【正文】 金及鐵氧體等。 第 5章 變壓器與電動機 5(7) 磁性材料在交變磁化過程中，由于磁滯現(xiàn)象的存在而產(chǎn)生的能量損耗，稱為磁滯損耗。 （ a）無外磁場 （ b）有外磁場 第 5章 變壓器與電動機 5(5) 2. 磁飽和性 當(dāng)外磁場增大到一定程度時，磁性材料中的磁疇已全部排列整齊，這時磁性材料中的磁感應(yīng)強度趨向于某一定值，稱此特性為磁飽和性。 變壓器是一種靜止的電能轉(zhuǎn)換裝置，它利用電磁感應(yīng)原理，根據(jù)需要可以將一種交流電壓和電流等級轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓和電流等級。因此磁性材料的 B與 H為非線性關(guān)系，磁導(dǎo)率 ?不是常數(shù)。 磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵損耗。硬磁材料主要有碳鋼、鎳鋁鈷合金和釹鐵硼合金等。在高、低壓繞組之間及繞組與鐵心之間都加有絕緣。 一次繞組加合適的交流電源電壓 u1 ，就有交流電流 i1 流過，產(chǎn)生一次繞組磁通勢，鐵心中激勵起交變的主磁通 ?，同時交鏈一次、二次繞組。 如果 N1N2，則 U1U20，為降壓變壓器；反之， N1N2，則 U1U20，為升壓變壓器。（ 1）若將負載直接接在信號源上，如圖（ a）所示，求負載獲得的功率；（ 2）在信號源與負載之間接入變壓器，如圖（ b）所示，為使負載獲得最大功率，求變壓器的匝數(shù)比和負載獲得的功率。 1．變壓器的外特性 變壓器一次側(cè)接額定電網(wǎng)，負載功率因數(shù)一定，負載運行時二次側(cè)端電壓隨負載電流變化的關(guān)系即外特性， U2 = f ( I2 )。 21211NUUUNk??第 5章 變壓器與電動機 5(29) （ 2）電流互感器 電流互感器類似于升壓變壓器，一次繞組匝數(shù) N1少，一般只有一匝到幾匝，串聯(lián)在被測線路中； 二次繞組匝數(shù) N2多，接阻抗很小的儀表（如電流表）。 定子繞組通入三相電流，電動機內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 解 額定電流： NNN N N1 5 0 0 0 2 9 .4 A3 c o s 3 3 8 0 0 .8 8 0 .8 8 2PIU ??? ? ?? ? ?額定相電流： NN φ2 9 .4 1 7 A33II ? ? ?額定轉(zhuǎn)矩： NNN159 5 5 0 9 5 5 0 4 8 .8 9 N m2930PTn? ? ? ? ?第 5章 變壓器與電動機 5(43) 三相異步電動機的機械特性 1． 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 T m 2 2c osTC Φ I ??電磁轉(zhuǎn)矩 T的參數(shù)表達式 221T 222 2 0s R UTKR s X? ?（ ）2．固有機械特性 當(dāng)三相異步電動機的參數(shù)一定時， ，另外，還受轉(zhuǎn)子電阻 R2的影響。 第 5章 變壓器與電動機 5(48) 4． 繞線轉(zhuǎn)子串電阻的人為機械特性 繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，其他條件不變，僅在轉(zhuǎn)子回路串入對稱三相電阻 Rp，則有 （ 1）同步轉(zhuǎn)速不變； （ 2）最大轉(zhuǎn)矩 Tmax的大小不變，但臨界轉(zhuǎn)差率 sm與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，（或 nm’ 隨的增大而減?。?； （ 3）在繞線轉(zhuǎn)子回路串適當(dāng)?shù)碾娮杩稍龃髥愚D(zhuǎn)矩。降壓啟動的目的是減小啟動電流，但同時使電動機的啟動轉(zhuǎn)矩減小（ T?U12），故適用于輕負載啟動。 （ 3）若采用自耦變壓器降壓啟動 啟動電流 2sts t N N N2 0 .7 3 7 3 .7 3 4 .2 5TI I I Ik? ? ? ? ? ? ?啟動轉(zhuǎn)矩 2N N N2 0 . 7 3 1 . 9 1 . 0 1 0 . 8ststTT T T Tk? ? ? ? ? ? ? 可見用 73%抽頭的自耦變壓器降壓啟動，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩均符合電網(wǎng)和負載的要求，可以采用。 第 5章 變壓器與電動機 5(58) （ 3）△ /YY接法，低速時為三角形 (△ )，高速時為雙星形 (YY)，適用于恒功率負載。 （ 1）改變定子電壓調(diào)速 改變定子電壓調(diào)速只能在定子端電壓 U1≤UN的范圍內(nèi)進行。 第 5章 變壓器與電動機 5(64) 分相式異步電動機 1． 單相電阻啟動異步電動機 單相異步電動機 啟動時主繞組、輔繞組兩個支路的阻抗不同，導(dǎo)致兩繞組中電流的相位不同，形成兩相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。啟動時，Cl和 C2兩個電容并聯(lián)作啟動電容，總?cè)萘看?，電動機有較大的啟動轉(zhuǎn)矩；運行時由容量較小的 Cl參與運行，因此電動機又有較好的運行性能， 第 5章 變壓器與電動機 5(68) 罩極式異步電動機 定子鐵心多制成凸極式，裝有集中式的主繞組，每個磁極極靴開有小槽，槽中嵌入的短路銅環(huán)將小的部分極靴罩住。 分單極（單刀）、雙極（雙刀）和三極（三刀）。 第 5章 變壓器與電動機 5(74) 6．低壓斷路器 低壓斷路器的電氣符號 低壓斷路器又稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁啟動的電動機。 第 5章 變壓器與電動機 5(79) （ a）電磁線圈 （ b）動合觸點 （ c）動斷觸點 中間繼電器的電氣符號 中間繼電器的觸點數(shù)目多，通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。 第 5章 變壓器與電動機 5(83) 2．具有過載保護的單向運轉(zhuǎn)控制線路 圖中 FU FU2為熔斷器， FR為熱繼電器，其熱元件串聯(lián)在主電路中，起過載保護作用；熔斷器 FU起短路保護。 圖示線路，滿足電動機 M1先啟動 M2后啟動的要求。 手柄撥到“倒”位置，動觸點 II IIII3與靜觸點接觸，電源相序改變。 第 5章 變壓器與電動機 5(98) （ 1）電動機正常運行時，合上電源開關(guān) QS， （ 2）電動機能耗制動停機時， 第 5章 變壓器與電動機 5(99) 11． 單向反接制動的控制線路 一般功率在10kW以上的電動機應(yīng)串入反接制動電阻 R，以電流。 第 5章 變壓器與電動機 5(95) 9．自動往返循環(huán)控制線路 通過行程開關(guān) SQSQ2控制電動機拖動運動部件在規(guī)定的兩個位置之間自動往返循環(huán)。 依靠接觸器的輔助動斷觸點相互制約使得只有一個線圈保持得電的現(xiàn)象稱為 觸點互鎖（聯(lián)鎖） 。 當(dāng)電動機過載，電流超過整定電流（電動機的額定電流值）時， FR 動斷觸點動作，斷開控制線路，使 KM線圈斷電、觸點復(fù)位，電動機便脫離電源，起過載保護作用。用來限制機械運動的行程或位置，實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。線圈通電產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動觸點動作，使動斷觸點斷開，動合觸點閉合。 常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器等。 三相異步電動機的電氣控制系統(tǒng) (a)啟動 (b)停止 (c)復(fù)合 按鈕的圖形符號 第 5章 變壓器與電動機 5(70) 2．組合開關(guān) 組合開關(guān)常用做電源引入的開關(guān)，也用于接啟動、停止、反轉(zhuǎn)和調(diào)速控制開關(guān)。輔繞組按短時工作狀態(tài)設(shè)計的。這種調(diào)速方法適用于帶恒轉(zhuǎn)矩負載調(diào)速，調(diào)速電阻可兼作為啟動與制動電阻使用，因而在起重機械的拖動系統(tǒng)中得到應(yīng)用。 在基頻（額定頻率）以下進行調(diào)速時，變頻電源的輸出電壓大小與頻率成正比例地調(diào)節(jié)，適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。 變極調(diào)速的方法有：①在定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同磁極數(shù)且完全獨立的三相繞組；②單繞組反向變極法，通過改變定子繞組的接法來改變異步電動機的磁極數(shù)，故又稱為單繞組變極電動機。 （ 1）若采用全壓啟動。 （ 2）全壓啟動轉(zhuǎn)矩不是很大。（ 1）求額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩；（ 2）電源電壓下降為 啟動？若不能啟動，電源電壓應(yīng)大于多少才能啟動？（ 3）在電動機運行時電源電壓下降為 ，能否繼續(xù)運行？若不能運行，電源電壓應(yīng)大于多少才能繼續(xù)運行？ 解 （ 1）由 nN=1440r/min可知，電動機為 4極的，即 p=2，n1=1500r/min，則額定轉(zhuǎn)差率 1NN11 5 0 0 1 4 4 0 0 .0 41500nnsn? ??