祝春华--建筑设备教学-第2章 常用建筑电气设备ppt课件

1、桂林电子科技大学建筑环境教研室杨建波 2019.09:88597251第第2 2章章 常用建筑电气设备常用建筑电气设备 绪言：经过本节内容的学习，了解并掌握建筑电气中常用电气设备的任务原理、构造、特性、型号、图形符号、运用要点等相关知识，为正确选择和合理运用这些电器打下根底。内容框架：变压器电动机常用高压电气设备常用低压电气设备 重点/难点：各电气设备的任务原理和特性。 preceding第第1 1节节 概述概述w 电气设备电气设备 电器电器w 电器对电能的消费、保送、分配与运用电器对电能的消费、保送、分配与运用起着控制、调理、检测和维护的作用。在起着控制、调理、检测和维护的作用。在电力输配电

2、系统和电力拖动自动控制系统电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中运用极为广泛。中运用极为广泛。第第1 1节节 概述概述1.1 常用电器的分类常用电器的分类继电接触式控制系统继电接触式控制系统-由控制电器组成的自由控制电器组成的自动控制系统。动控制系统。按任务电压等级分按任务电压等级分高压电器高压电器-用于交流电压用于交流电压1200V，直流电，直流电压压1500V及以上电路中的电器。及以上电路中的电器。例如：高压断路器、高压隔分开关、高压例如：高压断路器、高压隔分开关、高压熔断器等。熔断器等。低压电器低压电器-用于交流电压用于交流电压1200V，直流电，直流电压压1500V以下的电路中起通断、

3、维护、控以下的电路中起通断、维护、控制或调理作用的电器。制或调理作用的电器。例如：接触器、继电器等。例如：接触器、继电器等。第第1 1节节 概述概述n按动作原理分按动作原理分n手动电器手动电器-用手或依托机械力进展操作的电器。用手或依托机械力进展操作的电器。n如：手动开关、控制按钮、行程开关等主令电如：手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。器。n自动电器自动电器-借助于电磁力或某个物理量的变化借助于电磁力或某个物理量的变化自动进展操作的电器。自动进展操作的电器。n如：接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。如：接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。第第1 1节节 概述概述n按用途分按用途分n控制电

4、器控制电器-用于各种控制电路和控制系统的电用于各种控制电路和控制系统的电器。器。n如接触器、继电器、电动机起动器等。如接触器、继电器、电动机起动器等。n主令电器主令电器-自动控制系统中发送动作指令的电自动控制系统中发送动作指令的电器。器。n如按钮、行程开关、万能转换开关等。如按钮、行程开关、万能转换开关等。n维护电器维护电器-用于维护电路及用电设备的电器。用于维护电路及用电设备的电器。n如熔断器、热继电器、各种维护继电器、避雷如熔断器、热继电器、各种维护继电器、避雷器等。器等。n执行电器执行电器-用于完成某种动作或传动功能的电用于完成某种动作或传动功能的电器。器。n如电磁铁、电磁离合器等。如电

5、磁铁、电磁离合器等。n配电电器配电电器-用于电能的保送和分配的电器。用于电能的保送和分配的电器。n如高压断路器、隔分开关、刀开关、空气断路如高压断路器、隔分开关、刀开关、空气断路器等。器等。第第1 1节节 概述概述n按任务原理分按任务原理分n电磁式电器电磁式电器-根据电磁感应原理来任务。根据电磁感应原理来任务。n如接触器、各种类型的电磁式继电器等。如接触器、各种类型的电磁式继电器等。n非电量控制电器非电量控制电器-依托外力或某种非电物理量依托外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。的变化而动作的电器。n如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。

6、度继电器等。第第1 1节节 概述概述1.2 电器的作用电器的作用低压电器是构成低压控制电路的最根本元低压电器是构成低压控制电路的最根本元件。件。低压控制电器作用：可以根据操作信号或低压控制电器作用：可以根据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改动外界现场信号的要求，自动或手动地改动电路的形状、参数，实现对电路或被控对电路的形状、参数，实现对电路或被控对象的控制、维护、丈量、指示、调理。象的控制、维护、丈量、指示、调理。任务过程：将一些非电信号或电量信号转任务过程：将一些非电信号或电量信号转变为非通即断的开关信号或随信号变化的变为非通即断的开关信号或随信号变化的模拟量信号，实现对被控对象的

7、控制。模拟量信号，实现对被控对象的控制。第第1 1节节 概述概述n低压电器的详细作用：低压电器的详细作用：n控制造用控制造用-如电梯的上下挪动、快慢速自动切如电梯的上下挪动、快慢速自动切换与自动停层等。换与自动停层等。n维护作用维护作用-能根据设备的特点，对设备、环境能根据设备的特点，对设备、环境以及人身平安实行自动维护，如电动机的过热以及人身平安实行自动维护，如电动机的过热维护，电网的短路维护、漏电维护等。维护，电网的短路维护、漏电维护等。n丈量作用丈量作用-利用仪表及与之相顺应的电器，对利用仪表及与之相顺应的电器，对设备、电网或其它非电参数进展丈量。如电流、设备、电网或其它非电参数进展丈量

8、。如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。电压、功率、转速、温度、湿度等。第第1 1节节 概述概述w调理作用调理作用-低压电器可对一些电量和非电量进展调低压电器可对一些电量和非电量进展调整，以满足用户的要求。如柴油机油门的调整、房整，以满足用户的要求。如柴油机油门的调整、房间温度和湿度的调理、光照度的自动调理等。间温度和湿度的调理、光照度的自动调理等。w指示作用指示作用-利用低压电器的控制、维护等功能，检利用低压电器的控制、维护等功能，检测出设备运转情况与电气电路任务情况。如绝缘监测出设备运转情况与电气电路任务情况。如绝缘监测、维护掉牌指示等。测、维护掉牌指示等。w转换作用转换作用-在用电设备

9、之间转换或对低压电器，控在用电设备之间转换或对低压电器，控制电路分时投入运转，以实现功能切换。如励磁安制电路分时投入运转，以实现功能切换。如励磁安装手动与自动的转换、供电的市电与自备电的切换装手动与自动的转换、供电的市电与自备电的切换等。等。第第1 1节节 概述概述w常用低压电器的主要种类及用途常用低压电器的主要种类及用途第第1 1节节 概述概述第第1 1节节 概述概述第第1 1节节 变压器变压器1.1 变压器功能与分类变压器功能与分类变压器变压器-根据电磁感应原理制成的一种电能根据电磁感应原理制成的一种电能转换设备，用来将交流电由一种等级的电转换设备，用来将交流电由一种等级的电压与电流转换为

10、同频的另一种等级的电压压与电流转换为同频的另一种等级的电压与电流。与电流。main body第第1 1节节 变压器变压器n变压器分类：变压器分类：n按相数分：单相、三相或多相；按相数分：单相、三相或多相；n根据作用分：升压变压器、降压变压器、接地根据作用分：升压变压器、降压变压器、接地变压器；变压器；n按用途分：用于电力系统的电力变压器、用于按用途分：用于电力系统的电力变压器、用于部分动力和照明的小容量变压器、用于传送信部分动力和照明的小容量变压器、用于传送信号的耦合和控制变压器；号的耦合和控制变压器；n根据绕组数量分：自耦变压器、两绕组变压器、根据绕组数量分：自耦变压器、两绕组变压器、三绕组

11、变压器；三绕组变压器；n根据冷却方式分：自冷干式变压器、风冷干式根据冷却方式分：自冷干式变压器、风冷干式变压器、自冷油浸式变压器、风冷油浸式变压变压器、自冷油浸式变压器、风冷油浸式变压器、水冷油浸式变压器。器、水冷油浸式变压器。 main body第第1 1节节 变压器变压器1.2 变压器的构造与任务原理变压器的构造与任务原理1、变压器的构造、变压器的构造两个或两个以上绕组两个或两个以上绕组(线圈线圈)，绕在一个公共，绕在一个公共铁心上；铁心和绕组组合成变压器的主体。铁心上；铁心和绕组组合成变压器的主体。根本构造组成：根本构造组成：电路部分，即一次绕组和二次绕组；电路部分，即一次绕组和二次绕组

12、；磁路部分磁路部分, 由硅钢片叠成的铁心柱；由硅钢片叠成的铁心柱；其他辅助构造：其他辅助构造：油箱；油箱；绝缘套管；绝缘套管；油位计；油位计；温度计；温度计；储油柜。储油柜。 main body第第1 1节节 变压器变压器n单相变压器的构造：单相变压器的构造：n心式变压器：绕组装在铁心的两个铁心柱上。心式变压器：绕组装在铁心的两个铁心柱上。单相变压器的构造比较简单，有较大的绝缘空单相变压器的构造比较简单，有较大的绝缘空间，用于功率大、电压高的变压器以减少用间，用于功率大、电压高的变压器以减少用铁量，电力变压器大部分采用心式变压器；铁量，电力变压器大部分采用心式变压器；n壳式变压器：铁心包围着绕

13、组的上下和两侧，壳式变压器：铁心包围着绕组的上下和两侧，这种机械强度较好，铁心散热条件好，但工艺这种机械强度较好，铁心散热条件好，但工艺复杂，用铜量大，用于功率较小的干式变压器。复杂，用铜量大，用于功率较小的干式变压器。 main body第第1 1节节 变压器变压器(1)变压器铁心：变压器铁心：作用作用:构成磁路，支撑绕组。构成磁路，支撑绕组。由垂直的铁心柱和程度的铁轭两部分组由垂直的铁心柱和程度的铁轭两部分组成。为减小涡流损耗，铁心用成。为减小涡流损耗，铁心用o35mm厚的硅钢片交错叠装而成，厚的硅钢片交错叠装而成，硅钢片外表涂有绝缘漆并经氧化处置硅钢片外表涂有绝缘漆并经氧化处置构成绝缘层

14、。构成绝缘层。main body第第1 1节节 变压器变压器(2)变压器的绕组变压器的绕组(线圈线圈)：作用作用:变压器的电路部分，是构成交流电的通变压器的电路部分，是构成交流电的通路，通以励磁电流建立磁场。路，通以励磁电流建立磁场。小功率的单相变压器的绕组多用高强度漆包小功率的单相变压器的绕组多用高强度漆包线绕制；大功率的三相变压器的绕组可用线绕制；大功率的三相变压器的绕组可用扁铜线或铝线绕制。绕组的外形多为圆筒扁铜线或铝线绕制。绕组的外形多为圆筒形。低压绕组接近铁心，高压绕组同心地形。低压绕组接近铁心，高压绕组同心地套在低压绕组的外面。套在低压绕组的外面。一次绕组：变压器接电源一边的绕组；

15、一次绕组：变压器接电源一边的绕组；二次绕组：接负载一边的绕组。二次绕组：接负载一边的绕组。变压器的铁心、一次绕组和二次绕组之间是变压器的铁心、一次绕组和二次绕组之间是彼此绝缘的。彼此绝缘的。 main body第第1 1节节 变压器变压器2任务原理任务原理利用电磁感应原理将电源的电能传送到负载利用电磁感应原理将电源的电能传送到负载中。中。变压器的一次绕组与交流电源变压器的一次绕组与交流电源Ui接通后，经接通后，经绕组流过交变电流绕组流过交变电流Ii，铁心中便有交变磁通，铁心中便有交变磁通，即一次绕组从电源汲取电能转变为磁能；，即一次绕组从电源汲取电能转变为磁能；在铁心中同时交在铁心中同时交(环

16、环)链一次、二次绕组，链一次、二次绕组，由于电磁感应作用，分别在一次、二次绕由于电磁感应作用，分别在一次、二次绕组上产生频率一样的感应电动势组上产生频率一样的感应电动势E1、E2，根据电磁感应定律，绕组的感应电动势正根据电磁感应定律，绕组的感应电动势正比于它的匝数。比于它的匝数。假设此时二次绕组接通负载，在二次绕组感假设此时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流输出给负载，应电动势作用下，便有电流输出给负载，铁心中的磁能又转换为电能。铁心中的磁能又转换为电能。 main body第第1 1节节 变压器变压器3变压器的空载运转特性与电压变换变压器的空载运转特性与电压变换空载运转形

17、状空载运转形状-变压器一次绕组接交流变压器一次绕组接交流电源、二次绕组未接负载的任务形状。电源、二次绕组未接负载的任务形状。变压器空载运转时，其二次绕组开路，变压器空载运转时，其二次绕组开路，I2=0，此时一次绕组中的电流，此时一次绕组中的电流I0称为称为空载电流或励磁电流。空载电流或励磁电流。由于由于I2=0，二次绕组对一次绕组的任，二次绕组对一次绕组的任务形状没有任何影响，变压器在传送务形状没有任何影响，变压器在传送电能的过程中，铁心的交变磁通，在电能的过程中，铁心的交变磁通，在一次、二次绕组中的每一匝线圈中都一次、二次绕组中的每一匝线圈中都产生一样的感应电动势。产生一样的感应电动势。 m

18、ain body第第1 1节节 变压器变压器n空载运转时：空载运转时：n nE-绕组产生的感应电动势；绕组产生的感应电动势；nN-绕组匝数；绕组匝数；n变压器空载时，一次绕组电阻及电抗的电压降变压器空载时，一次绕组电阻及电抗的电压降甚小。甚小。nU-绕组端电压；绕组端电压；nK-变压器的电压比；变压器的电压比；n结论：变压器的电压比近似等于一次、一次绕结论：变压器的电压比近似等于一次、一次绕组的匝数之比，可见变压器具有变换电压的功组的匝数之比，可见变压器具有变换电压的功能。能。n降压变压器：电压比降压变压器：电压比K1；n升压变压器：升压变压器：K1。 main body第第1 1节节 变压器

19、变压器4变压器的负载运转特性与电流变换变压器的负载运转特性与电流变换负载运转形状负载运转形状-变压器二次绕组接上负载变压器二次绕组接上负载ZL。变压器在负载运转形状下，二次绕组中有电变压器在负载运转形状下，二次绕组中有电流流I2经过，二次绕组的磁动势经过，二次绕组的磁动势I2N2产生磁产生磁通，其中大部分经过铁心而闭合通，其中大部分经过铁心而闭合(小部分是小部分是漏磁通漏磁通)。此时，铁心中的主磁通由。此时，铁心中的主磁通由m是是一个由一次、一次绕组的磁动势共同产生一个由一次、一次绕组的磁动势共同产生的合成磁通。的合成磁通。main body第第1 1节节 变压器变压器但实践上铁心中主磁通的幅

20、值在变压器空载或有负载时是差但实践上铁心中主磁通的幅值在变压器空载或有负载时是差不多恒定的。有：不多恒定的。有：I-绕组的电流；绕组的电流；N-绕组匝数；绕组匝数；可见：可见：(1)一次、二次绕组的磁动势在相位上近似反相，即二次绕一次、二次绕组的磁动势在相位上近似反相，即二次绕组的磁动势对一次绕组的磁动势有去磁作用。变压器由空组的磁动势对一次绕组的磁动势有去磁作用。变压器由空载到负载运转时它的一次电流从载到负载运转时它的一次电流从I0增大到增大到I1，以抵偿二，以抵偿二次绕组磁动势对一次绕组磁动势的去磁作用，从而维持主次绕组磁动势对一次绕组磁动势的去磁作用，从而维持主磁通恒定不变。磁通恒定不变

21、。(2)一次、一次绕组的电流关系为：一次、二次绕组中电流一次、一次绕组的电流关系为：一次、二次绕组中电流之比等于其电压比之比等于其电压比K的倒数，即变压器变换电流的功能。的倒数，即变压器变换电流的功能。 负载变化，但其电压比负载变化，但其电压比K仍不变，所以当负载添加时，仍不变，所以当负载添加时，I1随着增大，而随着增大，而I2也必需相应增大。也必需相应增大。 main body第第1 1节节 变压器变压器5变压器的阻抗变换变压器的阻抗变换变压器的阻抗变换功能变压器的阻抗变换功能-实践的负载阻抗实践的负载阻抗ZL并没有改动，而是经过变压器改动了从一并没有改动，而是经过变压器改动了从一次侧看进去

22、的等效阻抗次侧看进去的等效阻抗ZL。故：变压器具有变换电压、变换电流和变换故：变压器具有变换电压、变换电流和变换阻抗的三种特性。阻抗的三种特性。 main body|22222211ZkIUkkIkUIUZ第第1 1节节 变压器变压器w【例 】 某信号源的电动势 E 为 10V，内阻 R0 为 500，负载电阻 RL为 5 ，当 RL折算到原边的等效电阻与 R0相等时，求变压器的变比以及负载得到的功率。假设将该负载直接与信号源联接时，负载得到的功率又为多少？第第1 1节节 变压器变压器第第1 1节节 变压器变压器1.3 变压器的运转特性变压器的运转特性1变压器的外特性变压器的外特性对用电设备来

23、说，变压器相当于电源；对用电设备来说，变压器相当于电源；对变压器来说，用电设备就是负载。对变压器来说，用电设备就是负载。变压器一次、二次绕组既有电阻又有电变压器一次、二次绕组既有电阻又有电抗，当电流经过时，必然产生电压降。抗，当电流经过时，必然产生电压降。从而使二次电压随负载的增减而变化。从而使二次电压随负载的增减而变化。变压器的外特性变压器的外特性-由于负载电流由于负载电流I2变化变化引起的输出端电压引起的输出端电压U2的变化的特性曲的变化的特性曲线。线。main body第第1 1节节 变压器变压器n当当I20时，二次电压时，二次电压U2U2N，变压器二次，变压器二次绕组空载电压绕组空载电

24、压U20=U2N，U2N称为二次绕组称为二次绕组的额定电压。的额定电压。n当负载为电阻时，当负载为电阻时，cos1.0，变压器二次输，变压器二次输出电压逐渐降低，下降并不多；出电压逐渐降低，下降并不多；n当负载为感性时，当负载为感性时，cos1.0，随着变压器二，随着变压器二次负载电流次负载电流I2增大，变压器二次输出电压下降增大，变压器二次输出电压下降较大，其缘由是去磁作用较强。较大，其缘由是去磁作用较强。n当负载为容性时，当负载为容性时，cos0，随着变压器二次，随着变压器二次负载电流负载电流I2增大，变压器二次输出电压增大，增大，变压器二次输出电压增大，其缘由是对变压器磁路中的主磁通的助

25、磁作用其缘由是对变压器磁路中的主磁通的助磁作用较强。较强。 main body第第1 1节节 变压器变压器2变压器的电压调整率变压器的电压调整率 电压调整率电压调整率-从空载到满载从空载到满载I2=I2N，二次电压变化的数值与空载电压的比值。二次电压变化的数值与空载电压的比值。U20-变压器的二次空载电压变压器的二次空载电压(kv)；U2-变压器的二次输出额定电流时的端电变压器的二次输出额定电流时的端电压压(kv)；电力变压器的电压调整率普通约为电力变压器的电压调整率普通约为23。 main body第第1 1节节 变压器变压器3变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率 (1)变压器的损耗变压器的

26、损耗变压器运转时是有损耗的，损耗分：变压器运转时是有损耗的，损耗分：铜损耗：指变压器在负载运转时，铜损耗：指变压器在负载运转时，一次、二次绕组电流一次、二次绕组电流(I1、I2)在在各自绕组的电阻各自绕组的电阻(R1、R2)上所耗上所耗费的有功功率，可变损耗即：费的有功功率，可变损耗即：铁损耗：是由磁滞损耗及涡流损耗铁损耗：是由磁滞损耗及涡流损耗两部分构成的。不变损耗两部分构成的。不变损耗:main body第第1 1节节 变压器变压器w磁滞损耗磁滞损耗(Ph)：w磁滞景象磁滞景象-变压器铁心中的磁通是交变的，变压器铁心中的磁通是交变的，在交变励磁的情况下，磁通的变化滞后于电在交变励磁的情况下

27、，磁通的变化滞后于电流的变化的景象。流的变化的景象。w磁滞景象的存在呵斥铁心发热，即有能量损磁滞景象的存在呵斥铁心发热，即有能量损耗，称为磁滞损耗。耗，称为磁滞损耗。 w涡流损耗涡流损耗(Pe)：涡流损耗为铁心内部。：涡流损耗为铁心内部。w涡流涡流-交变磁通产生的感应电动势引起的电交变磁通产生的感应电动势引起的电流在铁心内构成环流。涡流使铁心发热而耗流在铁心内构成环流。涡流使铁心发热而耗费的能量，称为涡流损耗。费的能量，称为涡流损耗。main body第第1 1节节 变压器变压器(2)变压器的效率变压器的效率变压器在运转时，其输入的有功功率变压器在运转时，其输入的有功功率P1为输为输出有功功率

28、出有功功率P2与铜损耗与铜损耗Ph和铁损耗和铁损耗PFe之之和，即和，即:变压器效率变压器效率-变压器输出有功功率变压器输出有功功率P2与输入与输入有功功率有功功率Pl的比值。的比值。变压器的损耗很小所以效率很高，通常在变压器的损耗很小所以效率很高，通常在95以上。在普通变压器中，当负载为额以上。在普通变压器中，当负载为额定负载的定负载的50一一58时，效率到达最大值。时，效率到达最大值。 main body第第1 1节节 变压器变压器1.4 变压器的铭牌变压器的铭牌变压器的铭牌阐明了：型号、各种额定变压器的铭牌阐明了：型号、各种额定数据、运用条件等。数据、运用条件等。国产的中、小型电力变压器

29、的主要型号国产的中、小型电力变压器的主要型号有：有：S7、SL7、S9、SC8、SCL2等。等。三相电力变压器的铭牌：三相电力变压器的铭牌： main body第第1 1节节 变压器变压器n变压器的型号的含义如下：变压器的型号的含义如下：n如：如：S9-1000/10表示三相铜绕组油浸式自表示三相铜绕组油浸式自冷式变压器，设计序号为冷式变压器，设计序号为9，容量为，容量为1000 kVA，高压绕组额定电压为，高压绕组额定电压为10 kV。 main body第第1 1节节 变压器变压器1额定电压额定电压 一次绕组额定电压一次绕组额定电压U1N-变压器在额定运转变压器在额定运转条件下，根据变压器

30、的绝缘等级和允许的条件下，根据变压器的绝缘等级和允许的发热条件所确定的一次绕组的电压值。发热条件所确定的一次绕组的电压值。二次绕组额定电压二次绕组额定电压U2N-在变压器的一次绕在变压器的一次绕组加上额定电压，二次绕组空载时的电压组加上额定电压，二次绕组空载时的电压值。值。 main body第第1 1节节 变压器变压器2额定电流额定电流 额定电流额定电流-是根据变压器的长期允许发热条是根据变压器的长期允许发热条件而规定的满载电流值。件而规定的满载电流值。三相变压器：三相变压器：单相变压器：单相变压器： main body第第1 1节节 变压器变压器3额定容量额定容量 额定容量额定容量-变压器

31、在额定运用条件下的输出变压器在额定运用条件下的输出视在功率视在功率(S)。见上式。见上式。视在功率视在功率(S)：即交流电压和交流电流的乘积。：即交流电压和交流电流的乘积。视在功率包括两部分：有功功率和视在功率包括两部分：有功功率和无功功率。无功功率。 main body第第1 1节节 变压器变压器1.5 变压器的调压方式变压器的调压方式适当地改动一次、二次绕组的匝数，就可以适当地改动一次、二次绕组的匝数，就可以到达变换电压的目的。利用变换变压器一到达变换电压的目的。利用变换变压器一次绕组分接头来调理变压器二次绕组的电次绕组分接头来调理变压器二次绕组的电压，这是最常用也是最根本的调压方式。压，

32、这是最常用也是最根本的调压方式。变压器变换分接头的调压方式，分为无载调变压器变换分接头的调压方式，分为无载调压和有载调压两种。压和有载调压两种。 main body第第1 1节节 变压器变压器1.6 三相变压器的联接三相变压器的联接一次或二次绕组的联接方式：一次或二次绕组的联接方式：星形星形Y联接：联接：三角形联接：三角形联接：三相变压器的常见联接组：三相变压器的常见联接组： main body b (a) Y ， yn 0 接 法 U1 31U kU31 kUU12 A B C a b c (b ) Y ， d 接 法 U1 31U kUU312 A B C a c 第第1 1节节 变压器变

33、压器1.7 自耦变压器自耦变压器任务特点任务特点:是一次、二次绕组不仅有磁的联络，是一次、二次绕组不仅有磁的联络，而且有电的联络。而且有电的联络。自耦变压器的任务原理与双绕组变压器一样。自耦变压器的任务原理与双绕组变压器一样。一次、二次电压和它们的匝数成正比，即一次、二次电压和它们的匝数成正比，即一次、二次电流和它们的匝数成反比，即一次、二次电流和它们的匝数成反比，即要把要把次、二次绕组的公共端接零。次、二次绕组的公共端接零。 main bodykNNUU2121kNNII11221第第1 1节节 变压器变压器1.8 电焊变压器电焊变压器电焊变压器是为焊接金属工件而设计的特殊电焊变压器是为焊接

34、金属工件而设计的特殊变压器。变压器。特点：由于在焊接过程中，电焊变压器的负特点：由于在焊接过程中，电焊变压器的负载经常处于从空载当焊条与工件分别时载经常处于从空载当焊条与工件分别时到短路当焊条与工件接触时或者从短到短路当焊条与工件接触时或者从短路到空载之间急剧变化的形状，所以，要路到空载之间急剧变化的形状，所以，要求电焊变压器具有急剧下降的外特性。这求电焊变压器具有急剧下降的外特性。这样，短路时，由于输出电压迅速下降，副样，短路时，由于输出电压迅速下降，副边电流也不至于过大；空载时，由于副边边电流也不至于过大；空载时，由于副边电流为零，输出电压能迅速恢复到点火电电流为零，输出电压能迅速恢复到点

35、火电压。压。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2.1 电动机的转动原理电动机的转动原理1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造两个根本部分：两个根本部分：定子定子(固定部分固定部分)-由机座和装在机座内的圆由机座和装在机座内的圆筒形铁心组成。铁心的内圆周外表冲有槽，筒形铁心组成。铁心的内圆周外表冲有槽，放置对称的三相绕组放置对称的三相绕组UlU2、VlV2、W1W2，汇成六个端头分别引到接线盒中，汇成六个端头分别引到接线盒中，可以结合成可以结合成Y形或形。形或形。转子转子(旋转部分旋转部分)-在构造上分成两种型式：在构造上分成两种型式：笼型和绕线转子型。转子铁心是圆柱状

36、，笼型和绕线转子型。转子铁心是圆柱状，用外表冲槽型的硅钢片叠制而成。将铁心用外表冲槽型的硅钢片叠制而成。将铁心装在转轴上，转轴接受机械负载。是三相、装在转轴上，转轴接受机械负载。是三相、并连成并连成Y形形 。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2转子转动原理转子转动原理 定子绕组通入三相电流定子绕组通入三相电流产生随电流的交变而在空产生随电流的交变而在空间中不断地旋转着的旋转磁场间中不断地旋转着的旋转磁场旋转磁场切割转旋转磁场切割转子导体，在其中感应出电动势，在闭合导体

37、中产子导体，在其中感应出电动势，在闭合导体中产生电流生电流转子导体电流与旋转磁场相互作用而产转子导体电流与旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使电动机转动。生电磁转矩，使电动机转动。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机3旋转磁场的方向旋转磁场的方向 电动机转子转动的方向和旋转磁场旋转方向电动机转子转动的方向和旋转磁场旋转方向是一样的。在三相电路中，电流出现正幅是一样的。在三相电路中，电流出现正幅值的顺序依次为值的顺序依次为U1-V1-W1。因此磁场的。因此磁场的旋转方向与这个顺序一致，假设将结合于旋转方向与这个顺序一致，假设将结合于三相电源的三个相序中恣意两相对调后，三相电源的

38、三个相序中恣意两相对调后，使电动机旋转磁场的方向相反，从而使电使电动机旋转磁场的方向相反，从而使电动机转子跟着改动方向，即反转。动机转子跟着改动方向，即反转。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2.2 三相异步电动机的极对数和转速三相异步电动机的极对数和转速1三相异步电动机的极对数三相异步电动机的极对数P旋转磁场有一对极：在三相绕组中，定子每旋转磁场有一对极：在三相绕组中，定子每相绕组只需一个线圈，三相绕组的始端之相绕组只需一个线圈，三相绕组的始端之间存在间存在1200空间角度。空间角度。旋转磁场有两对磁极：定子每相绕组两个线旋转磁场有两对磁极：定子每相绕组两个线圈串联。各

39、绕组的始端之间相差圈串联。各绕组的始端之间相差600。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2三相异步电动机的转速三相异步电动机的转速异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关。异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关。p对磁极时，磁场转速对磁极时，磁场转速n0为：为：可见：旋转磁场的转速可见：旋转磁场的转速n0的大小与电流频率的大小与电流频率f1成正比，与磁极对数成正比，与磁极对数p成反比。成反比。一台三相异步电动机，一台三相异步电动机，f1和和p通常是一定的，通常是一定的，所以磁场转速所以磁场转速n0为常数。为常数。供电系统的频率为供电系统的频率为50Hz，不同磁极对数的旋，不同磁极

40、对数的旋转磁场的转速转磁场的转速n0：main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机异步电动机转子的转速异步电动机转子的转速n旋转磁场的转速旋转磁场的转速n0。n n0假设转子的转速与旋转磁场的转速相等，那么转假设转子的转速与旋转磁场的转速相等，那么转子与旋转磁场之间就没有相对运动，磁力线就子与旋转磁场之间就没有相对运动，磁力线就不切割转子导体，转子电动势和电流以及电磁不切割转子导体，转子电动势和电流以及电磁转矩也就不能产生。即转矩也就不能产生。即“异步异步通常称旋转磁场的转速通常称旋转磁场的转速n0为为“同步转速。同步转速。转差率转差率s：表征转子转速：表征转子转速n与同步转速与同步

41、转速n0之间相之间相差的程度。差的程度。转差率转差率s很小，普通很小，普通s=0.0010.009。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2.3 电动机的机械特性电动机的机械特性1异步电动机的转距特性异步电动机的转距特性电磁转矩的大小和转子电流的大小及气隙磁电磁转矩的大小和转子电流的大小及气隙磁场的强弱有直接关系。转子电流愈大、磁场的强弱有直接关系。转子电流愈大、磁场愈强，电磁转矩也就愈大。还和转子电场愈强，电磁转矩也就愈大。还和转子电路的功率因数有一定关系。路的功率因数有一定关系。对于己制好的电动机的电磁转矩对于己制好的电动机的电磁转矩T只与转差率只与转差率s有关。有关。ma

42、in body第第2 2节节 异步电动机异步电动机转矩特性曲线转矩特性曲线T=f(s)：起动转矩起动转矩-电动机起动的瞬间电动机起动的瞬间s1时的转矩时的转矩Tst；转子到达同步转速时转子到达同步转速时s0，转子电流为零转、定子间，转子电流为零转、定子间无相对转速，电磁转矩就不能产生，转矩无相对转速，电磁转矩就不能产生，转矩T也为零；也为零；最大转矩最大转矩-当当s到达某一值到达某一值sm临界转差率时，电磁临界转差率时，电磁转矩到达最大值转矩到达最大值Tm。普通异步电动机的。普通异步电动机的sm在在0.040.14之间。之间。额定转矩额定转矩-对应于额定负载时的转矩对应于额定负载时的转矩TN。

43、额定转差率。额定转差率sN。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2异步电动机异步电动机机械特性曲线机械特性曲线nf(T)：“电动机稳定运电动机稳定运转区转区-BD这一运转区域。这一运转区域。“不稳定运转区不稳定运转区-CB段。段。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机分析：分析：电动机在旋转时，作用在轴上的转矩有：电动机电动机在旋转时，作用在轴上的转矩有：电动机产生的电磁转矩产生的电磁转矩T和作用在轴上的机械负载转矩。和作用在轴上的机械负载转矩。电动机在起动瞬间电动机在起动瞬间n0，电动机的电磁转矩为起，电动机的电磁转矩为起动转矩动转矩Tst、，假设电磁转矩

44、小于负载转矩，电动、，假设电磁转矩小于负载转矩，电动机将无法起动，反之，电动机的转速机将无法起动，反之，电动机的转速n将不断上将不断上升。升。电动机的电磁转矩将开场沿着机械特性曲线的电动机的电磁转矩将开场沿着机械特性曲线的CB段上升，经过最大转矩段上升，经过最大转矩Tm后沿着曲线后沿着曲线BD段减小。段减小。当电磁转矩等于负载转矩时，电动机以稳定的转当电磁转矩等于负载转矩时，电动机以稳定的转速速n运转。运转。假设机械负载添加，在曲线假设机械负载添加，在曲线BD段上，随着电动机段上，随着电动机转速的下降，电磁转矩将添加。当电磁转矩等于转速的下降，电磁转矩将添加。当电磁转矩等于负载转矩时，电动机到

45、达新的平衡点稳定运转。负载转矩时，电动机到达新的平衡点稳定运转。假设电动机轴上负载转矩减小时，电动机的转速假设电动机轴上负载转矩减小时，电动机的转速将添加，此时电动机以较高的转速运转在将添加，此时电动机以较高的转速运转在BD段。段。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2.4 电动机的铭牌电动机的铭牌main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机1型号型号 型号详细阐明如下：型号详细阐明如下：main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2功率功率 指电动机在额定运转情况下机轴上输出的机械功指电动机在额定运转情况下机轴上输出的机械功率。率。3电压电压 指电动机

46、的额定电压，它表示电动机定子绕组某指电动机的额定电压，它表示电动机定子绕组某种接法时种接法时(Y、)应加的电源线电压。应加的电源线电压。4电流电流 指电动机的额定电流，它表示电动机在额定电压指电动机的额定电流，它表示电动机在额定电压下，轴上输出额定功率时的定子线电流。下，轴上输出额定功率时的定子线电流。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机5结合结合 指定子三相绕组的接法。在接电源之前，六个引指定子三相绕组的接法。在接电源之前，六个引出线端出线端U1、U2、V1、V2、W1、W2必必需正确衔接需正确衔接Y型或型。型或型。其中其中U1、U2表示第一相绕组始末端，表示第一相绕组始末

47、端，V1、V2是第二相绕组始末端，是第二相绕组始末端，W1、W2是第三相绕组是第三相绕组始末端。始末端。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机6转速转速 转速指电动机在额定运转时的转速。转速指电动机在额定运转时的转速。7功率因数功率因数 指电动机在额定运转时定子电路的功率因数。指电动机在额定运转时定子电路的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低额定负载时约三相异步电动机的功率因数较低额定负载时约为为0.70.9。轻载和空载时更低，只需。轻载和空载时更低，只需0.20.3。8防护等级防护等级main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机9温升温升 指电动机在运转中定子绕组

48、发热而升高的温度。指电动机在运转中定子绕组发热而升高的温度。电动机的允许温升与绝缘的等级有关：电动机的允许温升与绝缘的等级有关： main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2.5 电动机的起动、正反转与制动电动机的起动、正反转与制动1异步电动机的起动异步电动机的起动 起动过程起动过程-电动机接通电源后，从转速为零电动机接通电源后，从转速为零瞬间开场直到转速稳定为止的过程。瞬间开场直到转速稳定为止的过程。(1)笼型三相异步电动机的起动控制笼型三相异步电动机的起动控制1)直接起动直接起动“直接起动直接起动-就是利用刀开关、接触器或就是利用刀开关、接触器或电磁起动器等将电动机直接接到具有

49、额定电磁起动器等将电动机直接接到具有额定电压的电源上。电压的电源上。特点：起动简单经济，但起动电流大。当电特点：起动简单经济，但起动电流大。当电源容量足够大，起动时不致呵斥对电网电源容量足够大，起动时不致呵斥对电网电压的显著动摇，可以采用直接起动。压的显著动摇，可以采用直接起动。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机w补：起动特性w起动电流：刚起动时，旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流都很大。转子电流增大，定子电流必然相应增大。普通中小型鼠笼式电动机的定子起动电流(指线电流)与额定电流之比值大约为57。w例如Y132M4型电动

50、机的额定电流为15.4A，起动电流与额定电流之比值为7，因此起动电流为715.4107.8A。第第2 2节节 异步电动机异步电动机n适用适用:n普通在设计规范中规定：普通在设计规范中规定：n当电源采用公用低压网络供电时，容量在当电源采用公用低压网络供电时，容量在11kw及以下时可采用全电压直接起动；及以下时可采用全电压直接起动；n当电源取自居住小区变电所低压配电安装时，当电源取自居住小区变电所低压配电安装时，容量在容量在15kw及以上者可以来用全电压直接起及以上者可以来用全电压直接起动。动。n可采用如下阅历公式确定能否直接起动：可采用如下阅历公式确定能否直接起动：main body第第2 2节

51、节 异步电动机异步电动机2)减压起动减压起动“减压起动减压起动-就是利用某些设备如自耦变压器，就是利用某些设备如自耦变压器，或变换电动机定子绕组的结合法，使电动机的或变换电动机定子绕组的结合法，使电动机的端电压低于额定值，借以减小起动电流。端电压低于额定值，借以减小起动电流。适用：直接起动时电流超越了允许值，且起动转适用：直接起动时电流超越了允许值，且起动转矩又不需很大时。矩又不需很大时。Y起动起动异步电动机定子绕组串接电阻的减压起动异步电动机定子绕组串接电阻的减压起动自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机Y起动起动起动过程：起动时将其定子绕

52、组衔接成星形，当起动过程：起动时将其定子绕组衔接成星形，当电机转速接近额定转速正常运转时，再换电机转速接近额定转速正常运转时，再换接成三角形。接成三角形。优点：减压起动时的电流为直接三角形起动时的优点：减压起动时的电流为直接三角形起动时的13。缺陷：减压起动时的起动转矩也减小到缺陷：减压起动时的起动转矩也减小到13。适用：三角形结合的大型三相异步电动机空载或适用：三角形结合的大型三相异步电动机空载或轻载时起动。轻载时起动。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机异步电动机定子绕组串接电阻的减压起动异步电动机定子绕组串接电阻的减压起动起动过程：闭合开关起动过程：闭合开关Q1，引入

53、三相电源，此时，引入三相电源，此时电阻电阻R与电动机定于绕组串联，电阻分压使定与电动机定于绕组串联，电阻分压使定子绕组的电压小于电源电压，电动机起动转速子绕组的电压小于电源电压，电动机起动转速升高后，闭合升高后，闭合Q2使电阻使电阻R短路，电源电压全部短路，电源电压全部降落在电动机的定子绕组上，电动机正常运转。降落在电动机的定子绕组上，电动机正常运转。适用：定子绕组为星形的，普通功率大于适用：定子绕组为星形的，普通功率大于10kw的笼型异步电动机；的笼型异步电动机； main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动利用特制的三相自耦变压器将电动机减压后

54、起动。利用特制的三相自耦变压器将电动机减压后起动。起动过程：起动时，先将起动过程：起动时，先将Q1闭合，闭合，Q2扳向起动扳向起动位置。当转速接近额定转速时，再将起动器扳位置。当转速接近额定转速时，再将起动器扳向运转位置，切除自耦变压器。向运转位置，切除自耦变压器。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机(2)三相绕线转子异步电动机的起动控制三相绕线转子异步电动机的起动控制Y减压起动减压起动与笼型异步电动机与笼型异步电动机Y减压起动类似。在绕减压起动类似。在绕线转子异步电动机的转子绕组回路中串接线转子异步电动机的转子绕组回路中串接附加电阻，便有良好的起动特性。绕线转附加电阻，便

55、有良好的起动特性。绕线转子异步电动机可以减小起动电流，起动转子异步电动机可以减小起动电流，起动转矩却较大。矩却较大。适用：常用于要求起动转矩较大的卷扬机、适用：常用于要求起动转矩较大的卷扬机、锻压机和起重机等消费机械上。锻压机和起重机等消费机械上。起动过程：起动时起动过程：起动时Y型串接附加电阻，随型串接附加电阻，随着转速的上升，将附加电阻逐段切除，并着转速的上升，将附加电阻逐段切除，并转接为型。转接为型。留意：起动电阻器仅供起动运用，不可将电留意：起动电阻器仅供起动运用，不可将电阻器长期接入转子电路。阻器长期接入转子电路。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机转子回路串接频

56、敏变阻器起动转子回路串接频敏变阻器起动起动过程：刚起动时，频敏变阻器起动过程：刚起动时，频敏变阻器RF呈现最大呈现最大的阻抗，转子的起动电流减小，随着转于转速的阻抗，转子的起动电流减小，随着转于转速的上升，感应电动势频率降低因此变阻器阻的上升，感应电动势频率降低因此变阻器阻抗减小。起动终了后，将频敏变阻器从电路中抗减小。起动终了后，将频敏变阻器从电路中切除。切除。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机2三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 转子旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致，转子旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的旋转方向完全取决于三相电而旋转磁场的

57、旋转方向完全取决于三相电源的相序。源的相序。要想改动电动机的旋转方向，只需将三相电要想改动电动机的旋转方向，只需将三相电源的相序改动即可。即恣意将三相中的两源的相序改动即可。即恣意将三相中的两相对调接于电动机的定子绕组。相对调接于电动机的定子绕组。正转正转-开关开关Q闭合时，电源闭合时，电源L1接接U相，相，L2接接V相，相，L3接接W相。相。反转反转-Q向下合闸时，电源向下合闸时，电源L1接接V相，相，L2接接U相，相，L3接接W相，相，U、V对调，旋转磁场反对调，旋转磁场反转，电动机反转。转，电动机反转。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机3三相异步电动机的制动控制三相

58、异步电动机的制动控制 电动机断电后迅速停顿或反转，这就需求对电动机断电后迅速停顿或反转，这就需求对电动机进展制动，也就是加上与转子转动电动机进展制动，也就是加上与转子转动方向相反的转矩制动转矩。方向相反的转矩制动转矩。制动的常用方法有：制动的常用方法有：机械摩擦制动可采用带轮摩擦或电磁抱机械摩擦制动可采用带轮摩擦或电磁抱闸、能耗制动电气、反接制动电闸、能耗制动电气、反接制动电气和发电反响制动电气等。气和发电反响制动电气等。 main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机(1)能耗制动：能耗制动：“能耗制动能耗制动-用耗费转子的功能用耗费转子的功能(转换为电能转换为电能)进展制动。进展制

59、动。在电动机脱开电源后，立刻在定子绕组中通入直在电动机脱开电源后，立刻在定子绕组中通入直流电流，此直流电流在电功机中产生一个力向流电流，此直流电流在电功机中产生一个力向恒定的磁场，产生的电磁转矩与转子惯性旋转恒定的磁场，产生的电磁转矩与转子惯性旋转方向相反，也就是制动转矩。方向相反，也就是制动转矩。制动转矩的大小决议于直流磁场的强弱和转子电制动转矩的大小决议于直流磁场的强弱和转子电流的大小。流的大小。直流电流的大小普通为电动机定子额定电流的直流电流的大小普通为电动机定子额定电流的0.51.0倍。而对绕线转子异步电动机还可调倍。而对绕线转子异步电动机还可调理转子电路中的变阻器的电阻值来控制制动。

60、理转子电路中的变阻器的电阻值来控制制动。特点：制动能量耗费小，制动平稳。特点：制动能量耗费小，制动平稳。适用：某些机床和桥式起重机快速停车制动控制。适用：某些机床和桥式起重机快速停车制动控制。缺陷：需求用直流电源。缺陷：需求用直流电源。main body第第2 2节节 异步电动机异步电动机(2)反接制动：反接制动：将定子三相绕组的三相电源的恣意两相对调将定子三相绕组的三相电源的恣意两相对调旋旋转磁场的旋转方向随即改动转磁场的旋转方向随即改动产生制动转矩，产生制动转矩，使电动机转速迅速下降使电动机转速迅速下降降到降到0，那么停顿。，那么停顿。如此时不拉开电源开关、电动机将反转。如此时不拉开电源开