武汉理工大学电工学课件第六章
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《电工学第六》课件
接地技术
解释接地的基本原理，以 及不同接地方式的应用场 景和优缺点。
防雷保护装置
介绍常见的防雷保护装置 ，如避雷针、避雷线等。
05
电工实验与实践
电工实验的基本要求
实验安全
确保实验环境安全，遵守实验操作规程， 避免发生意外事故。
实验操作
按照实验步骤进行操作，认真观察实验现 象，记录实验数据。
实验准备
电工学的发展Βιβλιοθήκη 势与挑战数字化转型随着物联网、大数据和人工智能等技术的发展，电工学正朝着数字 化转型的方向发展，需要解决数据安全和隐私保护等问题。
可持续性和环保
在能源危机和环境问题日益严重的情况下，电工学需要关注可持续 性和环保，研究如何降低能源消耗和减少环境污染。
智能化和自动化
利用先进的信息通信技术，实现电工设备和系统的智能化和自动化， 提高生产效率和安全性。
等。
电工学的发展历程
总结词
电工学的发展历程
详细描述
电工学的发展经历了从静电学到交流电学的演变，以及电子技术和计算机技术的飞速发展，为 现代电工学打下了坚实的基础。
电工学在日常生活中的应用
总结词
电工学在日常生活中的应用
详细描述
电工学在日常生活中无处不在，如电力供应、照明、通讯、交通等，都离不开电工学的应用。
安全用电常识
01 安全用电的意义
强调安全用电的重要性，以及不安全用电可能带 来的危害。
02 触电的种类与防护
介绍常见的触电类型，如单相触电、两相触电等 ，并给出相应的防护措施。
03 电气火灾的预防与扑救
讲解如何预防电气火灾以及在火灾发生时如何正 确扑救。
防雷与接地技术
雷电的形成与危害
《电工技术》课件_第6章
可推得
f
107
(m sin t)2
8π
S
f
1 2 Fm
1 2
Fm
c
os2t
(6-15）
图6-10为交流电磁铁电磁吸力的瞬时值曲线， 吸力平均 值F为
F
1 2
Fm
107 16π
2 m
S
(6-16）
图6-10 交流电磁铁的电磁吸力曲线
从吸力曲线还可以看出， 交流电磁铁的吸力是周期性变 化的， 有些瞬间会出现吸力为零的情况，对单相供电的电磁 铁会带来吸合后的振动和噪声。 解决这个问题的方法是在铁 芯端面上嵌入一个闭合的短路环， 如图6-11所示。 在交变主 磁通Φ的作用下， 短路环上出现感生电流i′，i′建立的磁场比 原磁场相位滞后， 原磁场Φ与i′磁场的叠加形成短路环内的磁 场Φ′， 由于Φ与Φ′不会同时过零，于是交流电磁铁就避开了吸 力零点，以足够的电磁吸力保证电磁机构工作 稳定。
大小可用以下公式来衡量。
B F LI
(6-1）
2． 磁通Φ 磁感应强度的通量称为磁通， 是一个标量， 用符号Φ来 表示。 如果磁场内各点的磁感应强度大小相等、 方向相同， 这样的磁场称为均匀磁场。 若是均匀磁场， 磁感应强度B与 垂直于磁场方向的面积S的乘积， 称为通过这块面积的磁通。 用数学式表示的磁通定义为
磁场强度H的大小与磁感应强度B的大小之间的关系是
H B 或 B H
(6-5）
5． 常见的几种电气设备的磁路如图6-1所示。 磁路中的磁通 可以由励磁线圈中的励磁电流产生， 如图(a)、 (b)， 也可以 由永久磁铁产生， 如图(c)； 磁路中可以有气隙， 如图(b)、 (c)， 也可以没有气隙， 如图(a)。
第六章武汉理工大学,电路课件
表明
t t t 1 1 1 u(t ) idξ idξ t idξ C C C t 1 u(t ) t idξ C 电容元件VCR
0 0 0 0
的积分关系
电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件
注
（1）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达 式前要冠以负号 ;
C
电容元件VCR 的微分关系
i
＋
u、i 取关
联参考方向
u
－
表明：
dq du i C dt dt
(1) i 的大小取决于 u 的变化率, 与 u 的大小无关， 电容是动态元件； (2) 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容 有隔断直流作用； (3)实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容电压u 必定是时间的连续函数.
电感器 把金属导线绕在一骨架上构 成一实际电感器，当电流通 过线圈时，将产生磁通，是 一种储存磁能的部件
（t)＝N (t)
i (t)
+
u (t)
1。定义
电感元件 储存磁能的元件。其 特性可用～i 平面 上的一条曲线来描述
i
f ( , i ) 0
2. 线性定常电感元件
任何时刻，通过电感元件的电流 i与其磁链 成正比。
（ 2 ）上式中 i(t0) 称为电感电流的初始值，它反映电 感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。
3. 电感的功率和储能
功率
u、 i 取关
联参考方向
di p ui L i dt
(1)当电流增大，i>0，d i/d t>0，则u>0， p>0, 电感吸收功率。 (2)当电流减小，i>0，d i/d t<0，则u<0，p<0, 电 感发出功率。
电工学第六章
型号 电压 转速
Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A
→额定状态下定子三相绕组上的线电流
5. 额定功率因数λN = cosN
P1N = √3 UNIN cosN
P0 = PCu+PFe + PMe
η=
P2 P1
100%
【例】某三相异步电动机，极对数 p = 2，定子绕组三角形
联结，接于 50 Hz、380 V 的三相电源上工作，当负载转矩
TL= 91 N·m 时，测得 I0 = 30 A，P1= 16 kW，n = 1470 r/min， 求该电动机带此负载运行时的 s 、P2 、ŋ 和λ。
解： n0 =
60 f1 2
= 1500 r/min
s n0 n = n0
1500－1470 1500
= 0.02
P2
=
T2
2πn 60
= 91 ×
2×3.14 60
× 1470 W= 14 kW
η= PP21 100% = 87.5%
λ = P1
= 0.81
√3 U1l I1l
对称三相绕组 通入对称三相电流
O ωt
U1 V1 W1
U2 V2 W2 U3 V3 W3
ωt = 0o
V4
U1 N
W3
U4 S
V3
W2
N U3
W4 V1 S U2 W1
V2
ωt = 180o
V4
U1 S
W3
U4 N
武汉理工大学工厂供电复习 ppt课件
22
3）设备容量的计算
（1）连续工作制设备 特点：恒定负荷下运行，且运行时间长至足以使之达
到热平衡状态。如：通风机、水泵、空气压缩机、 发电机组、照明灯等； – 设备功率计算：Pe PN ； （2）短时工作制设备 – 特点：恒定负荷下，短时间内运行且短于达到
1、中性点不接地的电力系统
正常运行：电压、电流对称。 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍。单相接地电容电流为正常运行时 相线对地电容电流的3倍。
12
2、中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，减小了接地电流。在 单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消 弧线圈接地的运行方式。
1．电力线路和用电设备的额定电压 2．发电机的额定电压 3．变压器的额定电压
8
电力线路、用电设备、发电机的额定电压
•线路的额定电压就是线路首末两端电压的平均值。
•用电设备的额定电压与同级电网（线路）的额定
电压相同。
9
变压器的额定电压
1）变压器一次绕组的额定电压
2）变压器二次绕组的额定电压 如：高压线路（较长）：高10%
电压和频率
二、电力系统中性点运行方式 及其特点(重点)
三、低压配电系统的接地型式 及其特点(重点)
6
基本概念：
• 电力系统
发电厂 变电所 电能用户 电力线路
•工厂供配电系统
工厂（或企业）内部接受、变换、分配和 消费电能的总电路。
7
衡量电能质量的两个基本参数 ——频率和电压 。
电力系统的额定电压的确定
19
工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫 负荷持续率?它表征哪类设 （2）断续周期工作制，（3） 短时工作 制
3）设备容量的计算
（1）连续工作制设备 特点：恒定负荷下运行，且运行时间长至足以使之达
到热平衡状态。如：通风机、水泵、空气压缩机、 发电机组、照明灯等； – 设备功率计算：Pe PN ； （2）短时工作制设备 – 特点：恒定负荷下，短时间内运行且短于达到
1、中性点不接地的电力系统
正常运行：电压、电流对称。 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍。单相接地电容电流为正常运行时 相线对地电容电流的3倍。
12
2、中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，减小了接地电流。在 单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消 弧线圈接地的运行方式。
1．电力线路和用电设备的额定电压 2．发电机的额定电压 3．变压器的额定电压
8
电力线路、用电设备、发电机的额定电压
•线路的额定电压就是线路首末两端电压的平均值。
•用电设备的额定电压与同级电网（线路）的额定
电压相同。
9
变压器的额定电压
1）变压器一次绕组的额定电压
2）变压器二次绕组的额定电压 如：高压线路（较长）：高10%
电压和频率
二、电力系统中性点运行方式 及其特点(重点)
三、低压配电系统的接地型式 及其特点(重点)
6
基本概念：
• 电力系统
发电厂 变电所 电能用户 电力线路
•工厂供配电系统
工厂（或企业）内部接受、变换、分配和 消费电能的总电路。
7
衡量电能质量的两个基本参数 ——频率和电压 。
电力系统的额定电压的确定
19
工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫 负荷持续率?它表征哪类设 （2）断续周期工作制，（3） 短时工作 制
《电工学第六章》课件
电路的欧姆法则
2
和并联电路。
欧姆法则描述了电流、电压和电阻之间
的关系。
3
电源和电路连接
探索电源和电路的不同连接方式。
电功率和能量
电功率的计算和度量
电功率是电路中能量转换的 速率，单位为瓦特。
电能转换和利用
了解电能从一种形式转换为 另一种形式的过程，并应用 到实际生活中。
节能和环保
探索如何在电路设计和使用 中实现节能和环保。
《电工学第六章》PPT课 件
电工学第六章将介绍电的基本概念和电流，以及电阻和电压的计算和度量。 我们将学习如何简化电路分析，并了解电功率和能量的计算和转换。此外， 我们将研究电路中的各种元件及其应用。
电的基本概念与电流
ห้องสมุดไป่ตู้
电荷与电流
电是由电荷带来的，电流是电荷在电路中的流 动。
电流方向
电流的方向被定义为正电荷流动的方向。
电路中的元件
电阻
电路中的电阻控制电流流动。
电容和电感
电容和电感在电路中存储和释放 能量。
电源和开关
电源提供电流，开关控制电路的 通断。
应用实例和案例分析
通过实际的案例和应用实例，将学到的知识应用到实际问题的解决中。
结论和要点
总结本章内容，强调电工学第六章的核心要点，并提醒学生掌握课程中所学 知识的重要性。
导体与绝缘体
导体允许电荷自由流动，而绝缘体不允许电流 通过。
电流的计算和度量
电流的计算使用欧姆定律，单位为安培。
电阻和电压
电阻
电阻是阻碍电流流动的元件，单 位为欧姆。
电压
电压是电势差，指示电流在电路 中的推动力。
电位器
电位器可以调节电路中的电压， 以及分配电流。
《电工学第六》课件
02
电机在工业自动化中的 应用：驱动、控制和调 速等
03
变压器在电力系统中的 应用：电压变换、电流 变换和阻抗变换等
04
电机与变压器在其他领 域的应用：家电、交通 和能源等
05
电力系统
电力系统概述
01
总结词：基本概念和组成
02
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的电能产生、传输 、分配和消费的系统。
将电能从输电网或地区发电厂分配到各个 用户，包括直接供给各类用户的分配网络 和各种类型的用户供电所。
电力系统的运行和控制
总结词：电力系统的运行状态和调节控 制
电压调整是保证系统电压质量的重要措 施，通过调节变压器分接头和投切无功 补偿装置等手段实现。
频率调整是保持系统频率稳定的关键措 施，通过自动发电控制（AGC）和需求 响应等手段实现。
电磁学的诞生
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了 电流的磁效应，为电磁学的发展奠定 了基础。
电工学的应用领域
电力工业
发电、输电、配电等各个环节 都离不开电工学的理论和技术
支持。
电子工业
电子设备的设计、制造、测试 等都涉及到电工学的知识。
通信工程
通信系统的传输、交换、终端 等都与电工学密切相关。
自动化控制
电力系统的运行状态包括正常运行状态 、异常运行状态和短路故障状态。
电力系统的调节控制包括频率调整、电 压调整、无功补偿和继电保护等。
06
安全用电
安全用电常识
详细描述
总结词：了解安全用电的基 本原则和要求，掌握安全用
电的常识。
01
02
03
了解电的基本性质和特点， 知道电的危害和危险性。
电工学第六章 电工技术(第六版)
交流磁路中：
Φ固定
IS固定
F随 Rm 变化 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
i
在吸合过程中若外加电
压不变, 则 Φ 基本不变。
u
Rm 大 Rm 小
起动电流大 电流小
IN Φ Rm
电磁铁吸合后(气隙小）
电磁铁吸合前(气隙大）
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线
i u
Φ
Φ
U 4.44 f Nm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时， Φm 便
eL e
基本不变。根据磁路欧姆
定律 IN
Φ Rm ，当Φm
一定时磁动势IN随磁阻 Rm 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
F Φ Rm 直流电路中： U I S R
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量
F B Il
用一个与磁场方向垂直的1米长导体 通以1A电流时导体上受的力来衡量。
也可看成与磁场方向相垂直的单位面积上通过 的磁通（磁力线）。所以B又可称为磁通密度。
二、磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
eL e
u i(Ni)
d di e N L dt dt
d e N dt
2.电压电流关系
交流激励 线圈中产生感应电势
i
Φ
Φ
Φ和 Φ
电路方程：
产生 的感应电势
u
eL e
u uR ( el ) ( e ) dΦ dΦ Ri N N dt dt
Φ固定
IS固定
F随 Rm 变化 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
i
在吸合过程中若外加电
压不变, 则 Φ 基本不变。
u
Rm 大 Rm 小
起动电流大 电流小
IN Φ Rm
电磁铁吸合后(气隙小）
电磁铁吸合前(气隙大）
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线
i u
Φ
Φ
U 4.44 f Nm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时， Φm 便
eL e
基本不变。根据磁路欧姆
定律 IN
Φ Rm ，当Φm
一定时磁动势IN随磁阻 Rm 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
F Φ Rm 直流电路中： U I S R
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量
F B Il
用一个与磁场方向垂直的1米长导体 通以1A电流时导体上受的力来衡量。
也可看成与磁场方向相垂直的单位面积上通过 的磁通（磁力线）。所以B又可称为磁通密度。
二、磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
eL e
u i(Ni)
d di e N L dt dt
d e N dt
2.电压电流关系
交流激励 线圈中产生感应电势
i
Φ
Φ
Φ和 Φ
电路方程：
产生 的感应电势
u
eL e
u uR ( el ) ( e ) dΦ dΦ Ri N N dt dt
电工学第六章
B
Br
•
•
O
•H
c
H
•
磁滞回线
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退出
几种常见磁性物质的磁化曲线
B/T 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 103 H/(A/m)
c b
c b
a
a
O
H/(A/m) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0103
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2.磁饱和性 磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着 外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定 外磁场的增强而无限的增强。 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
Br
•
例如: 永久磁铁的磁性就是由 剩磁产生的；自励直流发电机 的磁极，为了使电压能建立， 也必须具有剩磁。
•
O
•H
c
H
•
磁滞回线
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3. 磁滞性 但剩磁也存在着有害的一面， 例如，当工件在平面磨床上加 工完毕后，由于电磁吸盘有剩 磁，还将工件吸住。为此要通 入反向去磁电流，去掉剩磁， 才能取下工件。 矫顽磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。 磁性物质不同，其磁滞回 线和磁化曲线也不同。
4. 磁路分析的特点
(1)在处理电路时不涉及磁场问题，在处理磁路时离不 开电场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机 磁路的气隙中磁感应强度的分布情况。
电工学第六章
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磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着 外磁场的增强而无限的增强。 外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
a • b • B BJ B0
O
2. 磁饱和性
磁化曲线
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H
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B-H 磁化曲线的特征： B b B • Oa段：B 与H几乎成正比地增加； a BJ • ab段： B 的增加缓慢下来； b点以后：B增加很少，达到饱和。 B0 有磁性物质存在时，B 与 H不成 O 磁化曲线 H 正比，磁性物质的磁导率不是常 B, 数，随H而变。 有磁性物质存在时，与 I 不成 B 正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计 算上极为重要，其为非线性曲线， O 实际中通过实验得出。
பைடு நூலகம்
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁 场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒 质的磁性有关。
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物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎 不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁导率都是常数，有： 0 r1
I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有 F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着 外磁场的增强而无限的增强。 外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
a • b • B BJ B0
O
2. 磁饱和性
磁化曲线
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H
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B-H 磁化曲线的特征： B b B • Oa段：B 与H几乎成正比地增加； a BJ • ab段： B 的增加缓慢下来； b点以后：B增加很少，达到饱和。 B0 有磁性物质存在时，B 与 H不成 O 磁化曲线 H 正比，磁性物质的磁导率不是常 B, 数，随H而变。 有磁性物质存在时，与 I 不成 B 正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计 算上极为重要，其为非线性曲线， O 实际中通过实验得出。
பைடு நூலகம்
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁 场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒 质的磁性有关。
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物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎 不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁导率都是常数，有： 0 r1
I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有 F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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武汉理工大学电路基础五六章习题答案备课讲稿
武汉理工大学电路基础五六章习题答案第6章 习题与解答6－1 电容元件与电感元件中电压、电流参考方向如题6－1图所示，且知(0)0,C u =(0)0L i =。
（1） 写出电压用电流表示的性能方程； （2） 写出电流用电压表示的性能方程。
C 10FμL u -+(a) (b)题6－1图解：（1）对图（a ）560011()(0)()0()10()1010t ttC C CC C u t u i d i d i d C ξξξξξξ-=+=+=⨯⎰⎰⎰对图（b ） ()L L diu t L dt =-（2）对图（a ） ()C C duu t C dt=对图（b ）30011()(0)()0()50()2010t ttL L LL L i t i u d u d u d L ξξξξξξ-=--=-=-⨯⎰⎰⎰6－2 题6－2图（a ）中2C F =且(0)0C u =，电容电流C i 的波形如题6－2图（b ）所示。
试求1,2t s t s ==和4t s =时电容电压C u 。
Ci C(a)(b)题6－2图解：电容电压C u 与电容电流C i 的关系为1()(0)()tC C C u t u i d C ξξ=+⎰ 各时间段的电容电流C i 表达式为10()5022()102C C i t t tt s i t t s⎧==≤≤⎪⎨⎪=->⎩1t s =时，有 1200151(1)05 1.25222t C u tdt t V =+=⨯=⎰2t s =时，有 2210151(2)(1)5 1.255222t C C u u tdt t V =+=+⨯=⎰ 4t s =时，有 4422110(4)(2)(10)5522C C u u dt t V =+-=-=-⎰6－3 题6－3图（a ）中2C F =且(0)0C u =，电容电流C i 的波形如题6－3图（b ）所示。
（1） 求0t ≥时电容电压()C u t ，并画出其波形； （2） 计算2t s =时电容吸收的功率(2)p ； （3） 计算2t s =时电容的储能(2)C W 。
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0o
600
AA
YS
Z C
NB
X
t 0
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n0
AA
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S
Z
C
N
B X
t 60
2. 旋转磁场的旋转方向：
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2. 旋转磁场的旋转方向： 取决于三相电流的相序。
当电源相序为正序时，旋转磁场的方向为顺时针旋转； 当电源相序为负序时，旋转磁场的方向为逆时针旋转。
3.
旋转磁场的极对数 P：
额定转差率为:
sN
n0 nN n0
100%
1
0
00 975 1000
100%
2.5%
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6.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。 1. 相同点:
1) 变压器原、副绕组是与同一主磁通 相交链，异步 电动机中定子和转子绕组与同一旋转磁通 相交链。
(2) 绕线式转子： 同定子绕组一
样，也分为三相， 并且接成星形。
不论是鼠笼
式、还是绕线式 转子， 在旋转磁 场的作用下，都 将产生感应电动 势或电流；并受 到磁场力的作用 ，形成力矩，使 转子转动。
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三相异步电动机的构造
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三相异步电动机的构造
••
•
•
•
•
U1 I1 R1 j I1 X1 ( E1) U1 E1
U1 E1= 4.44 f 1N1
U1
4.44 f1 N1
Φ U1
式中: 每极磁通的最大值。
i1
i2
+
－
e1
u1
－
－+
e+1
+
－e2
+
e－ 2
f1 f2
异步电动机
2.定子感应电势的频率 f1 :
每相电路
定子感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关。
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6.2 三相异步电动机的转动原理
6.2.1 异步电动机转子转动的原理
v
正转
F
· n0 F
×
v
n0
F
反转
旋转磁场使得鼠笼转动。
v
在电动机中如何产生旋转磁场呢？
×
v
·F
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6. 2. 2 旋转磁场
1. 旋转磁场的产生：
在电动机的定子三相绕 iA Im sint
0
t
30 Y
C
S
A
N
Z •B
n0
X
•
•
B• N
Z
X
S
C
A Y
t 60
n0
60 f1
2
1500
(转/分）
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旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系：
n0
60 f1 p
(转/分)
极对数
p 1
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
360
3000 (转/分）
交流电动机 •电动机
直流电动机
同步电动机 异步电动机
三相电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
• 在生产中用得最多的是三相交流异步电动机， 只是在要求调速性能较高的场合，才采用直流电动机。
• 交流电动机的优点：简化生产机械的结构、提高 生产率和产品质量、减轻繁重的体力劳动、实现自动 控制和远距离操纵。
B
推广；始端在空间之间互差角度 = 120 0
iA
p
A
B
X
Z A Y C
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
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iA
下面介绍每相由2 个绕组串联所产生
A 的旋转磁场的磁极对数：
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y C Z B'
iB
Im i iA iB iC
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
1000 (转/分）
p4
90
750 (转/分）
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数 p 有关。
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归纳： 电动机的转动原理
定子三相绕组通入三相交流电流
A n0
v Y N Z
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
方向:顺时针
因此异步电动机中定子和转子绕组相当于变压器的 原、副绕组。
2）变压器： 变化 e U1 E1=4.44 f N1 异步机： 旋转 e U1 E1=4.44 f N1
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3）变压器：I2 增大 I1增大，以保持 基本不变，
以达到传递能量的目的。
异步机：当负载增加时，转子电流I2 增大 I1增大，
0
·· ×Y A
C
×
N
X
Z
B
S
S
B
B
×X
·· t 0
Z N ×C A Y
极对数 p 2
t ∴ 旋转磁场的磁极对数
与三相绕组的排列有关。
即：p = 每相绕组串联的线圈个数。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
4.旋转磁场的转速 n0 ：
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数。
当 p=1 时：
工频：f1 50 Hz
以保持 基本不变，以达到传递能量的目的。
i1
+ e1－
u1 e－+1
－+
i2 +
－－+ee2 2
f1 f2
异步电动机每相电路
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2. 不同点: 1）变压器是静止的; 而异步机是旋转的。 2）变压器的磁路是无气隙的; 而异步机中的定子和
转子之间是有不大的气隙。 3）变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的;
如何改变旋转磁场的旋转方向呢？ ---改变电源的相序。
正序： A→B→C
UC
UA UB
负序： A→C→B
UB
UA
UC
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任意调换两根电源进线 (电路如图—BC相调换)
iA
A
ZX
iB C
Y B
iC
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
IImm i iA iB
n0
60
s
f1
f2 s f1
式中: (n0- n)为转子导体与旋转磁场之间的相对速度。
2. 转子运行时的电路特点：
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（1） 转子感应电动势E 2 ：
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44 s f 1N2
当转速 n = 0 (s=1) 时， f 2最高，且 E2 最大，故有：
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。
2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法及调速和制动的方法。
3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
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概述: •电动机是根据电磁感应和电磁力的原理,
将电能转化为机械能的一种旋转机械。
末端 X、Y、Z
首端流入，尾端流出。
i : “–” 尾端流入，首端流出。 例如：ｔ=0 时
iA
A
iC C
iB
ZX Y B
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三相电流合成磁 场 的分布情况：
i Im
iA
iB
iC
合成磁场是旋转磁场。 o
t
A
YN
n0
Y Z
600
60
A
NZ
C
SB
X
CS
X
B
t 0
t 60
IImm i iA iB iC
n0 60 f1 (转/分） 0o
t
n0 3000 (转/分）
A
NZ
Y B
CS
X
t 0
A
SZ
Y
B
C
N
X
t
A
NZ
Y B
CS
X
t 2
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当 p=2 时：
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
t 0
Im i iA iB iC
组中通入三相对称交流电 iB Im sint 120
流(星形联接)。
iC Im sint 120
iA
A ZX
Im i iA iB iC
iC C
Y
o
B
t
iB
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Im i iA
o
()电流入
iB iC
Y
tC
A n0
Z
设三相绕组：首端 A、B、C
B
X
(•)电流出
规定： i : “+”
∵ 旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以：
f1
pn0 60
600
AA
YS
Z C
NB
X
t 0
iC
t
n0
AA
Y
S
Z
C
N
B X
t 60
2. 旋转磁场的旋转方向：
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2. 旋转磁场的旋转方向： 取决于三相电流的相序。
当电源相序为正序时，旋转磁场的方向为顺时针旋转； 当电源相序为负序时，旋转磁场的方向为逆时针旋转。
3.
旋转磁场的极对数 P：
额定转差率为:
sN
n0 nN n0
100%
1
0
00 975 1000
100%
2.5%
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6.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。 1. 相同点:
1) 变压器原、副绕组是与同一主磁通 相交链，异步 电动机中定子和转子绕组与同一旋转磁通 相交链。
(2) 绕线式转子： 同定子绕组一
样，也分为三相， 并且接成星形。
不论是鼠笼
式、还是绕线式 转子， 在旋转磁 场的作用下，都 将产生感应电动 势或电流；并受 到磁场力的作用 ，形成力矩，使 转子转动。
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三相异步电动机的构造
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三相异步电动机的构造
••
•
•
•
•
U1 I1 R1 j I1 X1 ( E1) U1 E1
U1 E1= 4.44 f 1N1
U1
4.44 f1 N1
Φ U1
式中: 每极磁通的最大值。
i1
i2
+
－
e1
u1
－
－+
e+1
+
－e2
+
e－ 2
f1 f2
异步电动机
2.定子感应电势的频率 f1 :
每相电路
定子感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关。
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6.2 三相异步电动机的转动原理
6.2.1 异步电动机转子转动的原理
v
正转
F
· n0 F
×
v
n0
F
反转
旋转磁场使得鼠笼转动。
v
在电动机中如何产生旋转磁场呢？
×
v
·F
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6. 2. 2 旋转磁场
1. 旋转磁场的产生：
在电动机的定子三相绕 iA Im sint
0
t
30 Y
C
S
A
N
Z •B
n0
X
•
•
B• N
Z
X
S
C
A Y
t 60
n0
60 f1
2
1500
(转/分）
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旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系：
n0
60 f1 p
(转/分)
极对数
p 1
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
360
3000 (转/分）
交流电动机 •电动机
直流电动机
同步电动机 异步电动机
三相电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
• 在生产中用得最多的是三相交流异步电动机， 只是在要求调速性能较高的场合，才采用直流电动机。
• 交流电动机的优点：简化生产机械的结构、提高 生产率和产品质量、减轻繁重的体力劳动、实现自动 控制和远距离操纵。
B
推广；始端在空间之间互差角度 = 120 0
iA
p
A
B
X
Z A Y C
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
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iA
下面介绍每相由2 个绕组串联所产生
A 的旋转磁场的磁极对数：
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y C Z B'
iB
Im i iA iB iC
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
1000 (转/分）
p4
90
750 (转/分）
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数 p 有关。
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归纳： 电动机的转动原理
定子三相绕组通入三相交流电流
A n0
v Y N Z
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
方向:顺时针
因此异步电动机中定子和转子绕组相当于变压器的 原、副绕组。
2）变压器： 变化 e U1 E1=4.44 f N1 异步机： 旋转 e U1 E1=4.44 f N1
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3）变压器：I2 增大 I1增大，以保持 基本不变，
以达到传递能量的目的。
异步机：当负载增加时，转子电流I2 增大 I1增大，
0
·· ×Y A
C
×
N
X
Z
B
S
S
B
B
×X
·· t 0
Z N ×C A Y
极对数 p 2
t ∴ 旋转磁场的磁极对数
与三相绕组的排列有关。
即：p = 每相绕组串联的线圈个数。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
4.旋转磁场的转速 n0 ：
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数。
当 p=1 时：
工频：f1 50 Hz
以保持 基本不变，以达到传递能量的目的。
i1
+ e1－
u1 e－+1
－+
i2 +
－－+ee2 2
f1 f2
异步电动机每相电路
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2. 不同点: 1）变压器是静止的; 而异步机是旋转的。 2）变压器的磁路是无气隙的; 而异步机中的定子和
转子之间是有不大的气隙。 3）变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的;
如何改变旋转磁场的旋转方向呢？ ---改变电源的相序。
正序： A→B→C
UC
UA UB
负序： A→C→B
UB
UA
UC
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任意调换两根电源进线 (电路如图—BC相调换)
iA
A
ZX
iB C
Y B
iC
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
IImm i iA iB
n0
60
s
f1
f2 s f1
式中: (n0- n)为转子导体与旋转磁场之间的相对速度。
2. 转子运行时的电路特点：
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（1） 转子感应电动势E 2 ：
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44 s f 1N2
当转速 n = 0 (s=1) 时， f 2最高，且 E2 最大，故有：
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。
2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法及调速和制动的方法。
3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
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概述: •电动机是根据电磁感应和电磁力的原理,
将电能转化为机械能的一种旋转机械。
末端 X、Y、Z
首端流入，尾端流出。
i : “–” 尾端流入，首端流出。 例如：ｔ=0 时
iA
A
iC C
iB
ZX Y B
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三相电流合成磁 场 的分布情况：
i Im
iA
iB
iC
合成磁场是旋转磁场。 o
t
A
YN
n0
Y Z
600
60
A
NZ
C
SB
X
CS
X
B
t 0
t 60
IImm i iA iB iC
n0 60 f1 (转/分） 0o
t
n0 3000 (转/分）
A
NZ
Y B
CS
X
t 0
A
SZ
Y
B
C
N
X
t
A
NZ
Y B
CS
X
t 2
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当 p=2 时：
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
t 0
Im i iA iB iC
组中通入三相对称交流电 iB Im sint 120
流(星形联接)。
iC Im sint 120
iA
A ZX
Im i iA iB iC
iC C
Y
o
B
t
iB
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Im i iA
o
()电流入
iB iC
Y
tC
A n0
Z
设三相绕组：首端 A、B、C
B
X
(•)电流出
规定： i : “+”
∵ 旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以：
f1
pn0 60