實用電工電子技術教程第03章

第3章實用電工器材3.1變壓器3.2電動機3.3三相異步電動機基本控制電路3.4電工測量3.5實訓一：習題與分析3.1變壓器目的與要求:掌握變壓器的結構,工作原理和作用;然后了解幾種特殊變壓器重點:變壓器的工作原理及作用難點:變壓器的工作原理3.1.1變壓器的原理與作用變壓器是利用電磁感應原理，可以把某一數(shù)值的交變電壓變換成同頻率的另一數(shù)值的交變電壓，實現(xiàn)電壓、電流和阻抗變換的重要設備。

1．變壓器的基本結構變壓器主要由鐵心和繞組（或線圈）兩大部分組成(1)鐵心是變壓器的磁路部分。它有高磁導率材料做成。如：硅鋼片(2)繞組是變壓器的電路部分，它由銅或鋁絕緣導線繞制而成。分為一次繞組和二次繞組其中：一次繞組（也稱原繞組或初級繞組）與電源相連二次繞組（也稱副繞組或次級繞組）與負載相連2、分類按用途分：升壓變壓器、降壓變壓器

按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。

按鐵心結構分：心式變壓器和殼式變壓器。

按調壓方式分：無勵磁調壓變壓器和有載調壓變壓器。

按冷卻介質和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。（a）心式（b）殼式圖3-1變壓器的結構圖圖3-2三相油浸式電力變壓器3、變壓器的工作原理和作用

變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應電動勢。

只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達到改變電壓的目的。圖3-3變壓器原理圖*

變壓器的三種作用關系式變壓器的效率變壓器的功率損耗主要包括：鐵損耗PFe和銅損耗PCu，鐵損耗主要指變壓器鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，也稱固定耗損；銅損耗是指電流通過繞組時功率損耗，也稱可變損耗。變壓器的效率常用下式表示：式中P2：為變壓器的輸出功率，P1為輸入功率?！纠?-1】一臺電子儀器上用的電源變壓器，原繞組匝數(shù)N1=550匝，接在U1=220V的交流電源上。若要求副繞組空載

電壓U20=30V，試求該變壓器的變壓比和副繞組的匝數(shù)。解：變壓比：副繞組匝數(shù)為：（匝）【例3-2】機床上的低壓照明變壓器，U1=220V，U2=36V，現(xiàn)在副繞組端接P2=60W、U2=36V的白熾燈一盞，求I1及I2。解：副繞組的電流：根據(jù)變壓比：

得：（Ａ）（Ａ）【例3-3】一只阻抗|Z2|=8Ω的揚聲器，需要用變壓器把阻抗變換成800Ω才能接到收音機的輸出端，問應選一只電壓比為多少的變壓器？解：由阻抗變換公式可知：

|Z1|=K2·|Z2|【例題３-4】阻抗為8Ω的揚聲器，通過一變壓器接到信號源電壓為10V，內阻為200Ω的電路上，若要使負載獲得最大功率，則變壓器的變比為多少？并求負載的最大功率解:根據(jù)電源的最大輸出功率的條件:R0=RL因為:所以:于是:所以:3.1.2特殊變壓器1、自耦變壓器圖3-4所示的是一種自耦變壓器，其結構特點是副繞組為原繞組的一部分。其原、副邊電壓之比和電流之比與普通變壓器相同，即:圖3-4自耦變壓器自藕耦變壓器的特點是一次側與二次側共用一個繞組，一次側、二次側既有磁的聯(lián)系又有電的聯(lián)系。由自耦變壓器構成的調壓器，其二次側繞組匝數(shù)可以通過滑動觸頭任意改變，因此二次側的電壓可以平滑調節(jié)。

（a）外形（b）結構圖（c）電路圖

圖3-5低壓小容量的自耦變壓器2、電壓互感器電壓互感器是一種小容量的降壓變壓器，其結構原理及電路如圖3-6所示。它的原繞組匝數(shù)較多，并聯(lián)在被測電路上，副繞組匝數(shù)較少，接到電壓表。（a）原理圖（b）符號

圖3-6電壓互感器的接線圖及符號其工作原理為：因為是降壓，故N2<N1。通常電壓互感器副繞組額定電壓規(guī)定為100V，如其額定電壓等級有：6000V/100V，1000V/100V等。使用時，為了工作安全，電壓互感器的鐵殼及二次繞組一端都必須接地。另外，電壓互感器副繞組不允許短路，否則，原、副繞組電流將很大，燒壞互感器，為了防止短路，通常在原繞組接入熔斷器進行短路保護。3、電流互感器電流互感器是利用變壓器變換電流的作用，將大電流變換成小電流的升壓變壓器。其結構原理及電路圖3-7所示。它的原繞組導線較粗，匝數(shù)少，只有一匝或幾匝，與被測電路負載串聯(lián)。副繞組導線細、匝數(shù)多、與電流表相連。

（a）原理圖（b）符號

圖3-7電流互感器的接線圖及符號其工作原理為：為了減小電流，故N2>N1，通常電流互感器副繞組額定電流為5A如100A/5A，30A/5A等。使用電流互感器時，副繞組的一端與外殼都必須接地。另外電流互感器副繞組不允許開路，否則副繞組將感應出很高的電壓，可能使絕緣擊穿，并危及操作人員的安全，為此電流互感器副繞組中不允許安裝熔斷器。4、電焊變壓器電焊變壓器是交流電焊機的主要組成部分，它實質是一臺特殊的降壓變壓器，其副邊空載電壓約60～80V，作為焊接的電弧點火電壓。用電弧的高溫使金屬熔化進行焊接。其原理如圖3-8所示：焊接時，先把焊條和焊件接觸在一起，使電焊機的輸出端短路。由于電焊變壓器的原、副繞組分別裝在同一鐵心的兩個不同鐵心柱上，漏抗較大，再加上可變電感器的感抗，因此，短路電流雖然較大，但卻得到了限制。較大的短路電流在焊條和焊件的接觸處產(chǎn)生較大的熱量，溫度也較高。此時，若迅速把焊條提起一點，由于電路突然中斷，在電感中產(chǎn)生很大的自感電壓，在這個自感電壓作用下，焊條與焊件之間的空氣隙被擊穿，產(chǎn)生電弧，電弧的高溫將焊條熔化，同時對處在高溫下的焊件進行焊接，共工作電壓一般在25～30V之間。圖3-11電焊變壓器原理圖3.2電動機目的與要求:掌握電動機的結構和工作原理；以及各種常用低壓控制設備重點:電動機的工作原理及各種低壓控制設備難點:電動機工作原理的工作原理3.2.1三相異步電動機的基本結構

三相異步電動機由定子和轉子構成。另外還有端蓋、軸承、機座、風扇、接線盒等附件，如圖3-12所示。定子和轉子都有鐵心和繞組。定子的三相繞組為AX、BY、CZ。轉子分為鼠籠式和繞線式兩種結構。鼠籠式轉子繞組有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式轉子繞組的形式與定子繞組基本相同，3個繞組的末端連接在一起構成星形連接，3個始端連接在3個銅集電環(huán)上，起動變阻器和調速變阻器,通過電刷與集電環(huán)和轉子繞組相連接。圖3-12三相異步電動機的結構圖3-13三相電動機的定子結構三相異步電動機的接線三相異步電動機的接線方法有兩種，一種是Y形連接，另一種是△形，實際使用中可根據(jù)具體要求選擇圖3-14三相異步電動機的兩種接線圖(a)轉子鐵心沖片(b)籠式繞組(c)鑄鋁的籠式繞組圖3-15三相異步電動機籠式轉子3.2.2旋轉磁場

如圖3-16所示把一個閉合線圈放在蹄形磁體的兩磁極之間，蹄形磁體和閉合線圈都可以繞OO′軸轉動。當轉動蹄形磁體時，我們看到線圈隨即也跟隨著轉動起來；N、S極可以視為“旋轉磁極”。實際上三相異步電動機的轉動利用的是“電磁感應”原理。圖3-161．旋轉磁場的產(chǎn)生三相異步電動機的三相繞組，其各相繞組的首端分別用U1、V1、W1表示，末端分別用U2、V2、W2表示，他們在空間互差120°角，并接成Y形聯(lián)結，如圖3-17所示。

（a）三相繞組的分布（b）三相繞組的電流圖3-17定子繞組通入三相對稱電流，假定電流的正方向由線圈的始端流向末端，流過三相的對稱電流為：續(xù):圖3-18三相異步電動機的電流波形續(xù):由于電流隨時間而變，所以電流通過線圈產(chǎn)生的磁場分布情況也隨時間而變，如圖3-19所示。

（a）ωt=0（b）（c）ωt=π

圖3-19三相兩極旋轉磁場（1）當ωt=0°的瞬間，由圖3-18看出，iU=0，U相沒有電流流過，iV為負，表示電流由末端流向首端（即V2端為，V1端為⊙）；iW為正，表示電流由首端流入（即W1端為，W2端為⊙），如圖3-19（a）所示。這時三相電流所產(chǎn)生的合成磁場方向由“右手螺旋定則”得出定子上方為N極，下方為S極。（2）當ωt=π/2瞬間，由圖3-18得：iU為正，iV、iW為負，用同樣方式可判得三相合成磁場按順時針方向在空間轉了90°角。如圖3-19（b）所示。（3）當ωt=π瞬間，iU=0，iV為正，iW為負，合成磁場又按順時針方向在空間轉了90°角。如圖3-19（c）所示。由上述分析不難看出，對于圖3-19所示的定子繞組，通入三相對稱電流后，將產(chǎn)生磁極對數(shù)P=1的旋轉磁場，且交流電若變化一個周期（360°電角度），合成磁場也將在空間旋轉一周（360°空間角）。2、旋轉磁場的轉向與轉速旋轉磁場的旋轉方向與三相電流的相序一致，或者說旋轉磁場的轉向由三相電流的相序決定。若改變三相電流相序（將連接三相電源的三根導線中的任意兩根對換一下），則旋轉磁場的旋轉方向就隨之改變，三相異步電動機的反轉就是利用這個原理。旋轉磁場轉速n0（也稱為“同步轉速”）為：f為電流頻率；P為磁級對數(shù)；n0的單位為r/min

3.2.3三相異步電動機轉動原理

靜止的轉子與旋轉磁場之間有相對運動，在轉子導體中產(chǎn)生感應電動勢，并在形成閉合回路的轉子導體中產(chǎn)生感應電流，其方向用右手定則判定。轉子電流在旋轉磁場中受到磁場力F的作用，F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉軸上形成電磁轉矩。電磁轉矩的方向與旋轉磁場的方向一致。圖3-20電動機的轉動原理圖

電動機在正常運轉時，其轉速n總是稍低于同步轉速no，因而稱為異步電動機。又因為產(chǎn)生電磁轉矩的電流是電磁感應所產(chǎn)生的，所以也稱為感應電動機。異步電動機同步轉速和轉子轉速的差值與同步轉速之比稱為轉差率，用s表示，即：

轉差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。異步電動機在額定負載下運行時的轉差率約為1%~9%。3.2.4三相異步電動機的控制電路3.2.4.1常用低壓電器基本知識低壓電器是指對電路起開關、控制、保護和調節(jié)等作用的電氣設備。低壓電器是指工作在交流1000V、直流1200V及以下的電路中。1．刀開關

圖3-21刀開關外型

圖3-22刀開關的結構

圖3-23刀開關圖形及文字符號2、組合開關組合開關又稱轉換開關，它實質也是一種刀開關，組合開關的操作手柄是平行于安裝平面的平面內向左或向右轉動。它具有多觸頭、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等特點。它常用在機床的控制電路中，作為電源的引入開關，也可控制小容量電動機的直接起動、反轉、調速和停止的控制開關等。如圖3-24所示。

圖3-24組合開關的結構圖及符號圖3-25不同型號的組合開關外型圖3、低壓斷路器低壓斷路器又稱自動空氣斷路器或稱自動空氣開關。它相當于閘刀開關、熔斷器、熱繼電器、欠電壓繼電器等的組合，是一種既有手動開關作用又能進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器。正常工作時，可以人工操作接通或切斷電源與負載的聯(lián)系，當出現(xiàn)短路、過載、欠壓等故障時能自動切斷故障電路。低壓斷路器按照極數(shù)分有單極、雙級、三極、四極斷路器四種；按保護式分有過電流脫扣器、熱脫扣器、復式脫扣器、分勵脫扣器、欠電壓脫扣器、無脫扣器六種；按結構形式分為塑殼式和框架式（框架式容量大工作電流在600A以上）。它可用于電源電路、照明電路、電動機主電路的分合及保護。如圖3-26的外形圖及符號和圖3-27的結構圖。

圖3-26低壓熔斷器的外形及符號外形符號1—分閘彈簧；2—主觸頭；3—傳動桿；4—鎖扣；5—軸；6—過電流脫扣器；

7—熱脫扣器；8—欠壓失壓脫扣器；9—分勵脫扣器圖3-27低壓斷路器工作原理圖圖3-28各種不同型號的低壓熔斷器的外形圖熔斷器又叫保險絲，是一種最常見的短路保護器，主要由熔體和外殼組成。熔體一般用電阻率較高的易熔合金制成。熔斷器串聯(lián)在電路中，當電路出現(xiàn)嚴重過載或短路時，熔體因過熱而迅速熔斷，從而達到保護電路和設備不受損壞的作用。4、熔斷器圖3-29RC1A系列瓷插式熔斷器

圖3-30RL1螺旋式熔斷器和熔心

3.2.4.2交流接觸器1、交流接觸器作用：接觸器是應用于頻繁地接通和分斷帶有負載的主電路或大容量的控制電路，并可實現(xiàn)遠距離的自動控制。其控制對象是電動機，也可以用于其他電力負載，如電熱器、電焊機等。接觸器不僅能實現(xiàn)遠距離集中控制，而且操作頻率高，控制容量大，并且具有低壓釋放保護、工作可靠、使用壽命長等優(yōu)點。結構與工作原理：交流接觸器主要由電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成。電磁機構包括勵磁線圈、靜鐵心和動鐵心，所有觸頭和動鐵心相連接。當勵磁線圈兩端施加額定電壓時，產(chǎn)生電磁力將動鐵心吸下，帶動常開觸頭閉合接通電路，常閉觸頭斷開而切斷電路。當勵磁線圈斷電時，電磁力消失，復位彈簧使所有觸頭均復位為常態(tài)。一般情況下，交流接觸器有五對常開觸頭，兩對常閉觸頭。其中五對常開觸頭又有主觸頭（三對）和輔助觸頭（兩對）之分。主觸頭設有滅弧裝置，允許通過較大電流，所以接入主電路；輔助觸頭不設滅弧裝置，允許通過較小電流，通常接入控制電路中與常開按鈕并聯(lián)。續(xù)：

（a）CJ20系列交流接觸器

（b）CJX1系列交流接觸器

（c）NC1系列交流接觸器圖2-31交流接觸器的外形圖圖3-32交流接觸器的結構和觸頭系統(tǒng)示意圖圖3-33交流接觸器圖形及文字符號作用：電動機的過載保護利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作2、熱繼電器型式：雙金屬片式熱敏電阻式易熔合金式結構：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動作機構等部分組成。圖3-34熱繼電器外形1—主雙金屬片；2—電阻絲；3—導板；4—補償雙金屬片；5—螺釘；6—推桿；7—靜觸頭；8—動觸頭；9—復位按鈕；10—調節(jié)凸輪；11—彈簧圖3-34雙金屬片式熱繼電器結構原理圖圖3-35熱繼電器動作演示圖壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器圖3-36其它繼電器3.2.4.3主令電器按鈕、行程開關是在自動控制系統(tǒng)中發(fā)布指令或信號的操作電器，稱為主令電器。其作用是用來切換控制電路，使電路接通或分斷，實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的各種控制。按鈕是一種低壓控制電器同時也是一種低壓主令電器。按鈕內的動合（常開）觸頭用來接通控制電路，發(fā)出啟動指令；動斷（常閉）觸頭用來斷開控制電路，發(fā)出停止指令。最常見的按鈕是復式按鈕，包括一個動合觸頭和一個動斷觸頭、靜觸頭、按鈕帽和復位彈簧組成。當按下按鈕，動觸頭下移，先斷開常閉靜觸頭，后接通常開靜觸頭。松開按鈕，在復位彈簧的作用下，又恢復到初始狀態(tài)。

圖3-37主令控制器外形及結構（a）動合觸點（b）動斷觸點圖3-38控制按鈕符號圖3-39行程開關的外形圖3.3三相異步電動機基本控制電路目的與要求:電動機的基本控制電路機構及原理的掌握,

能完成簡單設計重點:電路的控制原理難點:電路的控制原理及設計3.3.1三相異步電動機的啟動電路

1、點動控制在生產(chǎn)實踐中，某些生產(chǎn)機械常會要求既能正常啟動，又可隨機停止，以能實現(xiàn)位置調整的點動工作。所謂點動，即按按鈕時電動機轉動工作，松開按鈕后，電動機即停止工作。點動控制主要用于機床刀架、橫梁、立柱等的快速移動、對刀調整等。圖3-40是由接觸器、按鈕、開關、熔斷器和熱繼電器組成的電動機點動控制電路。圖3-40點動控制線路工作原理：先將QS閉合，接通三相電源，按下按鈕SB，接觸器線圈KM得電，KM三對主觸點吸合，電動機M的電源接通啟動運轉。當電動機需要停轉時只要松開啟動按鈕SB，接觸器的線圈KM斷電，接觸器的主觸點KM斷開，電動機M失電停轉。2、連續(xù)控制（自鎖控制）圖3-41自鎖控制線路

電路工作分析：合上電源開關Q，接通三相電源。按下啟動按鈕SB2，KM線圈通電，其常開主觸點KM閉合，電動機M接通電源啟動。同時，與啟動按鈕并聯(lián)的KM常開觸點也閉合。當松開SB2時，KM線圈通過其自身常開輔助觸點繼續(xù)保持通電狀態(tài)，從而保證了電動機連續(xù)運轉。當需要電動機停止運轉時，可按下停止按鈕SB1，切斷KM線圈電源，KM常開主觸點與輔助觸點均斷開，切斷電動機電源和控制電路，電動機停止運轉。

這種依靠接觸器自身輔助觸點保持線圈通電的電路，稱為自鎖電路，輔助常開觸點稱為自鎖觸點。

上述控制電路中，熔斷器FU1實現(xiàn)短路保護、熱繼電器FR實現(xiàn)過載保護和勵磁線圈實現(xiàn)欠壓（失壓）保護等。3.3.2三相異步電動機的正反轉控制在實際工作中，生產(chǎn)機械常常需要運動部件實現(xiàn)正反兩個方向的運動，如機床工作臺的前進和后退\銑床主軸的正反轉等。由電動機原理可知，三相交流電動機可改變定子繞組相序來改變電動機的旋轉方向。因此，借助于接觸器來實現(xiàn)三相電源相序的改變，即可實現(xiàn)電動機的正反轉控制。其控制電路圖如圖3-42所示.圖3-42三相異步電動機的正反轉控制電路

反轉主觸點正轉主觸點正轉啟動按鈕反轉啟動按鈕電路工作分析：（1）正轉：按下SB2，正轉接觸器KM1線圈通電并自鎖，主觸點KM1閉合，接通正序電源，電動機M正轉。（2）停止：按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電，電動機停止。（3）反轉：按下SB3，反轉接觸器KM2線圈通電并自鎖，主觸點KM2閉合，使電動機定子繞組電源相序與正轉時相序相反，電動機M反轉運行。特別注意:

KM1和KM2線圈不能同時通電，因此不能同時按下SBl和SB2，也不能在電動機正轉時按下反轉起動按鈕，或在電動機反轉時按下正轉起動按鈕。如果操作錯誤，將引起主回路電源短路。解決的方法是建立連鎖控制,如圖3-43所示.帶電氣聯(lián)鎖的正反轉控制電路將接觸器KM1的輔助常閉觸點串入KM2的線圈回路中，從而保證在KMl線圈通電時KM2線圈回路總是斷開的；將接觸器KM2的輔助常閉觸點串入KM1的線圈回路中，從而保證在KM2線圈通電時KMl線圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點KMl和KM2保證了兩個接觸器線圈不能同時通電，這種控制方式稱為聯(lián)鎖或者互鎖，這兩個輔助常開觸點稱為聯(lián)鎖或者互鎖觸點。圖3-43帶電氣聯(lián)鎖的正反轉控制電路同時具有電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖的正反轉控制電路采用復式按鈕，將SB1按鈕的常閉觸點串接在KM2的線圈電路中；將SB2的常閉觸點串接在KMl的線圈電路中；這樣，無論何時，只要按下反轉起動按鈕，在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電，從而保證KM1和KM2不同時通電；從反轉到正轉的情況也是一樣。這種由機械按鈕實現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖.圖3-44其它控制電路1、限位控制當生產(chǎn)機械的運動部件到達預定的位置時壓下行程開關的觸桿，將常閉觸點斷開，接觸器線圈斷電，使電動機斷電而停止運行。圖3-45限位控制電路2、自動往返控制按下正向起動按鈕SB1，電動機正向起動運行，帶動工作臺向前運動。當運行到SQ2位置時，擋塊壓下SQ2，接觸器KMl斷電釋放，KM2通電吸合，電動機反向起動運行，使工作臺后退。工作臺退到SQl位置時，擋塊壓下SQl，KM2斷電釋放，KM1通電吸合，電動機又正向起動運行，工作臺又向前進，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時按下SB3，KMl和KM2線圈同時斷電釋放，電動機脫離電源停止轉動。圖3-46星形-三角形換接起動控制圖3-47Y-Δ換接起動工作過程:

按下起動按鈕SBl，時間繼電器KT和接觸器KM2同時通電吸合，KM2的常開主觸點閉合，把定子繞組連接成星形，其常開輔助觸點閉合，接通接觸器KMl。KMl的常開主觸點閉合，將定子接入電源，電動機在星形連接下起動。KMl的一對常開輔助觸點閉合，進行自鎖。經(jīng)一定延時，KT的常閉觸點斷開，KM2斷電復位，接觸器KM3通電吸合。KM3的常開主觸點將定子繞組接成三角形，使電動機在額定電壓下正常運行。與按鈕SBl串聯(lián)的KM3的常閉輔助觸點的作用是：當電動機正常運行時，該常閉觸點斷開，切斷了KT、KM2的通路，即使誤按SB1，KT和KM2也不會通電，以免影響電路正常運行。若要停車，則按下停止按鈕SB3，接觸器KMl、KM2同時斷電釋放，電動機脫離電源停止轉動。3.3.3單相異步電動機的工作原理及控制電路1、電容分相式單相異步電動機電容分相式異步電動機的定子電路有兩個繞組U1U2、V1V2，如圖3-48所示，它們在空間互差90°。其中U1，U2稱為工作繞組，流過的電流為i2，V1V2繞組中串有電容器，稱為起動繞組，流過的電流為i1。兩個繞組接在同一單相電流電源上，適當選擇電容器C的容量，可使兩個繞組中的電流i1、i2相位差為90°，這樣在空間上互成90°的兩相繞組通入互差90°的兩相交流電，便產(chǎn)生了旋轉磁場。如圖3-49所示。在旋轉磁場的作用下，電動機的轉子就會沿旋轉磁場方向旋轉。圖3-48電容分相式異步電動機定子電路圖3-49互差90°的兩相電流的旋轉磁場2、罩極式單相異步電動機

罩極式單相異步電動機定子鐵心做成凸極式，轉子仍為籠式，如圖3-50所示。在定子磁極上開一個槽，將磁柱分成兩部分，在較小磁鐵上套一個短路銅環(huán)，稱為罩極，在磁極上繞有單相繞組，當通入單相交流電時，鐵心中便產(chǎn)生產(chǎn)交變磁道。在交變磁的作用下，銅環(huán)中產(chǎn)生感應電流。感應電流產(chǎn)生的磁場將阻礙原來磁場的變化，使罩極穿過的磁道滯后于木罩銅環(huán)部分穿過的磁道，如同磁道總是從未罩部分向罩極移動，如圖3-51所示，形成了一個旋轉磁場，它便使轉子產(chǎn)生轉矩而起動。圖3-50罩極式單相異步電動機結構圖圖3-51罩極式電動機的旋轉磁場目的與要求:能使用萬用表進行電壓、電流、電阻的測量.學會功率表、單相電度表的接線。重點:萬用表的使用。難點:模擬式萬用表的讀數(shù)方法。3.4電工測量3.4.1萬用表

萬用表是一種多功能、多量程的便攜式電工測量儀表，是電工測量中使用最多的儀表。常用的萬用表有模擬式（指針式）和數(shù)字式兩種。一般萬用表的測量對象有電壓、電流、電阻等，所以也稱三用表。如圖3-51為MF-47型萬用表外形圖，圖3-52為MF-30型萬用表的操作面板圖。圖3-51MF-47型萬用表外形圖圖3-52MF-30型萬用表操作面板圖①為電阻測量擋；②為直流電壓測量擋；③為電流測量擋；④為歐姆調零旋鈕；⑤交流電壓測量擋；⑥接萬用表的黑筆；⑦接萬用表紅筆；⑧電壓電流指示刻度盤；⑨電阻值指示刻度盤；⑩轉換開關

1、電阻測量電阻測量時，首先應適當選擇電阻擋的倍率（如×100）；然后將紅黑兩筆短接，調節(jié)調零電位器，使指針轉向“0”位。最后就可以對電阻進行測量了。如測量時指針指在40位置時，根據(jù)所選的倍率，于是實際電阻值為。以此類推。注意事項：測量直流電阻時；首先應斷開被測電路的電源及連接導線。若帶電測量，將損壞儀表；若在路測量，將影響測量結果；合理選擇量程擋位，以指針居中或偏右為最佳。測量半導體器件時，應合理選用擋位，一般不選用R×1擋和R×10K擋；以免產(chǎn)生誤判斷。測量時表筆與被測電路應接觸良好。雙手不得同時觸至表筆的金屬部分，以防將人體電阻并入被測電路造成誤差；正確讀數(shù)并計算出實測值。切不可用歐姆擋直接測量微安表頭、檢流計、電池內阻。測量電壓時；首先大致估算被測電壓的大小，再選擇合適的量程。若被測電壓無法估計，可先選擇最大量程；視指針偏擺情況再作調整；然后將兩表筆與被測電路并聯(lián)，根據(jù)表針指示及所選電壓量程讀取實際電壓數(shù)據(jù)。例如：當選擇開關置如圖3-52所示的100量程位置且表針指在0～500（刻度盤第二排為電壓，電流指示刻度）之間的300的位置時，則實際電壓值為60V。其他以此類推。2、電壓測量測量電流時的讀數(shù)方法與電壓測量相類似。但不同的是紅黑兩筆應與被測電路串聯(lián)，切不可并聯(lián)！合量選擇量程；測量直流電流時，應注意極性；較大電流測量完畢，應先斷開電源然后再撤表筆。使用萬用表時還應注意；測量過程中不得換擋；讀數(shù)時，應三點成一線（眼睛、指針、指針在刻度面板鏡中的影子）；根據(jù)被測對象，正確讀取標度尺上的數(shù)據(jù)；測量完畢應將轉換開關置空擋或OFF擋或電壓最高擋。若長時間不用，應取出內部電池。3、電流測量3.4.2單相功率表功率表又稱瓦特表，是用來測量電功率的儀表。單相功率表的接線方法與原理如圖3-53所示。圖3-53功率表的外形圖（a）及接線圖（b）功率表使用前，應先進行合理選擇。功率表的選擇主要是指量程的選擇，即正確選擇功率表的電流量和電壓量程。其原則是：電流量程能允許通過負載電流，電壓量程式能承受負載電壓。功率表接線必須把握的兩條原則是：電壓線圈與被測電路并聯(lián)，電流線圈與被測電路串聯(lián)（切不可與負載并聯(lián)?。?；帶有“*”標號電壓、電流接線柱必須同為進線。具體做法是：有“*”號的電流接線柱應接電源的一端，另一端線柱接負載；標有“*”號的電壓接線柱一定要接在帶有“*”號的電流接線柱所接的那根電源線上，無符號的接線柱接在電源的另一根線上。接線時，應合理選擇電壓、電流量程，并正確讀取數(shù)據(jù)；所選擇的電壓、電流的量程的乘積為功率表的滿偏數(shù)值。3.4.3單相電度表電度表又稱電能表或千瓦時表，是用來對用電設備進行電能的消耗統(tǒng)計的。1．單相電度表的選用選用單相電度表時，應考慮“閉合電路中”各負載的功率之和，計算出負載的總電流。單相電度表的額定電流應大于“閉合電路中”各負載的總電流，額定電壓應不小于工作電壓。2．單相電度表的安裝與接線單相電度表一般應安裝在配電盤的上方或左邊，“表前”接電源進線，“表后”接開關和熔斷器。安裝時，電度表應與地面垂直，否則影響計數(shù)的準確性。單相電度表的安裝與接線如圖3-54所示圖3-54電度表接線圖及外形圖注意：常用單相表度表的接線盒內有4個接線端，自左往右按1、2、3、4編號。接線時，一般而言，1、3端電源（其中“1”接電源火線），2、4端接負載（其中“2”為負載的火線）。如圖3-46所示，具體接線時應以電度表所附接線圖為準，其接線原則與功率表相同，即電壓線圈與負載并聯(lián)以反映負載電壓大小，電流線圈與負載串聯(lián)以反映負載電流大小。3.5實訓一習題與分析【例3-1】轉差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。當轉差率0<S<1；S=1；S<0；S>1時，電動機各處于什么工作狀態(tài)？【問題點撥】根據(jù)轉差率公式，關鍵是分析同步轉速n0和轉子轉速n的大小關系，然后對應分析電動機的工作狀態(tài)。

解：（1）轉差率0<S<1時，同步轉速nO>n，電動機處于正常工作狀態(tài)。（2）轉差率S=1時，轉子轉速n=0，電動機處于啟動初始瞬間狀態(tài)。（3）轉差率S<0時，轉子轉速n>nO

（同步轉速），電動機處于吊著貨物下降狀態(tài)（回饋制動）。（4）轉差率S>1時，電動機處于剛反接狀態(tài)，既電動機定子三相繞組中的任意兩相對調與三相電源相接，此時同步轉速反向轉動，為負值，而轉子轉