42315 电气工程学汽车维修学习课件13_13　电　　机

正文,主编,1工作防护与事故预防2电工学基本概念3电工学基本电路4电场5磁场6配电技术7交流电与三相交流电技术8测量技术9电子学10电气设备,11保护措施12房屋技术13电机14计算机技术15自动化技术16材料、制造方法、环保与节能17职业与企业附录,13电机,13.1变压器2.5MVA的变压器没有油枕，而是有如图13-39所示的电褶叠式波纹油箱，它可以像皮老虎一样发生膨胀。13.2电动机与发电机,13电机,P404.TIF,13.1变压器,13.1.1单相变压器13.1.2小型变压器13.1.3特种变压器13.1.4仪用互感器13.1.5三相电变压器,13.1变压器,表13-1变压器及其功率范围,13.1.1单相变压器,13.1.1.1空载电压13.1.1.2电压比13.1.1.3空载运行与负载运行13.1.1.4短路电压13.1.1.5短路电流13.1.1.6变压器效率,13.1.1.1空载电压,图13-1变压器结构,13.1.1.1空载电压,图13-2单相变压器功率铭牌,13.1.1.2电压比,解：,13.1.1.2电压比,图13-3变压器的电压与电流,13.1.1.2电压比,图13-4单相变压器,13.1.1.2电压比,图13-5理想变压器的电压变化,解：,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-6无负载变压器的电压与电流矢量图,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-7小空载电流的铁心构造,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-8负载变压器的磁力线,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-9变压器简比等效电路,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-10与负载电流有关的输出电压,13.1.1.3空载运行与负载运行,图13-11不同负载时的矢量图,13.1.1.4短路电压,解：,13.1.1.4短路电压,图13-12短路电压测量,解：,表13-2短路电压,解：,图13-13不同方式的绕组对短路电压的影响,13.1.1.5短路电流,解：解：1.变压器空载电压与哪些量有关？2.当变压器一次绕组电压变化时，变压器中的哪些量随之发生变化？3.如何理解漏磁？4.当用电容器作负载时，变电器输出电压如何变化？5.如何测量变压器短路电压？6.短路电压低的变压器，在负载后其输出电压有什么影响？7.低、高短路电压的变压器在结构上有何区别？,13.1.1.5短路电流,图13-14变压器短路时的电流曲线,解：,解：,1.变压器空载电压与哪些量有关？,2.当变压器一次绕组电压变化时，变压器中的哪些量随之发生变化？,3.如何理解漏磁？,4.当用电容器作负载时，变电器输出电压如何变化？,5.如何测量变压器短路电压？,6.短路电压低的变压器，在负载后其输出电压有什么影响？,7.低、高短路电压的变压器在结构上有何区别？,13.1.1.6变压器效率,解：Pab=scos=250VA0.7=175W(1)铁心损耗在铁心中，有一个与负载无关的不变的磁力线数。(2)绕组损耗在变压器的绕组中，按负载的不同，其电流也不相同并引起热损耗，这种因绕组线电阻而引起的损耗称为绕组损耗，并随负载成平方关系的增加，它与电流消耗有关，并与所接用电器的视在功率有关，而与其有效功率无关(图13-16)。,13.1.1.6变压器效率,图13-15损耗功率的测试a)空载试验b)短路试验,解：Pab=scos=250VA0.7=175W,(1)铁心损耗在铁心中，有一个与负载无关的不变的磁力线数。,图13-16变压器效率与负载关系曲线,(2)绕组损耗在变压器的绕组中，按负载的不同，其电流也不相同并引起热损耗，这种因绕组线电阻而引起的损耗称为绕组损耗，并随负载成平方关系的增加，它与电流消耗有关，并与所接用电器的视在功率有关，而与其有效功率无关(图13-16)。,13.1.2小型变压器,13.1.2.1结构13.1.2.2小型变压器的类型13.1.2.3小型变压器的电压测试,13.1.2小型变压器,图13-17小型变压器功率铭牌,13.1.2.1结构,图13-18小型变压器(控制变压器),13.1.2.1结构,图13-19叠装铁心的心片形状,13.1.2.1结构,图13-20带形铁心变压器,13.1.2.2小型变压器的类型,1)小型变压器是通过图13-21所示的符号来标注的。绝对短路稳定小型变压器为+10%；其余全部小型变压器为5%。2)短路不稳定变压器由附加的安全装置予以保护短路。3)短路稳定变压器有一个较大的短路电压，这种绝对短路稳定变压器电流小到在长时间持续短路时也不会对变压器形成损害。4)条件稳定短路变压器包括有一个熔断器、一个过流保护开关或一个温度限制器，在短路时可接通。5)作为小型变压器的自耦变压器，当电源电压太低或太高时常用于用电器与测定电压的匹配。,13.1.2.2小型变压器的类型,6)图13-18所示的控制变压器用于保护电路，它由电分离的绕组向保护电路的电流电路供电。7)电源变压器有一个或几个二次绕组，他们与输入绕组为电分离，用于连接收音机和电视机等用电器。8)点火变压器有电分离的绕组，用于燃气与空气混合或油气混合的采暖设备的点火系统。9)图13-23所示的安全变压器(保护变压器)提供用于SELV和PELV回路输出端低电压，其最大功率为10kVA，最高频率为500Hz，输出端的测定电压低于50V、如6V、12V或24V。10)其他重要的安全变压器。,13.1.2.2小型变压器的类型,图13-24所示电动玩具降压变压器用于规定的儿童电动玩具，其最高输出测定电压为24V，功率不能超过200VA。儿童电动玩具变压器必须按保护等级并进行制作。电铃变压器的测定电压不允许超过24V，并且必须绝对稳定，其输出端可以接触，并且其输入端子应显露出来。手提照明灯变压器必须有保护绝缘、防溅水保护以及防水保护。消冻变压器用于被冻金属管的解冻，其最高测定电压可达250V/24V，这种变压器应可在近于短路的条件下稳定工作，并且应有保护绝缘。,13.1.2.2小型变压器的类型,医疗设备用变压器当所接设备接触人体时，其最高允许测定电压为24V，对于塞进人体的医疗助听器的最高测定电压为6V。医疗设备变压器必须要有绝缘保护。故障安全变压器在不按规定使用时，如过载，变压器能断开，并且在此状态下不存在危险，如电动玩具变压器应为短路稳定。,1)小型变压器是通过图13-21所示的符号来标注的。,图13-21小型变压器的标识符号,绝对短路稳定小型变压器为+10%；,其余全部小型变压器为5%。,2)短路不稳定变压器由附加的安全装置予以保护短路。,3)短路稳定变压器有一个较大的短路电压，这种绝对短路稳定变压器电流小到在长时间持续短路时也不会对变压器形成损害。,4)条件稳定短路变压器包括有一个熔断器、一个过流保护开关或一个温度限制器，在短路时可接通。,5)作为小型变压器的自耦变压器，当电源电压太低或太高时常用于用电器与测定电压的匹配。,6)图13-18所示的控制变压器用于保护电路，它由电分离的绕组向保护电路的电流电路供电。,7)电源变压器有一个或几个二次绕组，他们与输入绕组为电分离，用于连接收音机和电视机等用电器。,图13-22保护隔离用隔离变压器,7)电源变压器有一个或几个二次绕组，他们与输入绕组为电分离，用于连接收音机和电视机等用电器。,图13-23手提照明灯用安全变压器,8)点火变压器有电分离的绕组，用于燃气与空气混合或油气混合的采暖设备的点火系统。,9)图13-23所示的安全变压器(保护变压器)提供用于SELV和PELV回路输出端低电压，其最大功率为10kVA，最高频率为500Hz，输出端的测定电压低于50V、如6V、12V或24V。,图13-24电动玩具降压变压器,10)其他重要的安全变压器。,图13-24所示电动玩具降压变压器用于规定的儿童电动玩具，其最高输出测定电压为24V，功率不能超过200VA。儿童电动玩具变压器必须按保护等级并进行制作。,电铃变压器的测定电压不允许超过24V，并且必须绝对稳定，其输出端可以接触，并且其输入端子应显露出来。,手提照明灯变压器必须有保护绝缘、防溅水保护以及防水保护。,消冻变压器用于被冻金属管的解冻，其最高测定电压可达250V/24V，这种变压器应可在近于短路的条件下稳定工作，并且应有保护绝缘。,医疗设备用变压器当所接设备接触人体时，其最高允许测定电压为24V，对于塞进人体的医疗助听器的最高测定电压为6V。医疗设备变压器必须要有绝缘保护。,故障安全变压器在不按规定使用时，如过载，变压器能断开，并且在此状态下不存在危险，如电动玩具变压器应为短路稳定。,13.1.2.3小型变压器的电压测试,持续测试电压1min。在重复测试时，应达到80%的测定值。1.哪种安全变压器必须为绝缘短路稳定？2.电动玩具降压变压器的最高允许测定电压为多少？3.如何进行绕组测试？4.如何测量小型变压器的绝缘电阻？,13.1.2.3小型变压器的电压测试,表13-316kVA、1000V、500Hz小型变压器的电压测，按DINVDE05500,13.1.2.3小型变压器的电压测试,表13-316kVA、1000V、500Hz小型变压器的电压测，按DINVDE05500,持续测试电压1min。在重复测试时，应达到80%的测定值。,1.哪种安全变压器必须为绝缘短路稳定？,2.电动玩具降压变压器的最高允许测定电压为多少？,3.如何进行绕组测试？,4.如何测量小型变压器的绝缘电阻？,13.1.3特种变压器,13.1.3.1自耦变压器13.1.3.2带旁路磁通路的变压器13.1.3.3电弧焊变压器,13.1.3.1自耦变压器,解：,13.1.3.1自耦变压器,图13-25自耦变压器的接线,13.1.3.1自耦变压器,图13-26带环形铁心的可调变压器,解：,13.1.3.2带旁路磁通路的变压器,图13-27可调整的带旁路磁通路的变压器,13.1.3.2带旁路磁通路的变压器,图13-28焊接变压器的接线,13.1.3.2带旁路磁通路的变压器,图13-29焊接变压器的电压-电流特性曲线,13.1.3.3电弧焊变压器,1.与绕组独立的变压器相比，自耦变压器有哪些优点？2.自耦变压器用于什么场合？3.为什么要用杂散磁场变压器？4.如何调节焊接电流？,1.与绕组独立的变压器相比，自耦变压器有哪些优点？,2.自耦变压器用于什么场合？,3.为什么要用杂散磁场变压器？,4.如何调节焊接电流？,13.1.4仪用互感器,13.1.4.1电压互感器13.1.4.2电流互感器,13.1.4仪用互感器,图13-30有剖视图的注树脂式仪用互感器1一次绕组接线端子2一次绕组3浇铸树脂壳体4有空隙的带形铁心5二次绕组6功率铭牌7二次绕组接线端子8接地螺栓,13.1.4仪用互感器,图13-31接在高压电网上的电压互感器的接线,13.1.4.1电压互感器,1.高压设备中的仪用互感器有何用处？2.6000V/100V的电压互感器，当测量仪表的电压为70V时，其输入端的电压为多大？3.电压互感器铭牌上标明了哪些内容？4.电压互感器施加大负载时会出现什么情况？,13.1.4.1电压互感器,图13-32电压互感器功率铭牌,1.高压设备中的仪用互感器有何用处？,2.6000V/100V的电压互感器，当测量仪表的电压为70V时，其输入端的电压为多大？,3.电压互感器铭牌上标明了哪些内容？,4.电压互感器施加大负载时会出现什么情况？,13.1.4.2电流互感器,1.电流互感器空载运行的后果如何？2.钳形电流互感器有何优点？3.一个50A/1A的交流互感器，当电流表测得的电流为0.6A时，其一次绕组的电流为多大？,13.1.4.2电流互感器,图13-33高压电网电流互感器的接线,13.1.4.2电流互感器,图13-34测量用电流互感器的功率铭牌,13.1.4.2电流互感器,图13-35钳形电流互感器,1.电流互感器空载运行的后果如何？,2.钳形电流互感器有何优点？,3.一个50A/1A的交流互感器，当电流表测得的电流为0.6A时，其一次绕组的电流为多大？,13.1.5三相电变压器,13.1.5.1结构与原理,13.1.5.1结构与原理,(1)铁心单相变压器组合成三相电变压器时，三个铁心可做成图13-37a所示的星形，在这三个铁心中，有三个磁通同时起作用，他们与交流电流一样，相位互差120。(2)绕组三相电变压器的短路电压应尽量的小，因此，三个铁心柱中任一个高、低绕组都如盘子一样上下重叠放置。(3)冷却如图13-39所示，大功率变压器都有一个内装有绕组和铁心的油箱。(4)变压器的保护在油箱与油枕之间常装一个图13-40所示的瓦斯保护装置。,13.1.5.1结构与原理,图13-36三相电变压器的绕组符号,(1)铁心单相变压器组合成三相电变压器时，三个铁心可做成图13-37a所示的星形，在这三个铁心中，有三个磁通同时起作用，他们与交流电流一样，相位互差120。,图13-37三个铁心的形成,(1)铁心单相变压器组合成三相电变压器时，三个铁心可做成图13-37a所示的星形，在这三个铁心中，有三个磁通同时起作用，他们与交流电流一样，相位互差120。,图13-38三柱铁心的叠装法,(2)绕组三相电变压器的短路电压应尽量的小，因此，三个铁心柱中任一个高、低绕组都如盘子一样上下重叠放置。,(3)冷却如图13-39所示，大功率变压器都有一个内装有绕组和铁心的油箱。,图13-39波纹油箱式400kVA三相油浸配电变压器,(3)冷却如图13-39所示，大功率变压器都有一个内装有绕组和铁心的油箱。,图13-40瓦斯保护装置简图,(4)变压器的保护在油箱与油枕之间常装一个图13-40所示的瓦斯保护装置。,2.5MVA的变压器没有油枕，而是有如图13-39所示的电褶叠式波纹油箱，它可以像皮老虎一样发生膨胀。,13.1.5.2接线13.1.5.3三相电变压器的不对称负载13.1.5.4常用接线组13.1.6变压器的并联,13.1.5.2接线,解释接线组参数Dyn5。解：,13.1.5.2接线,图13-41用于三角形和星形联结的可能接线,13.1.5.2接线,图13-42高、低压侧的相位差,解释接线组参数Dyn5。,解：,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-43V形联结,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-44变压器组,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-45电杆变压器,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-46三相电变压器的单相负载电流,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-47锯齿形联结的单相负载,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-48铁路设备用道岔加热变压器,13.1.5.3三相电变压器的不对称负载,图13-49三相自耦变压器,13.1.5.4常用接线组,表13-4三相功率变压器的常用接线组(DINVDE0532),13.1.5.4常用接线组,图13-50三相交流电变压器功率铭牌,13.1.5.4常用接线组,图13-51有电压转换器的高压绕组,13.1.6变压器的并联,1.哪种接线组允许三相电变压器带单相负载？2.哪种接线组允许带三相不对称负载？3.举出三相电变压器的4种重要接线组。4.允许三相电变压器并联运行的条件是什么？,13.1.6变压器的并联,图13-52并联的单相变压器的相位控制,13.1.6变压器的并联,图13-53并联的三相电变压器的相位控制,1.哪种接线组允许三相电变压器带单相负载？,2.哪种接线组允许带三相不对称负载？,3.举出三相电变压器的4种重要接线组。,4.允许三相电变压器并联运行的条件是什么？,13.2电动机与发电机,13.2.1基础知识13.2.2无换向器的三相交流电动机13.2.3其他异步感应电动机13.2.4同步发电机13.2.5整流子发电机13.2.6换流器13.2.7电动机的运行方式13.2.8电动机的结构型式13.2.9绝缘材料等级13.2.10电动机的冷却13.2.11电动机的选择,13.2电动机与发电机,13.2.12电动机的维护与检查,13.2.1基础知识,13.2.1.1旋转磁场的形成13.2.1.2功率与转矩13.2.1.3电动机的结构13.2.1.4功率铭牌13.2.1.5旋转方向,13.2.1.1旋转磁场的形成,图13-54双极旋转磁场的定子结构a)从120间隔布置的3个线圈b)放置在定子缺口中的三相绕组,13.2.1.1旋转磁场的形成,图13-55旋转磁场的形成,13.2.1.2功率与转矩,图13-56电动机的能流,13.2.1.2功率与转矩,图13-57在电动机转子和传动轮上转矩的形成,13.2.1.2功率与转矩,图13-58带功率计的电动机试验台,13.2.1.3电动机的结构,图13-59电动机的基本构造,13.2.1.3电动机的结构,图13-60三相电动机的功率铭牌,13.2.1.4功率铭牌,图13-61旋转方向的规定,13.2.1.5旋转方向,解：,解：,13.2.2无换向器的三相交流电动机,13.2.2.1三相异步电动机13.2.2.2笼型异步电动机13.2.2.3笼型转子电动机的起动13.2.2.4集电环转子电动机13.2.2.5集电环转子电动机的起动13.2.2.6可换极式电动机13.2.2.7三相异步电动机的制动运行13.2.2.8三相交流直线电动机13.2.2.9同步电动机,13.2.2.1三相异步电动机,图13-62三相笼型异步电动机,13.2.2.2笼型异步电动机,(1)结构如图13-62所示，笼型异步电动机的定子由壳体、定子铁心及定子绕组组成。(2)工作原理笼型绕组可以看成三相绕组的最简单形式。(3)运行特性笼型异步电动机是以图13-71所示的圆导条转子或集肤效应转子的形式制造而成。(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。1.叙述三相笼型转子电动机的结构。2.为什么异步电动机会产生转差？3.异步电动机测定负载时的转差为多大？,13.2.2.2笼型异步电动机,4.负载变化对异步电动机的转差率有何影响？5.请解释起动转矩、极限转矩和鞍点转矩的定义。6.请解释集肤效应转子的作用原理。7.集肤效应转子电动机比圆转子条转子电动机有何优点？8.在什么样负载下异步电动机达到最佳运行特性？,(1)结构如图13-62所示，笼型异步电动机的定子由壳体、定子铁心及定子绕组组成。,(2)工作原理笼型绕组可以看成三相绕组的最简单形式。,解：,(2)工作原理笼型绕组可以看成三相绕组的最简单形式。,图13-63在静止转子上的旋转磁场的感应作用,(2)工作原理笼型绕组可以看成三相绕组的最简单形式。,图13-64由带旋转磁场转速的旋转定子的相同不变的磁通,解：,(3)运行特性笼型异步电动机是以图13-71所示的圆导条转子或集肤效应转子的形式制造而成。,图13-65笼型异步电动机转矩特性曲线(深槽转子，M与n有关),(3)运行特性笼型异步电动机是以图13-71所示的圆导条转子或集肤效应转子的形式制造而成。,图13-66笼型异步电动机(n与M关系)的负载特性曲线,(3)运行特性笼型异步电动机是以图13-71所示的圆导条转子或集肤效应转子的形式制造而成。,图13-67笼型转子的结构图,(3)运行特性笼型异步电动机是以图13-71所示的圆导条转子或集肤效应转子的形式制造而成。,图13-68集肤效应(双笼型转子),(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。,图13-69起动电流,(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。,图13-70转矩特性曲线,(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。,图13-71笼型转子的开槽形状,(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。,图13-72功率均为25kW的鼠型转子电动机的典型特性曲线,(4)集肤效应转子为了提高起动时的转子有效电阻，则在转子槽中布置了图13-68所示两条被分开的两转子条，且两转子条中有由定子旋转磁场所感应出的转子电流流过。,图13-73磁阻电动机的转子与转子铁心,1.叙述三相笼型转子电动机的结构。,2.为什么异步电动机会产生转差？,3.异步电动机测定负载时的转差为多大？,4.负载变化对异步电动机的转差率有何影响？,5.请解释起动转矩、极限转矩和鞍点转矩的定义。,6.请解释集肤效应转子的作用原理。,7.集肤效应转子电动机比圆转子条转子电动机有何优点？,8.在什么样负载下异步电动机达到最佳运行特性？,13.2.2.3笼型转子电动机的起动,(1)电阻定子起动为了在起动过程中降低定子电压，如图13-75所示，在电动机引线上按上有效电阻，以使起动电流得到相应的减小。(2)起动用变压器变压器降低电动机电压，并以此减小其起动电流。(3)星形/三角形起动法相电压与网电压一致的电动机，在测定运行中是以三角形联结运行的。(4)电子均调起动装置如图13-79所示，在电动机引线中有反向并联的晶闸管，三相调节器同样可用于以降低电压的方式起动电动机。,13.2.2.3笼型转子电动机的起动,表13-5国家低压电网(400V)按TAB的电动机的连接条件,(1)电阻定子起动为了在起动过程中降低定子电压，如图13-75所示，在电动机引线上按上有效电阻，以使起动电流得到相应的减小。,图13-74笼型转子电动机全、半测定电压时的转矩特性曲线,(1)电阻定子起动为了在起动过程中降低定子电压，如图13-75所示，在电动机引线上按上有效电阻，以使起动电流得到相应的减小。,图13-75引线中有起动电阻的三相电动机,(2)起动用变压器变压器降低电动机电压，并以此减小其起动电流。,图13-76笼型转子电动机的平滑起动法,(2)起动用变压器变压器降低电动机电压，并以此减小其起动电流。,图13-77有起动变压器的三相电动机,(3)星形/三角形起动法相电压与网电压一致的电动机，在测定运行中是以三角形联结运行的。,(4)电子均调起动装置如图13-79所示，在电动机引线中有反向并联的晶闸管，三相调节器同样可用于以降低电压的方式起动电动机。,图13-78有星形/三角形手动开关的三相电动机,(4)电子均调起动装置如图13-79所示，在电动机引线中有反向并联的晶闸管，三相调节器同样可用于以降低电压的方式起动电动机。,图13-79带晶闸管的起动电路,(4)电子均调起动装置如图13-79所示，在电动机引线中有反向并联的晶闸管，三相调节器同样可用于以降低电压的方式起动电动机。,图13-80集电环转子电动机,13.2.2.4集电环转子电动机,(1)结构如图13-80所示，集电环转子电动机的定子结构与笼型转子电动机相同，其转子叠片铁心和集电环是固定在转子轴上。(2)工作原理定子旋转磁场在转子绕组中产生一个磁场变化。,(1)结构如图13-80所示，集电环转子电动机的定子结构与笼型转子电动机相同，其转子叠片铁心和集电环是固定在转子轴上。,图13-81有三相转子绕组和电阻的集电环转子电动机,(1)结构如图13-80所示，集电环转子电动机的定子结构与笼型转子电动机相同，其转子叠片铁心和集电环是固定在转子轴上。,图13-82有两相转子绕组和电阻的集电环转子电动机,(2)工作原理定子旋转磁场在转子绕组中产生一个磁场变化。,图13-83集电环转子电动机功率铭牌,13.2.2.5集电环转子电动机的起动,图13-84通过在转子回路串接电阻的集电环转子电动机的转数控制1串接最大电阻值时的特性曲线26电阻值不断减小时的特性曲线7不接电阻时电动机特性曲线s通过改变转差率的转数控制范围,13.2.2.5集电环转子电动机的起动,图13-85具有三级起动电阻的集电环转子电动机,13.2.2.6可换极式电动机,(1)有两个独立定子绕组的电动机如图13-87所示，两个独立的能产生不同极数旋转磁场的定子绕组能实现电动机的两个转速，而且两个转速可以是一个任意整数的比，如34。(2)具有分段定子绕组的电动机(达兰得线路)达兰得接法是把定子绕组的每个相分成两部分，通过把线圈组从串联转换为并联，则可使旋转磁场的极对数减半，如图13-88所示，由此旋转磁场转速加倍。,(1)有两个独立定子绕组的电动机如图13-87所示，两个独立的能产生不同极数旋转磁场的定子绕组能实现电动机的两个转速，而且两个转速可以是一个任意整数的比，如34。,图13-86有三级起动电阻的集电环电动机的转矩与起动电流,(1)有两个独立定子绕组的电动机如图13-87所示，两个独立的能产生不同极数旋转磁场的定子绕组能实现电动机的两个转速，而且两个转速可以是一个任意整数的比，如34。,图13-87有两个独立定子绕组的可换式电动机,(2)具有分段定子绕组的电动机(达兰得线路)达兰得接法是把定子绕组的每个相分成两部分，通过把线圈组从串联转换为并联，则可使旋转磁场的极对数减半，如图13-88所示，由此旋转磁场转速加倍。,图13-88达兰得线路原理(仅表示一个相),(2)具有分段定子绕组的电动机(达兰得线路)达兰得接法是把定子绕组的每个相分成两部分，通过把线圈组从串联转换为并联，则可使旋转磁场的极对数减半，如图13-88所示，由此旋转磁场转速加倍。,图13-89具有达兰得绕组的可换极电动机(三角形/双星形),13.2.2.7三相异步电动机的制动运行,表13-6三相交流异步电动机制动方法,13.2.2.8三相交流直线电动机,(1)结构如图13-91所示，与三相交流电动机定子相对应的部分，在直线电动机中称为感应器。(2)工作原理感应器的移动磁场在电枢中感应生成涡流，根据楞次定律，其方向应阻止移动磁场的感应作用，在感应器移动磁场和涡流的相互作用下，使在电枢上产生一个与移动磁场方向相同的电磁力，若感应器是固定不动的，而电枢是可动的，则电枢便顺磁场的移动方向移动；反之，若感应器可动，而电枢为固定不动，则感应器则是沿移动磁场相反方向移动。(3)运行特性直线电动机的作用泵与异步电动机的工作原理相同。,13.2.2.8三相交流直线电动机,(4)应用直线电动机主要用于材料输送、传送带、大门和高速机车的拖动。,13.2.2.8三相交流直线电动机,图13-90直线电动机驱动的磁浮列车,(1)结构如图13-91所示，与三相交流电动机定子相对应的部分，在直线电动机中称为感应器。,图13-91有两个感器的直线电动机,(2)工作原理感应器的移动磁场在电枢中感应生成涡流，根据楞次定律，其方向应阻止移动磁场的感应作用，在感应器移动磁场和涡流的相互作用下，使在电枢上产生一个与移动磁场方向相同的电磁力，若感应器是固定不动的，而电枢是可动的，则电枢便顺磁场的移动方向移动；反之，若感应器可动，而电枢为固定不动，则感应器则是沿移动磁场相反方向移动。,图13-92直线电动机与笼型转子电动机的特性曲线,(3)运行特性直线电动机的作用泵与异步电动机的工作原理相同。,(4)应用直线电动机主要用于材料输送、传送带、大门和高速机车的拖动。,13.2.2.9同步电动机,(1)结构同步电动机的定子结构同异步电动机的定子结构。(2)工作原理接通时，定子旋转磁场立即有一个小极数及与电网频率相应的转速。(3)工作特性如图13-94所示，起动后，同步电动机以旋转磁场的转速旋转。,(1)结构同步电动机的定子结构同异步电动机的定子结构。,图13-93作用在转子上的力,(2)工作原理接通时，定子旋转磁场立即有一个小极数及与电网频率相应的转速。,图13-94同步电动机的功率角,(3)工作特性如图13-94所示，起动后，同步电动机以旋转磁场的转速旋转。,图13-95转矩与功率角的关系,(3)工作特性如图13-94所示，起动后，同步电动机以旋转磁场的转速旋转。,图13-96作为相移器的同步电动机,(3)工作特性如图13-94所示，起动后，同步电动机以旋转磁场的转速旋转。,图13-97小型同步电动机(永磁转子，25W，375/min),13.2.3其他异步感应电动机,13.2.3.1起动电动机13.2.3.2用单相交流电驱动的三相交流电动机13.2.3.3单相感应电动机13.2.3.4有电阻辅助相的单相电动机13.2.3.5电容电动机13.2.3.6单相分割磁极电动机13.2.3.7步进电动机13.2.3.8电子电动机,13.2.3.1起动电动机,图13-98在两个相对应的旋转磁场中的交变物的分解,13.2.3.1起动电动机,图13-99起动电动机的转矩,13.2.3.2用单相交流电驱动的三相交流电动机,1.集电环转子电动机和小笼型转子电动机在结构上有何区别？2.集电环转子电动机的转子起动法相对于笼型转子电动机的定子起动法有何优点？3.达兰得线路的转速和功率有何特性？4.三相异步电动机采用哪些制动方法？5.现代同步电动机采用怎样的自起动？6.超过极限转矩时同步电动机有何影响？7.为什么三相交流电动机接单相交流电时能自起动？,13.2.3.2用单相交流电驱动的三相交流电动机,图13-100三相交流电动机用单相交流电驱动(施泰因梅茨接法),13.2.3.2用单相交流电驱动的三相交流电动机,图13-101圆形旋转磁场(三相运行),13.2.3.2用单相交流电驱动的三相交流电动机,图13-102随圆形旋转磁场(施泰因梅茨接法和电容器电动机),1.集电环转子电动机和小笼型转子电动机在结构上有何区别？,2.集电环转子电动机的转子起动法相对于笼型转子电动机的定子起动法有何优点？,3.达兰得线路的转速和功率有何特性？,4.三相异步电动机采用哪些制动方法？,5.现代同步电动机采用怎样的自起动？,6.超过极限转矩时同步电动机有何影响？,7.为什么三相交流电动机接单相交流电时能自起动？,13.2.3.3单相感应电动机,图13-103单相感应电动机的绕组,13.2.3.3单相感应电动机,图13-104主、辅绕组中电流的相位差,13.2.3.3单相感应电动机,图13-105瞬时和的定子磁场,13.2.3.4有电阻辅助相的单相电动机,图13-106双线绕组,13.2.3.5电容电动机,图13-107有电容器的电容电动机,13.2.3.5电容电动机,图13-108不可分的辅助绕组的接线,13.2.3.5电容电动机,图13-109具有起动和运行电容器的电动机,13.2.3.5电容电动机,图13-110电容电动机的转矩特性曲线,13.2.3.6单相分割磁极电动机,(1)快速运行单相分割磁极电动机如图13-111所示，单相分割磁极电动机的定子有冲制的磁极，并由此通过一个槽而劈出一小部分。(2)慢速运行单相分割磁极电动机如10极或16级的慢速运行单相分割磁极电动机的转速相应较低，这种电动机大都是图13-113所示的结构。,(1)快速运行单相分割磁极电动机如图13-111所示，单相分割磁极电动机的定子有冲制的磁极，并由此通过一个槽而劈出一小部分。,图13-111单相分割磁板电动机,(1)快速运行单相分割磁极电动机如图13-111所示，单相分割磁极电动机的定子有冲制的磁极，并由此通过一个槽而劈出一小部分。,图13-112非对称结构的单相分割磁极电动机(2极),(1)快速运行单相分割磁极电动机如图13-111所示，单相分割磁极电动机的定子有冲制的磁极，并由此通过一个槽而劈出一小部分。,图13-113单相分割磁极同步电动机(20极),(2)慢速运行单相分割磁极电动机如10极或16级的慢速运行单相分割磁极电动机的转速相应较低，这种电动机大都是图13-113所示的结构。,13.2.3.7步进电动机,解：,13.2.3.7步进电动机,图13-114单极结构的两相步进电动机,13.2.3.7步进电动机,图13-115双极结构的两相步进电动机,13.2.3.7步进电动机,图13-116操作开关S2后的所示步进电动机,解：,图13-117按同极原理的步进电动机,解：,图13-118转子中的磁场变化(同极原理),解：,图13-119作用原理(同极原理),13.2.3.8电子电动机,1.单相感应电动机中的旋转磁是怎样产生的？2.怎样改变电容电动机的旋转方向？3.电容电动机有何用途？4.在什么样条件下允许三相交流电动机以施泰因梅茨接法运行？5.单相分割磁极电动机的定子磁极有怎样的结构？6.怎么确定单相分割磁极电动机的旋转方向？7.步进电动机的转子是怎样转动的？8.怎样理解步进电动机的步频率？9.为什么步进电动机在静止状态时会出现一个制动转矩？10.为什么步进电动机转子转速低于定子旋转磁场转速？,13.2.3.8电子电动机,11.为了接通电子电动机的定子相使用了什么部件？12.什么样的部件适合用于电子电动机转子位置传感器？,13.2.3.8电子电动机,图13-120电子电动机的结构,13.2.3.8电子电动机,图13-121有场极的电子电动机的控制,1.单相感应电动机中的旋转磁是怎样产生的？,2.怎样改变电容电动机的旋转方向？,3.电容电动机有何用途？,4.在什么样条件下允许三相交流电动机以施泰因梅茨接法运行？,5.单相分割磁极电动机的定子磁极有怎样的结构？,6.怎么确定单相分割磁极电动机的旋转方向？,7.步进电动机的转子是怎样转动的？,8.怎样理解步进电动机的步频率？,9.为什么步进电动机在静止状态时会出现一个制动转矩？,10.为什么步进电动机转子转速低于定子旋转磁场转速？,11.为了接通电子电动机的定子相使用了什么部件？,12.什么样的部件适合用于电子电动机转子位置传感器？,13.2.4同步发电机,(1)结构转子带有经集电环供给直流电流的励磁绕组。(2)工作原理与运行特性同步发电机的转子由原动机驱动。(3)同步发电机的并联运行当发电机的电压瞬时值与电网相同时，则同步发电机可以与其他同步发电机或电网并联。,13.2.4同步发电机,图13-122同步发电机(6极),(1)结构转子带有经集电环供给直流电流的励磁绕组。,图13-123同步发电机转子类型a)显极转子b)隐极转子(涡轮发电机转子),(1)结构转子带有经集电环供给直流电流的励磁绕组。,图13-124自激用励磁机组,(2)工作原理与运行特性同步发电机的转子由原动机驱动。,图13-125同步发电机的特性曲线,(2)工作原理与运行特性同步发电机的转子由原动机驱动。,图13-126同步发电机简化等效图,(3)同步发电机的并联运行当发电机的电压瞬时值与电网相同时，则同步发电机可以与其他同步发电机或电网并联。,图13-127同步发电机的转子起动角,(3)同步发电机的并联运行当发电机的电压瞬时值与电网相同时，则同步发电机可以与其他同步发电机或电网并联。,图13-128同步发电机的矢量图a)正常激励b)过激励,(3)同步发电机的并联运行当发电机的电压瞬时值与电网相同时，则同步发电机可以与其他同步发电机或电网并联。,图13-129同步发电机的控制特性曲线,13.2.5整流子发电机,13.2.5.1直流发电机的结构13.2.5.2直流发电机的类型13.2.5.3电枢横向磁场13.2.5.4整流子电机的接线符号13.2.5.5直流电动机的工作原理13.2.5.6直流电动机的类型13.2.5.7盘状转子电动机13.2.5.8通用电动机,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-130直流发电机的定子,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-131直流并激式发电机,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-132整流子的结构,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-133带有保持架和电刷横臂的电刷,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-134旋转铁心线匝中的感应交变电压,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-135经过集电环和整流子电枢电压的引出,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-136有两单独电枢线匝的发电机的电压输入,13.2.5.1直流发电机的结构,图13-137有串联两个电枢线匝的发电机的电压输出,13.2.5.2直流发电机的类型,(1)他励发电机他励发电机的励磁绕组与电枢间设有电气连接。(2)并励发电机并励发电机的励磁绕组是与电枢并联。(3)复励发电机复励发电机在其相同主极上布置有两个励磁绕组，其中一个励磁绕组为并联绕组，另一个为串联绕组(表13-7)，磁场调节器接在并励绕组前。1.同步发电机有什么样的转子结构？2.同步发电机所产生的电压及频率与哪些量有关？3.并联运行同步发电机应满足哪些条件？4.如何用同步发电机产生电感无功功率？5.直流发电机整流子的作用是什么？,13.2.5.2直流发电机的类型,6.直流发电机感应电压的高低与哪些量有关？7.直流发电机不能自励的先决条件是什么？8.如何调整直流并励发电机的电压？9.简要地叙述他励发电机和并励发电机的运行特性。,13.2.5.2直流发电机的类型,表13-7直流发电机的基本接线,13.2.5.2直流发电机的类型,表13-7直流发电机的基本接线,13.2.5.2直流发电机的类型,图13-138直流发电机,(1)他励发电机他励发电机的励磁绕组与电枢间设有电气连接。,(2)并励发电机并励发电机的励磁绕组是与电枢并联。,(3)复励发电机复励发电机在其相同主极上布置有两个励磁绕组，其中一个励磁绕组为并联绕组，另一个为串联绕组(表13-7)，磁场调节器接在并励绕组前。,1.同步发电机有什么样的转子结构？,2.同步发电机所产生的电压及频率与哪些量有关？,3.并联运行同步发电机应满足哪些条件？,4.如何用同步发电机产生电感无功功率？,5.直流发电机整流子的作用是什么？,6.直流发电机感应电压的高低与哪些量有关？,7.直流发电机不能自励的先决条件是什么？,8.如何调整直流并励发电机的电压？,9.简要地叙述他励发电机和并励发电机的运行特性。,13.2.5.3电枢横向磁场,(1)电枢反应直流发电机带负载后，电枢绕组中便有电流流过。(2)换向极可以通过产生一个与电枢横向磁场相反的磁场来消除电枢反应。(3)补偿绕组在主极之间的区域内换向极的作用与电枢横向磁场相反。,13.2.5.3电枢横向磁场,图13-139直流发电机的励磁磁场,(1)电枢反应直流发电机带负载后，电枢绕组中便有电流流过。,图13-140直流发电机的电枢磁场,(1)电枢反应直流发电机带负载后，电枢绕组中便有电流流过。,图13-141直流发电机的合磁场,(2)换向极可以通过产生一个与电枢横向磁场相反的磁场来消除电枢反应。,图13-142有换向极的发电机,(2)换向极可以通过产生一个与电枢横向磁场相反的磁场来消除电枢反应。,图13-143极性的检查,(3)补偿绕组在主极之间的区域内换向极的作用与电枢横向磁场相反。,图13-144有主磁板、换向极和补偿绕组的定子,(3)补偿绕组在主极之间的区域内换向极的作用与电枢横向磁场相反。,图13-145有换向极和补偿绕组的发电机,13.2.5.4整流子电机的接线符号,1.如何理解直流发电机的电枢反应？2.发电机带负载时其中性区向何方向移动？3.直流发电机的换向极有何用途？4.直流发电机右转的绕组中的电流向何方向流动？5.为什么旋转方向改变时换向极绕组要与电枢绕组一起变换极性？6.直流发电机的补偿绕组有何作用？7.采用什么方法改变直流发电机的旋转方向？,13.2.5.4整流子电机的接线符号,表13-8整流子电机的接线符号,13.2.5.4整流子电机的接线符号,图13-146有换向极和补偿绕组的电枢回路(括号中的符号在接线板未示出),13.2.5.4整流子电机的接线符号,图13-147并励电动机的接线(右转),13.2.5.4整流子电机的接线符号,图13-148有换向极的复励发电机,1.如何理解直流发电机的电枢反应？,2.发电机带负载时其中性区向何方向移动？,3.直流发电机的换向极有何用途？,4.直流发电机右转的绕组中的电流向何方向流动？,5.为什么旋转方向改变时换向极绕组要与电枢绕组一起变换极性？,6.直流发电机的补偿绕组有何作用？,7.采用什么方法改变直流发电机的旋转方向？,13.2.5.5直流电动机的工作原理,(1)直流电动机的起动(2)直流电动机的调速,13.2.5.5直流电动机的工作原理,图13-149他励式直流电动机,13.2.5.5直流电动机的工作原理,图13-150他励式直流电动机(左转),13.2.5.5直流电动机的工作原理,图13-151励磁磁场与电枢磁场(左转),13.2.5.5直流电动机的工作原理,图13-152电枢磁场的证实,(1)直流电动机的起动,解：解：,解：,图13-153有起动电阻和磁场调节器的并励电动机,解：,图13-1545级起动电阻的起动电流限制,解：,=+n式中电枢电压；电枢反电压电枢电流；励磁磁通电枢电阻；n电枢转速图13-155电枢等效电路图,解：,(2)直流电动机的调速,图13-156转速与电枢电压,(2)直流电动机的调速,图13-157由整流器馈电的直流电动机,(2)直流电动机的调速,图13-158转速与励磁电流,(2)直流电动机的调速,图13-159有整流极的电动机,13.2.5.6直流电动机的类型,(1)他励电动机(2)并励电动机(3)串励电动机(4)复励电动机1.直流电动机有何特性？2.如何变换直流电动机的旋转方向？3.直流电动机的转矩与哪些物理量有关？4.为什么直流电动机不允许接全电压？5.怎么使他励电动机的电枢转速超过测定转速？6.直流电动机带负载时其中性区向何方向移动？7.直流电动机定子圆周上的主极与整流极是怎样布置的？,13.2.5.6直流电动机的类型,8.如何理解直流电动机的并励特性。9.串励电动机有何运行特性？10.串励电动机的用途何在？,(1)他励电动机,具有永磁励磁的电动机也属于他励电动机。,(1)他励电动机,表13-9直流电动机的接线,具有永磁励磁的电动机也属于他励电动机。,图13-160有整流极、起动器及磁场调节器的电动机的接线,具有永磁励磁的电动机也属于他励电动机。,图13-161他励电动机的负载特性曲线,(2)并励电动机,(3)串励电动机,图13-162并励电动机,(3)串励电动机,图13-163串励电动机,(3)串励电动机,图13-164串励电动机的负载特性曲线,(4)复励电动机,图13-165有整流极和起动磁场调节器的复励电动机,(4)复励电动机,图13-166复励电动机和并励电动机的负载特性曲线,1.直流电动机有何特性？,2.如何变换直流电动机的旋转方向？,3.直流电动机的转