【正文】 電壓平衡方程式轉(zhuǎn)矩平衡方程式功率平衡方程式第二章、直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程 TTL=GD2/375 dn/dt 可確定系統(tǒng)的狀態(tài)方程式中各量正負(fù)號(hào)確定的規(guī)則二、生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 ：TL的大小不變 恒功率負(fù)載特性： TL與轉(zhuǎn)速n成反比風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載特性： TL與轉(zhuǎn)速的平方成正比三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性機(jī)械特性的一般表達(dá)式固有機(jī)械特性條件：當(dāng)U=UN，Φ=ΦN, R=0時(shí)的機(jī)械特性特點(diǎn)：硬特性人為機(jī)械特性電樞串電阻的人為特性特點(diǎn)：1）n0不變2）β變大，穩(wěn)定性能變差 降低電壓的人為特性特點(diǎn)：1）n0與電源電壓成正比2）β不變 弱磁的人為特性特點(diǎn)：1）n0變大2）β變大四、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大啟動(dòng)電流不可太大他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)主要是設(shè)法減小啟動(dòng)電流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式分為直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、電樞回路串電阻啟動(dòng) 直流電動(dòng)機(jī)一般不能直接啟動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有電樞串電阻啟動(dòng)和降低電壓?jiǎn)?dòng)五、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速的基本概念調(diào)速指標(biāo)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法1）電樞串電阻調(diào)速特點(diǎn)：向下調(diào)速，有級(jí)調(diào)速，穩(wěn)定性能變差，損耗大2）降低電樞電壓調(diào)速特點(diǎn)：向下調(diào)速、無級(jí)調(diào)速，穩(wěn)定性能不變，效率高3）弱磁調(diào)速特點(diǎn)：向上調(diào)速，有級(jí)調(diào)速，穩(wěn)定性能變差，損耗大，受換向限制六、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)的特征是電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相反 制動(dòng)的作用：減速勻速下放重物他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)第三章 變壓器一、變壓器的構(gòu)造變壓器是一種利用電磁感應(yīng)工作的靜止的裝置，其主要功能是將交變電壓變?yōu)橥活l率的另一種或幾種交流電壓。鐵芯：提供磁路1）鐵芯結(jié)構(gòu)：分為心式結(jié)構(gòu)和殼式結(jié)構(gòu)兩種2）疊片形式：硅鋼片裁成條狀，采用交錯(cuò)疊片的方式疊裝而成，接縫互相錯(cuò)開，為了減小氣隙和磁阻繞組：建立磁場(chǎng)按高低壓繞組在鐵芯上放置方式的不同，繞組有同心式和交疊式按電壓高低分為一次繞組，二次繞組附件油箱：散熱，絕緣，保護(hù)鐵芯和繞組不受外力和潮氣侵蝕 油枕：儲(chǔ)油，減少油箱內(nèi)油和空氣的接觸 氣體繼電器：瓦斯保護(hù) 絕緣套管：引出線 分接開關(guān)：調(diào)整變壓比二、變壓器的基本工作原理相關(guān)名稱：一次繞組，匝數(shù)N1：二次繞組，匝數(shù)N2工作條件： 一次側(cè)要加交變電壓磁場(chǎng)分布：主磁通：大部分經(jīng)過磁阻很小的鐵芯閉合，與一次，二次繞組同時(shí)交鏈漏磁通很少一部分磁通經(jīng)過磁阻很大的油或空氣閉合工作原理：一次繞組通電，產(chǎn)生變化磁通，交鏈到二次側(cè)，在二次側(cè)感應(yīng)出電勢(shì)特點(diǎn)：A、變壓器只能傳遞交流電能，而不能產(chǎn)生電能； B、它只能改變交流電壓或電流的大小，不改變頻率； C、而在傳遞過程中幾乎不改變電壓和電流大小的乘積（功率）三、變壓器的銘牌數(shù)據(jù)四、變壓器的運(yùn)行原理變壓器的空載運(yùn)行空載運(yùn)行時(shí)的物理情況（1）二次側(cè)空載，所以I2=0，U2=E2（2）一次側(cè)電流I0叫空載電流（或勵(lì)磁電流）（3）輸出功率P2=0，所以輸入功率P1幾乎為0，P1=U1*I0,所以I0很小空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系和平衡方程 磁場(chǎng)由勵(lì)磁電流I0建立 經(jīng)推導(dǎo)得 E1=E2= 所以E1/E2=N1/N2=K（匝數(shù)比）因?yàn)榭蛰d電流很小，所以I0Z1比E1小的多，數(shù)值上近似為 U1=E1 二次：U2=E2 所以U1/U2=E1/E2=N1/N2=K變壓器的負(fù)載運(yùn)行 一次側(cè)：U1=E1+I1Z1 二次側(cè)：U2=E2+I2Z2負(fù)載上的電壓： U2=ILZL變壓器參數(shù)的測(cè)定（1）空載試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模?測(cè)定空載電流I0，空載損耗（鐵損）P0，計(jì)算勵(lì)磁阻抗，變壓比K 試驗(yàn)方法： 將低壓側(cè)繞組接額定電源，高壓側(cè)開路 計(jì)算變壓器參數(shù)：（2）短路試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定短路阻抗ZK，銅損 試驗(yàn)方法： 計(jì)算變壓器參數(shù)五、變壓器的運(yùn)行特性電壓變化率電壓變化率： 反映二次側(cè)端電壓隨負(fù)載變化的程度 電壓變化率與三個(gè)因素有關(guān)： 變壓器負(fù)載電流大小負(fù)載的性質(zhì)變壓器的阻抗參數(shù)變壓器的外特性變壓器的外特性：當(dāng)一次側(cè)端電壓與功率因素均為常數(shù)，變壓器二次側(cè)繞組的端電壓隨負(fù)載電流的變化關(guān)系，即U2=f(I2)變壓器的效率和效率特性變壓器的效率：輸出功率與輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)效率特性： 效率開始時(shí)隨負(fù)載的增加而增加，在PCU=PFE時(shí)，效率最大，當(dāng)負(fù)載過大時(shí)，效率開始下降 六、三相變壓器三相變壓器的磁路三相變壓器組三相變壓器組可以看成是由三個(gè)相同的單項(xiàng)變壓器組成的磁路系統(tǒng)：若外加電壓時(shí)三相對(duì)稱的，則三相磁通一定是對(duì)稱的電路系統(tǒng)：高低壓繞組分離，高低壓繞組按要求連接（如△/△, Y/y連接）三相心式變壓器 結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：用材量少，重量輕，價(jià)格便宜缺點(diǎn)：任何一相發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變壓器都要拆換，備用容量是三相變壓器的三倍，因此適用于中、小容量的電力系統(tǒng)變壓器的聯(lián)結(jié)組繞組的標(biāo)記和極性：三相變壓器的連接組：時(shí)鐘法變壓器的并聯(lián)運(yùn)行（1）為什么要并聯(lián)運(yùn)行？檢修時(shí)備用，增加供電的可靠性負(fù)載變化時(shí)刻調(diào)整臺(tái)數(shù)并聯(lián)可滿足大容量變壓器的需求（2）并聯(lián)的基本要求是什么？空載時(shí)每一臺(tái)變壓器二次電流都為0，與單獨(dú)空載運(yùn)行一樣，個(gè)變壓器間無環(huán)流負(fù)載運(yùn)行時(shí)各變壓器分擔(dān)的負(fù)載電流應(yīng)與它們的容量成正比各變壓器電流同相位，保證承擔(dān)電流最大（4）并聯(lián)條件的技術(shù)條件有哪些？各變壓器的電壓比相等（防止形成環(huán)流）各變壓器的聯(lián)結(jié)組別應(yīng)相同（防止相位不同形成環(huán)流）各變壓器的短路阻抗角相等（保證承擔(dān)電流最大）短路電壓相等（保證負(fù)載電流應(yīng)與容量成正比）七、特殊變壓器自耦變壓器基本關(guān)系：電壓關(guān)系 U1/U2=K電流關(guān)系 I1=I2/K自耦變壓器的功率S2=U2I2=U1I1 特點(diǎn)：一、二次共用一個(gè)繞組 一、二次繞組既有磁耦合，又有電聯(lián)系二次功率部分通過磁耦合關(guān)系得到，一部分直接從電源得到儀用互感器電流互感器：使用場(chǎng)合：測(cè)量大電流基本結(jié)構(gòu)：利用變壓器原理，一次側(cè)與被測(cè)電路串聯(lián)，二次側(cè)接安培表，相當(dāng)于二次側(cè)短路 注意幾點(diǎn)：A為了降低被測(cè)電流，一次側(cè)的匝數(shù)N1少，二次側(cè)的匝數(shù)N2多B二次側(cè)電流決定于一次側(cè)電流，因此可以短路，但絕不能開路。否則二次側(cè)會(huì)產(chǎn)生很高的電壓帶來危險(xiǎn)C 二次側(cè)繞組的一端和鐵芯必須牢固接地，以免當(dāng)互感器絕緣損壞時(shí)一次高壓進(jìn)入二次側(cè)發(fā)生危險(xiǎn)電壓互感器使用場(chǎng)合：測(cè)量高電壓基本結(jié)構(gòu)：利用變壓器原理，一次側(cè)與被測(cè)電路并聯(lián)，二次側(cè)接伏特表，相當(dāng)于二次側(cè)斷路 注意事項(xiàng)：A 為了降低被測(cè)電壓，一次側(cè)的匝數(shù)N1多，二次側(cè)的匝數(shù)N2少（相當(dāng)于降壓變壓器）B 二次側(cè)絕不能短路C二次側(cè)繞組的一端和鐵芯必須牢固接地，以保證安全第四章 異步電動(dòng)機(jī) 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生產(chǎn)生的條件：一是空間對(duì)稱的三相定子繞組，二是通入三相對(duì)稱電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工作原理異步電動(dòng)機(jī)是通過載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受力而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的，而轉(zhuǎn)子繞組中的電流由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，并非外部輸入，故異步電動(dòng)機(jī)又叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的一個(gè)基本變量，負(fù)載變化時(shí)，S隨之改變?？蛰d時(shí)，S《，滿載時(shí)，S《 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）定子定子鐵芯：嵌放繞組，提供磁路定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯：嵌放繞組，提供磁路轉(zhuǎn)子繞組：感應(yīng)出電勢(shì)、電流（籠型和繞線型）（3）機(jī)殼氣隙等 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定容量 PN(單位：千瓦)：指轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率額定電壓UN（單位：V）：加在定子繞組上的線電壓額定電流IN（單位：A）：輸入定子繞組的線電流接線方式：定子繞組有Y和△兩種接法 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組定子繞組的基本知識(shí)定子繞組的磁勢(shì)和電勢(shì) 單相繞組的磁勢(shì)空間上：呈矩形波分布時(shí)間上：矩形波的幅值隨時(shí)間做正弦規(guī)律變化其軸線在空間上保持固定位置的磁勢(shì)脈振磁勢(shì) 三相交流繞組的磁勢(shì) 空間上：呈正弦波分布 性質(zhì)：旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)繞組的電勢(shì)定子繞組電動(dòng)勢(shì)E1= 轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)E2=轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)與切割速度，即相對(duì)轉(zhuǎn)速成正比（頻率與轉(zhuǎn)差率正比）這一點(diǎn)與直流電動(dòng)機(jī)不同 五、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析（一）關(guān)系情況空載n≈n1, s很小，IE2s很小，定子I0產(chǎn)生磁勢(shì)，稱勵(lì)磁電流或空載電流負(fù)載N啟動(dòng)時(shí)（n≈0）s最大，IE2s很大所以負(fù)載通過轉(zhuǎn)速變化影響電磁平衡關(guān)系（二）電壓平衡關(guān)系方程定子電壓平衡方程式： U1=E1+I0Z1≈E1 代數(shù)式：U1=E1= 轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式 F2=sf1 E2s=SE20磁勢(shì) F1+F2=F0 說明：三相異步電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載時(shí)定子繞組的磁勢(shì)和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的合成等于勵(lì)磁磁勢(shì)六、異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩功率平衡關(guān)系轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系（與直流電動(dòng)機(jī)相同）七、異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定第五章、三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 作為機(jī)電設(shè)備和電器元件的使用者，內(nèi)部原理你可以簡(jiǎn)單了解但其外特性你必須掌握，否則你將無法正確選擇和使用這些設(shè)備和元件，三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和直流電機(jī)的定義是一致的，但是其特性方程和特性曲線有著較大的差別 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（一）機(jī)械特性方程1）物理表達(dá)式：T=CTΦmI2COSΦ2(T是電磁作用的結(jié)果)2）參數(shù)表達(dá)式： 3）、工程表達(dá)式：U1外施電源電壓 F1電源頻率R1,X1電機(jī)定子繞組參數(shù)（二）固有機(jī)械特性曲線形狀（根據(jù)工程表達(dá)式來說明）AB段（S較大）：為雙曲線，T與S成反比 BO段（S很?。簽閳?zhí)行，T與S成正比啟動(dòng)點(diǎn)A，n==1 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KT=TS/TN～臨界點(diǎn)B，s=sm，T=TM 過載能力λT=Tm/TN同步點(diǎn)C，n=n1，s=0，T=0（三）人為機(jī)械特性降低定子電壓的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 啟動(dòng)電流大而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，是普通三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性的一對(duì)矛盾 對(duì)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)而言，主要是用降低定子端電壓的方法來限制啟動(dòng)電流；而對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)而言，主要使用轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)，既可以限制啟動(dòng)電流，又可以增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 籠型異步電動(dòng)機(jī)：電網(wǎng)容量允許，應(yīng)盡量采用全壓?jiǎn)?dòng)，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不受損失而能滿載啟動(dòng)電網(wǎng)容量不夠大時(shí)，應(yīng)采用減壓?jiǎn)?dòng)，以減小啟動(dòng)電流。方法有定子回路串電阻或電抗、采用自藕變壓器、星三角換接等減壓?jiǎn)?dòng)但減壓?jiǎn)?dòng)后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成比例下降，一般適用于輕載啟動(dòng) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)：有轉(zhuǎn)子串電阻和串頻敏變阻器兩種方法啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電阻最大，限制了啟動(dòng)電流并增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善了啟動(dòng)性能 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)有三種基本調(diào)速方法：變電源頻率f1調(diào)速變定子磁極對(duì)數(shù)p調(diào)速變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速 其中：變頻調(diào)速是電力電子變流技術(shù)在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，代表現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展方向，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負(fù)載變級(jí)調(diào)速是通過改變定子繞組接線方式來改變電機(jī)級(jí)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。變級(jí)調(diào)速屬于有級(jí)調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速和定子減壓調(diào)速 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)和他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)十分相似，在學(xué)習(xí)中應(yīng)加以對(duì)照 異步電動(dòng)機(jī)有三種制動(dòng)方式：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)