电机与拖动技术（基础篇）（第五版）

电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU（基础篇）（第五版）1第一章直流电机的结构与工作原理1.2直流电机的电枢绕组1.3直流电机的铭牌数据及主要系列1.1直流电机的结构与工作原理21.1直流电机的结构与工作原理1.1.1直流电机的结构电枢铁芯电枢绕组换向磁极主磁极电刷装置机座端盖定子转子换向器转轴轴承直流电机31.1直流电机的结构与工作原理4图1-2直流电机的正剖面图1．极靴2．电枢齿3．电枢槽4．主磁极

5．励磁绕组6．机座（磁轭）7．换向极8．换向极绕组

9．电枢绕组10．电枢铁芯11．底脚1.1直流电机的结构与工作原理5图1-3换向极结构1.1直流电机的结构与工作原理6图1-4电刷盒装配1．刷盒2．电刷3．铜丝辫4．压紧弹簧1.1直流电机的结构与工作原理7图1-5电枢铁芯冲片1.1直流电机的结构与工作原理8图1-6直流电机换向器

图1-6直流电机换向器1.1直流电机的结构与工作原理91.1.2直流电机的基本原理1.直流发电机工作原理

右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。1.1直流电机的结构与工作原理101.1.2直流电机的基本原理1.直流发电机工作原理1.1直流电机的结构与工作原理

当原动机驱动电机转子逆时针旋转180°后，如右图。

可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下。

导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。11

可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，因此电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。

实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈分布在电枢铁芯表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。1.1直流电机的结构与工作原理122.直流电动机工作原理

把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。如右图。

直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。

在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。1.1直流电机的结构与工作原理132.直流电动机工作原理当电枢旋转到右图所示位置时原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。1.1直流电机的结构与工作原理

同直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。14电枢绕组是直流电机的核心部分。无论是发电机还是电动机，感应电动势和电磁转矩都在电枢绕组中产生，电枢绕组是实现机电能量转换的枢纽，电枢绕组的名称由此而来，并为此把直流电机的转子称为电枢。1.2.1基本知识

1.2直流电机的电枢绕组15

1.绕组元件构成绕组的线圈为绕组元件，是用绝缘铜线绕制的。元件的开始端头称首端，终了端头称末端。嵌放在电枢铁芯槽中的直线部分称有效边，连接两个有效边的部分称为端接部分。一个元件可以是单匝或多匝。1.2直流电机的电枢绕组16

2.元件数、槽数、换向片数的关系直流电机电枢绕组是双层的，即每个槽分上下两层嵌放元件有效边。每个元件的一个边嵌放在一个槽子的上层，另一个边嵌放在另一个槽子的下层。线圈数、槽数、换向片数的关系：

元件数等于换向片数等于槽数，即

S=K=Z式中S—元件数；

K—换向片数；

Z—电枢实际槽数。1.2直流电机的电枢绕组17

3.叠绕组和波绕组叠绕组是指相串联的后一个元件端接部分紧叠在前一个元件端接部分的上面，整个绕组成褶叠式前进；波绕组是指相串联的两个元件像波浪式的前进如下图所示。电枢绕组和节距1.2直流电机的电枢绕组181.2.2电枢绕组的节距1．极距

极距就是一个磁极在电枢表面的空间距离，即1.2直流电机的电枢绕组=2p——πDp——D式中极距——电枢直径——磁极对数实际上，常用一个磁极表面所占的虚槽数Zu来计算极距，即u19

2.第一节距

y1

第一节距是指一个线圈两有效边之间在电枢表面上的跨距，以槽数表示，如图1—10所示。由于线圈边要放入槽内，所以应是整数。而为了让组能感应出最大的电动势，应使接近或等于极距。为了节省铜线及其工艺的方便，一般采用短距或整距绕组。1.2直流电机的电枢绕组20

3．第二节距

y2

它是指相串联的两个相邻线圈中，第一个线圈的下层边与相邻的第二个线圈的上层边之间的距离，用槽数表示。

4．换向片节距

yk

线圈的两端所连接的换向片之间距离，用该线圈跨过的换向片数来表示。

5．合成节距

y

它是指相串联的两个相邻线圈对应的有效边之间的距离，用槽数表示。1.2直流电机的电枢绕组21单叠绕组是指元件的首端和末端分别接到相邻的两片换向片上，下一个元件叠在前一个元件之上。

1.单叠绕组的链接规律绘制展开图的步骤是：第一步：计算绕组的各节距。包括、y、y1。第二步：画槽、画元件，按顺序编号。每槽用两条短线表示，实线表示上层，虚线表示下层。注意：实线上的标号既表示槽号又表示元件号，同时还表示该元件的上层边所在的位置。1.2.3单叠绕组1.2直流电机的电枢绕组22第三步：画换向片，按顺序编号。用小方块代表各换向片，换向片与电枢同周长，换向片的编号也是按顺序从左向右并以第一元件上层边所连接的换向片作为第一换向片号。第四步：排列、连接绕组。根据各节距按规律排列连接。第五步：放置主磁极。主磁极应N、S极交替地、均匀地放置在各槽之上，每个磁极的宽度约为0.7倍的极距。第六步：安放电刷。在展开图中，直流电机的电刷置于磁极中心线下，电刷大小与换向片相同，电刷数与主磁极数相同。在实际生产过程中，直流电机电刷的位置是通过实验方法确定的。1.2直流电机的电枢绕组23【例1-1】

已知一台直流电机2p=2，S=K=Z=8，画出单叠绕组展开图。解：计算绕组的各节距：极距：第一节距：合成节距：y=yk=1按照上述步骤绘制单叠绕组的展开图，如图所示。1.2直流电机的电枢绕组uuu24

2.单叠绕组的并联支路图画出元件的连接及有关的换向片和电刷，就成了绕组的并联支路图。并联支路图，就是绕组的电路简图1.2直流电机的电枢绕组25

3.单叠绕组的特点综上所述，单叠绕组是有以下特点：（1）y=yk=1（2）2a=2p（3）同一个主磁极下的元件串联在一起组成一个支路，有几个主磁极就有几条支路；（4）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使支路感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势；（5）电枢电流等于各并联支路电流之和1.2直流电机的电枢绕组261.2.4单波绕组

1.单波绕组的排列规律单波绕组直接相连的两个线圈的对应边不是在同一个主磁极下面，而是分别处于相邻两对主磁极中的同极性磁极下面，合成节距约等于两个极距。1.2直流电机的电枢绕组271.2.4单波绕组

1.单波绕组的排列规律1.2直流电机的电枢绕组28

2.单波绕组并联支路图单波绕组对应的瞬间并联支路图如图所示。由图可知，单波绕组只有一对并联支路，支路对数与磁极对数无关，即a=1。1.2直流电机的电枢绕组29

3.单波绕组的特点（1）（2）a=1；（3）电枢电动势等于支路感应电动势；（4）正负电刷间电动势最大。1.2直流电机的电枢绕组301.3

直流电机的铭牌数据及主要系列1.3.1直流电机的铭牌数据铭牌数据主要包括：电机型号、额定功率、额定电压、额定电流、额定转速和励磁电流、励磁方式、励磁电压、工作方式、绝缘等级等，此外还有电机的出厂数据，如出厂编号、出厂日期等。31

1．直流电机的型号其格式为：第一个字符用大写的汉语拼音表示产品系列代号，第二个字符用阿拉伯数字表示设计序号，第三个阿拉伯数字是机座中心高，第四个阿拉伯数字表示电枢铁芯长度代号，第五个阿拉伯数字表示端盖的代号。例如型号是Z4—200—21的直流电机，Z是系列（即一般用途直流电动机）代号，200是电机中心高（mm），21中的2是电枢铁芯长度代号，1是端盖的代号。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列32２.直流电机的额定值（1）额定功率PN

对于发电机来说，是指正负电刷之间输出的电功率；对于电动机，则是指轴上输出的机械功率。（2）额定电压UN指额定运行状况下，直流发电机的输出电压或直流电动机的输入电压，单位为V。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列33（3）额定电流ＩＮ

指在额定情况下，电机流出或流入的电流，单位为A。

直流发电机额定电流为

直流电动机额定电流为1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列34（4）额定效率Ｎ

式中PN—是额定输出功率；

P1—是输入功率。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列35

（5）额定转速nN

在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速，单位为r/min。

（6）额定励磁电压Uf

在额定情况下，励磁绕组所加的电压，单位为V。

（7）额定励磁电流If

在额定情况下，通过励磁绕组的电流，单位为A。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列36３.直流电机出线端标志

直流电机每个绕组的出线端都有明确的标志，用字母注在接线柱旁或引出导线的金属牌上。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列绕组名称出线端标志新国家标准旧国家标准电枢绕组换向极绕组补偿绕组串励绕组并励绕组他励绕组A1A2

B1B2

C1C2

D1D2

E1E2

F1F2

S1S2

H1H2

BC1BC2

C1C2

B1B2

T1T237

1.3.2直流电机的主要系列

搞系列化的目的是为了产品的标准化和通用化。我国电机的主要系列有：（1）Z2系列。一般用途的中小型直流电机。（2）Z和ZF系列。一般用途的中大型直流电机，其中“Z”为直流电动机系列，“ZF”为直流发电机系列。（3）ZT系列。用于恒功率且调速范围较宽的宽调速直流发电机。（4）ZZJ系列。冶金辅助拖动机械用的冶金起重直流电动机，它具有快速起动和承受较大过载能力的特性。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列38

1.3.2直流电机的主要系列

（5）ZQ系列。电力机车、工矿电机车和蓄电池供电的电车用的直流牵引电动机。（6）Z—H系列。船舶上各种辅机船用的直流电动机。（7）ZA系列。用于矿井和易爆气体场合的防安爆全型直流电机。（8）ZU系列。用于龙门刨床的直流电动机。（9）ZW系列。是无槽直流电动机，在快速响应的伺服系统中作执行元件。

1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列39

1.3.2直流电机的主要系列

（10）ZLJ系列。是力矩直流电动机，在伺服系统中做执行元件。（11）BFG系列。是直流三换向片永磁电动机，用于盒式录音机、电动玩具等。1.3

直流电机的铭牌数据及主要系列40新世纪高职高专电气自动化技术类课程规划教材电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU新世纪高职高专教材编审委员会组编主编张晶郑立平王文一（基础篇）（第五版）41第2章直流电机的基本理论及运行特性2.1

直流电机的电枢反应2.2

直流电机的电枢电动势和电磁转矩2.3

直流电机的换向2.4

直流电机的基本方程式2.5

直流发电机的运行特性2.6

直流电动机的工作特性422.1

直流电机的电枢反应直流电机的磁场是由电机中的各个绕组，包括励磁绕组、电枢绕组、换向绕组、补偿绕组等共同产生的，其中励磁绕组起着主要作用。432.1.1直流电机的空载磁场直流电机空载（发电机与外电路断开，没有电流输出；电动机轴上不带机械负载）运行时，其电枢电流等于零或近似等于零。因而空载磁场可以认为仅仅是励磁电流通过励磁绕组产生的励磁磁通势所建立的主磁场。2.1

直流电机的电枢反应442.1.2直流电机的负载磁场直流电机负载运行时，电枢绕组中便有电流流过，产生电枢磁通势。该磁通势所建立的磁场，称为电枢磁场。电枢磁场与主极磁场共同作用，在气隙内建立一个合成磁场。2.1

直流电机的电枢反应（a）主磁场（b）电枢磁场（c）合成磁场452.1.3直流电机的电枢反应2.1

直流电机的电枢反应直流电机在工作过程中，定子主磁极产生主磁场，电枢电流产生电枢磁场，电枢磁场对主磁场的影响叫做电枢反应。电枢反应的结果：一是使气隙磁场畸变，一极尖磁场加强，另一极尖磁场减弱；二是去磁效应，由于磁会饱和，每一磁极的两个极尖磁通的增加量与减少量不相等，减少量大于增加量，从而使总磁通量有所减小。明显表现在：原来的几何中性线n-n处的磁感应强度不等于零，磁感应强度为零的位置，即电磁物理中性线m-m逆旋转方向移动一角度（电动机），物理中性线与几何中性线不再重合。如果电枢电流越大，电枢磁场越强，电枢反应的影响就越大，物理中性线偏移的角度也就越大，这样会给电机的换向带来困难。462.2.1

直流电机的电枢电动势2.2直流电机电枢电动势和电磁转矩

产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势，简称为电枢电动势。大小:P为极对数；N为电枢导体总数；a为并联支路对数性质:发电机:电源电势(与电枢电流同方向);

电动机:反电势(与电枢电流反方向).47产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁芯半径之积称为电磁转矩。大小:性质:发电机:制动(与转速方向相反)；电动机:驱动(与转速方向相同)。2.2.2直流电机的电磁转矩P为极对数；N为电枢导体总数；a为并联支路对数；2.2直流电机电枢电动势和电磁转矩48直流电机运行时，随着电枢和换向器的旋转，电枢绕组的元件将依次地由一个支路转入另一个支路，元件中的电流将改变方向，这个过程称为换向。换向的外观表现是在电刷和换向器间常出现火花，如果火花过大，就会烧坏电刷和换向器，使电机不能继续运行。2.3直流电机的换向492.3直流电机的换向2.3.1直流电机的换向过程换向前元件1属于右边支路，流过其中的电流i=ia（图a）；换向后元件1转入左边支路，元件中的电流i由ia变为-ia（图c）流经换向片1的电流i1由2ia减小至零，流经换向片2的电流i2由零增至2ia，在换向过程中，i1+i2=2ia不变。50如果i1、i2的变化和换向片与电刷接触面积的变化成正比，即i1均匀地减小，i2均匀地增大，这种理想的换向称为直线换向。直线换向时，当片1将与电刷脱离前，流经片1的电流已趋近于零，所以当片1与电刷断开时，在电刷与换向器之间不会出现火花。实际上，将产生火花，当火花超过一定限度时，将影响电机的正常运行，甚至可能烧坏电刷和换向器。2.3直流电机的换向512.3直流电机的换向2.3.2影响换向的电磁原因

1.电抗电动势ex换向时换向元件中换向电流的大小、方向发生急剧变化，因而会产生自感电动势。由于同时换向的线圈不止一个，除了各自产生自感电动势外，个线圈之间还会产生互感电动势。自感电动势和互感电动势的综合称为电抗电动势。

2.切割电动势ev直流电机负载运行时，电枢反应使主极磁场畸变，几何中性线处的磁密度不为零，换向元件恰好处在几何中性线上，就要切割电枢磁场的磁力线，产生一种电动势，称为切割电动势。52

1.安装换向极

（1）换向极的安装位置：换向极必须安装在主磁极之间的几何中性线处。（2）换向极的极性：对于发电机，换向元件边即将进入的换向极极性应与它即将离开的主极极性相反；对于电动机，换向元件边即将进入的换向极极性应与它即将离开的主极极性相同。（3）换向绕组的连接方式：换向绕组与电枢绕组串联。2.3直流电机的换向2.3.3改善换向的方法53

2.选择合适的电刷

电机用电刷的型号规格很多，其中炭—石墨电刷的接触电阻最大，石墨电刷和电化石墨电刷次之，铜—石墨电刷的接触电阻最小。直流电机如果选用接触电阻大的电刷，有利于换向。在使用维修中，欲更换电刷时，必须选用与原来同一牌号的电刷，如果实在配不到相同牌号的电刷，应尽量选择特性与原来接近的电刷，并全部更换。2.3直流电机的换向542.4.1直流电机的励磁方式励磁绕组获得电流的方式称作励磁方式。直流电机按励磁方式的不同，可分为他励和自励两大类。他励绕组由其它直流电源供电，与电枢绕组之间没有电的联系；自励电机的励磁由电机本身供给。自励电机，按励磁绕组与电枢绕组连接方式的不同，又可分为并励、串励和复励三种。2.4直流电机的基本方程式55直流电机的励磁方式2.4直流电机的基本方程式56并励电机，励磁绕组与电枢绕组并联。他励和并励的励磁电流通常仅为电机额定电流的1%—3%。串励电机，励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流即是电枢电流。复励电机，既有并励绕组又有串励绕组，并励绕组流过的电流小，导线细，匝数多；串励绕组流过的电流大，导线粗，匝数少。2.4直流电机的基本方程式572.4.2直流电机的损耗直流电机的损耗按其性质可分为机械损耗、铁耗、铜耗和附加损耗四种。

1.机械损耗pm

不论是发电机还是电动机，当电机转动时，必须先克服摩擦阻力，因此产生机械损耗。它包括轴与轴承摩擦损耗，电刷与换向器摩擦损耗，以及电枢旋转部分与空气的摩擦损耗等。这些损耗与转速高低有关。

2.4直流电机的基本方程式58

2.铁芯损耗pFe当直流电机旋转时，电枢铁芯中因磁场反复变化而产生的磁滞损耗和涡流损耗叫铁芯损耗。以上分析的机械损耗和铁芯损耗合起来又称为空载损耗p0。因为这两种损耗在直流电动机转起来，但还没有带负载时，已经存在了。2.4直流电机的基本方程式59

3．铜耗当直流电机运行时，在电枢回路和励磁回路中都有电流流过，因此在绕组电阻上产生的损耗叫铜耗。（1）电枢回路铜耗pcua

它包括以下几项，电枢绕组铜耗；与电枢绕组串联的串励绕组、换向极绕组及补偿绕组的铜耗；电刷与换向器的接触电阻上的铜耗。（2）励磁回路的铜耗pcuf

由于励磁回路的铜耗很小，而且是一个不变的值，一般把它归入不变损耗范畴。不论发电机还是电动机，电枢电流都随负载的变化而变化，因而电机中的电枢铜耗又叫可变损耗。电机的机械损耗和励磁一定时的铁耗只与转速有关，当电机的转速变化不大时，由机械损耗和铁芯损耗合成的空载损耗是基本不变的，故空载损耗又叫不变损耗。2.4直流电机的基本方程式60

4．附加损耗pad

附加损耗又称杂散损耗，对于直流电机，这种损耗是由于电枢铁芯表面有齿槽存在，使气隙磁通大小脉振和左右摇摆，在铁芯中引起的铁损耗和换向电流产生的铜耗等。这些损耗是难以精确计算的，一般约占额定功率的0.005~0.01。

2.4直流电机的基本方程式61

1.电动势平衡方程式根据发电机的工作原理，在图中将有关各物理量按惯例标出正方向。根据电路基尔霍夫定律可得电枢回路的电动势平衡方程式：式中；I是发电机的输出电流。2.4.3直流发电机的基本方程式2.4直流电机的基本方程式622.功率平衡方程式

2.4直流电机的基本方程式当直流发电机接上负载后，原动机输送给发电机的机械功率为P1，在发电机的内部，一小部分能量被机械摩擦和铁芯的磁滞、涡流所消耗，绝大部分能量转换为电磁功率Pem，即：632.功率平衡方程式

并励直流发电机的功率流程图2.4直流电机的基本方程式64原动机输入的转矩T1拖动发电机旋转。空载运行时，要克服由空载损耗所对应的空载转矩T0，T0是个制动转矩，它的方向总与电机的旋转方向相反。带负载时，电枢有电流，与磁场作用产生电磁转矩Tem，Tem与T1的方向相反，也是个制动转矩。在带负载运行时，只有原动机的驱动转矩与电磁转矩Tem和空载转矩T0之和相等时，发电机才能以恒定转速旋转。此时的转矩平衡方程式为：3.转矩平衡方程式2.4直流电机的基本方程式652.4.4直流电动机的基本方程式1．电压平衡方程式2.4直流电机的基本方程式2．矩阵平衡方程式Tem=TL+T0662.4直流电机的基本方程式3.功率平衡方程式673.功率平衡方程式2.4直流电机的基本方程式682.5.1他励发电机的空载特性

直流发电机的空载特性是非线性的的，上升与下降的过程是不相同的。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。

空载时，。由于，因此空载特性实质上就是。由于正比于，所以空载特性曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。定义：当、时，空载特性曲线上升分支空载特性曲线下降分支平均空载特性曲线2.5直流电机的运行特性692.5.2直流发电机的外特性定义：当、时，外特性曲线如图所示

由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降。

根据可知，端电压下降有两个原因：一是在励磁电流一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；另一个原因是电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。2.5直流电机的运行特性702.5.3直流发电机的调节特性定义：当、时，外特性曲线如图所示

由曲线可见，在负载电流变化时，若保持端电压不变，必须改变励磁电流，补偿电枢反应及电枢回路电阻压降对对输出端电压的影响。2.5直流电机的运行特性711.转速特性2.6.1他励（并励）直流电动机的工作特性定义：当、时，由方程式可得

忽略电枢反应的去磁作用，转速与负载电流按线性关系变化。如图所示。2.6直流电机的工作特性722.转矩特性2.6.1他励（并励）直流电动机的工作特性2.6直流电机的工作特性定义：当、时，转矩表达式

考虑电枢反应的作用，转矩上升的速度比电流上升的慢。如图所示。733.效率特性定义：当、时，由方程式可得

空载损耗为不变损耗，不随负载电流变化，当负载电流较小时效率较低，输入功率大部分消耗在空载损耗上；负载电流增大，效率也增大，输入的功率大部分消耗在机械负载上；但当负载电流增大到一定程度时铜损快速增大此时效率又变小。如图所示。2.6直流电机的工作特性742.6.2串励直流电动机的工作特性

当负载电流较小时，电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励磁电流呈线性关系。即：转速特性2.6直流电机的工作特性75转矩特性

当负载电流较大时，磁路饱和，串励电动机的工作特性与他励电动机相同。曲线如图所示。

当负载电流为零时，电机转速趋于无穷大，所以串励电动机不宜轻载或空载运行。2.6直流电机的工作特性2.6.2串励直流电动机的工作特性7677新世纪高职高专电气自动化技术类课程规划教材电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU新世纪高职高专教材编审委员会组编主编张晶郑立平王文一（基础篇）（第五版）78第3章直流电动机的电力拖动基础3.1

电力拖动系统的运动方程式3.2

生产机械的负载特性3.3

直流电动机的机械特性3.4

电力拖动系统的稳定运行条件793.1.1运动方程式电力拖动系统旋转时的运行方程：运动方程的实用形式Tem—感应电动机的电磁转矩TL—负载的转矩J—运动系统的转动惯量

—系统旋转的角速度GD2—飞轮惯量（飞轮矩），g—重力加速度3.1电力拖动系统的运动方程式803.1.1运动方程式3.1电力拖动系统的运动方程式系统旋转运动的三种状态系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态；系统处于加速运行状态，即瞬态过程；系统处于减速运行状态，即瞬态过程。813.1.2运动方程式中转矩方向的确定一般规定如下：首先选定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速n的正方向，然后按照下列规则确定转矩的正、负号。

1.电磁转矩Tem与转速n的正方向相同时为正，相反时为负；

2.负载转矩TL与转速n的正方向相反时为正，相同时为负；

3.惯性转矩的大小及正、负号由Tem和TL的代数和决定。3.1电力拖动系统的运动方程式823.2生产机械的负载特性电力拖动的运动方程式，集电动机的电磁转矩、生产机械的负载转矩及系统的转速之间的关系于一体，描述了拖动系统的运动状态。但是要对运动方程式求解，首先必须知道电动机的机械特性和生产机械（负载）的机械特性。生产机械运行时常用负载转矩标志其负载的大小，不同的生产机械的转矩随转速变化的规律而不同，负载的机械特性也成为负载转矩特性，简称负载特性。833.2生产机械的负载特性3.3.1恒转矩负载特性

1.反抗性恒转矩负载这类负载的特点是：负载转矩的大小恒定不变，而负载转矩的方向总是与转速的方向相反，即负载转矩的性质总是起反抗运动作用的阻转矩性质。843.3生产机械的负载特性3.3.1恒转矩负载特性

2.位能性恒转矩负载这类负载是由拖动系统中某些具有位能的部件（如起重类型负载中的重物）造成的，其特点是：不仅负载转矩的大小恒定不变，而且负载转矩的方向也不变。853.3生产机械的负载特性3.3.2恒功率负载特性恒功率负载的特点是：负载转矩与转速的乘积为一常数，即负载功率，也就是负载转矩与转速成反比。863.3生产机械的负载特性3.3.3通风机类负载特性水泵、油泵、通风机和螺旋桨等机械的负载转矩将将基本上与转速的平方成正比。873.4直流电动机的机械特性3.4.1直流电动机机械特性的表达式他励直流电动机的接线如图所示。电枢回路的总电阻称为电枢内阻，电枢回路有时还串入附加电阻，此时电枢回路电阻包括附加电阻。为了使电动机能正常工作，在励磁电路中一般加入一个可调节大小的电阻，用于调节励磁电流的大小。883.4直流电动机的机械特性3.4.1直流电动机机械特性的表达式893.4直流电动机的机械特性3.4.2固有机械特性把他励直流电动机的电源电压、磁通称为额定值，电枢回路未接附加电阻时的机械特性称为固有机械特性。其固有机械特性的方程式为式中，可以从铭牌数据中查到；电枢电阻可由近似公式估算得到。一般电动机额定运行时，铜耗损是总耗损的，电枢电阻为：903.4直流电动机的机械特性3.4.2固有机械特性913.4直流电动机的机械特性3.4.3人为机械特性

1.电枢回路串接电阻时的人为机械特性当电源电压和磁通都是额定值时，电枢回路串接电阻，这时的人为机械特性方程式为：人为机械特性的特点是：（1）理想空载转速保持不变；（2）斜率随的增大而增大，转速降增大，特性曲线变软。923.4直流电动机的机械特性

2.改变电枢电压时的人为机械特性改变电枢电压的人为机械特性方程式为：降低电枢电压后，理想空载转速下降，特性曲线的斜率不变，因此降低电枢电压情况下的人为机械特性是一组平行线，改变电枢电压可以调速。当负载转矩不变时，电压越低，转速也越低。933.4直流电动机的机械特性

3.减弱磁通时的人为机械特性减弱磁通时的人为机械特性方程式为：减弱磁通时的人为机械特性的特点是：（1）理想空载转速与磁通成正比，比例系数为负，减弱磁通升高；（2）斜率与磁通的平方成反比，减弱磁通使斜率增大。943.5电力拖动系统的稳定运行条件3.5.1电力拖动系统的稳定运行一台电动机拖动生产机械，以多高的转速运行，取决于电动机的机械特性和生产机械的负载特性。如果知道了生产机械的负载转矩特性和电动机的机械特性，把两种特性配合起来，就可以研究电力拖动系统的稳定运行问题。953.5电力拖动系统的稳定运行条件3.5.2电力拖动系统的稳定运行条件电力拖动系统的稳定运行的充分必要条件是：（1）必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在；（2）充分条件：在交点处，满足。或者说，在交点的转速以上存在，而在交点的转速以下存在。96新世纪高职高专电气自动化技术类课程规划教材电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU新世纪高职高专教材编审委员会组编主编张晶郑立平王文一（基础篇）（第五版）97第4章直流电机的电力拖动4.1他励直流电机的启动4.2他励直流电机的制动4.3他励直流电机的调速4.4直流电机的应用984.1他励直流电动机的启动

电动机的启动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。他励电动机直接加上额定电压启动，即直接启动，将会产生：2.过大的启动转矩：因为电动机开始是静止的，转速，电枢电动势故启动电流为1.大的启动电流：4.1.1启动过程存在的问题994.1他励直流电动机的启动4.1.1启动过程存在的问题（1）直接启动（2）电枢回路串电阻启动（3）降低电枢电压启动直流电动机启动时，必须满足下列三项要求：1.启动电流不能过大；2.电动机的启动转矩足够大，以保证电动机正常启动；3.启动设备要简单、可靠。他励直流电动机的启动方法有三种：1004.1.2直接启动直接启动又称为全压启动:

直接启动不需要专用启动设备，操作简便，主要缺点是启动电流太大。额定功率在几百瓦以下的直流电动机才能直接启动。直接启动机特性曲线4.1他励直流电动机的启动101

一般的直流电动机，在启动时在电枢回路中串入电阻来限制启动电流。他励直流电动机启动过程中，如图所示4.1.3电枢回路串电阻启动电路图M+-3KM1KM2KM+-n0IhfdgecaUNR1R2R3R3R2R1n0nNnn2n1INIst1Ist2R1RaR3R2

机械特性4.1他励直流电动机的启动1024.1.4降低电枢电压启动

降低电枢电压启动简称降压启动，由专用的直流可调压电源供电，启动过程的特性如图：4.1他励直流电动机的启动1034.2他励直流电动机的制动制动状态:速停车或者由高速运行迅速降到低速运行制动方法

能耗制动反接制动回馈制动根据电磁转矩与转速之间的方向关系，可以将电动机分为两种运行状态：当与同方向时，为电动运行状态，简称电动状态；当与方向相反时，为制动运行状态，简称制动状态。1044.2.1能耗制动机械特性方程式:能耗制动的机械特性能耗制动接线图电动状态能耗制动状态RZ21EanTM(a)+-RZ21EanTM+(b)II+-+--4.2他励直流电动机的制动105能耗制动的优点：制动的速较平稳可靠；控制线路较简单,实现准确停车。制动转矩随转速下降成正比地减小，影响到制动效果。能耗制动的缺点：

能耗制动适用于不可逆运行、制动减速要求较平稳的情况下。4.2他励直流电动机的制动1064.2.2反接制动机械特性方程式:1.电源反接制动电源反接原理接线电源反接机械特性4.2他励直流电动机的制动1072．倒拉反转反接制动机械特性方程式:原理图

EanTem(a)TLnG+-IaUEanTem(b)TLnG+-U-+fU+fURZIaIa-电动机运行倒拉反接制动机械特性4.2他励直流电动机的制动108制动转矩较恒定、制动较强烈、效果好。需要从电网中吸收大量电能；电源反接制动转速为零时，如不及时切断电源，会自行反向加速。反接制动的优点:反接制动的缺点:4.2他励直流电动机的制动1094.2.3回馈制动

当起重机下放重物或电机车下坡时，电机将处于回馈制动状态机械特性起重机装置示意图

EanTem(a)TLnG+-IaURZEanTem(b)TLnG+-URZ+-+-IafUfU(a)反向电动(b)反向回馈制动状态4.2他励直流电动机的制动110反向回馈制动的稳定转速为:回馈制动的优点:不需要改接线路即可从电动状态自行转化到制动状态，电能可反馈回电网，简单。回馈制动的缺点:制动只能出现在时，应用范围较小。

4.2他励直流电动机的制动1114.2.4直流电动机的反转

直流电动机的转向是由电枢电流方向和主磁场方向确定的，要改变其转向：一是只改变电枢电流和励磁电流的方向；二是只改变励磁电流的方向（即改变主磁场的方向）。如果同时改变电枢电流和励磁电流的方向，则电动机的转向不会改变。要实现直流电动机的反转，通常采用改变电枢电流方向的方法，具体就是改变电枢两端电压的极性，或者把电枢绕组两端换接，而很少采用改变励磁电流方向的方法。4.2他励直流电动机的制动1124.3他励直流电动机的调速调速可以采用机械调速电气调速或二者配合起来调速他励直流电动机的转速他励直流电动机调速方法（1）改变电枢电路电阻调速；（2）改变磁通调速；（3）改变电压调速1134.3.1调速性能指标1．调速范围调速范围:电动机拖动额定负载时，所能达到的最大转速与最小转速之比，通常用D表示，即4.3他励直流电动机的调速2．调速的平滑性相邻两个调速级的转速之比:1143．调速的相对稳定性

电动机在某一机械特性曲线上运转时，在额定负载下的转速降对理想空载转速的百分比:4.3他励直流电动机的调速两条互相平行的机械特性4．调速的经济性主要指调速设备的初投资、运行效率及维修费用等1154.3.2调速方法1．电枢回路串电阻调速特点：（1）调度的平滑性差；（2）低速时，特性较软，稳定性较差；（3）轻载时调速效果不大；（4）串入的电阻损耗大，效率越低；（5）电动机的转速不宜调节得太低，因此调速范围小。机械特性4.3他励直流电动机的调速116方法是在励磁电路中串联调速电阻，改变磁通电流，使磁通改变。改变磁通调速机械特性rEa+-IaU+-Φ2．减弱磁通调速接线图4.3他励直流电动机的调速1172．减弱磁通调速4.3他励直流电动机的调速优点:（1）控制简单，调速平滑性较好（2）投资少，能量损耗小，经济性好缺点：调速范围不广1184.3他励直流电动机的调速3.降低电枢电压调速电枢电压只能在额定电压以下进行调节。设电动机拖动负载转矩。改变电枢电压的机械特性1194.3他励直流电动机的调速3.降低电枢电压调速降压调速的特点（1）可以实现无级调速，平滑性很好；（2）由于机械特性斜率不变，相对稳定性较好；（3）调速范围较广；（4）调速过程能量损耗较小；（5）需专用电源，设备投资较大。1204.4直流电机的应用4.4.1直流电机应用概述直流电机具有响应快速、较大的启动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是他的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要采用碳刷及整流子。随着电子技术、新兴电力电子器件和高性能永磁材料技术和工艺的发展，已将直流电机的励磁部分用永磁材料替代，产生了永磁无刷直流电机。电机内部的电磁作用原理与直流电机相同。所以无刷直流电机的过载能力高，高速性能好。由于这种直流电机的体积小，结构简单，效率高，无转子损耗，所以目前已在中、小功率范围内得到广泛的应用。1214.4直流电机的应用4.4.1直流电机应用概述直流无刷电机的控制原理1224.4直流电机的应用4.4.1直流电机应用概述直流无刷电机的控制顺序1234.4直流电机的应用4.4.2直流电机在电动自行车上的应用电动自行车主要由电机、控制器、蓄电池和充电器四大电气部件与车体结构构成，其中电机和控制器是最重要的配件，他们性能的优劣基本上决定了电动车的性能和档次。1.盘式高速有刷直流电机+齿轮减速器这种驱动电机根据电机本体的绕组形式不同有印制绕组和线绕式绕组电机之分，印制绕组高速有刷直流电机简称为印制机。1244.4直流电机的应用4.4.2直流电机在电动自行车上的应用2.低速有刷直流电机电动自行车的低速有刷直流电机是20世纪90年代中期面世的，但迟了3~4年才获得普遍应用。3.低速无刷直流电机低速无刷直流电机在电动自行车上的应用在本次电动自行车热潮开始之初出现，当时占有一定的市场份额。4.结论综合以上分析，从性能、经济性、维修性等方面来啊看，永磁无刷直流电机特别是无位置传感器的无刷电机，配合智能控制器，是电动自行车电机的发展方向。125新世纪高职高专电气自动化技术类课程规划教材电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU新世纪高职高专教材编审委员会组编主编张晶郑立平王文一（基础篇）（第五版）126第5章变压器5.1变压器的基本原理和结构及其额定值5.2单相变压器的空载运行和负载运行5.3变压器的参数测定5.4三相变压器5.5变压器的应用127

5.1.1变压器的作用及分类5.1变压器的基本原理和结构及其额定值1.作用:

将一种电压等级的交流电能转换成另一种电压等级的交流电能。可以改变电压、电流、阻抗，不改变频率。2.分类电力变压器、仪用互感器和特种变压器

单相变压器和三相变压器自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器心式变压器和壳式变压器干式变压器、充气式冷却变压器、油浸式变压器1285.1.2变压器的工作原理变压器是利用电磁感应定律工作的一次侧电动势:二次侧电动势为:变压器的工作原理图5.1变压器的基本原理和结构及其额定值1295.1.3变压器的基本结构1一铁芯；2一绕组级绝缘；3一分接开关；4一油箱；5一高压套管6一低压套管；7一储油柜；8一油位计；9一吸湿器；10一气体继电器；11一安全气道；12一信号式温度计；13一放油阀门；14一铭牌5.1变压器的基本原理和结构及其额定值130

1．铁芯:既是变压器的磁路，又是变压器的机械骨架,用0.22~0.5mm厚的硅钢片叠装而成的，叠装之前要在硅钢片的两面涂上绝缘漆。铁芯叠片次序热轧硅钢片冷轧硅钢片铁芯柱截面的形状铁芯轭的截面形5.1变压器的基本原理和结构及其额定值131

2．绕组:绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。交叠式绕组l一低压绕组2一高压绕组

根据高、低压绕组排列方式的不同，变压器的绕组可分为同心式和交叠式两类。5.1变压器的基本原理和结构及其额定值1323．绝缘套管:变压器的高、低压绕组引出线从油箱内部引出油箱外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱外壳绝缘，同时又起着固定引线的作用。5.1变压器的基本原理和结构及其额定值4．油箱及变压器油

将铁芯和绕组的整体称为器身，器身是安装在贮满变压器油的油箱中。油箱又是整个变压器的框架，它将变压器所有的零部件组合成一个整体。1335．保护装置

储油柜又称为油枕，装在油箱顶部，储油柜的体积一般为油箱体积的8%~10%（1）储油柜l一主油箱2一储油箱

3一气体继电器

4一安全气道5.1变压器的基本原理和结构及其额定值134（2）吸湿器又称为呼吸器，将进入油枕的空气中的水分吸掉，保证变压器油不被受潮5.1变压器的基本原理和结构及其额定值135为了保护油箱不致爆炸，在变压器上装置了气体继电器和安全气道当变压器内部发生故障时，（3）气体继电器和安全气道1-开口杯2-磁铁

3-干簧触点(信号用)4-磁铁

5-干簧触点(跳闸用)（4）散热器5.1变压器的基本原理和结构及其额定值1365.1.4变压器的铭牌l．变压器的额定容量:变压器在额定运行时输出的视在功率。

变压器在空载状态下一次侧允许的电压和二次侧测得的电压。5.1变压器的基本原理和结构及其额定值2．变压器的额定电压:1N

2N/U

U1375.1.4变压器的铭牌

3．变压器的额定电流:单相变压器：变压器在额定容量下，一次侧和二次侧绕组允许长期通过的电流5.1变压器的基本原理和结构及其额定值三相变压器:1384．变压器的额定频率变压器电压或电流每秒交变的次数，我国规定工业用电的标准频率为50Hz。5.1.4变压器的铭牌5.1变压器的基本原理和结构及其额定值139【例5-1】一台三相双绕组变压器,额定数据,

求变压器一次侧和二次侧绕组的额定电流。解:5.1变压器的基本原理和结构及其额定值1405.2.1单相变压器的空载运行

变压器的空载运行：指变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧开路时的运行状态。1．正方向的规定变压器各物理量的正方向5.2单相变压器的空载运行和负载运行1412．空载运行的电磁关系（1）主磁通和漏磁通（2）感应电动势与变比各感应电动势的有效值为

一、二次绕组电动势之比称为变比:主磁通:沿铁芯闭合，同时与一、二次绕组交链漏磁通:磁通主要沿非铁磁材料闭合，仅与一次绕组交链，称为一次绕组漏磁通5.2单相变压器的空载运行和负载运行142

3．空载运行的电动势平衡方程4．空载运行的等效电路5.2单相变压器的空载运行和负载运行1435.2.2单相变压器的负载运行变压器的负载运行，指变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源，二次侧负载时的运行状态。5.2单相变压器的空载运行和负载运行144１．负载运行的磁通势平衡方程5.2单相变压器的空载运行和负载运行1452．负载运行的电动势平衡方程（1）一次绕组的电动势方程式（2）二次绕组的电动势方程式5.2单相变压器的空载运行和负载运行146(3)变压器负载运行时的基本方程式2．负载运行的电动势平衡方程5.2单相变压器的空载运行和负载运行1473．变压器的参数折算一次侧、二次侧负载运行等效电路5.2单相变压器的空载运行和负载运行148

以二次侧折算至一次例为例说明折算方法①二次电动势、电压的折算②二次电流的折算5.2单相变压器的空载运行和负载运行149③二次阻抗的折算④二次负载阻抗的折算5.2单相变压器的空载运行和负载运行1504．变压器负载时的等效电路

变压器的“T”型等效电路实际电力变压器中，励磁电流很小，近似地认为在忽略一次漏阻抗压降的情况下，可以把励磁支路前移至电源端，这种电路称为近似等效电路。5.2单相变压器的空载运行和负载运行151变压器的近似等效电路变压器等效简化电路5.2单相变压器的空载运行和负载运行1525.3变压器的参数测定5.3.1空载试验单相变压器空载试验接线图目的：测出空载电流

、空载电压

和空载功率

，并计算变比

和励磁参数：励磁阻抗

、励磁电阻

与励磁电抗

。要求及分析：1）低压侧加电压，高压侧开路2）实测值：p0、I0、U0（U2N）、U1N3）计算值：1535.3变压器的参数测定4）若要得到高压侧参数，须折算1545.3变压器的参数测定5）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；6）由于空载时功率因数很低，为减小误差，应采用低功率因数表测量空载功率。Y接1551565.3.2短路试验5.3变压器的参数测定目的：测量短路电流Ｉk、短路电压Ｕk、短路损耗Ｐk，计算短路阻抗

Ｚk、短路电阻Rk、短路电抗Xk和短路电压（阻抗电压）百分数Ｕk（%）。单相变压器短路试验接线图1）高压侧加电压，低压侧短路；忽略和铁损，则：2）实测值：pK、IK、UK和环境温度3）计算值：1575.3变压器的参数测定一般认为：4）温度折算4）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；对铝线：对铜线：158

短路电压为额定电流在阻抗上的压降，故也称阻抗电压。短路电压通常以百分值表示，即：短路电压（阻抗电压）：短路电压[阻抗电压]短路实验时使短路电流为额定电流时一次所加的电压称为短路电压。记作：1591605.4三相变压器5.4.1三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统是指主磁通的磁路系统，按铁芯结构可分为组式磁路和心式磁路1．三相变压器组的磁路系统1612．三相心式变压器的磁路系统三相心式变压器的优点价格便宜、消耗材料少、占地面积小、维护方便等优点，所以使用最广泛5.4三相变压器1625.4.2三相变压器的电路系统(连接组别)1．三相变压器的绕组连接（1）

三相绕组的端点标识

对于三相变压器而言，绕组的标识为：A、B、C表示三相高压绕组的首端；X、Y、Z表示三相高压绕组的末端；a、b、c表示三相低压绕组的首端；x、y、z表示三相低压绕组的末端；N、n表示星形连接的高压和低压绕组的中性点。5.4三相变压器163

（2）

三相绕组的连接方式①星形连接②三角形连接5.4三相变压器1642．三相变压器的连接组标号（1）三相变压器的连接组

三相变压器高、低压侧常用连接方式有Y，Y；Y，d；D，d；D，y四种。（2）变压器的同名端

在任何瞬间，变压器两个绕组中电动势或电压极性相同的两个端子称为同名端或同极性端，常加“.”表示。变压器的同名端可用直流法或交流法来测定（参考实训篇第五版）。5.4三相变压器165（3）三相变压器的连接组别

连接组别采用时钟表示法，即规定将高压绕组的线电动势向量看成时钟的长针，并固定指向12点不动，将低压绕组的同名线电动势向量看成时钟的短针，它指向的点数就是该变压器的连接组别号。5.4三相变压器166第一步标出连接图中高、低压侧绕组相电动势的正方向。第二步画出高压侧的电动势相量图，将相量图的B点放在钟面的“12”处，A、B、C按顺时针方向排列。第三步画出低压侧的电动势相量图，以高、低压侧同一铁芯柱上绕组的相电动势之间的相位关系，来确定低压侧相电动势的位置，此时a点必须和高压侧的A点重合。第四步以电动势相量

为长针，以电动势相量

为短针所确定的钟点数，即为所要判定的变压器的连接组别号。用电动势时钟法判断连接组别号的步骤5.4三相变压器5.4三相变压器①Y，y0连接

②Y，d连接高、低压侧均采用星形连接的三相变压器共有Y，y0、2、4、6、8、10六种偶数号的连接组。Y，d连接的三相变压器有1、3、5、7、9、11六种奇数组号的连接组168（4）三相变压器的标准连接组

国家规定Y，yn0；Y，dll；YN，dll；YN，y0；Y，y0五种作为三相双绕组电力变压器的标准连接组。常用的连接组标号①Y，yn0：主要用于配电线路中，高压侧电压不超过35KV，低压侧电压低于400V，由于低压侧有中性线，因此低压侧还可提供单相电压200V。②Y，d11：用于高压侧电压不超过35KV，低压侧电压超过400V的配电线路中。③YN，d11：用于110KV及以上高压输电线路。可为高压侧电力系统的中性点接地提供条件。5.4三相变压器5.4.3三相变压器的并联运行1.定义：几台变压器的原、副线圈分别连接到原、副边的公共母线上，共同向负载供电。2.优点：①可靠性；②经济性。1695.4三相变压器170①各变压器的原、副边的额定电压分别相等，即变比相等；②各变压器的连接组号相同；③各变压器的短路阻抗（短路电压）百分数相等，且短路阻抗角也相等。理想条件171实际条件（1）变比可略有不同，但必须满足（2）连接组别必须相同。

（3）短路电压（阻抗）的百分数也可略有不同，但必须满足两值之差不超过其平均值的10%1721735.5变压器的应用5.5.1整流变压器1．整流变压器的作用

整流变压器主要用作硅整流设备的电源变压器，是整流装置中的重要组成部分2．整流变压器的特点（1）一、二次绕组的视在功率不相等（2）阻抗大，绕组和铁芯的机械强度也大（3）有特殊的绕组联结组及补偿装置（4）效率较低1743．整流变压器的分类相数多相整流变压器单相整流变压器三相整流变压器冷却方式油浸式整流变压器有干式整流变压器用途同步电机励磁系统整流装置用整流变压器；电力拖动用整流变压器牵引整流变压器电炉用整流变压器电解电镀用整流变压器5.5变压器的应用1754．整流变压器的运行原理5.5变压器的应用二极管所承受反向电压的波形电路图交流侧电压波形直流侧电压波形电流波形1765.5.2电焊变压器

电焊变压器又称焊接用变压器，在生产实际中广泛应用，是一种特殊的降压变压器对电焊变压器的几点要求：（1）电焊变压器应具有60～75V的空载电压，以保证容易起弧（2）焊接电流要求能够调节大小（3）电焊变压器应有迅速下降的外特性（4）短路电流要大小适宜电焊变压器的外特性

5.5变压器的应用177

电焊变压器的原理接线图5.5变压器的应用1785.5.3自耦变压器自耦变压器的结构特点:自耦变压器没有独立的副绕组，它将原绕组的一部分作为副绕组原理图电路图自耦变压器的优点:节省大量材料，减少变压器的体积、重量自耦变压器的缺点:加强变压器内部绝缘与过电压保护措施5.5变压器的应用1795.5.4仪用互感器

利用变压器的变压和变流换关系，可生产出专门进行测量用的变压器，称为仪用互感器，它分为电压互感器和电流互感器两种1．电压互感器注意以下事项:（1）二次侧不允许短路（2）二次绕组和铁芯应可靠接地5.5变压器的应用1802．电流互感器注意以下事项:（1）不允许二次侧开路（2）二次绕组和铁芯应可靠接地5.5变压器的应用新世纪高职高专电气自动化技术类课程规划教材电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU(基础篇)(第五版)新世纪高职高专教材编审委员会组编主编郑立平张晶王文一181第六章三相异步电动机6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构6.2交流电机的绕组6.3三相异步电动机的运行6.4三相异步电动机的参数测定6.5三相异步电动机的功率和转矩6.6三相异步电动机的工作特性1826.1三相异步电动机的基本工作原理及结构6.1.1三相异步电动机的基本工作原理1．异步电动机的基本特点及用途异步电机主要作为三相异步电动机使用，它具有结构简单、使用方便、运行可靠、效率较高，以及制造容易、维修方便、成本低廉等优点1832．异步电动机的主要分类分类定子相数

单相异步电动机三相异步电动机转子绕组形式绕线式鼠笼式电机尺寸或功率微型小功率电机大型中型小型电机的防护形式封闭式开启式防护式6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1843．三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的原理结构图

三相异步电动机的工作原理是通过气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的,故异步电动机又称为感应电动机。转差率6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1854．三相异步电动机的三种运行状态（1）电动运行状态（2）发电运行状态（3）电磁制动运行状态6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1866.1.2三相异步电动机的结构1－轴承2－轴伸侧铺盖3－转轴4－转子铁心5－吊环6－定子铁心7－出线盒8－机座9－定子绕组10－非轴伸侧端盖11－风罩12－风扇6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1871．定子（1）定子铁心（2）定子绕组（3）机座异步电动机的定子槽形半闭口槽半开口槽开口槽定子三相绕组接线图6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1883．气隙2．转子（1）转子铁心（2）转子绕组绕线型转子（滑环转子）笼型转子（短路转子）1一铜导条2一铜瑞环3一铝端环4一铝导体5一风扇叶片

铜条绕组

铸铝绕组

笼型转子绕组

绕线型转子可变电阻电刷滑环转子绕组6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1896.1.3三相异步电动机的铭牌及主要系列1．铭牌:电动机在规定的额定状态下运行时．转子轴上输出的机械功率，单位为W或KW。（1）额定功率三相异步电动机,额定功率可表示为：（2）额定电压:电动机额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压值,单位为V或KV。（3）额定电流:电动机外加额定频率、额定电压，轴上输出额定功率时流入定子绕组的线电流，单位为A或KA。6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构190（4）额定频率:我国工业电网标准频率为50Hz。（5）额定转速:电动机在额定电压、额定频率和额定负载下的转子转速,单位是。（6）额定功率因数:电动机在额定运行时定子电路的功率因数。（7）定子接线：有星形或三角形两种接线方式。6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构1912．异步电动机的主要系列我国生产的异步电动机主要产品系列有（1）Y系列:一般用途的笼型全封闭自冷式三相异步电动机（2）YR系列:三相绕线式异步电动机（3）YD系列:变极多速三相异步电动机（4）YDT系列:通风机用多速三相异步电动机（5）YB系列:防爆式笼型异步电动机（6）YTD系列:电梯用多速三相异步电动机6.1三相异步电动机的基本工作原理及结构192（7）YＺ系列:起重和冶金用三相笼型异步电动机（8）YＺR系列:起重和冶金用三相绕线型异步电动机（9）YＱ系列:大启动转矩的三相异步电动机（10）YＣT系列:电磁调速异步电动机