相变压器负载运行图
变压器一、二次绕组中 的电流与一、二次绕组的匝 数成反比，即变压器也有变 换电流的作用，且电流的大 小与匝数成反比。
2.电压方程式
一次绕组的电压方程为: 二次绕组的电压方程为:
一、变压器的空载运行 变压器空载运行——变压器一次绕组加额定电压，二次绕
组开路的工作状态。 1.理想变压器空载运行
理想空载变压器的空载运行原理图
（1）空载电流i0 理想变压器的空载电流 主要产生铁心中磁通，所以 空载电流也称为空载励磁电 流，是无功电流。
（2）电压和感应电动势的关系
U1 E1
理想空载变压器的空载运行原理图
Uo2 E2
（3）感应电动势的大小 E=4.44 fNΦm
U1=E1；即U1=E1=4．44 fNΦm
（4）变压比
理想空载变压器的空载运行原理图
2. 实际变压器空载运行
（1）实际变压器一次绕组 存在电阻r1,当一次绕组有空载 电流流过时，会在该电阻上产 生电压降u0r1。
实际变压器（有漏磁）空载运行图
（3）铁耗——铁心中的磁滞损 耗和涡流损耗。
实际变压器电压方程为:
实际变压器（有漏磁）空载运行图
二、变压器的负载运行
单相变压器负载运行实验图
单相变压器负载运行接ຫໍສະໝຸດ 图单相变压器负载运行图1.磁动势平衡方程式
变压器负载运行时的磁动势平衡
方程式为
•
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
实际变压器（有漏磁）空载运行图
实际变压器空载运行接线图
（2）空载电流产生的磁通分为两部 分，其中大部分磁通通过铁心交链一次 侧绕组和二次侧绕组，该磁通称为主磁 通，它在一次侧绕组和二次侧绕组中分 别感应出电动势e1和e2；另一小部分磁 通只通过一次侧绕组周围的空间形成闭 路，称为漏磁通 ，仅占主磁通的0.25% 左右，它在一次侧线圈中产生漏抗电动 势es1。
负载特性对U2的影响
5.电压调整率
一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增 加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描 述。当变压器从空载到额定负载（I2=I2N）运行时，二次绕组输出 电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压）U2N之比的百分值就称为 变压器的电压调整率，用ΔU来表示。
二次绕组的端电压对外应等于次级电流在负载阻抗上的电压降，即：
3.阻抗变换
变压器的阻抗变换作用
阻抗变换公式：
Z1
U1 I1
KU 2 I2 / K
K2 U2 I2
K 2Z2
4.变压器的外特性 变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而
变化的情况。当一次绕组电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二 次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。
一般情况下照明电源电压波动不超过±5%，动力电源电压波 动不超过-5%~10%。
6.变压器的损耗及效率
（1）铁损耗PFe
变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损 耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大 小、磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因 绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件 中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的15％～20％左右。
变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载 电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损 耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。
（2）铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。
基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗， 而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内 分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗 的3％～20％。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比， 所以铜损耗又称为“可变损耗”。
（3）效率η
变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η，
即
η=
P2 P1
100 %
P2
P2 100 % P
P2
P2 Pcu＋PFe
100 %
由于变压器没有旋转的部件，不像电机那样有机械损耗存 在，因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率 在95％以上，大型电力变压器效率可达99％以上。
实用公式(单相、三相均可用)：
变压器效率曲线
由于变压器的空载电流I0很小，
特别是在变压器接近满载时，I0基本
上可以忽略不计，于是可得变压器一、
二次绕组磁动势的有效值关系为
变压器变比：
单相变压器负载运行图
变压器一、二次绕组中 的电流与一、二次绕组的匝 数成反比，即变压器也有变 换电流的作用，且电流的大 小与匝数成反比。
2.电压方程式
一次绕组的电压方程为: 二次绕组的电压方程为: