船舶电气设备及系统精课件

绪 论

自我介绍

学习本课程的意义

如何学习本课程第一章教学大纲要求：教学目的：通过本课程的学习，使学生获得船用电机及船舶电气设备必要的基本理论和基本知识，掌握船舶电气设备基本操作技能，为今后从事船舶电气设备管理工作打下理论基础和实践基础。学习本课程的意义

有人说“船舶是一座小城市”，本课程介绍的就是这座“小城市”电力系统维护、管理及维修等所必须具备的部分知识。

城市有生产设备，设备需要由电动机拖动，因此第

1～6章学习“磁路”和“电机学”的知识；

有了电动机，就要对它进行控制，最基本的控制方法是继电-接触器控制，第7～10章学习的就是电力拖动的基本控制方法；。本课程学习方法

认真

：特别是开始部分更需要认真。认真听

；认真预、复习

；认真做作业。

勤

：勤思考；勤问

——

答疑。听课的要求：注意：必须避免已经养成的习惯——开学随便听课，期末突击。警告：原理部分未掌握，后续内容很难学。1.基本要求：不要讲话，不要影响他人。2.初级要求：不要单独做小动作，或打瞌睡。3.中级要求：课后及时复习

，消化内容（看懂学过的内容，能够回答各节后面的“复习与思考”

题）。4.高级要求：课前预习，预习10面的内容（不要求看懂，但要求知道什么内容）。这些要求履行程度直接影响学习效果。考试与计分方法

考试题型：单项选择题、是非判断题计算题简答题

（包括小的线路图的分析）

计分方法：平时成绩：20%（实验10%，作业、课堂提问及考勤等10%）。期末成绩：80%。第一章

磁路§1—1．磁场基本物理量§1—2．铁磁材料及铁损§1—3．磁路§1—4．电磁铁第一章小结控制柜磁力控制箱电磁设备§1—1．磁场基本物理量磁的概念：概念：——

电生磁，磁变生电。物理量：——

磁感应强度（磁密）、磁场强度、磁导率。磁路的含义磁路，在这里有两层意思：第一层意思是字面上的含义，磁路是磁的通路，即磁通通过的路径称为磁路。第二层意思是指“路”与“场”的区别。在物理学中，人们通常是采用“场”的方法对电进行研究的，

但

是各点的“场”是变化的。为了简化分析，本课程以“路”的角度进行分析。“路”是一种工程分析方法，它是以平均的角度来分析和计算实际工程问题的方法

。磁路的物理量磁感应强度——反映的是指物体在磁场中受到磁力作用的强度。

而磁力作用是与材料有关的。磁感应强度B：

B=Φ/S磁场强度——反映的是电生磁时，产生磁的大小。磁场强度H

：

H=∑I/l磁导率——反映的是材料导磁能力。磁导率μ

：

B=μH注意：磁路的物理量的单位。例如：在磁路中磁势的单位是（

）

。A.伏特

B.安培

C.欧姆

D.韦伯磁场基本物理量一．磁感应强度B（又称磁通密度）a．意义：表示磁场内某点的磁场强弱和方向。磁力线方向：磁铁外部N→S内部S→N

当各点B大小相等，方向相同时为均匀磁场。b．

带电导体在磁场中受到力作用∵B=F/LI

当 F：N（牛顿）

l：m

（米）

I：A(安)则B单位：特斯拉（T）——国际单位制另：工程（电磁）单位

高斯（Gs）

1T=104

Gs二．磁通Φ某处的磁通表示该处的磁感应强度与该处垂直于磁场方向的面积的乘积。Φ=BSΦ国际单位工程单位1Wb=108

Mx其中 B：T，S：m2韦伯（Wb）麦克斯韦（Mx）三．磁场强度Ha．用来确定磁场与产生磁场的电流关系，表示不考虑磁场媒质的磁性（磁导率）时的磁场的强弱和方向。b．安培环路公式c．半径x处的磁场强度Hx=IN/2πx=IN/lx 或H=IN/L周长)其中F=IN为磁动势（磁势）(lx：半径为x时单位：安培（A）

且F=Hl H单位：A/m四．磁导率μa．意义μ

表示磁场媒质磁性，衡量物质的导磁性能b．B=μH

性质：H决定于I、N及几何尺寸；B还决定于磁场媒质磁性。c．μ单位 享/米（H/m）真空μ0=4π×10-7H/m相对磁导率μr=μ/μ0(=μH/μ0H=B/B0)

μmax最大相对磁导率磁性材料（μ是一个变量）非磁性材料∵μ=μ0μrμr≈1

μ=μ0Φ=BS=μHS≈μ

0μr

HS=μ0（IN/l）Sμ0、N、l、S为常数，∴Φ与I成正比。§1—2．铁磁材料及铁损

铁磁材料：铁、钴、镍以及它们的合金。

性能：高磁导率、饱和、磁滞。

铁损：铁心损耗高导磁性磁性材料μr»1a．磁畴分子电流产生的磁场、相当于一个小磁铁，在某小区域内分子磁铁都排列整齐显示磁性即为磁畴。没有外磁场、磁铁中磁畴排列混乱、无磁性。b．磁化与高导磁性 加外磁场、磁畴顺外磁场方向转向显示磁性产生一个与外磁场同向的强磁化磁场叫磁化；使合成磁场（B）大大增加、出现高导磁性。高磁导率a．外磁场增大到一定值，磁畴全部转向，磁性材料的磁化磁场的磁感应强度（BJ）达饱和值。b．磁化曲线B=BJ+B0B0为无磁性物质时的磁感应强度。c．特点有磁性物质时由于存在磁饱和性，Φ（B）与I（H）不成正比、µ不为常数。磁饱和

原因：——

有剩磁存在。

现象：——

磁化过程0→1→2→3→4→5→6→1

磁滞回线：回线（闭合曲线）：1

→2

→3

→4

→5

→6

→1磁场强度最大值不同就有不同的回线。Br 剩磁（磁畴来不及转向造成）Hc 矫顽磁力（克服剩磁所加反向磁力）磁滞

曲线：将不同磁场强度所对应的磁滞回线的顶点相连就成为磁化曲线，B-H曲线。磁化曲线—— 书上P.3.图1-2-1的“B-H曲线”——

不准确。两种情况

——

考虑剩磁和不考虑剩磁。更正

分法：——

根据磁性能分类。①.

软磁材料；②.硬磁材料；③.矩磁材料。

特点：——

磁滞回线面积（形状）不同。软磁材料

硬磁材料

矩磁材料铁磁材料的类型

软磁材料：用来制造电机、变压器等的铁心。

硬磁材料：用来制造永久磁铁。

矩磁材料：以前用来制造计算机的存储器。铁磁材料的用途

包含：涡流、磁滞损耗。都转化为热量。

涡流：

——

产生原因穿过铁心磁通交变，也要感应电势，引起电流，发热。

磁滞：

——

产生原因有剩磁，反向时要克服，需要能量（矫顽力），发热。铁芯损耗

注意：直流磁通不产生涡流损耗，也不产生磁滞损耗。

铁心损耗计算：书P.4。与频率f和磁密大小有关。

线圈损耗计算：——包括铜损和铁损铜损（通入电流后导线电阻的损耗）铁损（包括涡流损耗和磁滞损耗两部分）。铁芯损耗注意及计算§1—3．磁路

本节包含两个内容：①.磁路概念②.基本定律

第一章的计算任务：①.物理量计算②.磁路计算。磁路概念①.

磁路是均匀的，或至少是分段均匀；磁场各点则是变化的。②.

磁场的计算经常需要微积分；磁路则常常采用四则运算（代数运算）。③.

磁路物理量：——

磁势、磁通、磁阻。磁路是磁的闭合通路。磁路中可能存在气磁路是磁的

闭合通路。磁路

中可能存在气

隙。a).

直流电机磁路b).接触器磁路c).变压器磁路d).继电器磁路常见磁路磁路基本定律

基本定律：

——计算的知识点

欧姆定律：F=

ΦRm

基尔霍夫电流定律：∑Φ=0

基尔霍夫电压定律：∑IN=ΦRm§1—4．电磁铁

本节包含四个内容：①.

工作原理；②.

电磁吸力与短路环；③.

交、直流电磁铁的区别

（特点）；④.

铁心线圈的电感。工作原理①.组成：——

铁心、线圈、衔铁、复位弹簧。②.原理：当线圈通电后，产生磁势，磁路中便有磁通通过，铁心和衔铁之间将产生吸力（与磁通成正比）。衔铁克服弹簧的作用力被铁心吸合，同时带动其它机构动作。线圈断电，剩磁磁通的吸力很小，在弹簧作用下，衔铁释放，同时使所带动的机构复位。电磁吸力与短路环o电磁吸力：电磁铁产生的电磁吸力正比于磁通（或磁势），计算公式见书P.6～7.式（1-4-1）和式（1-4-2）。o短路环：由于交流磁通的过零点，会引起振动。振动的不良后果——破坏各部件。短路环作用：使铁心总磁通不同时为零。理：通过短路环的磁通滞后没有通过短路环的磁通90°电角。因此铁心的吸合面任何时刻通过的磁通都不会出现为零。从而保证了电磁铁产生的吸力不为零。短路环的作用原短路环一般采用铜材料焊接制成。电磁铁的特点电磁铁特点归纳铁心电感铁心电感Lm的计算公式：——

P.8.式（1-4-6）电感L正比于匝数N、磁通Ф，反比于磁路长度l，即：L

=

N

Ф/

l。由于磁通Ф=IN/Rm，带入则得书上公式。结论：磁阻越大，铁心的电感越小；磁导率越大，铁心电感越大。第一章

小结

各节要点：第一节：物理量（含义、关系和单位）

第二节：铁磁材料的性能，分类，用途

第三节：磁路定律（计算）

第四节：电磁铁（原理、吸力、特点、电感）主要内容

第一章复习了“磁”的概念（重点从“路”的角度出发，是电机分析时需要的物理量）；

分析了铁磁材料的性能（与原理有关的3个性能、与维护管理有关的损耗）；

提出了“磁路”的概念及其物理量，通过定律和磁化曲线可以进行磁路计算；

电磁铁是一种常用电气设备，AC/DC电磁铁特点不同（短路环、恒磁通/恒磁势），

AC卡住后果；

说明电感与磁导率的关系（是变化的）。第二章

变压器§2—1．变压器的应用与结构§2—2．变压器的基本工作原理§2—3．三相电压的变换§2—4．特殊变压器第二章小结说 明§2—1．变压器的应用与结构· 变压器的应用· 变压器的种类· 变压器的结构· 变压器的铭牌数据· 变压器的维护管理一、变压器的应用二、变压器的种类》按用途分：电力（包括照明）、电源、控制、仪用、特殊（电解、电焊等）。》按相数分：单相、三相。》按连接方式分：/、/Δ、Δ/、Δ/Δ等。》按结构形式分：线圈：——筒式、盘式，铁心：——心式、壳式。》按冷却方式分：自冷、它冷，风冷、油冷等。各种不同的分类注意：船用变压器为B级绝缘。见——P.251.表16-1-3船用变压器应该采用干式。组成：变压器由铁心和绕组组成。铁心：构成磁路。绕组：构成电路。位置：低压在里、在边。绕组——按一定规律连接的线圈。变压器的结构三、船舶变压器的使用和管理1.铭牌2.变压器的维护管理§2—2.变压器的基本工作原理本节的主要内容有三大点：变压器的基本变换功能：电压和磁势平衡方程：变压器的等效电路（补充）：•••一、变压器的基本变换功能变压器原理：原边绕组N1通入交流电，有电流流过原绕组，在磁路中产生交变磁通。交变磁通分别在原、副绕组感应电势e1和e2。感应电势公式：（4.44公式）E1

=4.44fN1Φ1m；E2

=4.44fN2Φ1m。变压原理变流原理当İ2≠0，则原、副绕组产生磁势的矢量和为励磁磁势，共同在磁路中产生磁通。İ0N1=

İ1N1+İ2N2

——

矢量和∵İ0很小，∴İ1N1

≈

-

İ2N2

，也就是：İ1

≈

-

İ2N2

/N1

=

-

İ2k

I，其中，k

I=

N2

/N1

，称为变压器的变流比。阻抗变换原理变压器带负载后，设负载阻抗为Z。这个负载是从变压器的副边看的实际值，但是对于原边变压器的电源，它的阻抗相当于Z′。其关系为：U2=|Z|×I2|Z′|=（N1/N2)2|Z∴变压器具有阻抗变换作用，常用在电子线路中进行阻抗匹配。通常可令：kZ=k2

，

kZ称为变压器阻抗变比U1/I1=|Z′|变压器的功能变压器功能有四个，书上只讲三个：①.

电压变换的功能；②.

电流变换的功能；③.

阻抗变换的功能；此外（双绕组变压器）还有：④.

电气隔离的功能。电气隔离功能，可保证必要的安全。二、电压和磁势平衡方程电磁物理量的正方向首先必须清楚：交流电量的方向与直流电量方向的区别：正方向只是一种参考方向，实际上是有相位差的。惯例正方向：原边以电压为参考，电流与电压相同，磁通与电流符合右螺旋定则，电势与磁通满足电磁感应定律——注意电势方向为：从低电位指向高电位。由于电磁感应定律中有个负号，所以变成从高电位指向低电位。副边则以电势为参考。电压平衡方程原边电压平衡方程根据基尔霍夫电压定律直接列出——P.14.式（2-2-6），其中：Ėσ1=-

j

İ1Xσ1

—— 满足电磁感应定律绕组电势Ė1不采用电抗表示是因为带铁心线圈的电抗为非线性的，不是常数，只有进行小范围线性处理后才能采用电抗X1表示。小范围线性处理：在工作点附近进行。注意：电势此时的性质是被当作电压降处理(电抗压降)。磁势平衡方程İ′1是副边电流等效到原边时的等效电流。可以理解为：副边带负载后对原边电流的影响。注意：因为变压器对电流的变换作用，磁势平衡方程实际上就是电流平衡方程。—— P.14.式（2-2-8）。若令电流İ′1=-（N1/N2）İ2，则：İ1=İ0+İ′1—— 就是电流的平衡方程。平衡方程归纳变压器负载后对原边的影响变压器工作过程变压器的等效电路(补充)补充的内容理解即可变压器的等效电路可以通过平衡方程式得到，设：Z为从变压器原边绕组两端看到的整个等效阻抗。|Z|=U1/I1，∵U1=I1Z1+E1，∴|Z|=(I1Z1+E1)/I1=Z1+E1/I1，

∵I1=I0+I1′，∴|Z|=Z1+E1/(I0+I1′)=Z1+1/(I0/E1+I1′/E1)；令：Zm=E1/I0为励磁阻抗，∵

E1=kE2，数值上I1′=I2/k,所以：E1/I1′=kE2/I1′=E2/I2=U2/I2+Z2=ZL+Z2。因此，Z=Z1+1/[1/Zm+1/(ZL+Z2)]=Z1+Zm//(ZL+Z2)。这就是“变压采器用的电等路效图电表路示” 。为：观看电路图 继续其它内容变压器的等效电路变换过程|Z|=U1/I1,U1=I1Z1+E1,|Z|=(I1Z1+E1)/I1=Z1+E1/I1,I1=I0+I1′, E1/I0=Zm, E1/I1=1/(I0/E1+I1′/E1),E1/I1′=E2/I2=U2/I2+Z2=ZL+Z2,

E2=U2+I2Z2, U2/I2=ZL返回说明

继续等效电路的种类：T形等效电路Γ形近似1.T形等效电路：

比较精确，但运算较复杂，形状象T。2.Γ形等效电路：运算较简单，但较不精确，形状象Γ。3.近似等效电路：运算最为简单，但也是最不精确的，主要用来估算变压器的参数及定性分析变压器。§2—3.

三相电压的变换本节的主要内容有三大点：• 变压器绕组的极性：• 三相变压器的连接：• 变压器的运行：一、变压器绕组的极性概念：所谓极性是指不同绕组工作时其端部的相位关系。相位相同的端称为同极性端，或同名端；相位相反的端称为异极性端，或异名端。要求：两个以上绕组的变压器，连接（并联运行）时都应该按照正确极性进行连接。极性错误的危害：——

一般将造成短路。从而烧毁变压器。极性接错的危害串联连接 并联连接 串联短路 并联短路将两个线圈反向串联或者并联，如果两个线圈的匝数相等，接上电源后，在铁心磁路中产生的磁通大小相等方向相反，总体磁通Φ

=0。因此两个线圈不会感应电势，电源电压在没有电势平衡的情况下，将造成短路。极性与线圈的绕向有关，但一台造好的变压器，线圈外面包有绝缘层，实际使用时不可能拆开绝缘层来查看其绕向。为此，就必须采用记号来表示。当两个线圈在1和3两端通入同相位的电流时，在铁心中各自产生的磁通相位相同，感应的电势的相位也一样。这两个线圈的极性，称1、3为“同名端”或者“同极性端”。并用“•”或“＊”

作为标记。因此，线圈1、2和线圈3、4，在电气原理图上就不需要再画出铁心了。两个线圈中有两个端子为同名端，则另外两个端子之间也是同名端；而1-4或2-3则称为“异名端”或“异极性端”。所以说，线圈同名端的标记不是唯一的。极性的标记同名端的判别(交流法)主要判别方法有：交流法和直流法。•交流法：交流法接线如右图所示。电压表两端电压

V

=

U1

－U2。若1、3为同名端，因为U1、U2

同相位，则V

＜

U1

；若1、3为异名端，因为U1、U2

反向，则V

＞U1

。•直流法：直流法接线如右图所示。若1、3为同名端，开关S闭合时，毫安表正偏；若为异名端，则反偏。(因闭合时，感应电势要阻碍电流流入，方向为1＋、2－

)

；断

开时指针偏转方向正好相反。同名端的判别(直流法)注意：S断开时，1-2之间可能感应较高的电压。二、三相变压器的连接•连接方法：星形或三角形，即：Yy,Yd,Dy

和Dd。•连接组别：—— 连接组别的表示法了解即可不同的连接副绕组电势相位不同,

副绕组与原绕组相位上的不同关系可用连接组别表示。连接组别以“时钟表示法”表示。时钟表示法：——

分针为原绕组线电势EAB向量，时针为副绕组线电势Eab向量。Y/y连接：Y/d连接：连接组别说明（了解即可）船用照明变压器及V/V连接•船用照明变压器：船舶照明变压器是重要的设备，有两种配置方案：1.两台三相变压器：——

互为备用。2.三台单相变压器：——

组成△/△连接的三相组式变压器。应急时可由两台单相变压器连接成V/V连接继续使用。注意：必须是三相组式(三台单相)变压器，变压器三相的磁路才是独立的，才不会相互影响。•V/V连接时容量的计算：每台单相变压器电流额定值不能超过。设，单相变压器额定

值：I2n、U2n。V/V连接最大容量为SVL，则△和V连接容量分别为：Sn=√3×U2△I2△=3U2nI2nSVL=√3×U2I2=√3×U2nI2n因此，

V/V连接容量是△连接时

容量的1/√3：SVL/

Sn=1/√3利用系数：SVL/SVn=√3/2V/V连接三、变压器的运行特性运行特性是维护管理变压器的主要依据，是变压器性能的一种体现。变压器的运行特性主要有：1.外特性：——

作为电源都需要考察的重要特性。2.效率特性：

——

任何设备都需要考察的重要特性。•外特性：外特性(条件)：cosφ2不变，U2=f(I2)。是一条下

降的曲线。cosφ2变化，i2的去磁程度不同，外特性形状也不同。下降原因：阻抗(主要是电抗)压降。电压变化率：△u2%，是作为电源的重要指标。△u2%的计算公式：——书P.17式(2-3-3)。恒压源都需要考察外特性，都以电压变化率作为其性能指标。•效率特性：效率特性(条件)：cosφ2

不变，η2=f(P2)。∵没有机械损耗，∴变压器的效率比较高。铁损等于铜损(60%～80%P2n)时效率最高。一般变压器或电机，都有铁损等于铜损时效率最高。电机的效率特性的形状基本相同。•要求：•基本条件：1.

不应有环流；2.

按容量比例分配负荷。1.

原副边额定电压分别相等；2.

连接组别相同；3.

具有相同的阻抗标幺值。变压器的并联运行[注意]：书P.18遗漏，应该补上“标幺值”三个字。§2—4．特殊变压器本节的主要内容有两大点：•自耦变压器：•仪用互感器：主要掌握结构原理。主要掌握使用注意事项。一、自耦变压器•结构：一个有中间抽头的绕组，绕组的两个端子接电源作为原边，中间抽头和其中一个端子作为副边，如图所示。总匝数N1，副边匝数N2。“自耦” —— 自己耦合，即有磁耦合，也有电的直接耦合。•原理：原理：原边接电源绕组有电流I1流进绕组，一部

分电流I2通过中间抽头流出经过负载，另一部分电流

I

则通过公共部分。铁心中将产生磁通，并在线圈绕组上感应电势，由于感应电势正比于绕组的匝数，其它情况与双绕组变压器相似。用途：用在变比k接近于1的场合。变比越接近于1，公共部分的电流

I就越小。——

∵大部分电流直接经过中间抽头输出。[注意]：自耦变压器没有电气隔离作用。二、仪用互感器•种类与用途：用途：用来测量交流电压和电流。将高电压或大电流变换成低电压或小电流。种类：电压互感器和电流互感器两

种•原。

理：电压互感器：相当于工作在空载状态的降压变压器。电流互感器：相当于工作在短路状态的升压变压器（电流由被测电路决定）。VRN1（匝数多）保险N2（匝数少）~u（被测电压）i（1

被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi2测流钳钳表：不断线测交流电流，由电流互感器和检流计表头组成。•使用注意：电压互感器：使用时不能短路，所带负载阻抗不能太小。电流互感器：使用时绝对不能开路，所带负载阻抗不能太大。此外：电压、电流互感器的铁心和副绕组的一端都应可靠接地。注意：电压互感器副边标准额定电压为100V，电流互感器副边标准额定电流为5A。第二章 小 结· 各节要点：第一节：要求（绕组位置，船用B级）；铭牌数据；冷却方式（干式）；维护管理。第二节：工作原理；作用（变压、流、阻抗和隔离）；平衡方程。第三节：极性（交流法、直流法）；连接（四种标准接法）；运行特性。第四节：自耦变压器（原理，特点）；互感器（使用注意事项，标准输出）。主要内容(归纳)第二章的主要内容是：变压器的结构原

理，平衡方程式，运行特性及参数；三相变

压器的极性和判别方法；自耦变压器的结构

原理和互感器的使用注意事项。V/V连接是本章的难点（难在单相/三相的功率计算易混淆）。第二章

变压器

也有计算任务，是“第三章

异步电动机”的计算基础。主要内容(要点)· 变压器的结构原理；· 平衡方程式，运行特性及参数；· 三相变压器的极性和判别方法；· 自耦变压器的结构原理和互感器的使用注意事项；· V/V连接是本章的难点（难在单相/三相的功率计算易混淆）。· 第二章

变压器

也有计算任务，是“第三章

异步电动机”的计算基础。第三章

异步电动机§3—1．三相异步电动机的结构§3—2．异步电动机的转动原理§3—3．定子和转子电路§3—4．三相异步电动机的运行特性§3—5．三相异步电动机的起动§3—6．单相异步电动机第三章小结学习第三章应该注意的点第三章学习应注意的几个问题：1.三相异步电动机是怎么转动的？2.分析三相异步电动机的方法是什么？3.三相异步电动机的性能如何？4.单相异步机怎么工作？本章主要计算任务：利用异步电动机电磁关系、功率平衡关系和有关特性进行电路、能量、机械量计算。比较难理解的点：1.磁场分解与合成；2.异步电动机结构（不作为重点，但要求知道基本结构及其特点）。船舶交流发电机船舶交流电机船舶直流电动机3—1.三相异步电动机的结构本节的主要内容有两部分：基本结构：主要了解点：防护结构；组成作用；冷却方式；名词解释。铭牌数据：应掌握额定数据：功率、电压、电流、转速、功率因数、绝缘等级、温升、工作制、接法。铭牌一、基本结构防护结构：主要指机壳的结构形式，有开启式、防护式（防溅、滴）和封闭式三大类：船用电机主要是封闭式。具体参见P.252.

“防护要求”和表16-1-5。冷却方式：自冷、自扇冷、他扇冷等方式。两大部分：定子和转子。注意：定子：各部分的组成作用。由铁心和绕组组成。铁心：是由一片片的硅钢片加工成一定的形状，然后叠压成为铁心的。绕组：有三相，称为三相对称交流绕组。绕组按照一定的尺寸绕制成形，并按照一定的规律嵌放在铁心槽中。组成(说明)电机解剖图定子铁心的组成铁心由硅纲片叠成铁心中的槽与线圈导体铁心剖面图定子绕组的组成绕组展开图铁心与展开线电机的接线接线盒Y形连接△形连接转子的组成转子：也是由铁心和绕组组成。

铁心：是由一片片的硅钢片加工成一定的形状，然后叠压成为铁心，并套在轴上。绕组：异步机的转子绕组有绕线式绕组和鼠笼式转子两种。铁心绕线式绕组鼠笼式转子绕线式转子转子绕组与定子相似，通常三相绕组接成Y形，有三个输出端。转子三相绕组展开图转子展开鼠笼式转子鼠笼绕组是特殊形式的多相绕组，每根导条为一相，两个端部都有短路环。有导条式和铸铝式两种。鼠笼绕组转子展开鼠笼绕组展开图名词解释极距τ：异步机气隙存在磁场，磁场中相邻两个磁极之间的距离（槽数）。节距y：一个线圈两个边之间距离（槽数）。每极每相槽数p：在一个磁极距离的范围内，分配给每相的槽数。单、双层绕组：每槽内只有一个线圈边为单层绕组；有两个线圈边为双层绕组。电角度：电量所对应的角度。电角度θe

=pθm（θm机械角度）。二、铭牌及主要额定数据铭牌1.额定功率Pn：轴上输出机械功率，单位

kW；2.额定电压、电流：线电压、线电流；3.额定转速：——

转/分；4.额定功率因数；5.绝缘等级和温升；6.工作方式：连续、短时、重复短时(断续)；7.接法：星形、三角形。注意：两种额定电压与接法分别对第一节要点：基本结构（组成，防护结构，冷却方式）；铭牌数据。§3—2.异步电动机的转动原理本节的主要内容有三部分

转动原理：交流三相异步电动机是任何转动的。

旋转磁场：交流三相异步电动机旋转磁场的产生、转动方向、转速大小。

转差率：转差率是异步电动机的重要参数之一，应该知道如何计算（不单单是查表）。一、转动原理三相对称绕组通入三相对称交流电，产生圆形旋转磁场，切割转子绕组，使之感应电势并感生电流，电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子转动。转子转速n

小于磁场转速n

0

，所以“异步”。二、旋转磁场（图示法）输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产生圆形旋转磁场，转向从超前相转至滞后相(A→B

→C→A)，转速n

0=60f/p，n

0叫同步转速。旋转二、旋转磁场（图示法）输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产生圆形旋转磁场，转向从超前相转至滞后相(A→B

→C→A)，转速n

0=60f/p，n

0叫同步转速。完成二、旋转磁场（图示法）输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产生圆形旋转磁场，转向从超前相转至滞后相(A→B

→C→A)，转速n

0=60f/p，n

0叫同步转速。返回二、旋转磁场（解析法）注：解析法不要求掌握，只提供给大家参三相电流瞬时值如书上P.27式（3-2-1），产生三相磁势：fA=FΦcos（xπ/τ）×

sinωt

；fB=FΦcos（xπ/τ

－120º

）×

sin（ωt

－120º）；fC=FΦcos（xπ/τ

＋120º

）×

sin（ωt

＋120º）。

利用三角函数公式，可以分别分解为：fA=0.5×FΦ[sin（ωt

－

xπ/τ）＋sin（ωt

＋xπ/τ）]；fB=0.5×FΦ[sin（ωt

－

xπ/τ）＋sin（ωt

＋xπ/τ－120º

）]

；fC=0.5×FΦ[sin（ωt

－

xπ/τ）＋sin（ωt

＋xπ/τ＋120º

）]

。异步电动机气隙磁势F1为三相磁势的合成（矢量和）：F1=fA

＋

fB

＋

fC

=1.5×FΦ×sin（ωt

－

xπ/τ）=Fm

sin（ωt

－

xπ/τ）这是一个旋转磁势（在物理学中称为行波），是时空函数，随着时间t的变化，总可以在空间上找到一点，使sin（ωt

－

xπ/τ）=1。考。三、转差率定义式：——

书P.29，式（3-2-3）。s=(n0

-n)

/n0异步电动机工作在电动状态时，1＞s＞0(∵n＜n0)。否则就不是电动状态。额定负载时的转差率sn ：sn

=(n0

-nn)

/

n0普通异步电动机额定负载时的转差率很小，一般不超过0.1，即：sn=0.01～0.09。只有特殊用途的异步电动机（如，起重等用的电动机）sn才比较大。∵n0=nn(1-sn)，将sn=0.01～0.09代入p=60f/[nn(1-sn)]，计算出两个最接近整数的p值（注意必须取两个值），然后将这两个p值代入n0=60f/p和sn=(n0-nn)/n0进行验证，取满足sn=0.01～0.09的值，即可求得n0和p的确切数值。例如：

频率为50Hz，p=

的三相异步电动机，nn=275转/分。普通异步机极对数求解已知：nn

，求p。利用sn=0.01～0.09

求解[第二节要点]：转动原理（磁场、转）；旋转磁场(转向、大小)；转差率。解：p=60f(1-sn)/nn=3000(0.99～0.91)/275=10.8～9.9，极对数p可能取值为10

或11。验证：p=11时，n0=272.72，sn=-0.001＜0，不符合要求，p=10时，n0=300，sn=0.0833＜0.09，符合要求。∴答案：[C第。二节要点]：转动原理（磁场、转）；旋转磁场(转向、大小)；转差率。A.8 B.9 C.10D.11 (若p=3000/275=10.9≈11，错！)§3—3.定子和转子电路本节的主要内容有三部分：定、转子电路：主要掌握：电压平衡方程式、等效电路。定、转子电流关系：主要掌握：磁势平衡方程式。一、定子电路三相异步电动机定子是由三相对称交流绕组组成。∵三相绕组对称，∴只需分析一相。异步电动机工作时，一相定子绕组与单相变压器原边绕组相似。定子绕组通入交流电流后，将在铁心产生磁通(三相合成为旋转磁通，但对定子的一相绕组而言，也是变化磁通)，同时与定子和转子绕组交链的磁通称为主磁通，只与定子交链的磁通称为漏磁通。主、漏磁通在定子上分别感应电动势的情况与变压器相似：E1=4.44k1f1N1Φ，其中：

k1=W1kW1，kW1是定子的绕组系数，∵定子绕组结构形式与变压器不同（短距、分布），是一个小于1的系数。电压平衡方程式与变压器完全相同：U1=（R1+jX1）I1－E1=I1Z1

－

E1但是，必须注意：由于异步电动机存在气隙，所以其励磁电流大于变压器励磁电流。——P.35.+3行：I0=20%～50%In。因此，异步电动机的漏磁通较大，漏抗及漏阻抗都比变压器大。三相定子产生的主磁通是旋转的磁通，以同步转速n0=60f1

/

p旋转的。平衡方程二、转子电路转子电量与频率：∵主磁通以相对转速△n=n

0－n=sn0

切割转子绕组，∴转子电量的频率f2=p△n/60=spn0/60=sf1。转子频率f2是随转差率（或转速）变化的量。当电动机起动瞬时（n=0），f2=f1。因此转子感应的电动势及转子电路的漏抗分别为：E2=4.44k2f2N2Φ

和

X2=2πf2L2若用n=0时的转子电势E20和转子电路漏抗X20表示，则一般情况下，异步电动机转子电势和转子电路漏抗为：E2=4.44k2f2N2Φ=sE20

和

X2=2πf2L2

=sX20注意：书P.43

习题（作业）3–4。转子磁场相对定子的转速，应该先求其对转子的相对转速，然后求n21=n2+n。转子电流：I2=E2/（R2

＋X2

）22 1/2=

sE20

/（R22＋s2X202）1/2=

E20

/

[（R2/

s）2＋X20

]2 1/2—— 此式中电量的频率都是f1。转子功率因数

：cosφ2=R2/（R

2＋X

2）1/2=

R /（R

2＋s2X 2）2 2 2 2 201/2。转子电流和功率因数等效电路异步电动机的等效电路不做要求电阻：R2/s

=R2

＋（R2/

s）－

R2

=R2

＋（1

－s）R2

/

s由转子电流表达式I2

=

E20/[（R2/

s）2＋X20] 可知：异步电动2 1/2机转动后，转子电路比静止时多了电阻（1

－s）R2

/

s

。当s

=

1，这个电阻

=

0

，相当于转子电路处于短路状态；当s

=

0，这个电阻→∞，相当于转子电路处于开路状态。异步电动机转动后，转子电路比静止时多了这个电阻，其实这是电动机机械负载在转子一相电路中的等效。这个电阻消耗的功率等于异步机通过轴上输出的机械功率。—— 这就是异步电动机的等效电路。三、定子电流与转子电流的关系异步电动机转动后，转子电路的等效电阻(1-s)R2/s

增加，I2减小。当s=1，(1-s)R2/s

=0

，异步电动机起动，转子电路相当于处于短路状态，此时电流很大；随着n

的增加，I2不断减小，当s=sn=0.01～0.09

时，转子电阻相当大，I2减小到额定值。和变压器相似，异步电动机的转子电流产生的磁势也具有去磁性质。磁势的平衡方程式如书P.31

式（3-2-11）和式（3-2-12）。当机械负载增加，转速降低，电阻R2/s

减小，

I2增大，去磁作用增强，

I1也随之增大。由式：cosφ2=R2/(R22＋s2X20

)2

1/2可知：当s=1(n=0，即起动)

时，异步电动机的功率因数最低；额定

运行时，

sn=0.01～0.09，异步机功率因数相当高。当s

=

0

时，虽然cosφ2

=1，但∵I

2

=0，I1=I0

，

∴

cosφ1很低。[第三节要点]：电压平衡方程（电路）；磁势平衡方程；磁场转速

。[第三节要点]：电压平衡方程（电路）；磁势平衡方程；磁场转速

。转子电流与功率因数3—4.三相异步电动机的运行特性本节的主要内容有三部分：电磁转矩：主要掌握：电磁转矩各种表达式和异步电动机能量关系。机械特性：机械特性是分析异步电动机工作的重要特性，应该能够根据特性等对异步电动机进行计算和定性分析。是本节的重点。工作特性：主要了解工作特性的种类（条数）及大致形状。一、电磁转矩转矩等于功率除角速度：T=P/Ω功率流图：功率流图又叫能流图（或能量流程图、功率流程图），说明的是功率或能量的传递过程。电磁转矩物理表达式：设，异步电动机转子有m2相绕组，由主磁通通过气隙传递给转子的电磁功率为：Pe=m2sE20I2cosφ2

=m2s(4.44k2f1N2Ф)I2cosφ2

=ΩT=sΩ0T。电磁转矩物理表达式：T=KT

I2Ф

cosφ2[注意]：电磁功率还可以表示为：

Pe=m2I22R2

/s

，所以ΔPcu2

=

sPe。功率流图说明功率流图：说明：铁损在功率流图中只有PFe1一项，并不说明转子没有铁损。异步电动机的转子铁心也有铁损产生，但是这个损耗是由定子励磁电流提供的，能量还没有传递到转子，就已经扣除这部分损耗了。因此在转子的能量中就不应该再扣除转子铁损。二、机械特性机械特性是指转矩T

和转速

n之间的关系，异步电动机的机械特性用T～s关系曲线表示。也就是说：异步电动机的机械特性是T和s之间的关系。机械特性上的关键点：机械特性上的关键点主要有：起动点、临界点、额定工作点和理想空载转速点。——

4点。注意：机械特性：有固有特性和人工特性。注意：机械特性：有固有特性和人工特这部分要求：记住书上各公式，能够求T、Tst和Tmax及转矩实用公式等。影响机械特性的因素影响机械特性因素主要有：电压、和转子电阻。电压：最大转矩大小变化，但临界转差率不变。转子电阻：最大转矩不变，但临界转差率变化。机械特性变化，起动转矩同时发生变化。三、工作特性定义：工作特性是指在电压和频率都为额定时，转速、转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、

效率等6个量随负载功率变化的特性。∵只有工作时负载功率才变化，∴称为工作特性。工作特性主要了解各条曲线形状及变化原因。尤

其是效率、定子电流和定子功率因数

3条。要求知道：为什么效率在0.75Pn时最高，定子电流和功率因数在起动、空载、半载、额定负载等情况下的大小。异步电动机工作特性主要有：转速、转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩和效率特性等6条（随P2变化而变化）。条件是：电源电压U1、频率f1保持恒定。[

第四节要点

]

：机械特性（曲线，点，影响，直线段）；电磁转矩（影响因素，典型转矩，公式）。[

第四节要点

]

：机械特性（曲线，点，影响，直线段）；电磁转矩（影响因素，典型转矩，公式）。工作特性曲线10KW电机的特性§3—5.三相异步电动机的起动本节的主要内容有三部分：起动性能：主要掌握：对电动机的起动要求和异步电动机的起动性能。起动方法：主要掌握：异步电动机起动方法及其特点。是本节重点。高起动转矩鼠笼式电动机：主要掌握：高起动转矩鼠笼式异步电动机改善起动性能的原理。一、起动性能对电动机的起动要求：生产设备对电动机起动的要求主要有3点：1.

起动电流小

；2.

起动转矩大；3.

起动时间短。异步电动机的起动性能 ：1.

起动电流大

：是额定电流的

4

～7

倍；原因

起动时Δn=n0-n（n=0）很大→I2（e2=Blv）

很大→I1（类似变压器）=

Ist很大。2.

起动转矩不大：仅为额定转矩的

1.0

～

2.2

倍。∵T=KTΦI2cos2 I2大（公式8.3.14）、cos2小（公式8.3.15）起动电流大容易造成对电网的冲击，影响其它设备的正常运行；起动转矩不大，起动时不仅使起动时间增加，生产效率降低，而且可能克服不了电动机的阻转矩（至少应为额二、起动方法异步机起动方法有：1.

全压(直接)起动；2.

降压起动为。了提高异步机的起动转矩，在电源容量允许时鼠笼式通

常采用全压起动。绕线式则不允许全压起动(注意其原因)。降压起动：是在起动时降低异步电动机电源电压，等到电动机转速升高到一定值（或接近额定转速，此时电动机起动电流已大大减小）后，再将电源电压增加到额定电压。鼠笼式异步电动机降压起动方法主要有：1.定子绕组串电阻或电抗器降压起动；2.Y-△降压起动；3.自耦变压器降

压起动。绕线式异步电动机起动方法主要有：1.转子回路串电阻起动；2.转子回路串频敏电阻起动。——

不能全压起动的原因是转子为线绕式，抗击起动电流的冲击能力小。鼠笼式异步机串电阻或电抗降压起动方法：起动时将起动电阻或电抗串接在定子电路中，起动结束后将起动电阻或电抗切除。串电阻：起动时功率因数较大，但耗能也较大；串电抗：不耗能，但起动时功率因数低。——

起动电流和转矩都降低。鼠笼式异步电动机Y-△降压起动方法：起动时将定子绕组接成Y形，转速升高后再接成△形。起动电流和转矩都降低为△形时的1/3。适用场合：1.正常工作时定子为△形连接鼠笼式异步电动机

；2.空载或轻载起动。Y/

△连接起动线路鼠笼式异步电动机自耦变压器降压起动方法：起动时将定子绕组通过自耦变压器降压，转速升高后再直接接电源。特点：起动电流和转矩

都降低为全压起动时的

1/k2。可选用不同变比适合不同场合。适用：重载起动（比半载略重，比额定负载轻）。绕线式异步电动机的起动方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。

适用：带额定负载起动。开始起动绕线式异步电动机的起动方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。

适用：带额定负载起动。起动完成绕线式异步电动机的起动方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。

适用：带额定负载起动。返回三、高起动转矩鼠笼式异步电动机高转差率鼠笼式异步机：由于转子电阻增大，起动转矩增大。因此，如果鼠笼式异步电动机的鼠笼导体采用电阻率高的材料制造，将可以增大起动转矩。由绕线式异步机机械特性可知，转子电阻增大，额定运行时的转差率增大，因此这种电机称为高转差率异步电动机。高转差率异步机转子电阻大，额定运行时转子的

铜损增加，效率降低。——

适用于起重机械。集肤效应又叫趋肤、集表、

趋表效应。它是高转差率鼠笼式异步电动机工作的主要依据。集肤效应：是指交流电流在导体中流动时，由于电抗的作用使电流往导体表面集中的现象。此时相当于导体有效截面积减小，电阻增大。集(趋)肤(表)效应深槽式鼠笼异步电动机工作原理：如果将鼠笼转子制造成深槽式，在电动机起动时，由于转子频率高集肤效应明显，转子实际电阻较大，可得到较大的起动转矩；当起

动结束后，由于转子频率很低集肤效应不明显，转子实际电阻小，从而降低正常运行时的转子铜损。—— 机械特性如图所示。机械特性(高转差率)结构：双鼠笼异步机转子有两套鼠笼绕组，内笼电阻小，外笼电阻大。原理：起动时，由于集肤效应明显，外笼起主要作用使起动转矩大；正常工作时，集肤效应不明显，内笼起主要作用，可在一定程度上减少铜损。双鼠笼异步电动机双笼结构机械特性高起动转矩异步电动机特点与用途主要特点：1.起动转矩大；2.额定转差率大，铜损大。不论是深槽式鼠笼异步机或是双鼠笼异步机，正常运行时转子的漏抗都比普通鼠笼式异步机转子漏抗大。因此，它们的临界转差率和额定转差率都比普通机大，额定运行时的铜损也相对较大，效率相对较低。主要用途：起重设备、要求起动转矩大的其它设备。船上：空压机、分油机、容积泵等电机。例：某船有一台分油机用异步电动机烧毁，因铭牌烧坏，后用一台功率相同的鼠笼异步电动机更换，通电起动时发现熔断器不到

1

分钟就熔断，维修人员检查不出故障，试问其原因可能是（

）。A.

电机绝缘低C.

电机质量差B.

机械故障D.

采用普通鼠笼电机[第五节要点]：起动性能，要求；方法：直接（条件），降压（方法、目的）；特殊鼠笼式：（高转差率，深槽、双鼠笼

—— 原理）

。答案是：

D[第五节要点]：起动性能，要求；方法：直接（条件），降压（方法、目的）；特殊鼠笼式：（高转差率，深槽、双鼠笼

—— 原理）

。实例分析§3—6.单相异步电动机本节的主要内容有三部分：单相脉振磁场：主要知道单相脉振磁场的特点。机械特性：分析单相磁场作用下异步电动机的机械特性。起动方法：掌握单相异步电动机的起动原理和方法。单相异步电动机的用途很广，主要用在小功率电气设备的动力拖动和家用电器等。一、单相异步电动机的起动单相异步电动机只有一个工作绕组，通入单相电源后，在单相绕组中只流过单相正弦电流，它所产生的磁场不是旋转磁场，而是在空间不旋转的正弦脉动磁场（下面说明）

。

由于没有旋转磁场，所以，单相异步电动机没有自起动能力。但借助于外力，比如用手将转子向某一个方向拔动一

下，则电动机就在该方向上自行加速并达到稳定转速。与此相似，如果三相异步电动机断相（也称缺相，电源

断或绕组断），同样也不能自行起动。而若是在运行过程中

发生断相，虽能继续转动，但如处于重载时发生断相，则将

迫使s变大(Δn↑)，造成大电流运行，以保持转矩的平衡，

I1>I1N。若无过载保护，就会烧毁电机的绕组。关于磁场的分析三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙中将产生圆形旋转磁场。旋转磁场转向为从超前相到滞后相，转速n0=60f1/p(转/分)，或：f1/p(转/秒)。只有三相对称才能产生圆形旋转磁场。若三相不对称，则产生椭圆形旋转磁场。若是单相电流，产生的是脉振磁场。脉振磁场的分析：可以采用“双旋转理论”，分解为正、反两个旋转磁场。脉振磁场就是这两个旋转磁场共同作用的结果。双旋转理论根据第二节的分析，单相脉振磁势可以利用三角函数的公式分解为：fA=0.5FΦ[sin(ωt-xπ/τ)＋sin(ωt+xπ/τ)]其中，0.5FΦsin(ωt-xπ/τ)和0.5FΦsin(ωt+xπ/τ)分别为正、反两个旋转磁场，其幅值一样、转速相同、转向相反。这就是双旋转理论。脉振磁场与正反向旋转磁场的关系如下图所示。单相脉振磁场fA=

Fφsinωt

cos(xπ/τ)

=fA＋＋fA－=0.5Fφsin(ωt

-

xπ/τ)

+0.5

Fφsin(ωt

+

xπ/τ)fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置

x不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。开始脉振单相脉振磁场fA=

Fφsinωt

cos(xπ/τ)

=fA＋＋fA－=0.5Fφsin(ωt

-

xπ/τ)

+0.5

Fφsin(ωt

+

xπ/τ)fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置

x不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。停止脉振返回初态单相脉振磁场fA=

Fφsinωt

cos(xπ/τ)

=fA＋＋fA－=0.5Fφsin(ωt

-

xπ/τ)

+0.5

Fφsin(ωt

+

xπ/τ)fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置

x不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。单相脉振磁场的特点：1.

转子静止时，单相脉振磁场无驱动力矩；2.

转子转动时，单相脉振磁场可产生一定的驱动力矩，保持转子继续旋转运行。关于单相异步电动机的结论：1.

单相异步电动机不能自行起动，应采取其它方法才能起动。2.

单相异步机转动时产生的电磁转矩比较小，转差率较大，电机电流较大。单相脉振磁场与单相异步电动机特点单相异步电动机的机械特性是其正、反两个旋转磁场单独的机械特性的合成特性。由于两个旋转磁场幅值一样、转速相同、转向相反，所以两条机械特性以原点对称，合成的单相异步电动机的机械特性是一条过原点的特性。所以，单相异步电动机起动转矩为零。将机械特性转90°后的样子二、单相异步电动机的机械特性三、起动方法起动分析：必须使单相异步机气隙产生旋转的磁场（或至少是移动的磁场），才能切割转子绕组，产生驱动转矩，使转子转动。而要在气隙产生旋转磁场则至少需要两相的交流电流。因此，必须对磁场进行“分相”。分相概念：用单相交流电，使单相异步机产生旋转或移动磁场称为分相（也称为裂相）。分相方法：主要有电流分相、磁通分相两种。单相异步电动机定子有一套相差90º电角度的两相绕组，在其中一相串接电容、电阻使通过该相电流相位改变从而在气隙中产生旋转磁场的方法叫电流分相法。电流分相有：电容分相和电阻分相两种。改变转向的方法：单独改变任意一相绕组接线（对调两端）或将电容串接到另外一相。电流分相电容分相改变转向磁通分相磁通分相：从磁路的角度将单相绕组产生的单相磁通分成两相称为磁通分相。采用磁通分相的单相异步电动机叫罩极式电机。原理：在磁极中开一个槽，将一个短路环套在其中一部分磁极上，磁极中的单相交变磁通就被分成两相。被短路环套住的部分，通过的磁通比没套短路环部分的磁通的相位滞后90º，于是在气隙中将产生近似旋转（移动）的磁场，这个磁场将切割转子绕组，从而产生驱动转矩，使转子转动。—— 转向由未罩极部分转向罩极部分。——

罩极式电机一般不可反转。罩极式电机是采用磁通分相的，一般不可反转。[

第六节要点

]

：

单相磁场（脉振）；机械特性（合成）；分相起动（电流、磁通分相）。[

第六节要点

]

：

单相磁场（脉振）；机械特性（合成）；分相起动（电流、磁通分相）。罩极式单相异步电动机第三章 各节要点

各节要点：第一节：基本结构（组成作用、防护、冷却）；铭牌数据

。

第二节：转动原理

；旋转磁场；转差率。

第三节：平衡方程

（定、转子，磁势）；磁场转速

（转向、转速）。第四节：机械特性（公式，特殊点，影响因素，直线段）；电磁转矩（影响因素，典型转矩，公式）。第五节：起动性能，要求

；方法：直接（条件），降压（方法、目的）

；特殊鼠笼式原理。第六节：单相磁场（脉振）；机械特性（合成）；分相起动（电流、磁通分相）。第三章的主要内容

主要内容是：三相异步电动机旋转磁场的产生，转子电路的处理，异步机的特性，起动性能和方法，单相异步机工作原理（脉振磁场的分解、

分相方法）。

脉振磁场的分解是本章的难点。

异步电动机的结构不作为重点，但要求知道基本结构及其特点。

本章的计算任务主要是：利用异步电动机的电磁关系、功率平衡关系和有关特性进行电路、能量、机械量的计算。是本课程的主要计算任务之一。第四章

同步电机§4—1．同步电机的结构§4—2．同步发电机的基本特性§4—3．同步发电机的电压、转矩和功率的平衡§4—4．同步发电机的并联运行§4—5．同步发电机的短路与振荡§4—6．同步电动机第四章小结学习第四章应该注意的点第四章学习应注意的几个问题：1.同步发电机负载后电枢磁场对气隙磁场有何影响(电枢反应)？2.同步发电机空载特性的实质是什么？3.影响同步发电机的外特性的因素是什么？4.同步发电机的平衡方程式有那些？5.同步发电机并联运行时有什么特点？本章的计算任务主要是：利用同步发电机的功率平衡方程和有关特性进行电量（电势、电压、电流、功率）计算；并联运行时有功功率和无功功率的计算。比较难理解的点：1.同步发电机的电枢反应；2.同步发电机的突然短路分析。船舶交流发电机§4—1.同步电机的结构本节的主要内容有两部分基本结构：主要点：类型与转子的结构（同步电机的定子结构与异步机相似）。铭牌数据：主要点：额定容量表示（两种），额定电压和额定电流。一、同步电机结构定子结构：结构：由铁心和绕组组成，与异步电机定子基本相同。——

相同机座号时，若与异步机互换定子，则仍然可以运行。区别：主要是尺寸方面，同步电机通常容量较大，而异步机的容量相对较小。因此，从表面上看同步机机壳无散热片，异步机则有接线：发电机定子绕组通常采用Y

形连接，减小三次谐波影响。三次谐波：由于三相绕组的每个线圈边产生的磁势为矩形波，可分解成基波和一系列奇次谐波。通过合理选择短距绕组,可削弱5、7次谐波。三相绕组的3次谐波刚好同相位，可以通过Y形和△连接削弱。谐波内容不做要求三次谐波解释△连接时，虽然无3次谐波电势输出，但是，却

在其三相绕组上有3次谐波

“环流”，会造成额外损耗。∴采用Y连接。磁势矩形波三相绕组的三次谐波刚好同相位转子结构隐极式转子大型机的转子支架转子铁心硅钢片转子轴上的滑环一对极隐极式两对极凸极式转子：有凸极式和隐极式两种。转子绕组是直流绕组。二、同步发电机的基本类型类型与励磁方式

类型：同步发电机有转枢式和转极式两种。同步发