电机与变压器课件-2.ppt

1、第一单元变压器的分类、结构和原理 v课题一变压器的分类和用途v课题二变压器的结构与冷却方式v课题三变压器的原理v课题四变压器的空载试验与短路试验 1.1.变压器按用途一般分为电变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器力变压器和特种变压器两大类两大类v电力变压器可分为:升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等 电力变压器外形电力变压器外形 第一节第一节 变压器的分类变压器的分类控制变压器控制变压器 v特种变压器可分为:整流变压器、电炉变压器、高压试验变压器、控制变压器等2.2.变压器按相数可变压器按相数可分为单相和三相分为单相和三相变压器变压器三相变压器外观示三相变压器外观示意图意图

2、第二节第二节 变压器的结构变压器的结构变压器的结构简介变压器的结构简介1.1.铁心铁心v铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成v铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用v铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图心式变压器结构示意图 2.绕组绕组v绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成。右图为交叠式右图为交叠式绕组绕组 3.3.其他结构部件其他结构部件v以典型的油侵式电力变压器为例，其他结构部件有:v油箱、储油柜、散热器、高压绝缘管套以及继电保护装置等外形如下

3、图 第三节第三节 变压器的工作原理变压器的工作原理 变压器的工作原理变压器的工作原理v变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器v是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重要装置。v也是电力拖动系统和自动控制系统中，电能传递或作为信号传输的重要元件v1.1.变压器变压器 -静止的静止的电磁装置电磁装置 v变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能v电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器原理图（图变压器原理图（图3-13-1）v与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 用U1，I1，E1，N1表示，v与负载相连的线圈，送

4、出交流电能，称为二次绕组 用U2，I2，E2，N2表示。v同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm m,该磁通量称为主磁通v请注意 图图3 3-1-1 各物理量的参考方向确定。v2.2.理想变压器理想变压器v不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器v描述理想变压器的电动势平衡方程式为v若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有v不计铁心损失，根据能量守恒原理可得v由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系v令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则v第四节 单相变压器的空载运行v什么是空载运行？v变压器一次绕组加上交流电压，二次

5、绕组开路的运行情况一一.空载时的物理情况空载时的物理情况1.空载磁场v空载电流 i0 产生一个交变磁通势 i0N1，并建立交变磁场v主磁通 m通过铁心闭合的磁通量（占绝大部分）v漏磁通1通过油和空气闭合的磁通量（占少量）单相变压器空载运行时的单相变压器空载运行时的各物理量（图各物理量（图3-23-2）单相变压器空载运行时的各物理量（图单相变压器空载运行时的各物理量（图3-23-2）2.2.主磁通感应电动势主磁通感应电动势主磁通在一次绕组和二次绕组产生感应电动势：e1(t)=-N1 dFm/dte2(t)=-N2 dFm/dt3.3.感生漏电动势感生漏电动势交链一次绕组的漏磁通在一次绕组中感生漏

6、电动势e1s(t)=-N1 dF1s/dt列出一次、二次绕组的电动势平衡方程式u1=i0r1+(-e1s)+(-e1)=i0r1+N1dF1s/dt+N1dFm/dtu20=e2=-N2 dFm/dt(一一)感应电动势与主磁通感应电动势与主磁通1.1.变压器感应电势变压器感应电势1)1)主磁通主磁通v若 u1 随时间按正弦规律变化，则 m 也按正弦规律变化，设 则对 e1 有：ve1(t)=-N1 dFm/dt=-wN1Fm cos wt =wN1Fm sin(wt-90)=E1m sin(wt-90)v而对 e2 有：ve2(t)=-N2 dFm/dt=-wN2Fm cos wt =wN2F

7、m sin(wt-90)=E2m sin(wt-90)所以 e1 和 e2 也按正弦规律变化 磁通与电势的关系磁通与电势的关系(图图3-33-3）2)2)感应电动势感应电动势v感应电动势 e e1 1、e e2 2 在相位上滞后于 m 的电角度是 90 v有效值是:3)3)相量表达式相量表达式v根据上述讨论，有E1、E2的相量表达式为磁通磁通F Fm m与电势与电势E E1 1、E E2 2的相量关系的相量关系(图图3-4)3-4)2.2.变压器变比变压器变比v当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二次绕组开路电压将是额定电压 U2N，因此可以认为，变压器的电压比就是匝数比变压器的

8、电压比就是匝数比v在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与低压绕组的线电压之比低压绕组的线电压之比(二二)空载电流空载电流1 1）空载电流主要作用是在）空载电流主要作用是在铁心中建立磁场，产生铁心中建立磁场，产生主磁通主磁通2 2）空载时的变压器实际上）空载时的变压器实际上就是一个非线性电感器就是一个非线性电感器v其磁通量与电流的关系，服从与铁磁材料的磁化曲线=f(i)磁化曲线磁化曲线 =f(i)(=f(i)(图图3-5)3-5)3 3）磁滞作用与涡流现象使）磁滞作用与涡流现象使 (t)=fi(t)(t)=fi(t)的关系复杂化的关系复杂化磁

9、滞作用导致励磁电流有功无功分量出现示意图磁滞作用导致励磁电流有功无功分量出现示意图(图图3-6)3-6)v空载电流可认为是励磁电流，用 Im 表示，v空载运行时从电源输入少量电功率 p0，主要用来补偿铁心中的铁损耗 pFe，vIm 中含有有功 IFe(损耗电流）和用以建立磁场的无功 Iu(磁化电流）vIm2=Im2+IFe2vIFe=pFe/E1 pFe/U1v通常，Iu IFe，U1 与 Im 之间相位角 0 接近90)(三三)漏磁通与漏电抗漏磁通与漏电抗v设漏磁通所经磁场磁阻 Rm1，则v由于漏磁通所通过的途径是非磁性物质，其磁导率是常数，所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电流成正比

10、v所以漏电动势 E1s 的有效值与电流 Im 关系为v式中x1为一次绕组的漏电抗二二.空载运行时电势平衡方程式、相量图及等效电路空载运行时电势平衡方程式、相量图及等效电路1.1.空载运行时电势平衡方程空载运行时电势平衡方程 单相变压器空载运行时的各物理量如图所示单相变压器空载运行时的各物理量如图所示 v变压器空载运行时，电动势平衡方程式如下：v由主磁通产生的电势 E1 与产生主磁通的励磁电流 Im 之间存在关系，可以直接用参数形式来表示。v由于 Im 中有有功分量与无功分量，故-E1 可表示为 Im 流过一个阻抗时所引起的阻抗压降，即 励磁阻抗 Zm,励磁电抗 xm,励磁电阻 rmv变压器空载

11、运行时原边电动势平衡方程式如下 其中 Z1=r1+jx1 2.2.空载运行时等值电路空载运行时等值电路 3.空载运行时相量图空载运行时相量图 4.4.应注意的问题应注意的问题v注意注意 r r1 1、x x1 1 是常量是常量 v而励磁阻抗的大小和变压器工作点有关而励磁阻抗的大小和变压器工作点有关v因铁心中存在饱和现象，因铁心中存在饱和现象，r rm m、x xm m 随着饱和程度的增随着饱和程度的增加而减小加而减小v但当电源电压的变化范围不大，对应铁心中磁通的但当电源电压的变化范围不大，对应铁心中磁通的变化为也不是很大时，变化为也不是很大时，Z Zm m 的值基本上可视为不变。的值基本上可视

12、为不变。第二单元变压器绕组的极性测定与连接 v课题一单相变压器绕组的极性v课题二三相变压器绕组的连接及连接组别v课题三用交流法测定三相变压器绕组极性v课题四电力变压器的铭牌参数 单相变压器绕组同名端的概念单相变压器绕组同名端的概念v同名端是指在同一交变磁通的作用下任意时刻两（或两个以上绕组中）都具有相同电势急性的端点彼此互为同名端。识别：当电流从两个同极性端流入（或流出）时，铁心中所产生的磁通识别：当电流从两个同极性端流入（或流出）时，铁心中所产生的磁通方向是一致的方向是一致的第一节 单相变压器绕组的极性单相变压器绕组极性判别单相变压器绕组极性判别1 1。直观法。直观法 如图所示，如从绕组的某

13、如图所示，如从绕组的某端通入直流电，产生的磁通方端通入直流电，产生的磁通方向一致的这些端点就是同名端向一致的这些端点就是同名端（右手螺旋法则判别）（右手螺旋法则判别）（1 1）电动势越串越大，则把）电动势越串越大，则把两个线圈的异名端连接两个线圈的异名端连接（2 2）电动势越串越小，则把）电动势越串越小，则把两个线圈的同名端连接两个线圈的同名端连接 第二节第二节 三相变压器绕组的连接及连接组别三相变压器绕组的连接及连接组别 三相变压器的两种形式：三相变压器的两种形式：1 1、三个独立单相变压器组成的变压器组，称为三相组式变压、三个独立单相变压器组成的变压器组，称为三相组式变压器。器。三相组式变

14、压器及联结如图所示三相组式变压器及联结如图所示 分析单相变压器时的所得的基本方程式、等效电路、相量图以及即将探讨的运行特性分析等方法完全适用于三相变压器2、铁心为三相所共有的三相变压器叫三相芯式变压器 如图所示一一.三相变压器的电路系统三相变压器的电路系统-连接组连接组（一）联结法（一）联结法v绕组的首端和末端的标志规定绕组名称 首端 末端 中点 高压绕组 A B C X Y Z O 低压绕组 a b c x y z o 1.1.星形联结用符号星形联结用符号“Y Y（或（或 y)”y)”表示表示v三个首端 A、B、C（或 a、b、c)向外引出v末端 X、Y、Z（或 x、y、z）连接在一起成为中

15、性点2.2.三角形联结用符号三角形联结用符号“D D（或（或d d）”表示表示v各相间联结次序为 A-X-C-Z-B-Y（或 a-x-c-z-b-y)v从首端 A、B、C（或 a、b、c）向外引出（二）联结组（二）联结组v 三相绕组无论采用什么联结法，二次侧线电动势的三相绕组无论采用什么联结法，二次侧线电动势的相位差总是相位差总是3030的倍数，因此采用钟表面上的倍数，因此采用钟表面上1212个数字个数字来表示来表示1.1.时钟表示法时钟表示法v把高压侧线电动势的相量作为分针，始终指着“12”这个数字v而以低压侧线电动势的相量作为时针，它所指的数字即表示高、低压侧线电动势相量间的相位差高、低压

16、侧线电动势相量间的相位差v这个数字称为三相变压器联结组的“标号”2.2.单相变压器的联结单相变压器的联结v单相变压器或三相变压器中某相高、低压绕组的联结组问题其实质为电路理论中互感线圈的同名端问题其实质为电路理论中互感线圈的同名端问题 由电路图表达获得三相变压器的具体连接由电路图表达获得三相变压器的具体连接 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统 三相心式变压器的磁路系统的演变三相心式变压器的磁路系统的演变 第三节第三节 用交流法测定三相变压器绕组极性用交流法测定三相变压器绕组极性 v变压器极性的判别 单向变压器原、绕组极性的判别 三相变压器每相原、付绕组的判别 每相原、付绕组同名端的判别

17、三相变压器三个原绕组极性和判别v三相变压器联接组的判别变压器极性的判别v单向变压器原、付绕组极性的判别v由变压器的原理可知，当变压器空载时，在忽略原边绕组的漏电感和内电阻电压降的条件下，可得U1=-E1，U2=E2v根据同名端（又称对应端）的定义，若把图8-1中的单相变压器原、付绕组的“同名端”X、x用导线短接，则vUAa=U1+U2=E1+E2vUAa数值上为U1与U2之差即UAa=|U1-U2|“呈现减极性”状态，若把X和a导线短接，即“异名端”相联时，则vUAX=U1U2=-E1E2=（E1+E2）v数值上UAX=U1+U2，呈现“加极性”状态。v上述结论表明，“异名端”相接时，输出为加

18、极性，“同名端”相接时，为“减极性”。这就为我们判别单相变压器原、付绕组的“同名端”提供了一个很好的交流方法。三相变压器每相原、付绕组的判别：v三相交压器有二套原、付绕组，为了使三相对称，一般是每相原付绕组套在同一铁芯上。利用此特点，可以用实验方法找出结构封闭出线凌乱的三相变压器的三相原、付绕组的对应关系。首先，可以用万用表测出同一绕组的两个出线端，再根据六个绕组的电阻值大小区别出高压绕组（电阻头）和低压绕组(电阻小)，然后通过给某极原绕组加一交流电压万用表测三个付绕组感应电动势，其中感应电动势最高的一个绕组即为加突流电压的一相原绕组的付绕组，可以用同样方法找出第二相绕组，剩下的即为第三相绕组

19、。三相变压器三个原绕组极性和判别v 为了使三相变压器正确联接，必须对三相变压器三个原绕组的极性于以正确的判别，由图可知，三相变压器的三相绕组是分别绕于三个铁芯柱上。而每相的原、付绕组是绕在同一铁芯柱上的，并且每相的绕法是一致的，按图的绕法，三相变压器三个原边绕组的同名端为、，且、定为三相原绕组的相头，、为三相原绕组的相尾。在相的原绕组上加一个单相交流电压，则在和上比感应出电动势。若把绕组和绕组看成是的付绕组，从磁通的进出方向来判别，此时的和不是的同名端而是的异名端，这显然与上述、为同名端的规定矛盾。现仍采用中判别原、付绕组极性的方法，用导线把不同的原绕组的相尾、短接，并在绕组上加单相交流电压，

20、测量端电压，当即“加极性”时，、即为三相变压器原绕组的同名端，用同样的方法可以测出端。、三相变压器联接组的判别 三相变压器在运行时，其三对原、付绕组有各种联接法，常用的有，图所示为三相变压器的联接组，为了判别该联接是否正确，可用一导线、两端短接，使这两点等电位，然后在原边、上接上三相交流电（注意：付边中点悬空，不准接地）测量、和、若满足UbB=UAB-Uab UcC=UAC-Uac则说明联接组的接法正确，其相量图如图所示每相原、付绕组同名端判别v三相变压器的每相原付绕组找好后，可以用对单相变压器确定极性的方法来确定三相变压器每相原，付绕组的极性。AXaxCYcy图8-2 三相变压器一、国产电力

21、变压器的铭牌一、国产电力变压器的铭牌 电力变压器电力变压器 分接 高压高压 标准代号 GB 1094.1,2-1996 位置 电压V 电流A 标准代号 GB 1094.3,5-85 产品型号 S9-80/10 10500 产品代号 1NB.710.5315.1 相数 3 3 相 10000 4.6 额定容量 80kVA 额定频率 50 Hz 9500 冷却方式 ONAN 器身质量 320 kg 低压低压 使用条件 户外式 油质量 100 kg 连接组标号 Dyn11 总质量 500 kg 电压V 电流A 绝缘水平 L1 75 AC 35 400 115.5 出厂序号 阻抗电压%制造年月 年 月

22、 中华人民共和国 变压器厂返回第四节 电力变压器的铭牌参数 v1.型号型号：表示变压器的结构特点、额定容量、高压侧电压等级（1）旧型号 SJL560/10 第一字母 S三相,D单项;第二字母 J油浸自冷,F风冷,G干式,S水冷;第三字母 L铝线,P强迫油循环;数字 560额定容量（kVA），10高压侧电压（kV）.返回（2）新型号 S7500/10-第七设计序号.SN=500kVA,U1N=10kV；S980/10-第九设计序号.SN=80kVA,U1N=10kV；SZ9-有载调压三相电力变压器；S9M-全密封三相电力变压器.返回v2.额定电压UN 一次测：正常工作时线电压，由绝缘强度和允许发

23、热条件规定.二次测：一次测额定电压时，分接开关位于额定 位置，二次测空载线电压.返回v3.额定电流IN 某种环境温度、某种冷却条件下允许规定 的满载线电流.并且随条件改变.大小由绕组绝缘和散热条件限制.我国规定环境温度40.返回v4.额定容量SN 视在功率，kVA，额定条件下最大输出功率.满负荷时实际输出功率：P2=SNCOS2.单相：SN=U2NI2N;三相：SN=3 U2NI2N.忽略损耗：U1NI1N=U2NI2N.返回v5.阻抗电压UK 短路电压，与输出电压稳定性、承受短路电流的能力有关.返回v6.温升 额定工作条件下，内部电阻允许的最高温度 与环境温度之差.最高允许温度为额定环境温度

24、加额定温升.例：A级绝缘下，40+65=105，油面最高温度 40+55=95，上层油温为85.返回v7.冷却方式 ONAN油浸自冷v8.绝缘水平 L1雷击耐压75kV,AC交流耐压35kV.v9.其他数据 具体标准查有关标准代号.返回Back第三单元变压器并联运行、维护和检修 v课题一三相变压器的并联运行v课题二变压器的维护及检修 v提高供电可靠性提高供电可靠性v减少备用容量减少备用容量v提高运行效率提高运行效率v空载时，并联的各变压器二次侧之空载时，并联的各变压器二次侧之间无间无环流环流；v负载时，并联的各变压器按容量合负载时，并联的各变压器按容量合理分担负载；理分担负载；v负载时，并联的

25、各变压器二次侧电负载时，并联的各变压器二次侧电流同相位。流同相位。1.各变压器的额定电压相等，变比相同；各变压器的额定电压相等，变比相同；2.各变压器的联结组号相同；各变压器的联结组号相同；3.各变压器的短路阻抗标幺值相等，阻各变压器的短路阻抗标幺值相等，阻抗角相同。抗角相同。比如，比如，Yy0与与Yd11并联并联U2IU2U2II30U20.518U2由于变压器本身的漏阻抗很小，由于变压器本身的漏阻抗很小，将产生很大的环流，烧坏绕组。将产生很大的环流，烧坏绕组。IIkU1IkU1LZ kIZ kIIZQ2UCI 11kIIkIIIICZZkUkUI+IIkU1IkU12UCILIIkIIkI

26、kIIILIkIIkIkIIIIIIIIZZZIIIZZZIkk+2 22 2)1(时：当LZQ2I kIZII2 kIIZIII2CLIIIICLIIIIIIIIIIIkk+22)2(时：当IIIIII222+电流关系：LIIkIIkIkIIILIkIIkIkIIIIIZZZIIIZZZI+2 22 2 kIkIILIILIZZIIkIkIIkIkIIkIkIILIILIZZZZII*最小、时：当时：当IIIkIIkIIIIkIIkIZZ*检修分为小修和大修。大修后的变压器须经过验收方可投入运行。变压器小修指在不吊出铁芯和绕组的情况下进行的各项检查和维修。小修包括以下项目：(1)消除日常巡视

27、中发现的缺陷；(2)测定绕组的绝缘电阻；(3)清扫变压器的瓷套管和外壳；检查各部螺纹有无松动；(4)检查有无渗、漏油；检查油管有无堵塞；如油量不足，应予补油；(5)检查气体继电器及其控制线是否完好；(6)检查呼吸器是否完好；如硅胶已经受潮，应予更换；(7)清除储油柜上集污器内的污垢和积水；(8)检查引线，并处理过热及烧伤缺陷；(9)检查跌开式熔断器熔管是否完好，熔丝规格是否符合要求；(10)检查柱上变压器的安装是否牢固，杆基是否下沉等。变压器大修指放出变压器油，吊出铁芯和绕组的检查和维修。大修包括以下项目：(1)清除线圈表面的油污和沉积物，观察绕组绝缘的老化程度；如绝缘已经损坏，应更换绕组；(

28、2)检查铁芯有无松动，压紧螺栓的绝缘是否良好；(3)检查分接开关有无烧伤痕迹，接触是否紧密，定位是否准确，与绕组的连接是否良好；(4)清除连通管、防爆管、散热器等处的油垢，检查是否堵塞；(5)检查气体继电器；(6)检查油循环装置和滤油装置；(7)重新油漆变压器的外壳；(8)按规定进行测量和试验。第四单元特殊用途的变压器 v课题一自耦变压器v课题二仪用变压器v课题三电焊变压器 自耦变压器自耦变压器U1 U2u2 u1+-+-U1 I1 U2 II2 原付边共用一部分绕组的变压器。原付边共用一部分绕组的变压器。（一）特点：（一）特点：1、原付绕组既有磁的联系，又有电的联系。、原付绕组既有磁的联系，

29、又有电的联系。2、能量传递，既有磁场传递的，又有直接传递的。、能量传递，既有磁场传递的，又有直接传递的。第一节 自耦变压器三三 相相 自自 耦耦 变变 压压 器器三三 相相 自自 耦耦 变变 压压 器器第二节第二节 仪用互感器仪用互感器 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器是电流互感器和电压互感器的合称。互感器的主要功能是互感器的主要功能是:（1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器副绕组的额定电流都是副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕；电压互感器副绕组的电压通常都规定为组的电压通常都规定为100V。（2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次

30、）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平，主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平，简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。（3）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈。电器的线圈。1.电流互感器电流互感器 电流互感器简称电流互感器简称CT（文字符号为（文字符号为TA，单二次绕组电流互感器图，单二次绕组电流互感器图形符号为形符号为 ），是变换电流的设备。），是变换电流的设备。（1）工作原理和接线方式）工作原理和接线方式 电流互感器的基本结构原理如图电流互感器的基本结构原理如图4-

31、14所示，它由一次绕组、铁芯、所示，它由一次绕组、铁芯、二次绕组组成。其结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号二次绕组组成。其结构特点是：一次绕组匝数少且粗，有的型号还没有一次绕组，利用穿过其铁芯的一次电路作为一次绕组（相还没有一次绕组，利用穿过其铁芯的一次电路作为一次绕组（相当于当于1匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。电流互感器的一匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互联，形成闭合回路，由于这些电流线圈阻抗很小

32、，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。感器二次回路接近短路状态。电流互感器的变流比电流互感器的变流比Ki用表示，则用表示，则 式中，式中，I1N、I2N分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值，分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值，N1、N2为其一次和二次绕组匝数。变流比一般表示成如为其一次和二次绕组匝数。变流比一般表示成如100/5A形形式。式。（2）电流互感器种类和型号 按一次电压分，有高压和低压两大类；按一次绕组匝数分有单匝（包括母线式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括线圈式、绕环式、串级式）；按用途分有测量用和保护用两大类；按绝缘介质类型分有油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6

33、气体绝缘等。电流互感器型号的表示和含义如下：图4-15 LQZ-10型电流互感器的外形图 图4-16 LMZJ1-0.5型电流互感器的外形图（3）电流互感器使用注意事项）电流互感器使用注意事项 电流互感器在工作时二次侧不得开路。电流互感器在工作时二次侧不得开路。电流互感器二次侧有一端必须接地电流互感器二次侧有一端必须接地 电流互感器在接线时，必须注意其端子的极性电流互感器在接线时，必须注意其端子的极性2.电压互感器电压互感器 电压互感器简称PT，是变换电压的设备。文字符号为TV，单相式电压互感器图形符号为 （1）工作原理和接线方式 电压互感器的基本结构原理如图4-17所示，它由一次绕组、二次绕

34、组、铁芯组成。一次绕组并联在线路上，一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降低变压器。二次绕组的额定电压一般为100V。二次回路中，仪表、继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作时二次绕组近似于开路状态。图4-17电压互感器的结构原理 电压互感器的变压比用Ku表示 式中，式中，U1N、U2N分别为电压互感器一次绕分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压，组和二次绕组额定电压，N1、N2为一次绕为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示通常表示成如成如10/0.1kV的形式。电压互感器有单相和的形式。电压互感器有单相和三相两大类，在成套装置内

35、，采用单相电三相两大类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。压互感器较为常见。电压互感器的变压比用Ku表示 式中，式中，U1N、U2N分别为电压互感器一次绕分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压，组和二次绕组额定电压，N1、N2为一次绕为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示通常表示成如成如10/0.1kV的形式。电压互感器有单相和的形式。电压互感器有单相和三相两大类，在成套装置内，采用单相电三相两大类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。压互感器较为常见。（3）电压互感器使用注意事项）电压互感器使用注意事项 电压互感器在工作时，其一、电压互感器

36、在工作时，其一、二次侧不得二次侧不得 短路短路 电压互感器二次侧有一端必须电压互感器二次侧有一端必须接地接地 电压互感器在接线时，必须注电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性意其端子的极性图图4-19 JDZ-3、6、10型型 电压互感器外型结构电压互感器外型结构图图4-20JSW-10型电压互感器外型结构型电压互感器外型结构第三节 电焊变压器 电弧焊工艺对电焊变压器的要求电弧焊工艺对电焊变压器的要求 为保证电弧焊的质量和电弧燃烧的稳定性，对电焊变压器有以下几点要求：（1）空载时，空载电压U20 6075V左右，以保证起弧容易。但为了操作者安全，U20最高不超过85V。（2）负载（焊接）时，

37、电焊变压器应具有迅速下降的外特性，如图所示，在额定负载时的输出电压U2（焊钳与工件间）约为30V左右。（3）短路时，短路电流不应过大。（4）为了适应不同焊接件和不同规格的焊条，要求焊接电流大小在一定范围内要均匀可调。第五单元电动机的基础知识 v课题一电动机的种类和用途v课题二异步电动机的结构v课题三异步电动机的工作原理v课题四电动机的铭牌和型号 第一节第一节 电动机的种类和用途 选择电动机种类应在满足生产机械对拖动性能的要求下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。电动机种类选择时应考虑的主要内容有：（1）电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配；（2）电动机的调速

38、性能（调速范围、调速的平滑性、经济性）应该满足生产机械的要求。对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法；（3）电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求，电动机的启动性能主要是启动转矩的大小，同时还应注意电网容量对电动机启动电流的限制；（4）电源种类 在满足性能的前提下应优先采用交流电动机；（5）经济性 一是电动机及其相关设备（如：启动设备、调速设备等）的经济性；二是电动机拖动系统运行的经济性，主要是要效率高，节省电能。交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、异励、串励、复励他励、异励

39、、串励、复励鼠笼式异步交流电动机授课内容：鼠笼式异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、机械特性、控制方法机械特性、控制方法 电动机的分类电动机的分类n0nei第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构NSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势vlBe导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）（右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSf1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动

40、方向一致 结论：结论：异步异步2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nnn0neiNSf三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或产生感应电动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转 磁场。磁场。线绕式线绕式鼠笼式鼠笼式鼠笼转子鼠笼转子 旋转磁场的产生旋转磁场的产生AYCBZ异步机中异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n()电流出电流出()电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA

41、www第三节 异步电机的工作原理0twAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下180twXBZ0nAYC 60twAXYCBZSN0n60A120twXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：AiBiCitmI旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相AiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转磁场的转速大小转速大小分）转/(600fn 一个电流周期，旋转

42、磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt极对数（极对数（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS极对数（极对数（P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形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。成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZ

43、CZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY0tw分）转/(600pfn 60tw A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系极对数和转速的关系AiBiCimIt三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速分）转/(600pfn 2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 0n3p120分）转/(0001电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系

44、电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动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）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%91s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 ,0sn（转差率最大）（转差率最大）第四节第四节 三相异步

45、机铭牌与技术数据三相异步机铭牌与技术数据1.型号型号 Y 132M4 磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)同步转速同步转速1500转转/分分分）转/(600pfn 转差率转差率0.04 150014401500s2.转速转速:电机轴上的转速（电机轴上的转速（n)。如：如：n=1440 转转/分分3.联接方式：联接方式：Y/接法：接法：Y 接法：接法：接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：4.额定电压：定子绕组在额定电压：定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额说明：一般规定

46、电动机的运行电压不能高于或低于额定值的定值的 5。线线电电压压AZBYXC线线电电压压ABCXYZ例：例：380/220 Y/是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法；当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。5.额定电流：额定电流：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。如：如：A48.6/A2.11/表示三角接法下，电机的线电流为表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电，相电流为流为6.48A；星形接法时线、相电流均为；星形接法时线、相电流均为6.48A。6.额定功率：额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的额定功率指电机在额

47、定运行时轴上输出的功率功率（），不等于从电源吸收的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的）。两者的 关系为：关系为：2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠笼电机鼠笼电机=7293 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ，空载时功率因数很空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，注意：实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。7.功率因数功率因数(cos 1)：P2PN此外还有此外还有绝缘等级绝缘等级等参数，不一等参数，不一 一介绍。一介绍。cos

48、 1第六单元三相异步电动机的运行 v课题一三相异步电动机的启动v课题二三相异步电动机的调速v课题三三相异步电动机的反转与制动一、起动性能v电动机的起动就是将它开动起来。在起动瞬间，n=0,s=1。我们没从起动时的电流和转矩来分析电动机的期待性能。1、起动电流、起动电流Ist 在刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有在刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流都很大。一般中小型电动和产生的转子电流都很大。一般中小型电动机的起动电流约为额定

49、值的机的起动电流约为额定值的5-7倍。倍。即：即：75I/INst当电动机不是频繁起动时，起动电流对电机本身当电动机不是频繁起动时，起动电流对电机本身影响不大。因为电机的起动时间很短。但当起动影响不大。因为电机的起动时间很短。但当起动频繁时，由于热量的积累，可以使电机过热。频繁时，由于热量的积累，可以使电机过热。但是，电动机的起动电流对线路是有影响的。但是，电动机的起动电流对线路是有影响的。2、起动转矩Tstv在刚起动时，虽然转子电流较大，但由于转子的功率因数是很低的。因此起动转矩是不大的，它与额定转矩之比值约为1.02.2。如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应如果起动转矩过小，就不能在满

50、载下起动，应设法提高。但起动转矩也不能过大，否则，会设法提高。但起动转矩也不能过大，否则，会使传动机构收到冲击而损坏。使传动机构收到冲击而损坏。由上述可知，异步电动机起动时的主要缺点是由上述可知，异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较大。为了减小起动电流，必须采用起动电流较大。为了减小起动电流，必须采用适当的起动方法。适当的起动方法。二、起动方法二、起动方法v鼠笼式电动机的起动方法有两种1、直接起动、直接起动2、降压起动、降压起动1、直接起动、直接起动 直接起动就是利用闸刀开关或接触器将电动机直接起动就是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电源上。这种起动方法虽然简单，但直接接到额定电源上