变压器与电动机

1、变压器与电动机第1页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二预备知识5.1 变压器第2页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二铁芯高压绕组低压绕组组成： 闭合铁心和高压、低压绕组 第3页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二变压器的电压、电流和阻抗变换 电压变换 电流变换 阻抗变换第4页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率RsRL信号源设：信号电压的有效值:U1= 50V;信号内阻：Rs=100 ;负载为扬声器，其等 效电阻：RL=8。求：负载上得到的功率解：（1）将负载直接接到信

2、号源上，得到的输出功 率为： 第5页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二Rs（2）将负载通过变压器接到信号源上。输出功率为：设变比 则：结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。第6页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二真题练兵：第7页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二5.2 三相异步电动机的使用第8页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 返回第9页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二YBZXAC转子定子定子绕组

3、（三相）机 座线绕式鼠笼式鼠笼转子 第10页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二三相定子绕组：产生旋转磁场。组成：定子铁心、定子绕组和机座。 转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。组成：转子铁心、转子绕组和转轴。1 三相异步机的结构第11页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（1） 转动原理： 演示图 三相异步电动机的工作原理 第12页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二磁铁闭合线圈第13页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1. 线圈跟着磁铁转两者转动方向一致 结论：异步2. 线圈比磁场转得慢第14页，

4、共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 ，三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场（动画） 2 旋转磁场的产生第15页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二XBZAYCAXYCBZAXYCBZ三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场。第16页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二旋转磁场的转速大小 一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ第17页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二极对数

5、（P）的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ点击上图第18页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二极对数（P）的改变CYABCXYZAXBZ 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ第19页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二极对数CYABCXYZAXBZ点击上图第20页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二极对数和转速的关系点击上图第21页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（1）三相异步电动机的同步转速极对数同步转速2 常用公式第22

6、页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 （2 ）转差率 异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）第23页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（3）转子感应电动势的频率取决于转子和旋转磁场的相对速度第24页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二n0Tn额定转矩 ：电机在额定电压下，以额定转速 运行，输出额定功率 时，电机转轴上输出的转矩。( 4 )（牛顿米）nN（电动机在额定负载时的转矩。）第25页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 如果 电机将会因带不动负载而停

7、转。最大转矩 ：( 5 )电机带动最大负载的能力。n0Tn过载系数：三相异步机第26页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二起动转矩 ：( 6 )电机起动时的转矩。n0Tn体现了电动机带载起动的能力。若 电机能起动，否则将起动不了。第27页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 3 机械特性和电路参数的关系和电压的关系结论：第28页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二和转子电阻的关系R2的 改变 ： 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。 结论：第29页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二4 三相异

8、步电动机的使用三相异步电动机的起动三相异步电动机的调速三相异步电动机的制动第30页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（1）三相异步机的起动起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。定子电流 原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低 影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累 电机过热影响：第31页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二三相异步机的起动方法：（1） 直接起动 二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。（2） 降压起动Y 起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动重点是Y 起动和转子串电

9、阻起动。第32页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二Y 起动： 正常运行AZBYXC 起动ABCXYZ设：电机每相阻抗为第33页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二AZBYXC正常运行UPABCXYZ起动UP（2）Y 起动应注意的问题：（1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。 所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合Y 起动。第34页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二转子串电阻起动定子RRR线绕式转子起动时将适当的R串入转子绕组中，起动后将R短路。第35页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二转子串电阻起动的特点：

10、适于转子为线绕式的电动机起动。（1） （2）R2选的适当，转子串电阻既可以降低起动电流， 又可以增加起动力矩。第36页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（2）三相异步电动机的调速方式1. 改变极对数 有级调速。2. 改变转差率 无级调速。调速方法：调速：在同一负载下能得到不同的转速。适用于鼠笼式电动机适用于绕线式电动机3. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速第37页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 （4）三相异步电动机的铭牌数据Y132M-4型电动机三相异步电动机型号 Y132M-4 功率7.5KW 频率50Hz电压380V 电流15.4A 接法

11、转速1440 r/min 绝缘等级 B 工作方式：连续功率因数 0.85 效率(%) 87 年 月 编号 XX电机厂第38页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1. 型号：表明不同用途，不同环境。三相异步电动机机座中心高机座长度代号磁极数Y 132 M-4磁极数(极对数 p=2)同步转速1500转/分第39页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二转差率2. 转速: 电机轴上的转速（n)。如： n =1440 转/分3. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.第40页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二4. 额定电流：定子绕组在指定

12、接法下的线电流。5. 额定功率： 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的 关系为： 其中鼠笼电机=7293第41页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。6. 功率因数(cos1)：P2PNcos1第42页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二真题练兵：有一台6kW的三相异步电动机，其额定运行转速为148rpm，额定电压为380V，全压启动转矩是额定

13、运行转矩的1.2倍，现采用Y启动以降低其启动电流，此时的启动转矩为：第43页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二5.3 常用继电一接触器控制电路1 点动控制电路2 单向旋转控制电路3 可逆旋转控制电路 4 时间控制基本线路 第44页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二低压电器手动控制电器自动控制电器闸刀开关组合开关按钮自动空气断路器接触器继电器时间继电器中间继电器 预备知识低压电器简介保护控制电器低压断路器熔断器热继电器第45页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1 闸刀开关2 组合开关3 控制按钮1 手动控制电器第46页，共96页，

14、2022年，5月20日，18点46分，星期二1 闸刀开关低压隔离开关：在无负载下操作。低压负荷开关：通断负荷电流。闸刀开关广泛用于500V以下的电路中接通和断开小电流电路，或作为隔离电源的明显断开点，以确保检修、操作人员的安全。一般符号第47页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二隔离开关HD系列隔离开关第48页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二负荷开关 第49页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二2 组合开关 组合开关又叫转换开关 ，有单极、双极和三极三种 ，用于小容量笼型异步电动机的直接起动及正反转控制，照明电源的接通与分断等。第

15、50页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二3 控制按钮常开(动合)按钮电路符号SB1）作用：接通或断开控制电路。2） 符号：第51页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二第52页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二2 自动控制电器 行程开关 接触器3 继电器第53页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1 行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST第54页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二2 交流

16、接触器作用：远距离频繁接通和断开主电路。接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。第55页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二交流接触器的结构图第56页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源第57页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 组成: 由电磁铁和触点两部分组成。触点(按用途)主触点：接在主电路中，通过较大电流，应采用灭弧措施。辅助触点：接在控制电路中，通过较小电流。触点(按状态)常开触点常闭触点第58页，

17、共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二接触器有关符号：接触器线圈 接触器主触头常开常闭接触器辅助触头第59页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控 制大电流。第60页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 3 继电器 继电器是根据某一输入量来换接执行机构的电器，起传递信号的作用。电压继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）功率继电器温度、频率.继电器类型：（按输入信号 的性质分类） 第61页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星

18、期二时间继电器类型：机械式空气阻尼式电气式阻容式数字式1）时间继电器：可以延时或周期性定时接通或分断控制电路。第62页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二时间继电器触头类型断 电 式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通 电 式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开第63页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二2） 中间继电器： 作用：用来传递信号和同时控制多个电路。 组成：基本同交流接触器 。区别是触点多，流过的电流小。 符号：同交流接触器。第64页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二3 保护控制电器1

19、低压断路器 2 熔断器 3 热继电器4 漏电开关 第65页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1）作用：低压保护电器，可实现短路，过 载，失压保护。2）原理：利用电磁铁的作用原理，故障时 断开触点；故障消除后，可自动闭合触点。1 低压断路器（自动空开）第66页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二低压断路器结构图第67页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二作用：可实现短路、过载、失压保护。低压断路器（自动空开）结构过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。第68页，共

20、96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二2 低压熔断器作用：最简单、有效地进行 短路保护。电路符号FU安秒特性tIF第69页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二3 热继电器 主要用于电动机的过载保护。由于热惯性，不可做短路保护。 第70页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二1发热元件 2主双金属片 3导板 4补偿片 5推杆 6动触头 7静触头 8复位按钮 9调节装置热继电器外型及动作原理示意图第71页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二发热元件双金属片式热继电器结构：I常闭触头双金属片工作原理： 发热元件接入电机主电路，若

21、长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板第72页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头KHKH第73页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 1 异步机的点动控制M3ABCKMFUQSBCKMSB动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电 电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB） 线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路第74页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 2 异步机的单向旋转控制电路KM自锁自锁的作

22、用按下按钮（SB），线圈（KM）通电，电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动按钮停车按钮第75页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二KMSB1KMSB2KHM3ABCKMFUQSKH电流成回路，只要接两相就可以了。异步机的直接起动 + 过载保护发热元件热继电器触头第76页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二例如：甲、乙两地同时控制一台电机KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB1乙方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。多地点控制乙地甲地第77页，共96页，2022年，

23、5月20日，18点46分，星期二QSKHM3ABCKMFU方法一：用复合按钮。点动+连续运行(1)SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2KHSB3主电路控制电路第78页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二点动+连续运行(2)SBKASB1KASB2KHKMKAM3ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）。控制关系SB：点动SB2：连续运行第79页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二 以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2KHSB不能点动！思考题第80页，共96页，2022年，5月20日

24、，18点46分，星期二 3 可逆旋转控制电路KMFKMFSB1SBFKHM3ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMRSBR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！操作过程： SBF正转SBR反转停车SB1第81页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二可逆旋转控制电路(2) - 加互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRM3ABCKMFFUQ SKHKMRSBR互锁第82页，共96页，2022年，5月20日

25、，18点46分，星期二KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBR可逆旋转控制电路(3)-双重互锁KMRM3ABCKMFFUQSKH电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）第83页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二可逆旋转控制电路（4）-行程控制KMRM3ABCKMFFUQSKH 行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BA第84页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二基本的行程控制电路 控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程限位开关ST

26、ASTB逆程至右极端位置撞开STA 动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）第85页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二行程控制的应用举例 -自动往复运动正程逆程电 机工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回第86页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二电机STaSTbKMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自动往复运动控制电路 限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施第87页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二（1）电机的Y起动（2）电机的顺序控制 4 时间控制基本线路 第88页，共96页，2022年，5月20日，18点46分，星期二KMFUQSKH电机绕组AxByCzKM -YABCXYZYZBY