電氣基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)文檔

1、精品文檔交流精品文檔交流精品文檔交流陽(yáng)城電廠非電氣專業(yè)人員電氣知識(shí)應(yīng)知應(yīng)會(huì)培訓(xùn)教案電氣專業(yè)組“電氣”是一門科學(xué)，在發(fā)電廠中特指一個(gè)專業(yè)，在電力系統(tǒng)中則涉及發(fā)、輸、變、配、用等各環(huán)節(jié)。 “電氣”可以這樣來(lái)理解：電氣是大范圍、大概念， “電器”多指具體的用電設(shè)備，比電氣的概念小， “電氣”是系統(tǒng)，包含了“電器”以及“電器”與電的連接、控制關(guān)系。電氣是大家習(xí)約成俗、默許公認(rèn)的一個(gè)概念?；蛘哒f(shuō) “電氣”就是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段來(lái)創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學(xué)?！半姎狻鄙婕暗缴鐣?huì)活動(dòng)的方方面面，不僅工礦企業(yè)、居民生活要用到，就連航空、航海、航天均離不了它。在發(fā)電廠中，它和各專業(yè)聯(lián)系

2、密切，貫穿于發(fā)電生產(chǎn)的全過(guò)程。 因此， 作為發(fā)電廠的各類工作人員，都有必要了解一些電氣方面的基本知識(shí)。根據(jù)籌建處領(lǐng)導(dǎo)的指示精神，我們編制了“陽(yáng)城電廠工作人員（非電氣專業(yè)）電氣知識(shí)應(yīng)知應(yīng)會(huì)培訓(xùn)方案”， 目的在于使大家掌握電氣方面的基本知識(shí)和操作技能，提高電氣素養(yǎng)，有利于今后各專業(yè)之間的工作配合。本“方案”分為電工原理、工廠供電與安全用電以及發(fā)電廠電氣自動(dòng)化三個(gè)部分。第一部分“電工原理”能夠使大家對(duì)電氣基礎(chǔ)理論有一個(gè)基本認(rèn)識(shí)；第二部分“工廠供電與安全用電”將介紹發(fā)電廠發(fā)供電及用電方面的知識(shí)；第三部分“發(fā)電廠電氣自動(dòng)化”簡(jiǎn)要介紹電氣控制及自動(dòng)裝置基本原理和要求；經(jīng)過(guò)36 個(gè)月的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，電廠非電氣專

3、業(yè)人員應(yīng)能達(dá)到發(fā)電廠電氣專業(yè)初級(jí)工的理論和操作水平。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章 電路的基本概念和基本定律6電路和電路模型 6電路的基本物理量 6電阻、電感和電容 8電壓源和電流源 9受控電源11基爾霍夫定律 12電功率和電位的計(jì)算 15 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 第二章 正弦交流電流電路19正弦交流電的基本概念 19正弦量的相量表示法 22R、 L、 C 的相量模型24功率因數(shù)及其提高 30 HYPERLINK l bookmark150 o

4、 Current Document 第三章 三相電路33三相電源33三相電路負(fù)載的聯(lián)結(jié)34 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 第四章 接地與接零38接地的概念38接地系統(tǒng)38接地電阻38接地分類及作用39接地中電壓概念39低壓配電系統(tǒng)39安全電流與安全電壓42 HYPERLINK l bookmark204 o Current Document 第五章 異步電動(dòng)機(jī)44三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理44三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路及參數(shù)47異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性49三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)50三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇53 HYPERLI

5、NK l bookmark262 o Current Document 第六章 鐵心線圈和變壓器55磁路的概念和定律55單相變壓器56 HYPERLINK l bookmark284 o Current Document 第七章繼電接觸器控制59常用控制電器59三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路62 HYPERLINK l bookmark288 o Current Document 第八章同步發(fā)電機(jī)69同步發(fā)電機(jī)原理及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)69同步發(fā)電機(jī)的構(gòu)造 71同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng) 73同步發(fā)電機(jī)的特性 74同步發(fā)電機(jī)的并列及負(fù)荷調(diào)節(jié)76功角特性及功率調(diào)節(jié) 77 HYPERLINK l bookmark29

6、4 o Current Document 第九章 倒閘操作80倒閘操作的一般規(guī)定 80倒閘操作的分類 80操作票 80倒閘操作的基本條件 80倒閘操作的基本要求 81接地線裝拆要求 81 HYPERLINK l bookmark296 o Current Document 第十章 工作票82填用第一種工作票的工作： 82填用第二種工作票的工作：82填用事故應(yīng)急搶需單的工作： 82工作票的填寫(xiě)與簽發(fā) 82工作票的使用 82 HYPERLINK l bookmark298 o Current Document 第十一章常用測(cè)量?jī)x表83鉗形電流表 83兆歐表（搖表） 83萬(wàn)用表 84 HYPERLI

7、NK l bookmark300 o Current Document 第十二章發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)89概述 89汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 89勵(lì)磁系統(tǒng)的作用 90發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式 90勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 93 HYPERLINK l bookmark308 o Current Document 第十三章繼電保護(hù)104概述 104發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置105發(fā)電機(jī)保護(hù)的分類及特點(diǎn)106 HYPERLINK l bookmark315 o Current Document 第十四章發(fā)電機(jī)同期裝置118概述 118同期電壓的引入電路 119同期系統(tǒng)的同期測(cè)量表計(jì)及閉鎖回路 121手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 124微機(jī)型同期裝置的功

8、能特點(diǎn) 129 HYPERLINK l bookmark323 o Current Document 第十五章廠用電備自投裝置（快切裝置）132概述 132工作原理132切換方式原理 133相關(guān)產(chǎn)品介紹 134 HYPERLINK l bookmark325 o Current Document 第十六章可編程控制器（PLC）136概述 136可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理136可編程控制器的程序編制139精品文檔交流精品文檔交流第一章電路的基本概念和基本定律本章將介紹電路和電路模型的概念、理想電路元件及其伏安特性、電路中的基本物理量、和 基本定律。著重討論電流和電壓的參考方向、基爾霍夫定律及電

9、路等效原理等。通過(guò)本章內(nèi)容的 學(xué)習(xí)可了解和掌握電路中的基本概念和定律，為后續(xù)分析復(fù)雜電路打下一個(gè)基礎(chǔ)。電路和電路模型實(shí)際電路及其基本功能人們?cè)谏a(chǎn)和生活中使用的電器設(shè)備如：電動(dòng)機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等都由實(shí)際電路構(gòu)成。實(shí) 際電路的結(jié)構(gòu)組成包括：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。其中電源的作用是為電路提供能量，如發(fā)電機(jī) 利用機(jī)械能或核能轉(zhuǎn)化為電能，蓄電池利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，光電池利用光能轉(zhuǎn)化為電能等； 負(fù)載則將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量加以利用，如電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電爐將電能轉(zhuǎn)化 為熱能等；中間環(huán)節(jié)用作電源和負(fù)載的聯(lián)接體，包括導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、控制線路中的保護(hù)設(shè)備等。在電力系統(tǒng)、電子通訊、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)以及

10、其他各類系統(tǒng)中，電路有著不同的功能和作 用。電路的作用可以概括為以下兩個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱 能等，二是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理。理想電路元件和電路模型實(shí)際電路由各種作用不同的電路元件或器件所組成。實(shí)際電路元件種類繁多，且電磁性質(zhì)較 為復(fù)雜。為便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)描述，需將實(shí)際電路元件用能夠代表其主要電磁特性 的理想電路元件(ideal element)或它們的組合來(lái)表示。理想電路元件(ideal element)是指只反映某一個(gè)物理過(guò)程的電路元件，包括電阻、電感、電容、電源等。圖 11是電工技術(shù)中經(jīng)常用到的三種理 想電路元件的電路符號(hào)。C 電阻元件R電感元

11、件L電容元件C圖1-1三種理想電路元件的電路符號(hào)由理想元件所組成的電路稱為實(shí)際電路的電路模型(circuit model),如圖1-2中的白熾燈照明電路。圖1-3是圖1-2的電路模型。圖1-2照明電路圖1-3照明電路的電路模型電路的基本物理量在分析各種電路之前，我們先來(lái)介紹電路中的基本物理量包括電流、電壓和功率及其相關(guān)的 概念。電流及其參考方向電荷的定向移動(dòng)形成電流。在電場(chǎng)的作用下，正電荷與負(fù)電荷向不同的方向移動(dòng)，習(xí)慣上規(guī)定正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较颍ㄊ聦?shí)上，金屬導(dǎo)體內(nèi)的電流是由帶負(fù)電的電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生的）。電流的大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，用公式表示即i dq dt量綱：安培（

12、A）1kA=10-3A ； 1mA=10-3A； 10=10-6A。前面提到的電池提供的就是直流電流，通常直流電流用大寫(xiě)字母I表示，而隨時(shí)間變化白電流用小寫(xiě)字母i表示。電流的參考方向 （reference direction）:是一種任意的選定的方向，當(dāng)i0時(shí)參考方向與實(shí)際方向一致，當(dāng)i0時(shí)參考方向與實(shí)際方向一致，當(dāng) u0 ,表明元件吸 收或消耗功率，稱該元件為負(fù)載；如果 P 0元件分別吸收12W的功率，均為負(fù)載。圖1-11 c、d中，非關(guān)聯(lián)方向下P -4 3 W -12 W0元件分別發(fā)出12W的功率，均為電源。任何電路都遵守能量守恒定律，因此無(wú)論是關(guān)聯(lián)方向還是非關(guān)聯(lián)方向下，電路中元件的功率之

13、和為 0,即或者說(shuō)，電路中所發(fā)出的功率等于所吸收的功率。例題1-3求Uab和Uad及各段電路的功率并指明吸收發(fā)出功率b + U _ e f【解】：Uab= Ua Ucb= -U1+U2= - (1)+(-3)= -4 VU1=1VI1=2AU2=-3VI2=1AU3=8VI3=-1AU4=-4VU5=7VU6=-3VUab= U4= -3VP1= -U1I1= -2W0 （發(fā)出）P2=U2l1= -6W0 （吸收）P4=U4l2= - 4W0 （產(chǎn)生）P5=U5l3= -7W0 （吸收）通常電業(yè)部門用千瓦時(shí)測(cè)量用戶消耗的電能。為1千瓦的元件在1小時(shí)內(nèi)消耗的電能。1 度電=1 kWh 3,600

14、,000 J如果通過(guò)實(shí)際元件的電流過(guò)大，會(huì)由于溫度升高使元件的絕緣材料損壞，甚至使導(dǎo)體熔化； 如果電壓過(guò)大，會(huì)使絕緣擊穿，所以必須加以限制。電氣設(shè)備或元件長(zhǎng)期正常運(yùn)行的電流容許值 稱為額定電流（rated current ），其長(zhǎng)期正常運(yùn)行的電壓容許值稱為額定電壓（rated voltage）;額定電壓和額定電流的乘積為額定功率（rated power）。通常電氣設(shè)備或元件的額定值標(biāo)在產(chǎn)品的銘牌上。如一白熾燈標(biāo)有 220V 40W,表示它的額定電壓為 220V,額定功率為40W。電位的計(jì)算前面提到電位是與電壓相關(guān)的概念。分析電路時(shí)，除了經(jīng)常計(jì)算電路中的電壓外，也會(huì)涉及到電位的計(jì)算。在電子線路中

15、，通常用電位的高低判斷元件的工作狀態(tài)，如：當(dāng)二極管的陽(yáng)極電 位高于陰極電位時(shí)，管子才能導(dǎo)通；判斷電路中一個(gè)三極管是否具有電流放大作用，需比較它的 基極電位和發(fā)射極電位的高低。計(jì)算電路中各點(diǎn)電位時(shí)，一般選定電路中的某一點(diǎn)作參考點(diǎn)（reference node）,規(guī)定參考點(diǎn)的電位為 0,并用，表示，稱為接地（并非真與大地相接），電路 中其他各點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。我們以圖1-12為例來(lái)討論電路中各點(diǎn)的電位。圖1-12電路中的電位以O(shè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，則V a 10V內(nèi)-尸小4V若以a點(diǎn)為參考點(diǎn)，則V a =0VK =5 J -4Vgv口=隗一匕=由以上計(jì)算可知，參考點(diǎn)選的不同，電路中各點(diǎn)的

16、電位也不同，但任意兩點(diǎn)間的電壓是不變的。在電子線路中，通常將電路中的恒壓源符號(hào)省去，各端標(biāo)以電位值。如圖1-13a可以簡(jiǎn)化為圖 1-13bJL_號(hào)15 V JL電一帖甘1=1口 =3uj1 七昨京） ，凡 C?-15 v5Z-U福電路bO商化電酷例題1-4 求圖1-14電路中的電位 Vb-5V圖1-14例題1-4的圖精品文檔交流精品文檔交流精品文檔交流第二章 正弦交流電流電路正弦交流電的基本概念正弦量正弦量：隨時(shí)間t按照正弦規(guī)律變化的物理量，都稱為正弦量，它們?cè)谀硶r(shí)刻的值稱為該時(shí) 刻的瞬時(shí)值，則正弦電壓和電流分別用小寫(xiě)字母i、u表示。周期量：時(shí)變電壓和電流的波形周期性的重復(fù)出現(xiàn)。周期 T:每一

17、個(gè)瞬時(shí)值重復(fù)出現(xiàn)的最小 時(shí)間間隔，單位：秒(S);頻率f:是每秒中周期量變化的周期數(shù)，單位：赫茲( Hz)。顯然, 周期和頻率互為倒數(shù)，即 f=1/T。交變量：一個(gè)周期量在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零?？梢?jiàn)，正弦量不僅是周期量，而且還是交 變量。2.1.2正弦量的表達(dá)式函數(shù)表示法：f(t) FmCOS( t )Fm 一最大值，反映正弦量在整個(gè)變化過(guò)程中所能達(dá)到的最大值;t一相位，反映正弦量變動(dòng)的進(jìn)程； 一角頻率(rad/s ),反映正弦量變化的快慢2,T 2 , 2 f (T一正弦量的三要素。)初相位，反映正弦量初值的大小、 正負(fù)。Fm,已知 Im 10A, f 50Hz,15,則 i(t) 10c

18、os(314t 15o)A。波形表示法t 0, t 。當(dāng) 0時(shí)，最大值點(diǎn)由坐標(biāo)原點(diǎn)左移。如下圖。八 i(t)兩個(gè)同頻率正弦量的相位差設(shè) u(t) Umcos( t u) i(t) I m cos( t i)則U與i的相位差(t u)( t i) u i可見(jiàn)，對(duì)兩個(gè)同頻率的正弦量來(lái)說(shuō)，相位差在任何瞬時(shí)都是一個(gè)常數(shù)，即等于它們的初相之差，而與時(shí)間無(wú)關(guān)。的單位為rad(弧度)或？(度)。主值范圍為|力盡我如果4=u-i0 (如下圖所示)，則稱電壓u的相位超前電流i的相位一個(gè)角度度 上簡(jiǎn)稱電 壓u超前電流i角度 上意指在波形圖中，由坐標(biāo)原點(diǎn)向右看，電壓u先到達(dá)其第一個(gè)正的最大值， 經(jīng)過(guò) 外電流i到達(dá)其

19、第一個(gè)正的最大值。反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)電流i滯后電壓u角度6如果(f)=u-iV0,則結(jié)論剛好與上述情況相反，即電壓 i超前電壓u 一個(gè)角度 母|。又設(shè) u(t) Umcos( t )(1) ui(t) U mi cos( t 1) 當(dāng) 1 ，則=W u - W i=0 。u滯后電流i 一個(gè)角度|，或電流10 , W與u同相。如下圖 (j)(2)必 U m2 COS( t 2)當(dāng) 22(這里懺 甲2= +兀2 m , u2與u正交。如下圖 2(3)(t) Um3cos( t 3)當(dāng) 33 m ,用與u反相。后甲甲2 =注意：1.函數(shù)表達(dá)形式應(yīng)相同，均采用 sin或sin形式表示。如u(t) 100c

20、os( t 15o)V _o _oi(t) 10sin( t 30 ) 10cos( t 60 )Ao oo15( 60 ) 753.當(dāng)兩個(gè)同頻率正弦量的計(jì)時(shí)起點(diǎn)2.函數(shù)表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)要一致。當(dāng)0,取一，0,取+(即波形圖中的坐標(biāo)原點(diǎn))改變時(shí)，它們的初相也跟著改變，但它們的相位差卻保持不變。所以兩個(gè)同頻率正弦量的相位差與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。2.1.3正弦量的有效值f(t)一任意周期函數(shù)F J1 T f 2dt 方均根值 ,T 0可見(jiàn)，周期量的有效值等于它的瞬時(shí)值的平方在一個(gè)周期內(nèi)積分的平均值取平方根。因此, 有效值又稱為方均根值。當(dāng)周期量為正弦量時(shí)，將 f(t) Fm cos( t 弋人上

21、式得F J； 0T F m 8s( t i) 2dt其中丁t 1 cos 2 ( tI2I0 cos ( ti)dt02所以F J F 2F-0.707 F- T F m 2. 2F r T F m 0 cos 2( t)一 dt)dt i1L 一F Fm, Fm J2f只適用于正弦量。2這樣正弦量的數(shù)學(xué)表達(dá)式寫(xiě)為f(t) J2Fcos( t )。因此，正弦量的有效值可以代替最大值作為它的一個(gè)要素。對(duì)于正弦電流i=ImSin(cot+ i)的有效值為I = Im/ ,2=0.707Im同理，正弦電壓 u= Umsin( w t+ u)的有效值為U = Um /&=0.707Um在工程上，一般所

22、說(shuō)的正弦電壓、電流的大小都是指有效值。例如交流測(cè)量?jī)x表所指示的讀數(shù)、交流電氣設(shè)備銘牌上的額定值都是指有效值。我國(guó)所使用的單相正弦電源的電壓U=220V,就是正弦電壓的有效值，它的最大值Um= 22 U = 1.414 220 = 311Vo應(yīng)當(dāng)指出，并非在一切場(chǎng)合都用有效值來(lái)表征正弦量的大小。例如，在確定各種交流電氣設(shè) 備的耐壓值時(shí)，就應(yīng)按電壓的最大值來(lái)考慮。2.2正弦量的相量表示法相量令正弦量f(t) Fmcos( t ) &Fcos( t )，根據(jù)歐拉公式，可知jxe cosx jsin x ,取 x t則 ej( t ) cos( t ) jsin( t )cos( t ) Re ej(

23、 t )sin( t ) Im ej( t )g于是 f(t) Fm Reej(t ) ReFmej(t ) ReFmejejt ReFm ejtjFm FmeFm取大值相重。Um 2202 300V可以表示一個(gè)正弦量的復(fù)值常數(shù)稱為相量u(t) 220、2sin(314t 30o)V.2FggF F一有效值相量Fm上述表明，可以通過(guò)數(shù)學(xué)的方法，把一個(gè)實(shí)數(shù)域的正弦時(shí)間函數(shù)與一個(gè)復(fù)數(shù)域的復(fù)指數(shù)函數(shù) 一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，而復(fù)指數(shù)函數(shù)的復(fù)常數(shù)部分是用正弦量的有效值(最大值)和初相結(jié)合成一個(gè)復(fù) 數(shù)表示出來(lái)的。運(yùn)用相量進(jìn)行正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析和計(jì)算，可同時(shí)將正弦量(最大值)的有效值 和初相計(jì)算出來(lái)。有效值(最大值

24、)上方加的小圓點(diǎn)是用來(lái)與普通復(fù)數(shù)相區(qū)別的記號(hào)，在數(shù)學(xué)運(yùn) 算上與一般復(fù)數(shù)的運(yùn)算并無(wú)區(qū)別。相量既然是復(fù)數(shù)，它也可以在復(fù)平面上用一條有向線段表示。如下圖所示為正弦電流，2lsin (co+i)的相量，其中Wi0o相量I的長(zhǎng)度是正弦電流的有效值I,相量I與正實(shí)軸的夾角是正弦電流的初相。這種表示相量的圖稱為相量圖。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，相量圖中不畫(huà)出虛軸，而 實(shí)軸改畫(huà)為水平的虛線。同頻率正弦量的相量運(yùn)算同頻率正弦量的加減法例 1： Ui(t) Ulm cos( t 1), U2(t) U 2m COS( t 2 )。求 Ul(t) U2(t)。 g解：Ui(t) Ulm cos( t 1) Re U 1m ej

25、 tgu2(t)U 2m cos( t 2) Re U 2m ej tgu1(t) u2(t) Umcos( t ) Re Umej tggu(t) u1(t) u2(t) Re U1m ej t Re U 2m ej tg ggRe (U1m U2m)ej t Re U mej tg g g U m U 1m U 2m 上述計(jì)算也可以根據(jù)平行四邊形法則在相量圖上進(jìn)行。相量的加減法只對(duì)應(yīng)同頻率正弦量的加減法。電路定律的相量形式KCL的相量形式KCL時(shí)域形式ik=0k 1當(dāng)線性正弦穩(wěn)態(tài)電路的電流都是同頻率的正弦量時(shí)，gik(t)ikm cos( t ik) Re I km ej t因此，在所有時(shí)

26、刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)的KCL可表示為ik(t)ReIm ej t Re( I m)ej t Re2(g j tj tI)e Re0 e 0于是很容易推導(dǎo)出 KCL的相量形式，即其中g(shù)I mk 0gIk 0 KCL的相量形式I mk= Imkejik = Imk / U ikI k = Ikejik = Ik/ W ik為流出該節(jié)點(diǎn)的第 k條支路正弦電流ik對(duì)應(yīng)的相量。2.2.2.2 KVL 的相量形式KVL可表小為同理，在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，沿任一回路,oU mk = 0KVL的相量形式式中U mk、Uk為回路中第k條支路的電壓相量。必須強(qiáng)調(diào)指出，KCL、KVL的相量形式所表示的是相量的代數(shù)和恒等于零，

27、并非是有效值的 代數(shù)和恒等于零。2.3 R、L、C的相量模型在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，三種基本電路元件R、L、C的電壓、電流之間的關(guān)系都是同頻率正弦電壓、電流之間的關(guān)系，所涉及的有關(guān)運(yùn)算都可以用相量進(jìn)行，因此這些關(guān)系的時(shí)域形式都可以轉(zhuǎn) 換為相量形式。正弦交流電路中的電阻元件伏安特性iR(t)0*-I D 0+UR)在電壓和電流的參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，電阻R的伏安關(guān)系的時(shí)域形式UR(t) R iR(t)當(dāng)正弦電流iR=。2 I Rsin( 3 +。i)通過(guò)電阻R時(shí),則 UR(t) RIRmsin( t i) URmSin( t u)Ur RIrURm配電壓、電流的最大值(有效值)之間符合歐姆定律;Ur RIr

28、UR與iR同相iR(t)UR(t)gI R I R iggUr Ur u RIr i RIR則在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下電阻的伏安關(guān)系的相量形式 為gggu R R I r u Rm線性電阻的相量電路、相量圖如下。gI R RgUrg2.3.1.2 功率:瞬時(shí)功率:由于瞬時(shí)功率p是由同一時(shí)刻的電壓與電流的乘積來(lái)確定的，因此當(dāng)流過(guò)電阻R的電流為iR=Mmsin(co +i)時(shí)，電阻所吸收的瞬時(shí)功率為PR（t）UR（t）iR（t）u Rm cos（ t2 ,2UrIr cos （ tu）lRm COS（ t i）i）UrIr UrIrCOS（2 t i）0常量?jī)杀队谠l率的正弦量可以看出，電阻吸收

29、的功率是隨時(shí)間變化的，但pr始終大于或等于零，表明了電阻的耗能特性。上式還表明了電阻元件的瞬時(shí)功率包含一個(gè)常數(shù)項(xiàng)和一個(gè)兩倍于原電流頻率的正弦項(xiàng)，即電流或電壓變化一個(gè)循環(huán)時(shí)，功率變化了兩個(gè)循環(huán)。瞬時(shí)功率的波形圖如下圖所示。平均功率:瞬時(shí)功率在一周期內(nèi)的平均值稱為平均功率，記為P,即PrT120 pR （t）dt URIR 2 u Rm I Rm RI r在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，我們通常所說(shuō)的功率都是指平均功率而言。平均功率又稱為有功率。它 們的單位為Wo2.3.2正弦交流電路中的電感元件2.3.2.1伏安特性iL（9+ULLt）當(dāng)電壓和電流參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，電感L伏安關(guān)系的時(shí)域形式為Ul當(dāng)正弦電流iL（

30、t）l diLdt iLm sin( ti）通過(guò)電感L時(shí)可見(jiàn)UldiL dL標(biāo) LdtILmSin( t i) LILmcos( t i )LlLmSin( t i-) ULmSin( tu)2ULmLI LmUlLIl電壓、電流的最大（有效）值之間符合歐姆定律。感抗值ULmUkl XlILm Il電壓超前電流90ogi L(t) I Lm ILm igUL(t) U Lm U Lm u LI Lm i - j LI Lm 2ggU Lm j L I Lm1g., g伏安關(guān)系的相量形式U LjL I L上述式表明：在正弦電流電路中，線性電感的電壓和電流在瞬時(shí)值之間不成正比，而在有效值之間、相

31、量之間成正比。此時(shí)電壓與電流有效值之間的關(guān)系不僅與 L有關(guān)，還與角頻率 3有關(guān)。當(dāng)L值不變，流過(guò) 的電流值Il一定時(shí)，越高則Ul越大；越低則Ul越小。當(dāng)3= 0（相當(dāng)于直流激勵(lì)）時(shí)，Ul = 0, 電感相當(dāng)于短路。在相位上電感電壓超前電流90?。線性電感的相量電路如下。1gLj L_Ul線性電感中正弦電壓和電流的相量圖圖（a）所示。(a)2.3.2.2 功率:瞬時(shí)功率：當(dāng)電感兩端的電壓為UL（t）= 2U Ulcosw t流過(guò)電感的電流為 iL（t）= 2 Il cos（-兀/2時(shí)，則瞬時(shí)功率為pL(t) = uL ?iL= 2UlIl cosco sinw t=UlIl sin2 t正弦穩(wěn)態(tài)

32、電路中電感元件瞬時(shí)功率的波形圖如下圖所示。平均功率瞬時(shí)功率PL（t）僅為一個(gè)兩倍于原電流頻率的正弦量，其平均值為零，即Pl = 0也即在正弦電流電路中，電感元件不吸收平均功率。無(wú)功功率：為了描述電感元件與外部能量交換的規(guī)模，引入無(wú)功功率的概念。電感元件與外部能量交換 的最大速率（即瞬時(shí)功率的振幅）定義為無(wú)功功率Ql UlIl單位(Var)能量電感元件的瞬時(shí)能量則為WL(t)= 1 LiL2(t) = 1 L(0時(shí)，電感吸收能量，其貯能增長(zhǎng)；當(dāng)PLV0時(shí)，電感輸出能量，其貯能減少。而電感的貯能在0與LIl2之間變動(dòng)。在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，電感元件與外部電路總間不斷進(jìn)行能且交換的現(xiàn)象，是由電感的貯能本

33、質(zhì)所確定的。2.3.3正弦交流電路中的電容元件伏安關(guān)系ic(t)+當(dāng)電壓和電流參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，電容C的伏安關(guān)系的時(shí)域形式為ic CduCdt當(dāng)正弦電壓uC（t）U cm COS（ t u）加于電容C上時(shí)，iCCdtUCmSin(t u)CUcmSin(t u 2)可見(jiàn)I CmIcmSin( tC UCmLiCmci)電流最大（有效值）之間也符合歐姆定律。UcICUCmI CmXc容抗值IC C線性電容的相量電路如下。gu 90o j CU Cm伏安關(guān)系的相量形式gUc(t)Ucm Ucm ugiC(t)I Cm I Cm i cU Cm TOC o 1-5 h z ggICm j C U Cm

34、g1 g1 gU Cm I Cm j I Cmj CCU CC的相量模型線性電容中正弦電壓和電流的相量圖如圖(a)所示。g(a)功率瞬時(shí)功率：當(dāng)電容兩端的電壓為UC(t) = Uc m cos W t流過(guò)電容的電容iC(t)=IC m COS( 3 +兀/2時(shí)，則瞬時(shí)功率為 pc(t) = uc ic= 2Uc Ic sin tcosco h Uc Ic sin2 t正弦穩(wěn)態(tài)電路中電容瞬時(shí)功率的波形圖如下圖所示。平均功率：Pc 0 C不吸收功率顯而易見(jiàn)，電容元件的平均功率為零，即Pc =0無(wú)功功率：QcUcIc (Var)Ql UlIl 0吸收無(wú)功功率Qc UcIc 0發(fā)出無(wú)功功率能量電容元件

35、的瞬時(shí)能量則為Wc(t)= (C/2) uc2(t)= (C/2) Stuccos)2=(C/2) Uc2(1+cos2)其波形圖如下圖所示。電容貯能的平均值Wc= (C/2) Uc2由電容的功率及其能量的波形圖看出，當(dāng) PCV0時(shí)，電容輸出能量，其貯能減少；當(dāng) pc0 時(shí)，電容吸收能量，其貯能增長(zhǎng)。而電容的貯能在0與CUc2之間變動(dòng)。在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，電容元件與外部電路不斷進(jìn)行能量交換的現(xiàn)象，也是由電容的貯能本質(zhì)確定的。2.4功率因數(shù)及其提高定義：當(dāng)正弦穩(wěn)態(tài)一端口電路內(nèi)部不含獨(dú)立源時(shí)，cos。用入表示，稱為該一端口電路的功率因數(shù)。Pcos 一 S90o90o cos 0g超前U指容性網(wǎng)絡(luò)，g

36、滯后Ug指感性網(wǎng)絡(luò)。功率因數(shù)的提高:例1 ：在f 50Hz , U 380V的交流電源上，接有一感性負(fù)載，其消耗的平均功率Pi 20kW ,其功率因數(shù)cos 1 0.6。求：線路電流Ii。若在感性負(fù)載兩端并聯(lián)一組電容器, 其等值電容為374 口，求線路電流I及總功率因數(shù)cos 。ggIIid感性負(fù)載P1, P 20000解：I1 1 87.72AU cos 380 0.6 gg令 U 380 0V,則 II 87.7253.1oAggIc j CU j2 50 374 10 6 380 0o j44.6Ag g gI Il Ic 58.525.8oA ,則 I 58.5A, coscos25.

37、8o 0.9情況3:并聯(lián)電容的作用：減小電流，提高功率因數(shù)*感性負(fù)載吸收的無(wú)功功率一部分由電源提供，一部分由電容提供。g情況1:情況2:給定P、cos 1,要求將cos 1提高cos ，求C = ?1c I1 sin 1 I sinPsin 1PsinP1(tg 1 tg ) CUU cos 1 U cosU- P ，、C(tg 1 tg )第三章三相電路三相電源1200時(shí),則稱為對(duì)稱指三個(gè)最大值相等，角頻率相同而初相位不同的正弦電壓。若初相互差 三相電壓。以UA為參考正弦量，它們的瞬時(shí)值表達(dá)式為UaU m cos tUbUcU m cos( t 120o)U m cos( t 120o)式中

38、3為正弦電壓變化的角頻率,Um為相電壓幅值。用有效值相量表示時(shí)A gI B g I CU/0_U/ 120U/ 240U/120若將一組對(duì)稱三相電壓作為一組電源的輸出,則構(gòu)成一組對(duì)稱三相電源,UbUa+OU+OU+.Uc1A相 X其波形如下圖所示。對(duì)稱三相電源的三個(gè)相電壓瞬時(shí)值之和為零。ua+ ub + uc= 0Ua Ub Uc 0相序：對(duì)稱三相電壓到達(dá)正（負(fù)）最大值的先后次序A-BfC- A 順序 A -CfB-A 逆序本章，無(wú)特殊說(shuō)明，三相電源的相序均是順序。三相電路負(fù)載的聯(lián)結(jié)對(duì)稱三相電路的聯(lián)接3.2.1.1星形聯(lián)結(jié)：聯(lián)結(jié)方式中線：聯(lián)接N , N的聯(lián)接線Ub相電壓：指每相電源（負(fù)載）的端

39、電壓。線電壓：指兩端線之間的電壓 相電流：流過(guò)每相電源（負(fù)載）的電流線電流：流過(guò)端線的電流中線電流：流過(guò)中線的電流線電壓與相電壓的關(guān)系： TOC o 1-5 h z . HYPERLINK l bookmark152 o Current Document U ABUAUBU A（1 1120o）U BCuBuC.330ou B HYPERLINK l bookmark154 o Current Document . HYPERLINK l bookmark156 o Current Document UcauCuA、330ouc相電壓對(duì)稱，線電壓也對(duì)稱；uLV3Up；線電壓超前對(duì)應(yīng)相電壓 30

40、og g線電流與相電流的關(guān)系：IL IP3.2.1.2 三角形聯(lián)接:聯(lián)接方式:gI C A合回路中將產(chǎn)生根大的環(huán)行電流，造成嚴(yán)重惡果。線電壓與相電壓的關(guān)系：i&LUP線電流與相電流的關(guān)系： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark113 o Current Document _?I AIabIca,330oI AB_?IBIbcI AB,330oIBC,_?IcIcaIbc.330oI cA相電流對(duì)稱，線電流也對(duì)稱；IL向P；線電流滯后對(duì)應(yīng)相電流30o對(duì)稱三相電路的計(jì)算三相四線制U NNgUa z 1gUb一1U ZV乙 I ANZ Zi1Zr-ZlI anZ Zi

41、Zng(UagUbgUc)Z ZiZnZIanUNN UI anU an ZIan-UlU anANZ .U aZ Zi一相計(jì)算等效電路中線阻抗不起作用I BNI AN120oU bnU an120oI CN I AN120oU cnU ano1203.2.2.2三相三線制： U nn0其余與四線相同3.2.2.3 三角形聯(lián)接:運(yùn)用上述星型聯(lián)接計(jì)算結(jié)果，將三角形聯(lián)接進(jìn)行等效變換，化為星型聯(lián)接。其中U A.3 30oz Z（等效變換）I ABI AB_Ua_3 30oZio120Ic I a120oo30BC.o .I AB 120 I C A IAB120oUa Z 、,3I BCI AB12

42、0oI CA I ABo12030o I ABI A120oI C I A120o第四章接地與接零接地的概念所謂“接地”，就是為了工作或保護(hù)的目的，將電氣設(shè)備或通信設(shè)備中的接地端子，通過(guò)接地裝置與大地作良好的電氣連接，并將該部位的電荷注入大地，達(dá)到降低危險(xiǎn)電壓和防止電磁干擾的目的。接地系統(tǒng)所有接地體與接地引線組成的裝置，稱為接地裝置，把接地裝置通過(guò)接地線與設(shè)備的接 地端子連接起來(lái)就構(gòu)成了接地系統(tǒng)V VVV接地電阻一般是由接地引線電阻，接地體本身電阻，接地體與土壤的接觸電阻以及接地體周圍呈現(xiàn) 電流區(qū)域內(nèi)的散流電阻四部分組成。（接地電阻主要由接觸電阻和散流電阻構(gòu)成。）接地分類及作用按帶電性質(zhì)可分為

43、交流接地系統(tǒng)和直流接地系統(tǒng)兩大類。按用途可分為工作接地系 統(tǒng)、保護(hù)接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)。而防雷接地系統(tǒng)中又可分為設(shè)備防雷和建筑防雷。接地中電壓概念對(duì)地電壓：電氣設(shè)備的接地部分Ud 。（離接地體越遠(yuǎn)越小）接觸電壓：在接地電阻回路上, （離接地體越遠(yuǎn)越大（就近接地）跨步電壓：在電場(chǎng)作用范圍內(nèi)一個(gè)人同時(shí)觸及的兩點(diǎn)間所呈現(xiàn)的電位差,）（以接地點(diǎn)為圓心，20m為半徑的圓周）稱為接觸電壓Uc。，人體如雙腳分開(kāi)站立,Uk 。則施加于兩腳的電位不同而導(dǎo)致兩腳間存在電位差，此電位差便稱為跨步電壓,如接地外殼、接地線或接地體等與大地之間的電位差，稱為接地的對(duì)地電壓低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)今的接地，接零系統(tǒng)多采用國(guó)際電工委

44、員會(huì)（IEC）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。按IEC規(guī)定，低壓 配電接 地，接零系統(tǒng)分有IT、TT TN三種基本形式：在 TN形式中又分有 TN-C TN-S和TN-C-S種派生形式：其形式劃分的第1個(gè)字母反映電源中性點(diǎn)接地狀態(tài)；T （法文Terre ）表示電源中性點(diǎn)工作接地；I （法文Isolant ）表示電源中性點(diǎn)沒(méi)有工作接地（或采用阻抗接地）；形 式的第2個(gè)字母反映負(fù)載側(cè)的接地狀態(tài)；T表示負(fù)載保護(hù)接地，但與電源接地相互獨(dú)立；N（Neutre） 表示負(fù)載保護(hù)接零， 與電源工作接地相連。 第3個(gè)字母C （法文Combinasion ）一 表示零線（中性線）與保護(hù)零線共用一線； 第4個(gè)字母S （法文Separa

45、teur ）一表示零線（中性線） 與保護(hù)零線各自獨(dú)立，各用各線。對(duì)于這5種形式，其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍分述如下：TT系統(tǒng)：三相四線供電系統(tǒng)，屬保護(hù)接地。如電源側(cè)中性點(diǎn)接地，其接地電阻大，則較為安全，此時(shí)屬小接地電流系統(tǒng)。在接地短路時(shí)，其余兩相對(duì)地電壓變大，介于220 380V之間，但設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)， 其外殼沒(méi)有接零保護(hù)的三相不平衡電流和電壓，這是TT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。為安全起見(jiàn)，TT系統(tǒng)常與漏電保護(hù)和斷零保護(hù)相配合使用。ABCN外殼接地IT系統(tǒng)：三相三線供電系統(tǒng)，屬保護(hù)接地，電源側(cè)中性點(diǎn)與地絕緣。或經(jīng)大阻抗接地。在單相碰殼接地時(shí)，接觸電壓易于控制在安全值內(nèi)；在保證人身和設(shè)備安全的同時(shí)，用電設(shè)備仍能正常

46、工作。這種系統(tǒng)的漏電電流值不會(huì)很大，不能使保護(hù)裝置及時(shí)動(dòng)作，由于這種系統(tǒng)沒(méi)有斷零保護(hù)，因而不能設(shè)置零線 N,故無(wú)法取得220V電壓用于照明，這是其缺點(diǎn)，并且其一相碰地時(shí)，Ic -L負(fù)載外殼接地導(dǎo)線對(duì)地分布電容.|111其他兩相對(duì)地電壓為 380V,對(duì)人身更為危險(xiǎn)。TNHC系統(tǒng)：三相四線供電系統(tǒng)，屬保護(hù)接零。電源側(cè)中性點(diǎn)接地，接地電阻很小，是大電流接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)保護(hù)零線和工作零線共用一根導(dǎo)線（PEN）,簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但PENB不能裝熔斷器,并且一旦斷線將破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，構(gòu)成對(duì)人體和設(shè)備的危險(xiǎn)。這一系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，其故 障電流較大，但不及相間短路電流大，因而以相同短路來(lái)設(shè)計(jì)的線路保護(hù)裝置一般不

47、能及時(shí)切斷故障線路。此外，這一系統(tǒng)的PENB上除有中線正常的三相不平衡電流外，還會(huì)有對(duì)人體有危險(xiǎn) 的高次諧波電流。因此，這一系統(tǒng)是一個(gè)弊大于利的系統(tǒng)。PENTN-S系統(tǒng)：三相五線供電系統(tǒng)，屬保護(hù)接零，中線 N與零線PE分開(kāi)。電源側(cè)中性點(diǎn)同樣 接地，也是大電流接地系統(tǒng)。系統(tǒng)的三相不平衡電流不經(jīng)PE線，減輕了 TN-C系統(tǒng)的缺點(diǎn)，但中性點(diǎn)對(duì)地電位仍會(huì)通過(guò) PE線使設(shè)備外殼有電流和電壓，未能徹底解決TN-C系統(tǒng)的缺點(diǎn)。因適合安裝RCBO位A BC N PE此，這一系統(tǒng)常與漏電開(kāi)關(guān)聯(lián)用方能達(dá)到較好的保護(hù)效果。TN-CS系統(tǒng)：是一種TN-C與TN-S系統(tǒng)的混合配電方式， 同屬保護(hù)接零。PEN線分出 獨(dú)立

48、的N線后，不能再使之與保護(hù)零線 PE線合并或互換。在我國(guó)的物業(yè)管理區(qū)自配變壓器的獨(dú)立 電網(wǎng)中，一般都是采用此系統(tǒng)。適合安裝RCB部位A B CNPETT系統(tǒng)在民用建筑和工業(yè)企業(yè)中也常用，特別是對(duì)接地要求較高的數(shù)據(jù)處理和電子設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先采用TT系統(tǒng)；TNHS系統(tǒng)在國(guó)外多用，特別是對(duì)于人體較多會(huì)直接接觸用電設(shè)備的場(chǎng)所應(yīng)優(yōu)先選用；IT系統(tǒng)主要用于易發(fā)生一相接地，絕緣不好的場(chǎng)所，如煤 礦，化工廠等；TN-一C 系統(tǒng)過(guò)去常用，但由于其固有的缺點(diǎn)，現(xiàn)已由TN-C-S系統(tǒng)取代，不再推廣使用。4.7安全電流與安全電壓觸電事故傷害性質(zhì)可分為電擊和電傷兩種。電擊是指電流通過(guò)人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷。電傷是指在

49、電弧作用下或熔斷絲熔斷時(shí)，對(duì)人體外部的傷害。人體電阻：下限為1.52k Q,上限為10100k白。當(dāng)角質(zhì)外層破壞時(shí)，則降到8001000 口。 安全電流（擺脫電流）：10mA 50mA以上有生命危險(xiǎn)。安全電壓：36 V、通常為24 V和12 V。觸電方式兩相觸電單相觸電單相觸電4.7.2 接地和接零工作接地電力系統(tǒng)由于運(yùn)行和安全的需要，常將 中性點(diǎn)接地，這種接地方式稱為工作接地。 降低觸電電壓。迅速切斷故障設(shè)備。降低電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣水平。保護(hù)接地工作接地兩相觸電（雙線觸電）最危險(xiǎn)。保護(hù)接地就是將電氣設(shè)備的金屬外殼 （正常情況下是不帶電的）接地，適用于 中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)中。保護(hù)接零保護(hù)接

50、零就是將電氣設(shè)備的金屬外殼 接到零線（或稱中性線）上，宜用于中性 點(diǎn)接地的低壓系統(tǒng)中。中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中不能采用保護(hù)接地設(shè)系統(tǒng)電壓為 380/220V, Ro Ro 4對(duì)地電壓為 Ue UP-Ro 110VRo Ro接地電流為Ie UP 27.5A Ro Ro這對(duì)人體是極不安全的。SRb1保護(hù)接零重復(fù)接地重復(fù)接地，就是將零線相隔一定距離多處進(jìn)行接地。工作零線與保護(hù)零線為確保設(shè)備外殼對(duì)地電壓為零，專設(shè)保護(hù)零線。所有的接零設(shè)備都要通過(guò)三孔插座接到保護(hù)零線上。在正常工作時(shí)，工作零線中有電流，保護(hù)零線中不應(yīng)有電流。工作接地、保護(hù)接零與重復(fù)接地2 3N工作零線PE保護(hù)零線三相五線制系統(tǒng)第五章異步電動(dòng)機(jī)電

51、動(dòng)機(jī)的分類： 交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)又分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)，異 步電動(dòng)機(jī)又分為鼠籠式和繞線式兩種形式。本書(shū)主要講述鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工 作原理、機(jī)械特性、控制方法三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子和轉(zhuǎn)子都有鐵心和繞組。定子的三相繞組為AX、BY、CZ。轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式 轉(zhuǎn)子繞組的形式與定子繞組基本相同，3個(gè)繞組的末端連接在一起構(gòu)成星形連接，3個(gè)始端連接在3個(gè)銅集電環(huán)上，起動(dòng)變阻器和調(diào)速變阻器通過(guò)電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)

52、子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。定子繞組（三相）三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生iA 21P sin tiB 、,2lpsin( t 120 )AAAXXX(a)3 t = 0(b)3 t = 120(c) cot = 240三相定子繞組接成星形接到對(duì)稱相電源，定子繞組中便有對(duì)稱三相電流流過(guò)。結(jié)論：(1)在對(duì)稱的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)。(2)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序?yàn)?A-B-C時(shí)磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；電流相序?yàn)?A-C-B時(shí)磁場(chǎng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。(3)磁場(chǎng)車t速(同步轉(zhuǎn)速)與電流頻率有關(guān)，改變電流頻率可以改變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速。對(duì)兩極(一對(duì)磁極)

53、磁場(chǎng)，電流變化一周，則磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周。同步轉(zhuǎn)速no與磁場(chǎng)磁極對(duì)數(shù) p的關(guān)系為：no60fiPr/min三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右手定則判定。 轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力F的作用，F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致。精品文檔交流.精品文檔交流.電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其轉(zhuǎn)速 n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速 ni,因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流定子繞組通入電流后，產(chǎn)生旋

54、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ，由于轉(zhuǎn)子電路是閉合的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流。根據(jù)左手定則可知在轉(zhuǎn)子繞組上產(chǎn)生了電磁力。電磁轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向電磁力分布在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)距 T,電磁轉(zhuǎn)距的作用方向與電磁力的方向相同，因此轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 ni的方向一致，但不能相等（應(yīng)保持一定的轉(zhuǎn)差）。ni又稱為同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即：n1 ns 100%ni轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率約1%9%。異步電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行軸上加機(jī)械負(fù)載，軸阻力T

55、,轉(zhuǎn)速J,轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)切割速度T,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流T ,輸入電流T。電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、極數(shù)和轉(zhuǎn)速精品文檔交流精品文檔交流此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為 電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360。1 。又稱兩極機(jī)。當(dāng)磁極對(duì)數(shù)P=1時(shí)，一個(gè)ni 60f （轉(zhuǎn)/分）Pn1 3000轉(zhuǎn)/分ni稱為同步轉(zhuǎn)速當(dāng)P = 1時(shí)轉(zhuǎn)差率。解:例：有一臺(tái)4極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電壓頻率為 50 Hz,轉(zhuǎn)速為I440 r/min,試求這臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一 -4.44 fM mEi24躋4懵步N速為:m60fiE2jX i Ii noI jX?l2iP2R260 50i500r/min2nos n。100%I500 I4

56、40I00% 4%I5005.2三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路及參數(shù)動(dòng)勢(shì)。等效電路（一相）主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電i25.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)R2定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) Ei的頻率與定子電流同頻p pnifi轉(zhuǎn)子電流頻率c/c60q p(ni n)f260主磁通Ui轉(zhuǎn)子電流4.44 NifiE2sE2s R22 X22 R22 (sX2s尸轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos 2R2 R22 (sX2s)2定子電流和定子功率因數(shù)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流約為零，定子電流很小主要用來(lái)勵(lì)磁。當(dāng)帶上負(fù)載后，轉(zhuǎn)子電流增加，定 子電流隨之增加，這一點(diǎn)與變壓器類似。電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)即為定子功率因數(shù)，功率因數(shù)角即為Ui與Ii的夾角。nsE2

57、X2cos2f2nsE2X2cos2f2例 3:三相異步電動(dòng)機(jī)，p=2, n=i440 r/min ,轉(zhuǎn)子 R2=0.02W , X2s=0.08 W, E2s=20V , fi= 50Hz。啟動(dòng)時(shí)I2 (st)E2sR2(X2s)2242 A20J(0.02)2 (0.08)2額定轉(zhuǎn)速下的I2 ( N)sE 2sJR； (sX2s)20.0420v(0.02 )2(0.040.08 )240 A1500144015000.045.3異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 T是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通與轉(zhuǎn)子電流I2相互作用而產(chǎn)生的，故電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的有功分量12 cos

58、 2及定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通成正比， 即:T Kt I2 cos 2式中Kt是一個(gè)與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。將12、cos 2的表達(dá)式及 與U1的關(guān)系式代 入上式，得三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩公式的另一個(gè)表示式:2“sQU；K -22R2(sX20)式中K是一常數(shù)?？梢?jiàn)電磁轉(zhuǎn)矩T也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，并且與定子每相電壓 U1的平方 成正比，電源電壓對(duì)轉(zhuǎn)矩影響較大。同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩 T還受到轉(zhuǎn)子電阻R2的影響。(a) T=f(s)曲線(b) n=f(T)曲線5.3.1.1起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)(n=0 , s=1)時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。R2U12R2 xM5.3.1.2額定轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下工作時(shí)的電磁

59、轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩，忽略空載損耗轉(zhuǎn)矩, 則額定轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩。PnTn T29550 NnN例：有兩臺(tái)功率都為PN 7.5kW的三相異步電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)UN 380V、 nN 962r/min ,另一臺(tái)U N 380 V、nN 1450r/min ,求兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。解：第一臺(tái): TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark138 o Current Document P7 5TN 9550 9550 -75 74.45 N mnN962第二臺(tái)：PN7.5Tn 9550 9550 49.4 N m HYPERLINK l bookmark240 o Current

60、 Document nN1450式中Pn是電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為5.3.1.3最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矢I的轉(zhuǎn)差率Sm可由dTds過(guò)載系數(shù)：TmaxkW; nN是電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位是0求得，為Sm 星。最大轉(zhuǎn)矩為:111 XZX 20K正 2X20r/min。TmaxTn般三相異步電動(dòng)機(jī)的1.82.2 。三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)直接起動(dòng)又叫全壓起動(dòng)。直接起動(dòng)是利用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到額定電壓上的起動(dòng)方式, 優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流較大，將使線路電壓下降，影響負(fù)載正常工作。 適用范圍：電動(dòng)機(jī)容量在 10kW以下，并且小于供電變壓器容量的 20%。降