电工电子技术课件 第3-5章 三相交流电路、变压器和电动机、用电安全

电工电子技术第三章三相交流电路3.1

三相交流电源3.2

负载星形联结的三相电路3.3

负载三角形联结的三相电路3.4

三相电路的功率本章要求:搞清对称三相负载Y和△联结时

相线电压、相线电流关系;掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用;掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。CXBAYSN+_+++Z三相交流发电机示意图++__eeAX•三相绕组示意图每相电枢绕组定子转子(尾端)+e1e2e3A(首端)++––

–XYBCZ第一节

三相交流电源

一、对称三相电源相量图波形图UBUA..120°120°120°UC.uOuAuBuC2

120°240°360°三相电压瞬时表示式相量表示对称三相电动势的瞬时值之和为0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为A

B

C实际电路中通常会以不同颜色区分三相线:黄→绿→红NBCANABC1.星形连接中性线(零线、地线)中性点(零点)端线(相线、火线)在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压：端线与端线间的电压–+–++––+–+–+

二、三相电源连接线电压与相电压的关系根据KVL定律由相量图可得相量图30°ANBC+–+–+–2.三角形连接–++–+L2L1L3–电源一般都做Y接，作为默认的已知条件；三相变压器两种接法都有。ABC三相负载不对称三相负载：

不满足ZA=ZB

=

ZC

如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：ZA=ZB=

ZC

如三相电动机单相负载：只需一相电源供电

。

照明负载、家用电器等负载三相负载：需三相电源同时供电。

三相电动机等第二节负载星形连接的三相电路三相负载的联接方式

三相负载也有Y和两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。三相负载的连接原则

(1)电源提供的电压=负载的额定电压；

(2)单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。AB电源C保险丝三相四线制380/220伏N

额定相电压为220伏的单相负载

额定线电压为380伏的三相负载+N'N++–––ZAZBZC线电流：端线中的电流相电流：流过每相负载的电流结论：负载Y联结时，线电流等于相电流。Y:三相三线制Y0：三相四线制1.联结形式N电源中性点N´负载中性点

一、负载的星形联结2.负载Y联结的计算负载的电压＝电源相电压线电流＝相电流Y

联结时：中线电流负载Y联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算+N'N++–––ZAZBZC+N'N++–––ZAZBZC负载对称,中性线无电流,理论上可省掉中线。所以负载对称时，三相电流也对称。

负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。

二、对称负载Y联结的计算ACBNZAZCZB中线电流（1）负载不对称有中线时，各相单独计算，如前述。

二、不对称负载Y联结的计算（2）负载不对称无中线时：N+++–––N

RARBRCABC先计算,利用KVL再计算各负载电压。例1：若RA=RB=RC=5

，求线电流及中性线电流IN;若RA=5,RB=10,RC=20,求线电流及中性线电流IN。

一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电

压。负载为电灯组，N+++–––N

RARBRCABC中性线电流解：已知：(1)线电流

三相对称N+++–––N

RARBRCABC(2)三相负载不对称（RA=5

、RB=10

、RC=20

）

分别计算各线电流中性线电流例2：照明系统故障分析解:

(1)

A相短路1)中性线未断

此时A

相短路电流很大,将A相熔断丝熔断,而

B相和C相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。

在上例中，试分析下列情况

(1)A相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。

(2)A相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。

RARCRBABNCN

ABNCN´iAiCiB+++–––

此情况下，B相和C相的电灯组由于所承受电压都超过额定电压(220V)，这是不允许的。2)A相短路,中性线断开时,

此时负载中性点N´即为A,因此负载各相电压为(2)A相断路2)中性线断开

B、C相灯仍承受220V电压,正常工作。1)中性线未断变为单相电路，如图(b)所示,由图可求得iBCu´Bu´C+––+(b)

RARCRBAL2NCN

B结论

（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。线电流:

流过端线的电流相电流:

流过每相负载的电流

、、A+++–––BCiAiBiCZCAZABZBC第三节负载三角形连接的三相电路一、联结形式线电流不等于相电流(2)相电流(1)负载相电压=电源线电压即:UP

=Ul

一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载的电压始终对称,即相电流：线电流：UAB=UBC=UCA=Ul=UPA+++–––BCiAiBiCZCAZABZBC

二、分析计算相量图BCABCA30°负载对称时,相电流对称，即BC(3)线电流由相量图可求得为此线电流也对称，线电流比相应的相电流滞后30

。BCABCA三相负载的联接原则若：负载的额定电压=电源的线电压应作

联结若：负载的额定电压=

电源线电压应作Y联结

应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。

三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形(具有中性线)。无论负载为Y或△联结，每相有功功率都应为

Pp=Up

Ipcos

p对称负载联结时：对称负载Y联结时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P=3UpIpcos

p所以负载对称时：第四节

三相电路的功率

有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：

(1)绕组联成星形接于Ul=380V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。例1:解:(1)(2)

比较(1),(2)的结果:

有的电动机有两种额定电压,如220/380V。当电源电压为380V时,电动机的绕组应联结成星形；当电源电压为220V时,电动机的绕组应联结成三角形。在三角形和星形两种联结法中,相电压、相电流以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流比星形联结情况下的线电流增大倍。例2:各电阻负载的相电流

由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。ABC

线电压Ul为380V的三相电源上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗;另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻R=10,如图所示。试求：各组负载的相电流；(2)电路线电流；(3)三相有功功率。设解：负载星形联接时，其线电流为负载三角形联接时，其相电流为(2)电路线电流一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示(3)三相电路的有功功率30o67o46.7o

某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦日光灯210盏(cos

1=0.5)，60瓦白炽灯90盏(cos

2=1),

它们的额定电压都是220V，由380V/220V的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线路电流为多少？例3：解:

(1)该照明系统与电网连接图NA30盏白炽灯+–70盏日光灯BC解:

(1)该照明系统与电网连接图V(2)计算线电流U.设=2200°NA30盏+–70盏BCAN三层二层一层–+BC例4：某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？解:

(1)本系统供电线路图P

(2)当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V电压，所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。(3)因为三楼灯多于二楼灯即R3

R2

,所以三楼灯比二楼灯暗。解：(1)本系统供电线路图P

AN三层二层一层–+BC三相电路计算小结负载不对称时：各相电压、电流单独计算。负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。

求电表读数时，可只算有效值，不算相位。

无论什么接法，线电流都不能直接求解，可通过相电流推导出。求电流就是运用欧姆定律，只是接法不同，电压不同。

三相电路的计算要特别注意相位问题。

三相电路计算小结对称负载时有：负载Y形接法负载

形接法三相总功率：负载对称时：和接法无关电工电子技术第四章变压器和电动机4.1变压器的基本结构和基本原理4.2变压器的运行特性及变压器绕组极性与测定4.3三相变压器及特殊用途变压器4.5三相异步电动机的电磁转矩与机械特性4.4三相异步电动机的结构和工作原理4.6三相异步电动机的使用4.7单相异步电动机了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；了解三相电压的变换方法；本章要求：理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律。

在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。+–NIfNSS直流电机的磁路交流接触器的磁路第一节

磁路的基本概念一、磁路磁感应强度B

磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。B的大小等于通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋定则确定。单位是特斯拉(T)。磁通Φ均匀磁场中磁通Φ等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。二、磁路中的基本物理量磁导率μ

磁导率μ表示物质的导磁性能，单位是亨/米(H/m)。真空的磁导率

非铁磁物质的磁导率与真空极为接近，铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。

相对磁导率μr：物质磁导率与真空磁导率的比值。非铁磁物质μr近似为1，铁磁物质的μr远大于1。磁场强度H

磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁介质的磁导率无关，单位是安／米（A／m）。是为了简化计算而引入的辅助物理量。1.安培环路定律

计算电流代数和时，与绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致，则：三、磁路的定律2．磁路欧姆定律称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用。因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它会随励磁电流I的改变而改变，因而通常不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可以用于定性分析很多磁路问题。3．电磁感应定律

1.非磁性物质

非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：

0

r

1四、铁磁物质的磁化曲线2.磁性物质

磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。

在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。外磁场

在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴高导磁性

磁性材料的磁导率通常都很高，即

r1(如坡莫合金，其

r可达2

105)

。磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。

磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。有以下性质：

磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。

磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。磁饱和性OHBB•a•b磁化曲线磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。

B-H

磁化曲线的特征：

Oa段：H较小，B增长缓慢；

ab段：B与H几乎成正比地增加；bc段：B的增加缓慢下来；

c点以后：B增加很少，达到饱和。成为磁化饱和性。•cOHBB

有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率

不是常数，随H而变。

并且有磁性物质存在时，

与I不成正比。

磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。磁化曲线磁滞性和磁化不可逆性

磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化的性质。磁滞回线OHB••••BrHc剩磁感应强度Br(剩磁)：

当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的磁感应强度。矫顽磁力Hc：

使B=0所需的H值。

磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。(2)永磁材料具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(3)矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。

几种常见磁性物质的磁化曲线a

铸铁b

铸钢c硅钢片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc1电磁关系

–+e–+e

+–uNi（磁通势）主磁通

：通过铁心闭合的磁通。漏磁通

：经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。线圈铁心

i，铁心线圈的漏磁电感

与i不是线性关系。五、交流铁芯线圈2电压电流关系根据KVL:

+––+–+ee

uNi式中：R是线圈导线的电阻L

是漏磁电感

当u是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：设主磁通则有效值

由于线圈电阻

R

和感抗X

（或漏磁通

）较小，其电压降也较小，与主磁电动势E相比可忽略，故有式中：Bm是铁心中磁感应强度的最大值，单位[T]；

S是铁心截面积，单位[m2]。

由上式可以得知，当线圈匝数和电源参数不变时，电路的主磁通基本恒定。3功率损耗

交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。（1）铜损（

Pcu）

在交流铁心线圈中,线圈电阻R上的功率损耗称铜损，用

Pcu

表示。

Pcu

=RI2式中：R是线圈的电阻；I是线圈中电流的有效值。（2）铁损（

PFe）

在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用

PFe

表示。铁损由磁滞和涡流产生。

+–ui磁滞损耗（

Ph）由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗（

Ph）。

磁滞损耗的大小：单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的频率f。OHB

磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。

减少磁滞损耗的措施：选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。

设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。涡流损耗（

Pe）涡流损耗:由涡流所产生的功率损耗。

涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。减少涡流损耗措施：

提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。

铁心线圈交流电路的有功功率为：变压器通常由一个公共铁心和两个或两个以上的线圈（又称绕组）组成，分为心式变压器和壳式变压器两类。接电源侧的绕组称为原绕组（又称初级绕组、原边或一次绕组），接负载侧的绕组称为副绕组（又称次级绕组、副边或二次绕组）。心式变压器壳式变压器第二节

变压器的基本结构和工作原理一、变压器的基本结构1---铁芯2----绕组变电压：电力系统

变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变电流：电流互感器变压器的主要功能有：

在能量传输过程中，当输送功率P=UIcos

及负载功率因数cos

一定时：电能损耗小节省金属材料（经济）U

I

P=I²

RlI

S变压器的分类电压互感器电流互感器按用途分电力变压器(输配电用)仪用变压器整流变压器按相数分三相变压器单相变压器按制造方式壳式心式变压器符号变压器的结构变压器的磁路绕组：一次绕组二次绕组单相变压器+–+–由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁心变压器的电路一次绕组N1二次绕组N2铁心单相变压器+–+–一次绕组N1二次绕组N2铁心

一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一、变压器的工作原理(1)空载运行情况1.电磁关系一次侧接交流电源，二次侧开路。+–+–+–+–+–

1

i0(i0N1)

1空载时，铁心中主磁通

是由一次绕组磁通势产生的。(2)带负载运行情况一次侧接交流电源，二次侧接负载。+–+–+–

1

1i1(i1N1)i1i2(i2N2)

2有载时，铁心中主磁通

是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。

2i2+–e2+–e2+–u2

Z

2.电压变换（设加正弦交流电压）有效值:同理：主磁通按正弦规律变化，设为则(1)一次、二次侧主磁通感应电动势根据KVL：变压器一次侧等效电路如图

由于电阻

R1和感抗X1(或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势E1比较可忽略不计，则–––+++(2)一次、二次侧电压式中R1为一次侧绕组的电阻;

X1=

L1为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。（匝比）K为变比对二次侧，根据KVL：结论：改变匝数比，就能改变输出电压。式中R2为二次绕组的电阻;

X2=

L2为二次绕组的感抗；为二次绕组的端电压。变压器空载时:+–u2+–+–+–

i1i2+–e2+–e2式中U20为变压器空载电压。故有3.电流变换(一次、二次侧电流关系)有载运行

可见，铁心中主磁通的最大值

m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有

不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有由上式，若U1、f不变，则

m基本不变，近于常数。空载：有载：+–|Z|+–+–+–一般情况下：I0(2~3)%I1N很小可忽略。或结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：1.提供产生

m的磁势2.提供用于补偿作用

的磁势磁势平衡式：空载磁势有载磁势4.阻抗变换由图可知：

结论：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K2倍。+–+–+–(1)

变压器的匝数比应为：信号源R0RL+–R0+–+–解:例1:

如图，交流信号源的电动势E=120V，内阻R0=800

，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8

。要求:（1）当RL折算到原边的等效电阻

时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？信号源的输出功率：电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。原因：满足了最大功率输出的条件：（2）将负载直接接到信号源上时，输出功率为：

当一次侧电压U1和负载功率因数cos

2保持不变时，二次侧输出电压U2和输出电流I2的关系，U2=f(I2)。

U20：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二次侧的输出电压。

一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2

变化不大），电压变化率约在5%左右。电压变化率：cos

2=0.8(感性）U2I2U20I2Ncos

2=1O第三节

变压器的运行特性及绕组极性确定一、变压器的运行特性1.变压器的外特性2.

变压器的效率(

)为减少涡流损耗，铁心一般由导磁钢片叠成。

变压器的损耗包括两部分：铜损(

PCu)：绕组导线电阻的损耗。涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感

应电流(涡流)造成的损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造

成的损耗。

铁损(

PFe)：变压器的效率为一般

95%,负载为额定负载的(50~75)%时，

最大。输出功率输入功率

当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入(或流出）端称为同极性端。••AXax•AXax1.同极性端(同名端)

（或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端）

同极性端用“•”表示。增加+–+++–––

同极性端和绕组的绕向有关。•二、变压器绕组极性测定联接

2－3

变压器原一次侧有两个额定电压为110V的绕组：2.线圈的接法••1324••1324

联接

1－3，2－4当电源电压为220V时：+–+–电源电压为110V时：问题：如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端再通电。答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消原因：电流很大烧毁变压器感应电势••1324

’+–外形铁心绕组第四节

三相变压器及特殊用变压器一、三相变压器1.三相电压的组成

三相组式变压器由三台单相变压器组成。各相主磁通的磁路相互独立。当一次侧外加电源对称时，主磁通也对称。

三相心式变压器由三相组式变压器演变而来。当一次侧外加电源对称时，主磁通也对称，它们的和就是零，因此中间的芯柱可以省掉。为了结构简单，将之做成平面的。

三相磁路是相关的，长短也不同。三相心式ABCXYZabczyx2.三相变压器的联结方式高压绕组：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低压绕组：a-xb-yc-za、b、c：首端x、y、z：尾端三相变压器的高低压绕组应按星形（Y）或三角形（D）连接起来。基本的三相连接方式有Y,y连接、Y,d连接、D,y连接、D,d连接4种。连接组别就是反映变压器高、低压侧绕组的连接方式，以及高低压侧绕组对应线电势的相位关系。星形联结用符号“Y（或y)”表示

三个首端A、B、C（或a、b、c)向外引出，末端X、Y、Z（或x、y、z）连接在一起成为中性点三角形联结用符号“D（或d）”表示

各相间联结次序为A-X-C-Z-B–Y（或a-x-c-z-b-y)

从首端A、B、C（或a、b、c）向外引出2.三相变压器的联结方式AAXXaaxx绕组首末端标志和同极性端对高低压绕组电势相位关系的影响单相变压器的连接组别I,I02.三相变压器的联结方式AAXXxxaa单相变压器的连接组别I,

I6绕组首末端标志和同极性端对高低压绕组电势相位关系的影响2.三相变压器的联结方式结论

（1）高低压两绕组的同名端为同标记（同为首端或末端），则相电动势EA、Ea同相位。（2）高低压两绕组的同名端为异标记（一个为首端,另一个为末端），则相电动势EA、Ea反相位。注：国标规定，I,I0为标准连接组别。绕组首末端标志和同极性端对高低压绕组电势相位关系的影响2.三相变压器的联结方式时钟表示法

三相绕组无论采用什么连接法,一、二次侧线电动势的相位差总是30°的倍数，因此采用钟表面上12个数字来表示。分针：高压侧线电动势的相量，始终指着“12”这个数字。时针：低压侧线电动势的相量，它所指的数字即表示高、低压侧线电动势相量间的相位差。这个数字称为三相变压器连接组的“标号”(或“组号”)。三相变压器连接组别的确定Y，d5一、二侧线电动势相差5×30°=150°若已知三相变压器连接形式、同极性端、首末端标志时，可通过做相量图来确定其连接组别。三相变压器连接组别的确定作图步骤：①先画出高压线圈的位形图；②便于比较，将A,a连成等电位点；③画出低压侧的位形图；④将AB,ab连线，得出结论。连接组号=Eab滞后EAB的相角30°Y，y0连接组三相变压器连接组别的确定oAaoY，d11连接组oax（c）b（z）（y）ax（c）b（z）（y）30o三相变压器连接组别的确定Aa0Y，y10连接组三相变压器连接组别的确定oAaocabzxy600国标规定了五种标准连接组：Y,yn0；Y,d11；YN,d11；YN,y0；Y,y0。注：①凡Y,y或D,d连接均为偶数；②凡Y,d或D,y连接均为奇数。2.额定值

额定电压

U1N、U2N

变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值单相：U1N，一次侧电压，

U2N，二次侧空载时的电压三相：U1N、U2N，一次、二次侧的线电压

额定电流

I1N、I2N

变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。单相：一次、二次侧绕组允许的电流值三相：一次、二次侧绕组线电流

额定容量

SN

传送功率的最大能力。单相：三相：容量SN

输出功率P2

一次侧输入功率P1

输出功率P2注意：变压器几个功率的关系（单相）效率容量：一次侧输入功率：输出功率：变压器运行时的功率取决于负载的性质

使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。1.自耦变压器ABP+–+–二、特殊用途的变压器二次侧不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。使用注意事项：电压表被测电压=电压表读数

N1/N22.电压互感器实现用低量程的电压表测量高电压VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）电流表被测电流=电流表读数

N2/N1二次侧不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。使用注意事项：3.电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2电动机的分类电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机鼠笼式绕线式发电机——将机械能转换为电能；——将电能转换为机械能。电动机电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置（动力电机）（控制电机）第一节

三相异步电动机的结构和工作原理用于均匀调速的生产机械，个别电力牵引与起重设备中。用于功率大，不用调速，长期工作的生产机械。一、基本结构YBZXAC转子定子定子绕组（三相）机座转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。三相定子绕组：产生旋转磁场。线绕式鼠笼式鼠笼转子1.定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。U1----U2V1----V2W1----W2三相绕组机座：铸钢或铸铁转子电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。2.转子鼠笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。

(1)

鼠笼式绕组

铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)

绕线式绕组

同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：

结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：

结构复杂、价格较贵、维护工作量；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。绕线式鼠笼式异步电动机的结构

三相笼式异步电动机的部件图磁铁闭合线圈e方向用右手定则确定f方向用左手定则确定

二、工作原理1.转动原理NS截面图再次演示▲

用右手定则判断转子绕组中感应电流的方向▲

用左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方向电磁力→电磁转矩TT与n0同方向。

工作原理示意图线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致

结论：线圈比磁场转得慢异步旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。对称：三相对称负载空间对称分布（1）旋转磁场的产生2.旋转磁场的产生异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极AYCBZ(•)电流出(

)电流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下电流的参考方向：首端末端即：i>0：首端末端i<0：末端首端XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：

二极旋转磁场旋转方向：取决于三相电流的相序。3.旋转磁场的转向i1→A，i2→B，i3→C旋转磁场是沿着：ABC旋转方向：取决于三相电流的相序。i1→A，i2→C，i3→B旋转磁场是沿着：ACB任意对调两根电源进线，磁场反转。

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电流频率为fHz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：n1称为同步转速4.旋转磁场的转速极对数（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极对数（P）的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

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极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'极对数和转速的关系三相异步电动机的同步转速极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，

但异步电动机无转距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）无转子电流提示：如果

转差率的概念：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）转子感生电流的频率：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：三、电机的启动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。Y－

起动：

正常运行AZBYXC

起动ABCXYZ设：电机每相阻抗为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。方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源四、电机的正反转制动方法：1.抱闸：加机械抱闸反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。即切割磁力线的速度很大，造成I2增大，引起I1增大。注意：2.反接制动：停车时，将电动机接电源的任意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的；五、电机的制动特点：简单，效果好，能耗大，多用于中型车床和铣床的主轴制动。3.能耗制动在电动机断开三相电源的同时，接通直流电源，使定子绕组通过直流电流，产生固定的磁场，而转子绕组由于惯性继续原方向旋转，受力恰好与原来受力方向相反，达到制动的目的。特点：制动准确，平稳，能耗小，但是需要直流电源。制动转矩随转速降低而减小。4.发电反馈制动利用外力使得转子转速超过同步转速。产生反方向的力。达到制动目的。例如起重机快速放下重物时，制动力反而使重物等速下降。1.改变极对数有级调速。2.改变转差率无级调速调速方法：六、电机的调速3.改变电源频率(变频调速)

无级调速变频电源

可变

此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。电工电子技术8.1触电及其预防8.2保护接地和保护接零8.3电气火灾、爆炸的预防及静电防护第五章安全用电了解安全用电的常识理解保护接地和保护接零本章要求:1.电气事故的原因（1）违章操作违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触

电。

违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的

带电部分。

带电移动电器设备。

用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。

对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。违章救护他人触电，造成救护者一起触电。第一节

触电及其预防一、触电危害程度的影响因素（2）施工不规范误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接

反使机壳带电。插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。照明电路的中线接触不良或安装保险，造成中线断开，导

致家电损坏。随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。施工中未对电气设备进行接地保护处理。（3）

产品质量不合格电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和

触电。带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人

员触电。

产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很低，

容易造成触电。生产工艺粗制滥造。

电热器具使用塑料电源线。（4）偶然条件

电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。2.电流对人体的作用

人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。

电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。

电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。

调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。人体电阻

人体电阻因人而异，通常为104~105

，当角质外层破坏时，则降到800~1000。电流强度对人的伤害人体允许的安全工频电流:30mA工频危险电流:50mA

电流频率在40Hz~60Hz对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。电流频率对人体的伤害电流持续时间与路径对人体的伤害

电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。电压对人体的伤害

电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，