【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的某兩個(gè)繞組的端子 用電壓表測(cè)量另兩個(gè)端子之間的電壓 U V U＞ 110V 異名端 U＜ 110V 同名端 電機(jī)與變壓器 58 三相變壓器原、副繞組按不同連接方式的組合，形成不同的聯(lián)結(jié)組。最常用的聯(lián)結(jié)組有以下四種，即 Y， yN、 Y,y、 Y,d、 YN,d。其中 YN表示繞組接成星形后，中性點(diǎn)具有引出線，用于三相四線制的輸出線路。 三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別 下面以 Y,y0聯(lián)結(jié)組為例說明三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟： 1）根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（ Y或 y、 D或 d）畫高、低壓繞組接線圖（繞組按 A、 B、 C相序自左向右排列）； 2）在接線圖上標(biāo)出相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)的假定正方向； 電機(jī)與變壓器 59 A X B Y C Z a x b y c z ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ uAB uab uA ua 3）畫出高壓繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖，將 A、 a重合，再畫出低壓繞組的電動(dòng)勢(shì)相量圖（畫相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按順相序畫）； A X B Y C Z uAB a x b y 4）根據(jù)高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)相位差，確定聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)號(hào)。 uab UAB與 uab同相，所以此變壓器聯(lián)結(jié)組為 Y,y0 電機(jī)與變壓器 60 練習(xí) 分析此變壓器為什么聯(lián)結(jié)組？ A X B Y C Z a x c z b y a x b y c z ＊ ＊ ＊ A X B Y C Z ＊ ＊ ＊ N YN,d11 電機(jī)與變壓器 61 特種變壓器 電流互感器 電流互感器作用是將電路中流過的大電流變換成小電流 (額定值為 5A或 1A)供電給測(cè)量?jī)x表和繼電器的電流線圈。 原繞組 線徑較粗， 匝數(shù)為一匝或幾匝，副繞組 線徑較細(xì)， 匝數(shù)很多。 u+－AN1 N2 i1 i2 I1 = I2 N2 N1 使用注意： ① 串聯(lián) ② 可靠接地 ③ 運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)不允許斷開 電機(jī)與變壓器 62 電壓互感器 電壓互感器作用是將高電壓降為低電壓（一般額定值為 100V）供電給測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈，使測(cè)量、繼電保護(hù)回路與高壓線路隔離，保證人員和設(shè)備的安全。 原繞組匝數(shù)很多，副繞組匝數(shù)較少， FU Vu+－u1 u2 N1 N2 U1 = N1 N2 U2 使用注意： ① ② ③ 并聯(lián) 可靠接地 運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)不允許短路 電機(jī)與變壓器 63 自耦變壓器 自耦變壓器是單繞組變壓器，一、二次繞組共用一個(gè)線圈， 繞在閉合的鐵心上，二次繞組是一次繞組的一部分 ,稱為公共繞組?？梢娮择钭儔浩鞯囊?、二次繞組之間除了有磁的耦合外，還有電的直接聯(lián)系。 A X AX為原繞組，匝數(shù)為 N1, N1 ax為副繞組，匝數(shù)為 N2, a x N2 工作原理與普通變壓器相同，要注意的是 公共繞組中的電流 ?i u1 i1 e1 e2 u2 i2 ?i ?i=i1+i2 但 i1與 i2方向相反，故在數(shù)值上 ?I=I2－ I1 電機(jī)與變壓器 64 A X a x i1 i2 i N1 N2 u1 u2 自耦變壓器的容量 SN = U1N I1N U2N I2N = = U2N ?I + U2N I1N 這說明自耦變壓器的容量是由兩部分組成的 : U2N ?I 是電磁容量，這部分容量與普通變壓器二次繞組 中的容量是相同的。 是傳導(dǎo)容量，這部分容量是通過電路的直接聯(lián)系 U2N I1N 從一次繞組傳至二次繞組的。 這就是自耦變壓器獨(dú)有的特點(diǎn)。 電機(jī)與變壓器 65 三、三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 電機(jī)和變壓器一樣，也是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種設(shè)備。它的主要作用是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，例如電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，可以帶動(dòng)其他設(shè)備工作。發(fā)電機(jī)則是將其他能量轉(zhuǎn)換成電能，不斷提高我們的生活質(zhì)量。 了解電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是我們今后使用或維護(hù)電動(dòng)機(jī)的第一步。 電機(jī)與變壓器 66 電機(jī)有兩大部分：定子和轉(zhuǎn)子 定子是指電機(jī)上所有固定不動(dòng)的部分，主要部件是定子鐵芯和定子繞組。 轉(zhuǎn)子是指電機(jī)上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部分，主要部件是轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組。 一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 電機(jī)與變壓器 67 定子鐵芯和定子繞組 1）定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成 —— 導(dǎo)磁部分。 2）定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi) —— 導(dǎo)電部分。 電機(jī)與變壓器 68 轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組 1) 轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。 2）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對(duì)稱短路繞組。 電機(jī)與變壓器 69 二、三相電動(dòng)機(jī)的銘牌 電機(jī)與變壓器 70 型號(hào) 電機(jī)與變壓器 71 額定值 1）額定功率 額定功率是電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下，其軸上輸出的 機(jī)械功率。又稱額定容量。 2）額定電壓 額定電壓是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電壓，他同定子繞組的接法相對(duì)應(yīng)。 3）額定電流 額定電流是電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。如果銘牌上有兩個(gè)電流值，則表示定子繞組在兩種不同接法時(shí)的線電流。 電機(jī)與變壓器 72 4）額定轉(zhuǎn)速 在額定電壓下，輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速 5）絕緣等級(jí) 絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)允許的極限溫度來劃分的。 6）工作方式 工作方式是對(duì)電動(dòng)機(jī)按銘牌上等額定功率持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的限制，分為 “ 連續(xù) ” 、 “ 短時(shí) ” 和 “ 斷續(xù) ” 等。 7）功率因數(shù) 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，定子電路的功率因數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)定子電路的功率因數(shù)很低，只有 ～，隨著負(fù)載的增加，功率因數(shù)也增加，在額定負(fù)載時(shí)一般為 ～ ，因此要 避免空載運(yùn)行。 電機(jī)與變壓器 73 8)接法 中、小容量的低壓異步電動(dòng)機(jī)，通常定子三相繞組的六個(gè)出線頭都引出，可根據(jù)額定電壓靈活地接成 “ Y”形或“ D”形。 U1 V1 W1 U1 V1 W1 W2 U 2 V2 W2 U2 V2 D聯(lián)結(jié) Y聯(lián)結(jié) 電機(jī)與變壓器 74 三相異步電動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)動(dòng)起來的？ 固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子繞組和旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)相切割而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同。 載流的轉(zhuǎn)子繞組處在磁場(chǎng)中，必定受到 電磁力 的作用。 兩個(gè)電磁力的大小相等、方向相反，因此對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩 。 于是轉(zhuǎn)子就順著定子磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 N S 模型電機(jī)的 定子磁極 模型電機(jī)的 轉(zhuǎn)子繞組 e e i2 F F n0 n 用右手定則 判斷 用左手定則 判斷 三、 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 電機(jī)與變壓器 75 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組以互隔 1200的方式嵌放在定子鐵芯中。當(dāng)三個(gè)繞組分別接入三相交流電后，便可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 實(shí)際三相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的呢？ ωt 0 i A X B Y C Z 規(guī)定：電流為正值時(shí)，電流從繞組首端流入，從末端流出；電流為負(fù)值時(shí)，電流從繞組末端流入，從首端流出。 電機(jī)與變壓器 76 A X B Y C Z ωt 0 i ω t=0時(shí)電流和磁場(chǎng)情況 A、 C兩相電流 t=0時(shí)為正，因此首端流入、末端流出。 B相電流 t=0時(shí)為負(fù)，末端流入、首端流出。 電流入 電流出 相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場(chǎng)。 電機(jī)與變壓器 77 ωt 0 i ωt =120176。 A X B Y C Z ω t =120176。 時(shí)電流和磁場(chǎng)情況 可見當(dāng)電流隨時(shí)間變化 120176。 ，電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)在空間的位置也隨之旋轉(zhuǎn)了 120176。 。 觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成 磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的順序 ， A→B→C 正序時(shí)氣隙磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 電機(jī)與變壓器 78 ωt 0 i ωt =240176。 A X B Y C Z ωt =240176。 時(shí)電流和磁場(chǎng)情況 N S 觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成 磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的順序 。 電機(jī)與變壓器 79 ωt 0 i ωt =360176。 A X B Y C Z N S n0 電流隨時(shí)間變化一周 ，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)在空間的位置也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了 360176。 。表明 磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流變化的頻率有關(guān)。 ωt =360176。 時(shí)電流和磁場(chǎng)情況 電機(jī)與變壓器 80 歸納： 只要三相異步機(jī)的對(duì)稱三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電，就會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè) 隨時(shí)間變化的 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 。 電機(jī)與變壓器 81 A X B Y C Z n0 三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理概括 在電動(dòng)機(jī)對(duì)稱三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電流 產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) N S 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)相切割，生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流 載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶 力偶對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩 從而使固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 F F 若要改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需 任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可 。 電機(jī)與變壓器 82 很明顯，電動(dòng)機(jī)上存在兩個(gè)轉(zhuǎn)速，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0， 一個(gè)是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n。 電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速 n能等于 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0嗎？ 如果二者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間 產(chǎn)生感應(yīng)電流 成為載流導(dǎo)體 → 不是載流導(dǎo)體 就無法在磁場(chǎng)中 就 沒有了相對(duì)切割 → 轉(zhuǎn)子不切割磁場(chǎng) 就不能 受力 → 不受力 電動(dòng)機(jī)就永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)不起來。 n≠n0， 異步 ！ 電機(jī)與變壓器 83 三相電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與哪些因素有關(guān)？ 電流頻率 電流隨時(shí)間變化一周，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了 360176。 。 即：磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0與電流頻率 f成正比。 磁極對(duì)數(shù) 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速隨定子磁極數(shù)的增加而發(fā)生變化。 四極電機(jī) A A39。 B39。 Y39。 C39。 Z39。 X X39。 B Y C Z NSSNA X B Y C Z S N 二極電機(jī) 電機(jī)與變壓器 84 四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的分析 A A39。 B39。 Y39。 C39。 Z39。 X X39。 B Y C Z NSSN ωt 0 i ωt =0176。 時(shí) ωt =120176。 時(shí) A A39。 B39。 Y39。 C39。 Z39。 X X39。 B Y C Z NSSN ?60 電流變化 120176。 ，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間的位置僅轉(zhuǎn)過了 60176。 ；當(dāng)電流變化 360176。 時(shí)，四極電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)才能旋轉(zhuǎn) 180176。 。顯然， 四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速是二極電機(jī) 1/2。 Bi CiAi電機(jī)與變壓器 85 綜合分析，可得