變壓器和交流電動(dòng)機(jī)

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1、第十一章,變壓器和交流電動(dòng)機(jī),第十一章 變壓器和交流電動(dòng)機(jī),教學(xué)重點(diǎn)：,1能利用變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系做相應(yīng)的計(jì)算。 2會(huì)正確使用幾種變壓器。 3會(huì)進(jìn)行三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)的操作。,1變壓器的工作原理。 2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。 3三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的方法。,教學(xué)難點(diǎn)：,學(xué)時(shí)分配：,第十一章 變壓器和交流電動(dòng)機(jī),第一節(jié) 變壓器的構(gòu)造,第二節(jié) 變壓器的工作原理,第三節(jié) 變壓器的功率和效率,第四節(jié) 常用變壓器,第五節(jié) 變壓器的額定值和檢驗(yàn),第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī),第七節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制,第八節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī),本章小結(jié),第一節(jié) 變壓器

2、的構(gòu)造,一、變壓器的用途和種類,二、變壓器的基本構(gòu)造,一、變壓器的用途和種類,1變壓器的用途：變壓器除可變換電壓外，還可變換電流、變換阻抗、改變相位。,2變壓器的種類：按照使用的場(chǎng)合，變壓器有電力變壓器，整流變壓器，調(diào)壓變壓器，輸入、輸出變壓器等。,變壓器是利用互感原理工作的電磁裝置，它的符號(hào)如圖11-1 所示，T 是它的文字符號(hào)。,圖 11-1變壓器的符號(hào),二、變壓器的基本構(gòu)造,變壓器主要由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成。鐵心是變壓器的磁路通道，是用磁導(dǎo)率較高且相互絕緣的硅鋼片制成，以便減少渦流和磁滯損耗。按其構(gòu)造形式可分為心式和殼式兩種，如圖 11-2(a)、(b)所示。,繞組圈是變壓器的電路部分，

3、是用漆包線、紗包線或絲包線繞成。其中和電源相連的繞組叫一次繞組，和負(fù)載相連的繞組叫二次繞組。,圖 11-2心式和殼式變壓器,第二節(jié) 變壓器的工作原理,,一、變壓器的工作原理,二、變壓器的外特性和電壓變化率,一、變壓器的工作原理,變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，一次繞組接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在一次、二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖 11-3 所示。,圖 11-3變壓器空載運(yùn)行原理圖,由此得,忽略線圈內(nèi)阻得,一次繞組接上交流電壓，鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時(shí)通過一次、二次繞組，一次、二次繞組中交變的磁通可視為相同。 設(shè)一次繞組匝數(shù)為 N1 ，二次繞組匝數(shù)為 N2 ，磁通為 ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

4、,1變換交流電壓,上式中 K 稱為變壓比。由此可見：變壓器一次繞組、二次繞組的端電壓 之比等于匝數(shù)比。,如果 N1 N2，K 1，電壓下降，稱為降壓變壓器。,式中 cos1 一次繞組電路的功率因數(shù)； cos2 二次繞組電路的功率因數(shù)。,1，2 相差很小，可認(rèn)為相等，因此得到,可見，變壓器工作時(shí)一次、二次繞組的電流跟繞組的匝數(shù)成反比。高壓繞組通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓繞組通過的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓繞組的方法。,根據(jù)能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網(wǎng)中獲得功率相等，即 P1 = P2 ，由交流電功率的公式可得 U1I1 cos1=

5、 U2I2 cos2,2變換交流電流,因?yàn)?所以,設(shè)變壓器一次側(cè)輸入阻抗為 |Z1| ，二次側(cè)負(fù)載阻抗為 |Z2| ，則,可見，二次側(cè)級(jí)接上負(fù)載|Z2|時(shí)，相當(dāng)于電源接上阻抗為 K2|Z2|的負(fù)載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和信號(hào)源內(nèi)阻相等，使負(fù)載上獲得最大功率。,3變換交流阻抗,一次側(cè)電流,輸入阻抗,【例11-1】有一電壓比為 220/110 的降壓變壓 器，如果次級(jí)接上 55 的電阻，求變壓器一次側(cè)的輸入阻抗。,解 1：二次側(cè)電流,解 2：變壓比,輸入阻抗,,【例11-2】有一信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)為 1 V ，內(nèi)阻為 600 ，負(fù)載電阻為 150 。欲使負(fù)載獲得最大

6、功率，必須在信號(hào)源和負(fù)載之間接一匹配變壓器，使變壓器的輸入電阻等于信號(hào)源的內(nèi)阻，如圖 11-4 所示。問：變壓器變壓比，一、二次電流各為多少?,圖 11-4例11-2圖,解：負(fù)載電阻 R2 = 150 ，變壓器的輸入電阻 R1 = R0 = 600 ，則變比應(yīng)為,一、二次電流分別為,設(shè)交流信號(hào)源電壓U=100V，內(nèi)阻RO=800，負(fù)載RL=8. (1) 將負(fù)載直接接至信號(hào)源，負(fù)載獲得多大功率？ (2) 經(jīng)變壓器進(jìn)行阻抗匹配，求負(fù)載獲得的最大功率是多少？變壓器變比是多少？,二、變壓器的外特性和電壓變化率,1變壓器的外特性,變壓器外特性就是當(dāng)變壓器的一次電壓 U1 和負(fù)載的功率因數(shù)都一定時(shí)，二次電

7、壓 U2 隨二次電流 I2 變化的關(guān)系，如圖 11-5 所示。,,圖 11-5變壓器外特性曲線,由變壓器外特性曲線圖可見：,(3) 當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí)，隨著功率因數(shù) cos 的降低，曲線上升。所以，在供電系統(tǒng)中，常常在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)一定容量的電容器，以提高負(fù)載的功率因數(shù) cos。,(1) I2 = 0 時(shí)，U2 = U2N 。,(2) 當(dāng)負(fù)載為電阻性和電感性時(shí)，隨著 I2 的增大， U2 逐漸下降。在相同的負(fù)載電流情況下，U2 的下降程度與功率因數(shù) cos 有關(guān)。,2電壓的變化率,電壓變化率是指變壓器空載時(shí)二次端電壓 U2N 和有載時(shí)二次端電壓 U2 之差與 U2N 的百分比。即：,電壓

8、變化率越小，為負(fù)載供電的電壓越穩(wěn)定。,第三節(jié) 變壓器的功率和效率,一、變壓器的功率,二、變壓器的效率,二、變壓器的效率,變壓器的效率為變壓器輸出功率與輸入功率的百分比，即,大容量變壓的效率可達(dá) 98% 99% ，小型電源變壓器效率約為 70% 80% 。,變壓器的功率消耗等于輸入功率 P1 = U1I1 cos1 和 P2 = U2I2 cos2 輸出功率之差，即 PL = P1 P2 變壓器功率損耗包括鐵損和銅損。,一、變壓器的功率,【例11-3】有一變壓器一次電壓為 2 200 V，次級(jí)電壓為 220 V，在接純電阻性負(fù)載時(shí)，測(cè)得二次電流為 10 A，變壓器的效率為95%。

9、試求它的損耗功率，一次級(jí)功率和一次級(jí)電流。,解：一次級(jí)負(fù)載功率 P2 = U2I2cos2 = 22010 W = 2200 W,一次級(jí)功率,PL = P1 P2 = 2316 2200 W= 116 W,一次級(jí)電流,損耗功率,第四節(jié) 常用變壓器,一、自耦變壓器,二、多繞組變壓器,三、互感器,四、三相變壓器,一、自耦變壓器,自耦變壓器一次、二次繞組有一部分是共用的，它們之間不僅有磁耦合，還有電的關(guān)系，如圖 11-6 所示。,1自耦變壓器的構(gòu)造和工作原理,,圖 11-6耦變壓器符號(hào)及原理圖,一次、二繞組電壓之比和電流之比的關(guān)系為,自耦變壓器在使用時(shí)，一定要注意正確接線，否則易于發(fā)生觸電事故。

10、,,實(shí)驗(yàn)室中用來連續(xù)改變電源電壓的調(diào)壓變壓器，就是一種自耦變壓器，如圖 11-7 所示。,圖 11-7實(shí)驗(yàn)用調(diào)壓變壓器,二、多繞組變壓器,變壓器的二次側(cè)有兩個(gè)以上的繞組或一次、二次繞組都有兩個(gè)以上繞組的變壓器叫多繞組變壓器，如圖 11-8 所示。,多繞組變壓器一次、二次繞組的電壓關(guān)系仍符合變壓比的關(guān)系,1多繞組變壓器,,圖 11-8多繞組變壓器,多繞組變壓器多使用于電子設(shè)備中，輸出多種電壓。多繞組可串聯(lián)或并聯(lián)使用，串聯(lián)時(shí)應(yīng)將繞組的異名端相接，并聯(lián)時(shí)應(yīng)將繞組的同名端相接。只有匝數(shù)相同的繞組才能并聯(lián)。,2多繞組變壓器的使用,三、互感器,1電壓互感器,使用時(shí)，電壓互感器的高壓繞組跨接在需要測(cè)量的供電

11、線路上，低壓繞組則與電壓表相連，如圖 11-9 所示。,可見，高壓線路的電壓 U1 等于所測(cè)量電壓 U2 和變壓比 K的乘積，即 U1=KU2,互感器是一種專供測(cè)量?jī)x表，控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備中使用的變壓器?？煞譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N。,,圖 11-9電壓互感器,使用時(shí)應(yīng)注意：,(1) 二次繞組不能短路，防止燒壞次級(jí)繞組。,(2) 鐵心和二次繞組一端必須可靠的接地，防止高壓繞組絕緣被破壞時(shí)而造成設(shè)備的破壞和人身傷亡。,2電流互感器,使用時(shí)，電流互感器的一次繞組與待測(cè)電流的負(fù)載相串連，二次繞組則與電流表串聯(lián)成閉和回路，如圖11-10所示 。,通過負(fù)載的電流就等于所測(cè)電流和變壓比倒數(shù)的乘積。,,

12、圖 11-10電流互感器,使用時(shí)應(yīng)注意：,(1) 電流互感器的二次繞組不得開路，否則易造成危險(xiǎn)；,(2) 鐵心和二次繞組一端均應(yīng)可靠接地。,常用的鉗形電流表也是一種電流互感器。它是由一個(gè)電流表接成閉合回路的二次繞組和一個(gè)鐵心構(gòu)成，其鐵心可開、可合。測(cè)量時(shí)，把待測(cè)電流的一根導(dǎo)線放入鉗口中，電流表上可直接讀出被測(cè)電流的大小，如圖 11-11 所示。,圖 11-11鉗形電流表,四、三相變壓器,三相變壓器就是三個(gè)相同的單相變壓器的組合，如圖11-12 所示。三相變壓器用于供電系統(tǒng)中。根據(jù)三相電源和負(fù)載的不同，三相變壓器一次和二次線圈可接成星形或三角形。,圖 11-12三相變壓器,第五節(jié) 變壓器的額定值

13、和檢驗(yàn),一、變壓器的額定值,二、變壓器的檢驗(yàn),一、變壓器的額定值,變壓器的滿負(fù)荷運(yùn)行情況叫額定運(yùn)行，額定運(yùn)行條件叫變壓器的額定值。,額定容量指二次側(cè)最大視在功率，單位是伏安(VA)或千伏安(kV A)。,額定一次電壓指接到一次繞組電壓的規(guī)定值。,額定二次電壓指變壓器空載時(shí)，一次側(cè)加上額定電壓后，二次側(cè)兩端的電壓。,額定電流指規(guī)定的滿載電流值。 變壓器的額定值取決于變壓器的構(gòu)造及使用的材料。使用時(shí)，變壓器應(yīng)在額定條件下運(yùn)行，不能超過其額定值 。,(2) 一次、二次繞組必須分清；,(3) 防止變壓器繞組短路，以免燒毀變壓器。,(1) 工作溫度不能過高；,除此外還應(yīng)注意：,二、變壓器的檢驗(yàn),(2)

14、絕緣檢查；,變壓器在使用前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，通常其檢驗(yàn)內(nèi)容有：,(1) 區(qū)分繞組、測(cè)量各繞組的直流電阻；,(3) 各繞組的電壓和變壓比；,(4) 磁化電流 I ，變壓器二次開路時(shí)的一次電流叫磁化電流，I 一般為初一次側(cè)額定電流的 3% 8% 。,各項(xiàng)檢驗(yàn)都應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，否則不宜使用。,第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī),一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造,二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速,五、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌,一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造,電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成，如圖11-13所示。,圖 11-13三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造,1定子,三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座、鐵心和定子繞組組成。

15、定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，由三相對(duì)稱繞組組成，按一定規(guī)則連接，有六個(gè)出線端。即 U1-U2、V1-V2 、W1-W2 接到機(jī)座的接線盒中，定子繞組接成星形或三角形。,,圖 11-14定子繞組的星形和三角形聯(lián)結(jié)圖,2轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子是異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組三部分組成，其作用是輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。跟據(jù)構(gòu)造的不同，轉(zhuǎn)子繞組分為繞線式和籠型兩種，圖 11-15 (a)所示為籠型繞組，(b)為鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子。,圖 11-15 籠型繞組及轉(zhuǎn)子,二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),將對(duì)稱三相電流通入在空間彼此相差 120 的作星形聯(lián)結(jié)的三線圈。 設(shè)三相電流為：,i1=Imsin( t) i2 = Imsin( t

16、 120) i3 = Imsin( t + 120),其波形如圖 11-16 所示。,1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,,圖 11-16 三相繞組電流的波形圖,根據(jù)電流的磁效應(yīng)，在三相繞組的空間上就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖 11-17 所示，為方便分析，規(guī)定電流為正值時(shí)，電流從線圈的首端(即 U1、V1和W1 )流向末端(即 U2、V2 和W2)。圖中首端用 表示，末端用 表示，反之電流由末端流向首端。取 t = 0、90、180、270 和 360 五個(gè)瞬間，依次的標(biāo)出電流的方向，由右手螺旋法則確定磁場(chǎng)的方向。 t = 0 時(shí)，磁場(chǎng)方向由右指向左； t = 90 時(shí)，磁場(chǎng)的方向垂直向上； t = 180、270

17、 和 360 時(shí)，磁場(chǎng)的方向分別向右、向下和向左，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周，分別如圖 11-7(a)、(b)、(c)、(d)和(e)所示。,,圖 11-17旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,當(dāng)我們 i1 使通入 V 相，i2 通過 U 相時(shí)，分析可見，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。因此，只要把接到三相繞組上的兩根電源線任意對(duì)調(diào)，即改變電源的相序，就可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的反轉(zhuǎn)。,由圖可見，當(dāng)空間彼此相差 120 的三個(gè)相同線圈通入對(duì)稱三相交流電，就能產(chǎn)生與電流有相同角速度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(即交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)一周)。,2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,上述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極，若用 p 表示磁極對(duì)數(shù)，則 p = 1。磁極對(duì)數(shù) p = 1 的旋

18、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)速與正弦電流同步，若交流電的頻率為 f ，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0 = 60 f,,式中 n0 又稱為同步轉(zhuǎn)速 。,磁極對(duì)數(shù) p = 2 時(shí)，交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng) 1/2周，依此類推當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有 p 對(duì)磁極時(shí)，交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng) 1/p 周。因此交流電頻率為 f ，磁極對(duì)數(shù)為 p ，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為,三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速 n0 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判定，轉(zhuǎn)子半部分的感應(yīng)電流流入紙面。,,圖 11-18 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,有電流的轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，用左手定則判定，

19、上半部分所受磁力向右，下半部分所受磁場(chǎng)力向左，如圖11-18 所示。這兩個(gè)力對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)。,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速,也可寫成 n = (1 s) n0,轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。,電動(dòng)機(jī)總是以低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。即 n < n0 異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)率 n0 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差，即 n0 n 稱為轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)速差(n0 n)與 n 之比稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用 s 表示,五、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌,三相異步電動(dòng)機(jī) 型號(hào) Y132M 4 功率 7.5 KW 頻率 50 Hz 電壓 380 V

20、 電流 15.4 A 接法 轉(zhuǎn)速 1440 r/min 絕緣等級(jí) B 工作方式 連續(xù) 年 月 日 編號(hào) 電機(jī)廠,表 11-1三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌,在電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有其主要技術(shù)數(shù)據(jù)，使用時(shí)應(yīng)多加注意，表 11-1 就是一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌。,第七節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制,一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn),四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),1全壓起動(dòng),加在定子繞組的起動(dòng)電壓是電動(dòng)機(jī)的額定電壓，這樣的起動(dòng)叫全壓起動(dòng)。,全壓起動(dòng)在剛接通電源的瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)

21、速較大，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應(yīng)電流和變壓器的原理一樣，定子電流必然很大，一般為額定電流的 4 7 倍。,過大的起動(dòng)電流會(huì)在線路上造成較大的電壓降，影響供電線路上其他設(shè)備的正常工作。此外，當(dāng)起動(dòng)頻繁時(shí)，過大的起動(dòng)電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)過熱，影響其使用壽命。只有二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)采用全壓起動(dòng)。,可分為全壓起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種。,(1) 串電阻降壓起動(dòng),串電阻降壓起動(dòng)，就是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將電阻串聯(lián)在定子繞組與電源之間的起動(dòng)方法，如圖11-19 所示。,在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到額定值運(yùn)行。籠型電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)常用串電阻降壓起動(dòng)、星形-三角形換接起動(dòng)和自耦降壓起動(dòng)等方法。,2

22、降壓起動(dòng),圖 11-19定子繞組串電阻降壓起動(dòng),星形-三角形換接起動(dòng)，就是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)把定子繞組連成星形，等到轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接成三角形的起動(dòng)方法。圖11-20 是一種星三角起動(dòng)器的連接簡(jiǎn)圖，起動(dòng)時(shí)，將手柄指向右，定子繞組連成星形降壓起動(dòng)。等電動(dòng)機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將手柄指向左，定子繞組換接成三角形，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。,(2) 星形-三角形換接起動(dòng),圖 11-20星三角降壓起動(dòng),自耦降壓起動(dòng)，是利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓降低的起動(dòng)方法，如圖 11-21 所示。,(3)自耦降壓起動(dòng),圖 11-21自耦變壓器降壓起動(dòng),二、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,可知，調(diào)速有下面三種方法：,1變頻

23、調(diào)速采用晶閘管整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再由逆變器變換為頻率，電壓有效值可調(diào)的三相交流電，為三相異步電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速。,2變轉(zhuǎn)差率調(diào)速只適用于繞線式電動(dòng)機(jī)。通過改變接在轉(zhuǎn)子電路中調(diào)速電阻的大小，就可平滑調(diào)速。,3變級(jí)調(diào)速設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)具有不同的磁極對(duì)數(shù)，根據(jù)需要改變定子繞組的連接方式，就能改變磁極對(duì)數(shù)，使電動(dòng)機(jī)得到不同的轉(zhuǎn)速。,在負(fù)載不變的條件下改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 叫調(diào)速。由轉(zhuǎn)速公式,三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn),異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向取決于三相電源的相序。所以，只要將三根相線中任意兩根對(duì)調(diào)即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,圖11-22 是電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控

24、制的原理圖。,圖 11-22正、反轉(zhuǎn)控制原理,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),1反轉(zhuǎn)制動(dòng),在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，將三根電線中的任意兩根對(duì)調(diào)，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩，起到制動(dòng)作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)。,為克服慣性，保證電動(dòng)機(jī)在斷電時(shí)迅速停車，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)常采用反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。,在斷電的同時(shí)，接通直流電源，如圖 11-23 所示。直流電源產(chǎn)生的磁場(chǎng)是固定的，而轉(zhuǎn)子由于慣性轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與直流電磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向，恰好與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，起到制動(dòng)的作用。,2能耗制動(dòng),圖 11-23電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng),第八節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī),一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,二、單相

25、電容式異步電動(dòng)機(jī),一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通以單相電流后，電動(dòng)機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)的方向時(shí)而垂直向上，時(shí)而垂直向下，即單相定子繞組的磁場(chǎng)不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以轉(zhuǎn)子不能自行起動(dòng)。因此，單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵是產(chǎn)生一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,二、單相電容式異步電動(dòng)機(jī),單相電容式異步電動(dòng)機(jī)在定子上有工作繞組和起動(dòng)繞組兩個(gè)繞組。兩個(gè)繞組在定子鐵心上相差 90 的空間角度，起動(dòng)繞組中串聯(lián)一個(gè)電容器，圖 11-24 所示是單相電容式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。,圖 11-24單相電容式異步電動(dòng)機(jī)原理圖,由圖可見，同一電源向兩個(gè)繞組供電，則工作繞組的電流和起動(dòng)繞組的電流就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相位差，適

26、當(dāng)選擇電容，使 i1 和 i2 的相位差為 90，即,i1= I1msin( t 90) i2 = I2msin( t),用三相異步電動(dòng)機(jī)的分析方法，相位差為 90 的 i1 和i2 ，流過空間相差 90 的兩個(gè)繞組，能產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。,圖 11-25 所示 為i1 和 i2 的波形圖和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖。,改變電動(dòng)機(jī)定子繞組接線的順序，可以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，也就改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。,圖 11-25兩相繞組中的電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),本章小結(jié),三、常用變壓器有自耦變壓器、多繞組變壓器、互感器和三相變壓器等。,一、變壓器的用途是變換電壓、變換電流、變

27、換阻抗、改變相位，由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成，它是按電磁感應(yīng)原理工作的。,二、變壓器一次、二次繞組的端電壓之比等于匝數(shù)比，變壓器工作時(shí)二次、一次繞組的電流跟繞組的匝數(shù)成反比，即,四、三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成當(dāng)空間彼此相差 120 的三個(gè)相同線圈通入對(duì)稱三相交流電，就能產(chǎn)生與一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電流，是轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)起來。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相同，任意對(duì)調(diào)兩相電源線，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。,五、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的 4 7 倍，為避免過大的起動(dòng)電流造成電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和降低電動(dòng)機(jī)的壽命，大型電動(dòng)機(jī)要采用降壓起動(dòng)的方法。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有變頻調(diào)速、變轉(zhuǎn)速率調(diào)速和變極調(diào)速。常用的制動(dòng)方法是反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。,六、單相電容式異步電動(dòng)機(jī)定子上有空間上相差 90 的工作繞組和起動(dòng)繞組，起動(dòng)繞組中串聯(lián)一個(gè)電容器，同一電流流過空間相差 90 的兩個(gè)繞組，能產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。,