第9章变压器与电动机

1、+NIfNSS9.1 磁路的基本知识磁路的基本知识磁路分为直流磁路和交流磁路。磁路分为直流磁路和交流磁路。BSdeNdt BH 3、磁导率、磁导率表示物质导磁性能的物理量表示物质导磁性能的物理量。真空中的磁导率真空中的磁导率 0=410-7H/m。相对磁导率。相对磁导率 r=/0单位：亨单位：亨/米米 H/m根据磁导性能的好坏，自然界的物质可分两类：根据磁导性能的好坏，自然界的物质可分两类：铁磁性的材料，如铁、钴、镍、钢等；另一类铁磁性的材料，如铁、钴、镍、钢等；另一类为非铁磁性的材料，如铜、铝、纸、空气等。为非铁磁性的材料，如铜、铝、纸、空气等。Fe2cosPRIUIP 变压器的结构变压器的

2、结构lSlHlNI B IlH dSlNI mRFSlNI mRFmRF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）（磁通势）eeRi u t, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 / 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压 变压器是利用电磁感应原理传输电能或信号的器变压

3、器是利用电磁感应原理传输电能或信号的器件，在电力系统和电子线路中应用广泛。件，在电力系统和电子线路中应用广泛。变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心变压器的结构变压器的结构1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心1、 空载运行情况空载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N

4、1) tNedd 22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。根据根据KVL：11111EEIRU变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计，则则1E1R1I1U1E+一次侧一次侧t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144. 4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：

5、理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm KNNEEUU 2121201根据根据KVL：222204 44mI, UE.fN结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。2222UEIRE2+1u+1e+1e+1N2N+2、 带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流一次侧接交流电源，二次侧电源，二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成磁

6、通。磁通。 2i2+e2+e 2+u22222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论： 变压

7、器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动势势 E= 120V，内阻，内阻 R 0=800 ，负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为RL=8 。要求。要求: （1）当）当RL折算折算到原边的等效电阻到原边的等效电阻RL= R0时，时，求变压器的匝数比和信号源输求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（出的功率；（2）当将负载直）当将负载直接与信号源

8、联接时接与信号源联接时,信号源输信号源输出多大功率？出多大功率？ W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为：一、变压器的额定值一、变压器的额定值N2N2NIUSN2N2N3IUS N2N2NIUS容量：容量： 21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos222IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的大小和性质大小和性质SN是指变压器是指变压器额定电压和额定电流的乘积额定电压和额定电流的乘积4、额定频率、额定频率是指变压器应接入的电源的频率。我国的工频是是

9、指变压器应接入的电源的频率。我国的工频是50H50HZ Z122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O FeCu2212PPPPPP 交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、异励、串励、复励他励、异励、串励、复励电动机的分类：电动机的分类：9.3 异步电动机异步电动机发电机发电机 将机械能转换为电能；将机械能转换为电能；将电能转换为机械能。将电能转换为机械能。电动机电动机电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置（动力电机）（动力电机）（控制电机）

10、（控制电机）YBZXAC转子转子定子定子定子绕组（三相）定子绕组（三相）机机 座座三相定子绕组：三相定子绕组：9.3.19.3.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造下一页下一页返返 回回1. .定子定子由机座、定子铁心、定子绕由机座、定子铁心、定子绕组组成：组组成：1、机座机座：起固定和支撑定子铁心：起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造。的作用，一般用铸铁制造。2、定子铁心：定子铁心：由厚由厚0.5mm的硅钢的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均匀的片冲叠而成，铁心内开有均匀的槽，嵌放定子绕组。槽，嵌放定子绕组。3、定子绕组：定子绕组：由完全相同的三个由完全相同的三个绕组组成，空间互差绕

11、组组成，空间互差120度，可接度，可接成成Y或或。定子机座机座定子绕组定子绕组铭牌数据铭牌数据出线端子出线端子齿轮电动机的定子（小于500kW）绞车驱动的定子(大于500kW)转子转子: : 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2. .转子转子鼠笼转子鼠笼转子铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁心槽内放铜条，端铁心槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一

12、样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 另一端分别接滑环，可外接电阻另一端分别接滑环，可外接电阻鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式绕线型转子绕线型转子返回返回铝壳电动机 小型木工机械、台站、切割机、风机、小型木工机械、台站、切割机、风机、运输、建筑、食品、家业机械的驱动。运输、建筑、食品、家业机械的驱动。钢板壳电动机 铸铁电动机 联接方式：联接方式：Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：异步电动机的结构异步电动机的结构上一页上一页下一

13、页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 三相笼式异步电动机的部件图三相笼式异步电动机的部件图1 1、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n()电流出电流出( )电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNS合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下分析规定：分析规定： 电流电流 I 为正时，从首端流入、末端流出；为正时，从首端流入、末端流出； 电流电流 I 为负时，从首端流出、末端流入。为负时，从首端流出、末端流入。AiBiCimIt180tXBZ0nAYC

14、60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：AiBiCitmI上一页上一页下一页下一页返回返回上一节上一节下一节下一节 二极旋转磁场二极旋转磁场V2W2n nN NS ST Tf fn n1 1f f旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向的方法：改变电机的旋转方向的方法：改变相序改变相序（换接其中两相）（换接其中两相）AiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向2 2、旋转磁场的、旋转磁场的转速大小转速大小分）转 /( 600

15、fn 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiCimItCYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是形成的磁场则是两对磁极两对磁极。X AAXBYBYCZCZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt上一页上一页下一页下一页返回返回上一节上一节下一节下一节电流变化一周电流变化一周

16、旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化 (5060) 周周p = 1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化 (2560) 周周p = 2 时：时：上一页上一页下一页下一页返回返回上一节上一节下一节下一节三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pf1n min）r/ ( p12 3456n0

17、/(r/min)300015001000750600500 f 1= 50 Hz 时时,不同极对数时的同步转速如下不同极对数时的同步转速如下:同步转速同步转速p 为任意值时：为任意值时：上一页上一页下一页下一页返回返回上一节上一节下一节下一节电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步电动机电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无

18、转子电流提示提示：如果如果0nn 旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转方向：取决于三相电流的相序。（3）旋转磁场的转向）旋转磁场的转向旋转磁场是沿着：旋转磁场是沿着：U1V1W1U1U2V1V2W2W1i1i2上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3i1U1， i2V1， i3W1 与三相绕组中的三相电流的相序：与三相绕组中的三相电流的相序：L1 L2 L3 一致，通入导前电流的绕组一致，通入导前电流的绕组通入滞后电流的绕组。通入滞后电流的绕组。旋转磁场是沿着：旋转磁场是沿着：U1W1V1U1U2V1V2W2W1L1

19、L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1U1， i2W1， i3V1任意对调两根电源进线，磁场反转。任意对调两根电源进线，磁场反转。上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 方法：方法：将与电源相接的将与电源相接的任意两相互换任意两相互换(改变相序改变相序)，就可实现反转。，就可实现反转。 三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转正转正转反转反转A B CM3电电 源源AB CM3电电 源源 4 4、转差率、转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%9%1s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场

20、的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大）i2转子电流频率转子电流频率2f取决于转子和旋转磁场的相对速度取决于转子和旋转磁场的相对速度1000026060SfPnnnnPnnf2202220222222)(SXRSEXREI转子功率因数：转子功率因数：220222222222)(cosSXRRXRRi2202122222SXLSfLfX202122244. 444. 4SENSfNfEmmR1R2i1u1e1e 1e2e 2COS2I2I2, COS21S0结论：结论：转子电路的电动势、电流、频率、感抗转子电路的电动势、电流、频率、

21、感抗、功率因数等都与转差率、功率因数等都与转差率S有关，有关，与转差率与转差率 S 的关的关系如右图所示。系如右图所示。I2、COS2 例：例：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 nN =975 r/min，电源频率，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知速的关系可知：n0=1000 r/min , 即即p=3额定转差率额定转差率为为2.5%100%10009751000%1000N0N nnnS22c

22、osIKTmT2cos22cosIKTmT22022202)(SXRSEI2202222)(cosSXRRmNfU11144.4将其中参数代入：将其中参数代入：21220222)(UsXRsRKT得到得到转矩公式转矩公式 2 三相电动机的机械特性三相电动机的机械特性)()(TfnSfT21220222)(UsXRsRKT根据转矩公式根据转矩公式Ts10n0Tn得特性曲线：得特性曲线：电动机的电动机的自适应负载自适应负载能力：能力： 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。这种能力称为自适应负载能力。常用特常用特性段性段

23、n0nT 自适应负载能力是自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要电动机区别于其它动力机械的重要特点。（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大特点。（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。）油门，才能带动新的负载。）TISnTL2 直至新的平衡。此过程中，直至新的平衡。此过程中， 时，时， 电源提供的功率自动电源提供的功率自动增加。增加。2 I1 I三个重要转矩：三个重要转矩：n0TnNT额定转矩额定转矩 ：电机在额定电压下，以额电机在额定电压下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输出额定功率定功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。NPN

24、n( 1 )/()(9550602分转千瓦NNNNNnPnPT（牛顿（牛顿米）米）NTnN 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。maxTTL最大转矩最大转矩 ：( 2 )maxT电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT过载系数：过载系数：NTTmax三相异步机三相异步机2 .28 .1 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意： （1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所

25、以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。maxTmaxTTL （2）电机严重过热电机严重过热0n121)(s II2021max21XKUTstT起动转矩起动转矩 ：( 3 )电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中则则21220222)(UXRRKTstLstTT stT体现了电动机带载起动的能力。若体现了电动机带载起动的能力。若 电机能电机能起动，否则将起动不了。起动，否则将起动不了。1U21220222)(UsXRsRKT 机械特性和电路参数的关系机械特性和电路参数的关

26、系21 UT和电压的关系和电压的关系0Tn0) 0(nnsSTTTUmax1结论：结论： 和转子电阻的关系和转子电阻的关系22RR 2 RR2的的 改变改变 ： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电机外接电阻不同。机外接电阻不同。 21220222)(UsXRsRKT0ST令：令：得：得：202XRSm0Tn2RmsmsstTstT mmssststTT结论：结论： 机械特性的软硬机械特性的软硬 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起软特性：负载增

27、加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。动特性好。 硬特性硬特性 （R2小）小）软特性软特性（R2大）大）0Tn 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。电机；重载起动则选软特性电机。 例例 ： 某三相异步电动机某三相异步电动机，极对数极对数 p = 2，定子绕组三角定子绕组三角形联结，接于形联结，接于 50 Hz、380 V 的三相电源上工作，当负载转矩的三相电源上工作，当负载转矩 TL= 91 Nm 时，时，测得测得 I1l = 30 A，P1= 16 kW，n = 1 470 r/min，求该电动机带此

28、负载运行时的求该电动机带此负载运行时的 s 、P2 、 和功率因素和功率因素。= 87.5%60 f1 2n0 = = 1 500 r/min00nnsn= = 0.021 5001 470 1 500 P2 = T2 =2n6023.146091 1470 W= 14 kWcos =P1 3 U1l I1l= 0.81解：解：返返 回回P2P1= 100%4. 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min

29、 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B1)1)型号型号 Y132S6Y系列异步机系列异步机机座中心高度机座中心高度机座长度代号机座长度代号 2p = 6n0 = 1 000 r/min2) 额定功率额定功率 PN PN = 3 kW轴上输出轴上输出机械功率机械功率的额定值的额定值3) 额定电压额定电压 UN UN = 380 V定子三相绕组应施加的定子三相绕组应施加的线电压线电压磁极数磁极数返返 回回4) 额定电流额定电流 IN IN = 7.2A 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.

30、2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B定子三相绕组的额定定子三相绕组的额定线电流线电流上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节6) 额定转速额定转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速转子转速。5) 联结方式联结方式通常三相异步电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。以上者，联结成三角形。 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流

31、流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B8. 8. 绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105(105C)C)，H级最高级最高(180(180C)C)。7. 额定功率因数额定功率因数N = cos NP1N = 3 UNIN cos NPN =NP1N = 3 UNIN cos NN上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 异步机的起动特性：异步机的起动特性： 起动电流大起动电流大: IS = KC

32、IN =（57）IN 起动转矩小起动转矩小: TS = KSTN =（1.62.2）TN 影响：影响： 频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累, ,易使电动机过热。易使电动机过热。 大电流使电网电压降低，影响其他负载工作。大电流使电网电压降低，影响其他负载工作。9.3.3 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 不好不好! 良好的起动性能良好的起动性能: 起动电流小起动电流小 起动转矩大起动转矩大上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节（一）鼠笼式异步电动机的起动（一）鼠笼式异步电动机的起动（1）直接起动（全压起动）直接起动（全压起动） (a) 小容量的电动机（二三十

33、千瓦以下）；小容量的电动机（二三十千瓦以下）； (b) 电源容量足够大时。电源容量足够大时。（2）减压起动）减压起动(a) Y 减压减压起动：起动： 适用于：正常运行为适用于：正常运行为联结联结的电动机。的电动机。起起动动时时运运行行时时上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节UVWUNI1lYUVWUNI1l 设：定子每相阻抗为设：定子每相阻抗为 Z3U1pI 1l =ZZUN3 =ZI1lY =U1pYZUN 3 =TUp2 Y接起动的起动转矩：接起动的起动转矩： Y接起动的起动电流：接起动的起动电流：13U1p U1pY=上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下

34、一节下一节IS IsY =1313TS TsY = Y 起起动动起起动动Y 起起 动动与与全压起动全压起动时起动电流和起动转矩比较时起动电流和起动转矩比较UVWUNI1lYUVWUNI1l 3 Y 减压减压起动的特点：起动的特点： (1) 电源电压不变，定子绕组接法改变；电源电压不变，定子绕组接法改变； (2) 降压比为降压比为 。1 (1) IsYImax （线路中允许的最大电流）；（线路中允许的最大电流）； (2) TsYTL， 适用于轻载或空载起动适用于轻载或空载起动 否则不能采用此法。否则不能采用此法。 Y 减压减压起动的使用条件：起动的使用条件： Y接接起动的起动转矩为：起动的起动转

35、矩为： Y接接起动的起动电流为：起动的起动电流为：13TS TsY =上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节IS IsY =13(b) 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动M3Ul降压比为降压比为:KA=UlUNUl= KAUNKAIs定子电压：定子电压：定子电流：定子电流： KA IsKAIs KA线路电流：线路电流： KA2IsIsa = KA2Is 自耦变压器自耦变压器降压降压起动的起动电起动的起动电 流为：流为：Tsa = KA2Ts 自耦变压器自耦变压器降压降压起动的起动转起动的起动转 矩为：矩为：UN上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节自耦

36、变压器自耦变压器降压降压起动的特点：起动的特点：定子绕组接法不变，改变定子绕组的电压；定子绕组接法不变，改变定子绕组的电压；降压比降压比 KA可调可调: 0.5、0.65、0.8； 0.55、0.64、0.73自耦变压器自耦变压器降压降压起动起动的使用条件：的使用条件： IsaImax （线路中允许的最大电流）；（线路中允许的最大电流）； TsaTL ，适用于轻载或空载起动，适用于轻载或空载起动 否则不能采用此法。否则不能采用此法。 选择选择 KA的方法：的方法： KA2Is Imax KA2Ts TL需要两者需要两者均满足均满足上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节( (

37、二二) )绕线式异步机的起动：绕线式异步机的起动：滑环滑环电刷电刷定子定子转子转子起动电阻起动电阻RRR起动时将适当的起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将R 短路短路。上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节转子串电阻起动转子串电阻起动1222202202)(IIRXREIst转子串电阻起动的特点：转子串电阻起动的特点：适于转子为线绕式的电动机起动。适于转子为线绕式的电动机起动。（1 1） （2 2）R R2 2选的选的适当适当，转子串电阻既可以降低起动电流，转子串电阻既可以降低起动电流， 又可以增加起动力矩。又可以增加起动力矩。0Tn2R2R2

38、2RR ststTRXRURKT222022212例例1: : A2849230880380310453. 1)NNN3NNcos310 UPI 解解: : 一台一台Y225M-4型的三相异步电动机，定子绕组型的三相异步电动机，定子绕组型联结，其额定数据为：型联结，其额定数据为：PN=45kW, UN=380V，nN=1480r/min， N=92.3%，cos N=0.88， KC=IST /IN = 7.0, Ks= TS / TN = 1.9，KM = TM /TN= 2.2求：求：1) 1) 额定电流额定电流IN? 2) ? 2) 额定转差率额定转差率sN? ? 3) 3) 额定转矩额

39、定转矩TN 、最大转矩最大转矩TM 和起动转矩和起动转矩TS 。上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四极电动机四极电动机）minr 15000/n 013. 01500148015000N0N nnns 3 3）求）求额定转矩额定转矩T TN N 、最大转矩、最大转矩T TM M 和起动转矩和起动转矩T TST ST mN 4 .29014804595509550NNN nPTmN 9 .6384 .2902 . 2NMM TKTmN 8 .5514 .2909 . 1NSS TKT上一页上一页下一页下一页返返 回

40、回上一节上一节下一节下一节解解： 在在上例中上例中( (1 1) )如果负载转矩为如果负载转矩为 510.2Nm , , 试问在试问在U=UN 和和U =0.9UN两种情况下电动机能否两种情况下电动机能否起动？（起动？（2 2）采用）采用Y- - 换接起动时，求起动电流换接起动时，求起动电流和起动转矩。和起动转矩。 （3 3） 当负载转矩为额定转矩的当负载转矩为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否时，电动机能否Y- Y- 换接起动？换接起动？ (1) 在在U=UN时时 TS = 551.8Nm 510.2 N. m mN2 .510mN 4478 .5519 . 02S T不能起动不能起动

41、 (2) IS =KCIN=7 84.2=589.4 A 在在U = 0.9UN 时时能起动能起动例例2:A5 .1964 .5983131 sSY II上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节在在80%额定负载时额定负载时13 .2329 .183%804 .2909 .183%80NsY TT在在50%额定负载时额定负载时12 .1459 .183%504 .2909 .183%50NsY TT可以起动可以起动mN9 .1838 .5513131ssY TT(3)不能起动不能起动上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节1. 改变磁极对数改变磁极对数 p2

42、. 改变转差率改变转差率 s 3. 改变电源频率改变电源频率 f1 (变频调速变频调速)调速方法：调速方法：3. 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 有级调速有级调速无级或有级调速无级或有级调速无级调速无级调速 n = (1 s) n0 = (1 s) p60 f1上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节在负载不变的前提下，人为改变电动机的转速在负载不变的前提下，人为改变电动机的转速（一）变极调速（一）变极调速U1U2U3U4U1U2U3U4(a) p = 2(b) p = 1SSNNSN上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节每相绕组由两个线圈组成，

43、可串联、并联每相绕组由两个线圈组成，可串联、并联U1U2U4U3U1 U2 U3 U4转子串电阻调速转子串电阻调速R2R2+RCn0TnOTMM33RCTL上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节电阻增大，转速下降电阻增大，转速下降（二）变转差率调速（二）变转差率调速（三）变频调速（三）变频调速 U、f 可可 变变M33整流电路整流电路逆变电路逆变电路50 Hz控制控制电路电路n0TnOfNf1 fN 直直 流流f2 f1上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节 变频调速变频调速TL频率降低，转速下降频率降低，转速下降21220222)(UsXRsRKT22

44、2012012max/mSRXTKUX时时，22122220stKRUTRX（1）自身没有起动转矩）自身没有起动转矩（2）转子借助其它力量）转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按转动后，外力去除后仍按原方向继续转动。原方向继续转动。上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节下一节下一节9.3.4 单相异步电动机单相异步电动机 .F转子转子导条导条及及电流电流单相异步电动机的特点：单相异步电动机的特点： 当定子绕组产生的合成磁当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。所以没有起动转矩。怎样产生起动转矩？怎样产生起动转矩？U1I2I21II、转子转子（2） 罩极起动罩极起动短路环短路环定子定子线圈线圈上一页上一页返返 回回上一节上一节下一节下一节单相罩极式异步电动机单相罩极式异步电动机定子定子磁极磁极例例5:三相异步电动机，电源电压三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子三相定子绕组绕组 接法运行，额定电流接法运行，额定电流IN=20A，启动启动系数系数Ist/IN=7，求：求： （1） 接法时的启动电流接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为若启动时改为Y接法，求接法，求 Ist Y（