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文档简介

磁路主磁路:主磁通所通过的路径。 漏磁路:漏磁通所通过的路径。 励磁线圈:用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流:励磁线圈中的电流。 2磁滞回线 剩磁:去掉外磁场之后,铁磁材料内仍然保留的磁通密度。 矫顽力:要使B值从减小到零,必须加上相应的反 向外磁场,此反向磁场强度Hc称为矫顽力。 磁滞:铁磁材料所具有的这种磁通密度B的变化滞后于磁场强度H变化的现象。 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。 2硬磁(永磁)材料 定义:磁滞回线宽、剩磁和矫顽力都很大的铁磁材料称为硬磁材料,又称为永磁材料。 磁性能指标 剩磁 矫顽力 最大磁能积。四、铁心损耗 1磁滞损耗 定义: 铁磁材料置于交变磁场中时,磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗,这种损耗称为磁滞损耗。 应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小,故电机和变压器的铁心常用硅钢片。1.电磁转矩与转速的正方向相同时为正,相反时为负。2.负载转矩与转速的正方向相同时为负,相反时为正他励直流电动机的起动电动机的起动是指电动机接通电源后,由静止状态加速到稳定运行状态的过程。起动瞬间,起动转矩和起动电流分别为起动时由于转速为零,电枢电动势为零,而且电枢电阻很小,所以起动电流将达很大值。过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电、使电动机的换向恶化;同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。为了限制起动电流,他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。降压起动起动时,以较低的电源电压起动电动机,起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升,反电动势逐渐增大,再逐渐提高电源电压,使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上,保证按需要的加速度升速。当电磁转矩的方向与转速方向相同时,电机运行于电动机状态;当电磁转矩方向与转速方向相反时,电机运行于制动状态。 由于惯性,电枢保持原来方向继续旋转,电动势 方向不变。由 产生的电枢电流 的方向与电动状态时的 方向相反,对应的电磁转矩 与 方向相反,为制动性质,电机处于制动状态。制动运行时,电机靠生产机械的惯性力的拖动而发电,将生产机械储存的动能转换成电能,消耗在电阻上,直到电机停止转动。变压器工作原理:由电磁感应原理可知,一次绕组,二次绕组交联于同一磁通,在相同的磁通变化率下,只需改变一次,二次绕组的匝数,就能达到改变电动势(电压)的目的。匝数多的一侧电动势就高,匝数低的一侧电动势就低,“原高副低”为降压变压器,“原低副高”为升压变压器。折算:实质是把一台变比K不等于1(N2=/N1)的变压器看成是变比K等于1的变压器.原则是不改变变压器的电磁效应。即1.折算时保持折算的磁动势不变,2保持折算侧的各功率损耗不变,3.保证变压器的主,漏磁场不改变,保证功率传递不变。折算方法是:电压,电动势乘以K,电流除以K,电阻和电抗乘以K2.自耦变压器的输出功率由两部分组成:1电磁功率,由磁的耦合产生,2传导功率,由电的直接联系产生无需增加绕组的容量。仪用互感器分电流互感器和电压互感器两种:电流互感器使用注意:1 二次侧绝对不允许开路,2二次绕组必须可靠接地。电压互感器使用注意:1二次侧不允许短路,2二次绕组连同铁心一起,必须可靠接地,3要有一定的核定容量,二次侧不易接过多的仪表。问题:一,变压器运行时电源电压降低,分析对变压器铁心饱和程度,励磁电流,励磁电抗和铁损耗有何影响?答:运行时会使饱和程度下降,励磁电流下降,励磁电抗上升。铁损耗下降。二变压器短路试验一般在哪一侧进行?答:高压侧电流小,短路试验所加电压小,选择仪表方便,短路试验一般在高压侧进行。 三变压器空载电流包括有功分量和无功分量,其中无功分量用来供给铁心损耗,无功分量用来建立主磁场。空载测得的损耗近似等于铁损耗,短路试验测得的损耗近似等于铜损耗。变压器内部磁场的磁通作用不同,主磁通在铁心中闭合,起传递能量的媒介作用,漏磁通主要通过空气或变压器油闭合,起电抗压降的作用。变压器的基本结构和额定值 额定容量 在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值 ,单位为kV或kVA。三相变压器指三相容量之和。额定电压 铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压,单位为V或kV。三相变压器指线电压。额定电流 根据额定容量和额定电压算出的电流称为额定电流,单位为A。三相变压器指线电流。绕组归算: 通常是把二次绕组归算到一次绕组,也就是假想把二次绕组的匝数变换成一次绕组的匝数,而不改变一次和二次绕组原有的电磁关系。只要归算前后二次绕组的磁动势保持不变,则对一次绕组来说,变换是等效的;即一次绕组将从电网吸收同样大小的功率和电流,并有同样大小的功率传递给二次绕组。变压器基本结构 一、铁心变压器的主磁路,为了提高导磁性能和减少铁损,用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。二绕组变压器的电路,一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。空载电流空载电流 包含两个分量,一个是励磁分量 ,作用是建立磁场,另一个是铁损耗分量 ,主要作用是供铁损耗。性质:由于空载电流的无功分量远大于有功分量,所以空载电流主要是感性无功性质也称励磁电流;空载运行小结(1)一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降,则一次主电势的大小由外施电压决定(2)主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定,与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。(3)空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关,铁心所用材料的导磁性能越好,空载电流越小。(4)电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值,线性磁路中,电抗为常数,非线性电路中,电抗的大小随磁路的饱和而减小。标么值标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值,即损耗、效率及效率特性铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁损耗与外加电压大小有关,而与负载大小基本无关,故也称为不变损耗。铜损耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗;附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。并联运行的理想条件1、空载时各变压器绕组之间无环流2、负载后,各变压器的负载系数相等3、负载后,各变压器的负载电流与总的负载电流同相位为了达到上述理想运行情况,并联运行的变压器需满足以下条件:1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等,即变比相同2、各变压器的连接组别相同3、各变压器的短路阻抗(短路电压)的标么值相等,且短路阻抗角也相等。其中,第二条必须绝对满足三相异步电机4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构一、定子部分1.定子铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成导磁部分。2、定子绕组:放在定子铁心内圆槽内导电部分。3、机座:固定定子铁心及端盖,具有较强的机械强度和刚度。二、转子部分1、转子铁心:由硅钢片叠成,也是磁路的一部分。2、转子绕组: 1)鼠笼式转子:转子铁心的每个槽内插入一根裸导条,形成一个多相对称短路绕组。2)绕线式转子:转子绕组为三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内。三、气隙异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。三相异步电动机的基本工作原理1.转动原理1、电生磁:三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场2、磁生电:旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流3、电磁力:转子载流(有功分量电流)体在磁场作用下受电磁力作用,形成电磁转矩,驱动电动机旋转,将电能转化为机械能。二、转差率同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率,用s表示,即:S=N1-N/N1转子未转动时,N=0,S=1. 电机理想空载时,N=N1,S=0.负载越大,转速越低,转差率越大;反之,转差率越小。转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转速为:额定运行时,转差率一般在0.010.06之间,即电机转速接近同步速。三相对称绕组通入三相对称电流,产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势,它有以下主要性质:(1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/2倍。(2)转向由电流相序决定,从载有超前电流相转到载有滞后电流相.(3)转速决定于电流的频率和电机的磁极对数N1=60f/p(4)当某相电流达最大值时,旋转磁动势的波幅位置刚好转到该相绕组的轴线位置上 产生圆形旋转磁动势的条件:一是三相或多相对称绕组;二是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足,即产生椭圆形旋转磁动势。二、空载电流和空载磁动势异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似,但它们之间还是有差别的:1)主磁场性质不同:异步电动机为旋转磁场,变压器为脉动磁场.2)异步电动机空载运行时E2=0,I=0,变压器E2=/0,I2=03)由于存在气隙,异步电动机I0%为20%-30%,而变压器I0%为2%-10%4)由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大.5)异步电动机通常采用短距和分布绕组,计算时需考虑绕组系数,变压器则为整距集中绕组,可认为绕组系数为1.折算:频率折算就是用一个等效的转子电路代替实际旋转的转子系统,而等效的转子回路应与定子电路有相同的频率。在折算的过程中,电机的电磁效应不变,因而有两个条件:一个是保持转子磁动势不变;二是转子回路的功率不变。一三相异步电动机的机械特性:三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系,由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系,所以异步电动机的机械特性通常用 表示。二三相异步电动机的起动:起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的过程.对电动机的起动性能要求二:起动电流小,起动转矩不大1.起动电流大的原因:起动时, n=0,s=1,转子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势平衡关系,定子电流必然增大.2.起动转矩不大的原因:由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,对应的气隙磁通减小.3.降压起动适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时 Y接;运行时接。4.转子回路串电阻起动。在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流,又能增大起动转矩。能耗制动动势和电流。感应电流与磁场作用产生的电磁转矩为制动性质,转速迅速下降,当转速为直流励磁电流产生一个恒定的磁场,因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场,导体中感应电零时,感应电动势和电流为零,制动过程结束。制动过程中,转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上能耗制动。异步电动机的转速公式异步电动机有下列三种基本调速方法:(1)改变定子极对数 调速。(2)改变电源频率 调速。(3)改变转差率 调速。绕线转子电动机的串级调速通过改变 Ead的幅值和相位,也可实现调速,这就是串级调速。在绕线转子电动机的转子回路串接一个与转子电动势E2同步频率的附加电动势 Ead。问题:一。异步电动机中的空气隙为什么做得很小?若把气隙加大,其空载电流以及定子功率因数将如何变化?答:异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流(空载电流),从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的,故气隙越小,电网供给的励磁电流就小,而励磁电流又属于无功性质,故减小励磁电流,相应就能提高电机的功率因数,若把气隙加大,则空载电流加大,定子功率因数降低。二异步电动机在起动及空载运行时,为什么功率因数较低?当满足运行时,功率因数为什么会较高?答:起动时,转差率为1,转子电抗达最大,所以功率因数较低。三当三相异步电动机在核定电压下正常运行时,如果转子被卡住,会产生什么后果?答:转子被卡住,电机的转差率为1.此时旋转磁场一同步速度切割转子绕组,定子,转子电流增加,电动机会有可能烧坏。四异步电动机等效电路中的附加电阻(1-S_)R/S的物理意义是什么?能否用电抗或电容代替这个附加电阻?答:代表总机械功率的一个假电阻,用转子电流在该电阻所消耗的功率代替总机械功率。五增大异步电动机气隙时,对空载电流,漏抗有何影响?答:空载电流增大

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