電機與變壓器 課件 趙承荻 第1-4章　變壓器原理-三相異步電動機

電機與變壓器第一章變壓器原理第二章三相電力變壓器第四章三相異步電動機第五章單相異步電動機第六章直流電機第三章其他變壓器第七章同步電機第八章特種電機第一章變壓器原理第一節(jié)變壓器的工作原理及分類一、變壓器的基本工作原理第一節(jié)變壓器的工作原理及分類二、變壓器的分類１.按用途分類（１）電力變壓器用作電能的輸送與分配，如圖１-２ｅ所示，它是生產(chǎn)數(shù)量最多、使用最廣泛的變壓器。（２）特種變壓器在特殊場合使用的變壓器，如作為焊接電源的電焊變壓器；專供大功率電爐使用的電爐變壓器；將交流電整流成直流電時使用的整流變壓器等。（２）儀用互感器用于電工測量中，如電流互感器、電壓互感器等。（４）控制變壓器容量一般比較小，用于小功率電源系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。（５）其他變壓器如試驗用的高壓變壓器；輸出電壓可調(diào)的調(diào)壓變壓器；產(chǎn)生脈沖信號的脈沖變壓器；壓力傳感器中的差動變壓器等。第一節(jié)變壓器的工作原理及分類第一節(jié)變壓器的工作原理及分類２.按繞組構(gòu)成分類３.按鐵心結(jié)構(gòu)分類４.按相數(shù)分類５.按冷卻方式分類第二節(jié)單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、鐵心１.鐵心的作用及材料第二節(jié)單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)２.鐵心的結(jié)構(gòu)第二節(jié)單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)二、繞組１.繞組的作用及材料２.繞組的結(jié)構(gòu)（１）同心式繞組同心式繞組是將高、低壓繞組同心地套裝在鐵心柱上，如圖１-５ａ所示。（２）交疊式繞組交疊式繞組又稱為餅式繞組，它是將高壓繞組及低壓繞組分成若干個線餅，沿著鐵心柱的高度交替排列。為了便于絕緣，一般最上層和最下層安放低壓繞組，如圖１-５ｂ所示。第三節(jié)單相變壓器的運行原理一、變壓器的空載運行（１）電壓的參考方向在同一支路中，電壓參考方向與電流參考方向一致。（２）磁通的參考方向磁通的參考方向與電流參考方向符合右手螺旋定則。（３）感應(yīng)電動勢的參考方向由交變磁通Φ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ｅ，其參考方向與產(chǎn)生該磁通的電流參考方向一致（即感應(yīng)電動勢ｅ與產(chǎn)生它的磁通Φ之間符合右手螺旋定則），如圖１-７所示。第三節(jié)單相變壓器的運行原理第三節(jié)單相變壓器的運行原理二、變壓器的負載運行第三節(jié)單相變壓器的運行原理三、變壓器的阻抗變換第四節(jié)變壓器的運行特性一、變壓器的外特性及電壓變化率第四節(jié)變壓器的運行特性二、變壓器的損耗及效率1.鐵損耗Pfe2.銅損耗PCu3.效率η4.效率特性第五節(jié)變壓器的極性及判定一、變壓器的極性第五節(jié)變壓器的極性及判定二、變壓器極性的判定1.分析法2.實驗法(

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)交流法如圖-16所示,將一、二次繞組各取一個接線端連接在一起,如圖中的2(即U2)和4(即u2),并在一個繞組上(圖中為N1繞組)加一個較低的交流電壓u12,再用交流電壓表分別測量U12、U13、U34各值,如果測量結(jié)果為:U13=U12-U34,則說明N1、N2繞組為反極性串聯(lián),故1和3為同名端;如U13=U12+U34,則1和4為同名端。(2)直流法用1.5V或3V的直流電源,按圖1-17所示連接,直流電源接在高壓繞組上,而直流毫安表接在低壓繞組兩端。第五節(jié)變壓器的極性及判定技能訓練１單相變壓器的通用測試一、訓練目的1)測定單相變壓器一次、二次繞組的直流電阻、繞組對地以及繞組之間的絕緣電阻。2)測定單相變壓器一次、二次繞組的電壓U1、U2與電流I1、I2及匝數(shù)N1、N2間的關(guān)系。3)求測單相變壓器的空載特性曲線。4)判定變壓器的同極性端。二、訓練器材1)單相變壓器,500V·A,380V/220V,1臺。2)單相自耦調(diào)壓器,1kV·A,0~250V,1臺。3)交流電壓表,0~450V,1只。4)單相功率表(單相低功率因數(shù)功率表),150~600V,1~2A,各1臺。5)交流電流表,0~3A,1只。6)指針式萬用表,500型或MF—30型,1只。技能訓練１單相變壓器的通用測試7)干電池,15~3V,1組。8)刀開關(guān),1個。9)單臂電橋,QJ23,1只。10)絕緣電阻表,500V,1只。11)電工工具,1套。三、訓練內(nèi)容及步驟1.變壓器繞組的直流電阻測定1)將萬用表旋鈕置于R×1擋,分別測量變壓器一次繞組及二次繞組的直流電阻值R1及R2,并記錄如下:R1=_______

Ω,R2=_______

Ω。2)在使用萬用表粗測電阻值的基礎(chǔ)上,用單臂電橋進行精確測量并記錄如下:R1=_______

Ω,R2=_______

Ω。技能訓練１單相變壓器的通用測試3)比較兩種測量方法的測量結(jié)果,哪種方法測得的電阻值較正確?2.變壓器繞組絕緣電阻的測定1)絕緣電阻用絕緣電阻表測量,在測量前首先應(yīng)檢查絕緣電阻表的好壞,辦法是先將絕緣電阻表的L端和E端開路,手搖絕緣電阻表手柄,絕緣電阻表指針應(yīng)逐步指向∞,再將L和E兩端短接,用手輕輕搖動絕緣電阻表手柄,指針立即指零,說明該絕緣電阻表良好。2)將絕緣電阻表L接線柱上的接線接變壓器一次繞組的一端,絕緣電阻表E接線柱上的接線接鐵心(應(yīng)清除鐵心上的絕緣部分),勻速搖動絕緣電阻表手柄,使轉(zhuǎn)速在120r/min左右,搖動1min后讀取變壓器一次繞組與鐵心間的絕緣電阻值,將數(shù)據(jù)記錄于表1-1中。技能訓練１單相變壓器的通用測試３.變壓器電壓比、電流比及匝數(shù)比的測定１）按圖１-１８所示進行接線，220Ｖ交流電經(jīng)自耦調(diào)壓器Ｔ加到被試單相變壓器低壓側(cè)，將調(diào)壓器手柄置零位。２）合上電源開關(guān)SA，旋動調(diào)壓器手柄，使加在單相變壓器低壓側(cè)的電壓分別為額定電壓的50％、75％及100％左右，分別測量一次電壓Ｕ1和對應(yīng)的二次電壓Ｕ2，記錄于表１-２中，算出電壓比Ｋ。技能訓練１單相變壓器的通用測試

4.單相變壓器的空載試驗1)按圖1-19所示進行接線,被試單相變壓器低壓繞組通過自耦調(diào)壓器接在電源上,并按圖接入電壓表、電流表、低功率因數(shù)功率表,高壓繞組開路。2)將自耦調(diào)壓器手柄置于輸出電壓為零的位置,然后合上開關(guān)SA,并調(diào)節(jié)調(diào)壓器手柄,使U1U2的電壓等于變壓器高壓繞組的額定電壓U2N(380V),記錄此時的空載電流I0、空載損耗P0和低壓繞組電壓U1于表1-3中。技能訓練１單相變壓器的通用測試３）作單相變壓器空載特性曲線。技能訓練１單相變壓器的通用測試５.單相變壓器的短路試驗１）按圖１-２１所示進行接線，被試單相變壓器低壓繞組通過自耦調(diào)壓器接在電源上，并按圖接入電流表、電壓表、功率表。高壓繞組用導線短接。２）將自耦調(diào)壓器手柄置于輸出電壓為零的位置，然后合上開關(guān)ＳＡ，并注意監(jiān)視電流表的讀數(shù)，緩慢地加大調(diào)壓器的輸出電壓，直到電流表讀數(shù)ISC達到變壓器低壓繞組的額定電流為止。技能訓練１單相變壓器的通用測試６.單相變壓器同極性端的測定１）按圖１-２２連接電路，將自耦調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)手柄置于“０”位，然后合上電源開關(guān)ＳＡ，接通電源。２）轉(zhuǎn)動調(diào)壓器手柄，在單相變壓器一次繞組上加一個較低的交流電壓U12

，再用交流電壓表分別測量U12、U13、U34各值，如果測量結(jié)果為：U13=U12-U34，則說明N1、N2繞組為反極性串聯(lián)，故１和３為同名端。技能訓練１單相變壓器的通用測試四、注意事項１）單相變壓器必須分清一次繞組及二次繞組，不能接反。２）使用自耦調(diào)壓器時，必須嚴格按使用方法進行，輸入端和輸出端不能接反。３）進行短路試驗時，試驗電壓應(yīng)從零慢慢增加，必須密切注視電流表讀數(shù)，電流不應(yīng)超過一次繞組額定電流。４）短路試驗的時間不宜過長，以免因溫升使電阻值發(fā)生變化，影響試驗準確度。５）注意人身及設(shè)備安全，如遇到異常情況，應(yīng)立即斷開開關(guān)ＳＡ，待處理好故障后，再繼續(xù)通電進行試驗。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞一、訓練目的１）熟悉單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)。２）掌握單相變壓器拆卸的方法及裝配的方法。３）學習單相變壓器繞組的繞制方法及繞制工藝。４）了解單相變壓器繞組重繞時所需的設(shè)備及材料。二、訓練器材１）待修小型單相變壓器，１００Ｖ·Ａ以下，１臺。２）手搖繞線機，１臺。３）漆包銅線（由待修變壓器規(guī)格而定），適量。４）彈性紙板等絕緣材料，適量。５）萬用表，ＭＦ—３０型，１只。６）絕緣電阻表，５００Ｖ，１只。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞７）電工工具，１套。８）制作木芯的相應(yīng)工具及材料。三、訓練內(nèi)容及步驟１.單相變壓器的拆卸１）將鐵心四周的緊固螺釘拆去，用電工刀將鐵心片撬松。２）將變壓器置于工作臺上或?qū)⑵湎虏胯F心夾在臺虎鉗上（要墊木板，避免損傷鐵心），右手用電工刀撬開Ｅ形鐵心，左手逐片取出鐵心上部的Ｉ形鐵心片，如圖１-２３所示。３）如圖１-２４ａ所示，在變壓器的下方墊一木塊，技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞鐵心外邊緣伸出幾片硅鋼片，然后在上面用斷鋸條對準舌片，用錘子輕輕敲打，將硅鋼片沖出幾片。４）如圖１-２４ｂ所示，將沖出的幾片硅鋼片用臺虎鉗夾緊，然后用手抱住上面的鐵心，沿兩側(cè)搖動，慢慢將硅鋼片移出。２.單相變壓器的裝配３.單相變壓器繞組的重繞（１）繞組繞線前的裝備①導線的選擇。②絕緣材料的選擇。③繞組所占窗口厚度核算。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞④木芯制作。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞⑤繞組骨架制作。（２）繞組的繞制１）按寬度稍大于ｈ裁剪好各種絕緣紙帶備用。２）將手搖式繞線機（見圖１-２７）固定在工作臺上，隨后將骨架穿入繞線機軸上，兩端用木夾板固緊，如圖１-２８ａ所示。３）將漆包銅線卷置于放線架上，能自由、輕松地轉(zhuǎn)動，并放好線。４）在骨架上包好絕緣層，然后在導線引線處壓入一條絕緣帶折條，以便能在繞了若干圈后抽緊起始的出線頭，如圖１-２８ｂ所示。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞５）正式開始繞線時，要將繞線機上計數(shù)轉(zhuǎn)盤的指針撥到指零，繞線時要求線圈繞得緊密、平整，不能出現(xiàn)線與線交叉或重疊。６）繞線要領(lǐng)：拿漆包銅線的左手應(yīng)以工作臺邊緣為支承點，將漆包銅線稍微拉向繞組前進的反方向約５°的傾角，右手轉(zhuǎn)動繞線機手柄繞線，眼睛正視所繞的線圈；線圈應(yīng)一圈緊靠一圈地排列，不得重疊或分開；隨著線圈的繞制，拉線的左手應(yīng)順繞線前進的方向慢慢移動，拉力隨漆包銅線線徑的大小而變化，拉力應(yīng)盡量小些，以免漆包銅線被拉斷（特別是線徑在０.２ｍｍ以下時）。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞７）每繞完一層線圈應(yīng)墊上層間絕緣材料，再返回繞第二層。８）繞完一組繞組后，要墊上繞組與繞組之間的絕緣，再開始繞另一組繞組。９）繞制繞組時引出線的處理辦法是，如果漆包銅線直徑較粗（一般在０.３ｍｍ以上），可直接作為引出線；如果線徑較細，則應(yīng)用多股軟線焊接且處理好絕緣后再引出。１０）整形。１１）繞好的繞組是否需進行浸絕緣漆處理，可視實際情況而定。（３）裝配按前面所述，將繞好的繞組與鐵心裝配成一臺完整的變壓器，隨后再按單相變壓器測試的內(nèi)容來測定此臺變壓器的修理質(zhì)量是否合乎要求。技能訓練２單相變壓器的拆裝及重繞四、注意事項１）進行單相變壓器拆裝時，一定要注意千萬不能損壞鐵心片或使鐵心片變形。２）繞線時必須注意不能損傷漆包銅線絕緣，并要注意墊好繞組對鐵心的絕緣和層間絕緣。３）操作時必須嚴格保證所繞線圈的匝數(shù)符合要求。４）注意操作正確，確保人身及設(shè)備的安全。本章小結(jié)１）變壓器是利用電磁感應(yīng)原理對交流電壓、交流電流等進行數(shù)值變換的一種常用電氣設(shè)備，它主要用于輸、配電方面，稱為電力變壓器。２）鐵心和繞組是變壓器最基本的組成部分，鐵心構(gòu)成變壓器的磁路系統(tǒng)，一般均用０.３５ｍｍ冷軋硅鋼片疊裝而成，繞組構(gòu)成變壓器的電路系統(tǒng)，一般均用銅或鋁線繞制而成。３）變壓器一次繞組接額定交流電壓，二次繞組開路時的運行方式稱為空載運行。４）變壓器不僅具有電壓變換和電流變換的作用，還有阻抗變換的作用，其變換公式為５）變壓器在工作時其輸出電壓將隨輸出電流的變化而變化，從實際應(yīng)用出發(fā)，希望輸出電壓的變化越小越好，即希望變壓器的外特性曲線盡量平坦，或變壓器的電壓變化率盡量小。６）變壓器在運行過程中有能量的損耗，其中鐵損耗主要是指鐵心中的磁滯及渦流損耗。７）變壓器或磁耦合線圈在使用時經(jīng)常會遇到兩個線圈之間的連接問題，此時必須先知道線圈的同極性端（同名端）第二章三相電力變壓器第一節(jié)三相電力變壓器的用途第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)一、三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)型式第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)二、三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)１.鐵心第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)２.繞組３.油箱和冷卻裝置４.保護裝置（１）氣體繼電器在油箱和儲油柜之間的連接管中裝有氣體繼電器，當變壓器發(fā)生故障時，內(nèi)部絕緣物氣化，使氣體繼電器動作，發(fā)出信號或使開關(guān)跳閘。（２）防爆管（安全氣道）它安裝在油箱頂部，是一個長的圓形鋼筒，上端用酚醛紙板密封，下端與油箱連通。第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)５.銘牌第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)（１）型號（２）額定電壓U1N和U2N高壓側(cè)（一次繞組）額定電壓U1N是指加在一次繞組上的正常工作電壓值。（３）額定電流Ｉ1N和Ｉ2N額定電流是指根據(jù)變壓器允許發(fā)熱的條件而規(guī)定的滿載電流值。（４）額定容量ＳN額定容量是指變壓器在額定工作狀態(tài)下，二次繞組的視在功率，其單位為kV·A。（５）阻抗電壓阻抗電壓又稱為短路電壓。第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組一、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組二、Ｙｙ聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組三、Ｙｄ聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運行１）變電站所供負載一般來講總是在若干年內(nèi)不斷發(fā)展、不斷增加的，隨著負載的不斷增加，要求相應(yīng)地增加變壓器的臺數(shù)，因此采用并聯(lián)供電方式可以減少建站、安裝時的一次投資。２）當變電站所供負載有較大的晝夜或季節(jié)波動時，可以根據(jù)負載的變動情況，隨時調(diào)整投入并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)，以提高變壓器的運行效率。３）當某臺變壓器需要檢修（或故障）時，可以切換下來，而將備用變壓器投入并聯(lián)運行，這樣將大大提高供電的可靠性。為了使變壓器能正常地投入并聯(lián)運行，各并聯(lián)運行的變壓器必須滿足以下條件：①一、二次繞組的電壓應(yīng)相等，即電壓比應(yīng)相等。②聯(lián)結(jié)組標號必須相同。③短路阻抗（即短路電壓）應(yīng)相等。第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運行１.電壓比不等時的并聯(lián)運行第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運行２.聯(lián)結(jié)組標號不同時變壓器的并聯(lián)運行３.短路阻抗（短路電壓）不等時變壓器的并聯(lián)運行第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查一、國產(chǎn)三相電力變壓器的使用(1)SJL系列該系列變壓器為我國20世紀70年代以前的產(chǎn)品,容量范圍為20~6300kV·A,鐵心用0.35mm的D43熱軋硅鋼片,高壓側(cè)帶無勵磁調(diào)壓開關(guān),調(diào)壓范圍為±5%。(2)SJL1系列油浸式變壓器該系列變壓器為SJL系列的改進產(chǎn)品,其容量范圍不變,由于鐵心采用0.35mm厚的D330冷軋硅鋼片,空載損耗比SJL系列降低了30%~50%,且質(zhì)量也較前者輕。(3)S7(SL7)系列油浸式變壓器20世紀80年代起,我國研制并生產(chǎn)出高效節(jié)能低損耗電力變壓器,鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片,45°全斜接縫,高強度漆包線,在結(jié)構(gòu)上采用先進的全斜無沖孔粘帶綁扎鐵心及片式散熱器等,且工藝水平也得到進一步改善與提高。(4)S9、S10系列油浸式變壓器20世紀90年代中期起,我國又開始生產(chǎn)S9系列高效節(jié)能低損耗電力變壓器,鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片,45°全斜接縫,在鐵心夾緊、繞組及器身的固定方面采取了一些有效措施,提高了產(chǎn)品的可靠性;由于采用條型分接開關(guān),不僅降低了油箱的高度,而且使變壓器的總損耗比S7系列又降低了約23%,因而成為S7系列變壓器的替代產(chǎn)品。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查(5)S11、S13系列油浸式變壓器它們分別為三相平面及三相立體三角形卷制條型變壓器,即鐵心不是像一般三相電力變壓器一樣用疊片結(jié)構(gòu),而是采用冷軋晶粒取向硅鋼片卷制而成,因此鐵心制造工藝較簡單,接縫間隙小,進一步降低了變壓器損耗,被稱為最新一代配電變壓器,現(xiàn)已開始批量生產(chǎn)。(6)SC(B)9、SC(B)10系列樹脂澆注干式變壓器20世紀末期,由于高層建筑的發(fā)展和某些工業(yè)企業(yè)、交通運輸業(yè)的需要,對變壓器的安全、可靠運行提出了越來越高的要求,取消易燃、易爆的變壓器油,改用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器越來越被人們關(guān)注。(7)箱式變壓器最早系從美國引進，故又稱為美國箱式變壓器，它將高壓進線柜和低壓出線柜附于變壓器本身內(nèi)，外露的僅為變壓器油箱及散熱裝置，高、低壓引出線用電纜引入與引出，所以變壓器的整體安全性好，可直接放置在地面上。(8)SH11系列非晶合金油浸式變壓器變壓器鐵心已不再用傳統(tǒng)的硅鋼片制作，而是采用鐵基、鐵鎳基、鈷基等非晶帶材料制作。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查二、三相電力變壓器的檢查１.使用中的常規(guī)檢查１）檢查瓷套管是否清潔，有無裂紋與放電痕跡，螺紋有無損壞及其他異常現(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常應(yīng)盡快停電更換。２）檢查各密封處有無滲油和漏油現(xiàn)象，嚴重的應(yīng)及時處理。３）檢查儲油柜的油位高度及油色是否正常，若發(fā)現(xiàn)油面過低應(yīng)加油。４）檢查箱頂油面溫度計的溫度與室溫之差是否低于５５℃。５）定期進行油樣化驗及觀察硅膠是否吸潮變色，需要時進行更換。６）注意變壓器的聲響與原來相比是否正常。７）察看防爆管的玻璃膜是否完整，或壓力釋放閥的膜盤是否頂開。８）檢查油箱接地情況。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查９）觀察瓷管引出排及電纜頭接頭處有無發(fā)熱變色、火花放電及異狀，如有此現(xiàn)象，應(yīng)立即停電檢查，找出原因后修復(fù)。１０）察看高、低壓側(cè)電壓及電流是否正常。１１）冷卻裝置是否正常，油循環(huán)是否破壞。２.三相電力變壓器的故障檢查（１）觀察法變壓器的故障如過載、短路、接觸不良、打火等通常都反映在發(fā)熱上，變壓器油溫上升，有氣體、油沖出，有焦味，有爆裂聲、打火聲等，可以觀察變壓器上的保護裝置是否動作；防爆膜是否沖破；噴出油的顏色是否變黑或有焦味（變黑、有焦味說明故障嚴重）；上層油溫是否超過８５℃；液面是否正常；各連接部位是否漏油；箱內(nèi)有無不正常聲音。（２）測試法對于觀察無法進一步判斷的問題，必須用儀表測試才能作出正確的判斷。１）繞組絕緣電阻的測量。２）繞組的直流電阻測量。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查3)測量各分接頭上的電壓比,高壓側(cè)應(yīng)接電壓互感器測量,要求各相繞組相同分接頭位置上測出的電壓比應(yīng)與銘牌值相符,相差不應(yīng)超過1%。4)測定額定電壓下的空載電流I0,I0應(yīng)在IN的5%左右。技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線一、訓練目的１）學會用實驗方法測定三相變壓器一、二次繞組極性的方法。２）練習三相變壓器各種聯(lián)結(jié)組的接線及三相自耦調(diào)壓器的使用。二、訓練器材１）三相變壓器，５００～１０００Ｖ·Ａ，１臺。２）指針式萬用表，５００型或ＭＦ—３０型，１只。３）絕緣電阻表，５００Ｖ，１只。４）交流電壓表，０～４５０Ｖ，１只。５）單相調(diào)壓器，１ｋＶ·Ａ，０～２５０Ｖ，１臺。６）單相膠殼刀開關(guān)，１只。７）三相調(diào)壓器，３ｋＶ·Ａ，０～４５０Ｖ，１臺。８）三相刀開關(guān)，１只。技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線９）燈泡，２２０Ｖ、６０Ｗ，３個。三、訓練內(nèi)容及步驟１.三相變壓器一、二次繞組的測定２.三相變壓器一、二次繞組絕緣電阻的核查（１）一次繞組對地絕緣電阻將３個一次繞組串聯(lián)，用絕緣電阻表測量一次繞組對地絕緣電阻值為_____ＭΩ。（２）二次繞組對地絕緣電阻測量二次繞組對地絕緣電阻值為_____ＭΩ。（３）一、二次繞組間的絕緣電阻將３個一次繞組串聯(lián)為一組，將３個二次繞組串聯(lián)為另一組，測量一、二次繞組間的絕緣電阻值為_____ＭΩ。３.三個一次繞組極性的測定４.每相一、二次繞組極性的測定技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線５.Ｙ，ｙ０聯(lián)結(jié)組的接法６.Ｙ，ｄ１１聯(lián)結(jié)組的接法７.三相調(diào)壓器的使用１）按圖２-１８所示原理電路圖接線。２）檢查接線無誤后，將三相調(diào)壓器手柄旋到輸出電壓為零的位置，閉合三相電源刀開關(guān)ＱＳ１及ＱＳ２。３）調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器的輸出手柄，使輸出的相電壓ＵＰ＝２２０Ｖ。４）用電壓表分別測量負載對稱（三個燈泡均為６０Ｗ）時加在各個燈泡上的電壓技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線ＵＵＮ′、ＵＶＮ′、ＵＷＮ′以及中性點間的電壓ＵＮＮ′，并觀察各燈泡的發(fā)光亮度。５）調(diào)節(jié)三相自耦調(diào)壓器手柄，使加在每相白熾燈上的電壓為５０Ｖ、１１０Ｖ、１５０Ｖ、１８０Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖ，分別觀察不同輸出電壓時白熾燈的發(fā)光情況（不亮、微亮、較暗、正常、強光），填入表２-５中。四、注意事項１）三相變壓器的三個一次繞組及三個二次繞組必須判別清楚，絕對不能弄錯。２）加在三相變壓器一次繞組上的電壓（電源電壓）絕對不能超過額定電壓。３）三相變壓器一、二次繞組的同極性端判定必須正確，若判定不正確，則在進行Ｙ，ｄ１１聯(lián)結(jié)技能訓練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線組實驗時，由于二次繞組為三角形聯(lián)結(jié)，自成閉合回路，回路中將有很大的短路電流而導致變壓器燒損，為防止意外事故發(fā)生，可在閉合回路中的某一段電路用熔絲代替導線進行連接，這樣萬一接錯，則熔絲熔斷，可防止燒損變壓器。４）用絕緣電阻表測對地絕緣電阻時必須注意：將絕緣電阻表接線柱“Ｌ”接被測繞組的導電部分，接線柱“Ｅ”接被測變壓器的鐵心部分。５）使用自耦調(diào)壓器時，必須嚴格按照正確使用方法進行，每次通電前和使用完斷電前，應(yīng)將手柄置于“０”位上。６）在使用自耦變壓器時必須注意，當ｕ１ｕ２兩端電壓超過２２０Ｖ后，應(yīng)很快將手柄旋動使電壓為２４０Ｖ左右，并立即觀察白熾燈發(fā)光亮度，然后即將手柄迅速退回到“０”位，以免在２４０Ｖ處停留時間過長，燒損白熾燈。７）通電試驗前應(yīng)由教師檢查線路無誤后方可進行。８）注意人身及設(shè)備的安全。本章小結(jié)１.目前世界各國使用的電能均為由各類發(fā)電站發(fā)出的三相交流電能，該三相交流電能經(jīng)變壓器升壓后，遠距離輸送給用戶，再經(jīng)過變壓器的降壓后供各類用電負載使用。２.由于電能在輸送及分配過程中均需靠變壓器來實現(xiàn)，因此變壓器效率的高低對降低電能損耗，充分利用能源有著重要的關(guān)系，因此我國強制推行使用低損耗高效節(jié)能變壓器。３.輸、配電系統(tǒng)中的變壓器一般均為三相電力變壓器，其結(jié)構(gòu)型式目前主要為油浸式，它除了鐵心及繞組外，還有油箱、變壓器油、散熱冷卻裝置及保護裝置等部分。４.電力變壓器在實際運行時，會遇到幾臺變壓器并聯(lián)運行的問題。第三章其他變壓器第一節(jié)自耦變壓器一、自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點及用途第一節(jié)自耦變壓器二、電壓、電流及容量關(guān)系第一節(jié)自耦變壓器第二節(jié)儀用互感器一、電流互感器第二節(jié)儀用互感器第二節(jié)儀用互感器１）電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。２）電流互感器的鐵心及二次繞組一端必須可靠接地，如圖３-３所示，以防止絕緣擊穿后電力系統(tǒng)的高壓危及工作人員及設(shè)備的安全。第二節(jié)儀用互感器二、電壓互感器第二節(jié)儀用互感器第二節(jié)儀用互感器１）電壓互感器的二次繞組在使用時絕不允許短路。２）電壓互感器的鐵心及二次繞組的一端必須可靠接地，如圖３-７所示，以保證工作人員及設(shè)備的安全。３）電壓互感器有一定的額定容量，使用時二次繞組回路不宜接入過多的儀表，以免影響電壓互感器的測量精度。第三節(jié)電焊變壓器一、電焊變壓器的結(jié)構(gòu)特點１）電焊變壓器在空載時，應(yīng)有一定的空載電壓，通常Ｕ０＝６０～７５Ｖ，以便于起弧。２）在負載時，電壓應(yīng)隨負載的增大而急劇下降，即應(yīng)有陡降的外特性，如圖３-８所示。３）在短路時，短路電流ＩＳＣ不應(yīng)過大，以免損壞交流弧焊機。４）為了適應(yīng)不同的焊接工件和焊條的需要，要求電焊變壓器輸出的電流能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。第三節(jié)電焊變壓器二、磁分路動鐵心式弧焊機第三節(jié)電焊變壓器三、動圈式弧焊機第三節(jié)電焊變壓器第三節(jié)電焊變壓器第四節(jié)整流變壓器一、整流變壓器的作用１）一般情況下，整流電路所需要的供電電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致，這就需要用整流變壓器把電網(wǎng)電壓變換成整流電路要求的電壓。２）在大容量整流電路中，為了得到平穩(wěn)的直流電壓，往往采用多相整流電路（如六相整流、十二相整流），這就需要用到三相整流變壓器，其二次側(cè)接成六相或十二相。３）為了盡可能減少電網(wǎng)與整流裝置之間的相互干擾，要求把整流后的直流電路與電網(wǎng)交流電路彼此隔離，這種情況下也要用到整流變壓器。二、整流變壓器的結(jié)構(gòu)與工作特點１）普通電源變壓器的負載一般都是恒定的阻抗，因此其輸入與輸出的電流、電壓波形一般都是正弦波，而且一、二次繞組的視在功率也相等。第四節(jié)整流變壓器２）當整流器件被擊穿而發(fā)生短路時，變壓器中將流過很大的短路電流，因此整流變壓器的漏抗較大，它輸出的直流電壓外特性較軟，其外形結(jié)構(gòu)較為矮胖，機械強度要求好。３）由于整流變壓器二次繞組中可能產(chǎn)生過電壓而損壞絕緣層，因此需要加強絕緣處理。第五節(jié)小功率電源變壓器１.按工作頻率分類（１）工頻電源變壓器工頻電源變壓器是指工作在５０～６０Ｈｚ頻率下的電源變壓器。（２）中頻電源變壓器中頻電源變壓器是指工作在４００～１０００Ｈｚ頻率下的電源變壓器。（３）高頻電源變壓器高頻電源變壓器是指工作在１０～２０ｋＨｚ頻率下的電源變壓器。１）不能使用普通硅鋼片制作鐵心，一般均用鐵氧體磁心。它的電阻率高，故渦流損耗小。２）由于繞組中通過的是高頻電流，因此集膚效應(yīng)使導線中心部分電流密度變小，從而減小了導線的有效面積，引起發(fā)熱，故通常使用多股高頻銅導線或薄銅箔繞制繞組。３）高頻電源變壓器的工作溫度不能超過７０℃，否則鐵氧體的電磁性能將急劇下降。２.按鐵心結(jié)構(gòu)分類（１）Ｅ形及口形鐵心變壓器由這類鐵心制成的心式變壓器及殼式變壓器外形如圖1-4a、b所示。（２）Ｃ形變壓器該型鐵心結(jié)構(gòu)及變壓器的外形分別如圖１-３ｆ、圖１-４ｃ所示。第五節(jié)小功率電源變壓器１）在加工時應(yīng)保證每對鐵心的接觸面盡量平滑，以保證接觸面積大，間隙小，各對鐵心相互間不宜互換。２）鐵心不能松散，通常用鋼帶將鐵心箍緊，并焊牢，否則通電時會出現(xiàn)噪聲，并使變壓器的空載電流加大。３）鐵心裝配時，可在端面涂２０４膠或其他膠合劑，使鐵心裝配好后，很快固化，將鐵心固緊。（３）Ｒ形變壓器Ｒ形變壓器是在Ｃ形變壓器的基礎(chǔ)上形成的，其外形如圖３-１２所示。第五節(jié)小功率電源變壓器（４）Ｏ形變壓器Ｏ形變壓器又稱為環(huán)形變壓器，其外形如圖３-１４所示。本章小結(jié)１）自耦變壓器是一、二次繞組共用同一繞組的變壓器，這是它與其他變壓器的主要區(qū)別。２）儀用互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類，它們的工作原理與雙繞組變壓器一樣，主要用于交流電壓及交流電流的測量中，用來擴大交流電壓表及交流電流表測量交流電壓和交流電流的量程。３）電焊變壓器是交流弧焊機的主要組成部分，用來將３８０Ｖ的交流電壓降壓為電焊所需的電壓。４）用來單獨給整流電路供電的變壓器叫整流變壓器，它主要也是由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成。５）小功率電源變壓器是見得最多的一種變壓器，也是比較容易損壞和需要修理或更換的變壓器，應(yīng)會正確使用和維修這類小功率變壓器。第四章三相異步電動機第一節(jié)電機概述第二節(jié)三相異步電動機的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場１.旋轉(zhuǎn)磁場及其產(chǎn)生第二節(jié)三相異步電動機的工作原理

第二節(jié)三相異步電動機的工作原理第二節(jié)三相異步電動機的工作原理２.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向第二節(jié)三相異步電動機的工作原理３.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度二、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理１.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)原理第二節(jié)三相異步電動機的工作原理２.轉(zhuǎn)差率ｓ３.異步電動機的三種運行狀態(tài)（１）電動機運行狀態(tài)（０＜ｓ＜１）前面討論的是氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流之間形成的電磁轉(zhuǎn)矩兩者方向相同，即為電動機運行狀態(tài)，輸入電功率，輸出機械功率。１）當異步電動機在靜止狀態(tài)或剛接上電源，即電動機剛開始起動的一瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ｎ＝０，則對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率ｓ＝１。２）如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ｎ＝ｎ１，則轉(zhuǎn)差率ｓ＝０。３）異步電動機在正常狀態(tài)下運行時，轉(zhuǎn)差率ｓ在０～１之間變化。４）三相異步電動機在額定狀態(tài)（即加在電動機定子三相繞組上的電壓為額定電壓，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩）下運行時，額定轉(zhuǎn)差率ｓＮ約在０.０１～０.０６之間。５）當三相異步電動機空載時（即軸上沒有拖動機械負載，電動機空轉(zhuǎn)），由于電動機只需克服空氣阻力及摩擦阻力，故轉(zhuǎn)速ｎ與同步轉(zhuǎn)速ｎ１相差甚微，轉(zhuǎn)差率ｓ很小，約為０.００４～０.００７。第二節(jié)三相異步電動機的工作原理（２）發(fā)電機狀態(tài)（ｓ＜０）若異步電動機定子繞組接三相交流電源，而轉(zhuǎn)子由機械外力拖動與旋轉(zhuǎn)磁場同方向轉(zhuǎn)動，且使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ｎ超過同步轉(zhuǎn)速ｎ１，即ｎ＞ｎ１，則ｓ＜０。第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)一、定子１.定子鐵心第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)２.定子繞組（１）對地絕緣定子繞組整體與定子鐵心之間的絕緣。（２）相間絕緣各相定子繞組之間的絕緣。（３）匝間絕緣每相定子繞組各線匝之間的絕緣。第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)３.機座４.端蓋二、轉(zhuǎn)子１.轉(zhuǎn)子鐵心２.轉(zhuǎn)子繞組（１）籠型轉(zhuǎn)子通常有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，中小型異步電動機的籠型轉(zhuǎn)子一般為鑄鋁式轉(zhuǎn)子，即采用離心鑄鋁法，將熔化了的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個整體，將轉(zhuǎn)子兩端的短路環(huán)和風扇葉片一起鑄成，如圖４-１３ａ所示。第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)（２）繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機的另一種結(jié)構(gòu)形式是繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三、其他附件（１）軸承軸承用來連接轉(zhuǎn)動部分與固定部分，目前都采用滾動軸承以減小摩擦阻力。（２）軸承端蓋軸承端蓋用來保護軸承，使軸承內(nèi)的潤滑脂不致溢出，并防止灰、砂臟物等浸入潤滑脂內(nèi)。（３）風扇風扇用于冷卻電動機。四、氣隙五、電動機銘牌第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)１.型號（Ｙ２—１３２Ｓ—４)２.額定功率ＰＮ（５.５ｋＷ）３.額定電流ＩＮ（１１.７Ａ）４.額定電壓ＵＮ（３８０Ｖ）５.額定轉(zhuǎn)速（１４４０ｒ／ｍｉｎ）６.接法（△）７.防護等級（ＩＰ４４）８.頻率（５０Ｈｚ）９.絕緣等級第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)１０.定額工作制（１）連續(xù)定額（Ｓ１）表示電動機按銘牌值工作時可以長期連續(xù)運行。（２）短時定額（Ｓ２）表示電動機按銘牌值工作時只能在規(guī)定的時間內(nèi)短時運行。（３）斷續(xù)定額（Ｓ３）表示電動機按銘牌值工作時，運行一段時間就要停止一段時間，周而復(fù)始地按一定周期重復(fù)運行。第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組一、定子繞組的分類二、定子繞組的常用術(shù)語１.線圈、線圈組、繞組２.極距τ３.線圈節(jié)距ｙ４.機械角度和電角度５.每極每相槽數(shù)ｑ６.極相組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組三、三相定子繞組的分布與連接１）各相繞組在每個磁極下應(yīng)均勻分布，以達到磁場的對稱。為此，先將定子槽數(shù)按極數(shù)均分，每一等分代表１８０°電角度（稱為分極）；再把每極下的槽數(shù)分為三個區(qū)段（即相帶），每個相帶占６０°電角度（稱為分相）。２）各相繞組的電源引出線應(yīng)彼此相隔１２０°電角度。３）同一相繞組的各個有效邊在同性磁極下的電流方向應(yīng)相同，而在異性磁極下的電流方向相反。４）同相線圈之間的連接應(yīng)順著電流方向進行。５）為了節(jié)省用銅量，線圈的端接部分長度應(yīng)盡量短。四、三相單層繞組１.鏈式繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組（２）標出同一相中線圈兩有效邊的電流方向按相鄰兩個磁極下線圈邊中電流方向相反的原則進行，如果設(shè)Ｓ極下線圈邊的電流方向向上，則Ｎ極下線圈邊的電流方向向下，如圖４-１７ａ中箭頭方向所示。（３）按繞組節(jié)距的要求把相鄰異極性下同一相槽中的線圈邊連成線圈由圖４-１７ａ可知，Ｕ相繞組包含第１、２、７、８、１３、１４、１９、２０共８個槽中的線圈邊，線圈邊１、２與７、８分別處于Ｓ極與Ｎ極下面，它們的電流方向相反，所以線圈邊１、２中的任意一個與線圈邊７、８中的任意一個都可以組成一個線圈；同樣１３、１４中任意一個與１９、２０中任意一個也都可以組成一個線圈。（４）確定各相繞組的電源引出線各相繞組的電源引出線應(yīng)彼此相隔１２０°電角度。（５）順電流方向連接同相線圈將Ｕ相各線圈沿電流方向連接起來，便形成Ｕ相繞組的展開圖，如圖４-１７ａ所示。第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組①定子繞組的概念圖。第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組２.同心式繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組３.交叉式繞組（２）標出同一相中線圈邊的電流方向同例５一樣，Ｓ極下線圈邊的電流方向向上，Ｎ極下線圈邊的電流方向向下，如圖４-２１ａ所示。（３）按繞組節(jié)距要求將各線圈邊依電流方向連接成線圈因大線圈節(jié)距為８槽，小線圈節(jié)距為７槽，則對Ｕ相繞組來說，可將線圈邊２與１０和３與１１連成一個雙聯(lián)（兩個線圈聯(lián)在一起）的大線圈組；而線圈邊１２與１９組成一個小線圈組。第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組

第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組４）繞組端部排列整齊，有利于散熱和增加機械強度。（２）標出同一相線圈邊中的電流方向同例５，Ｓ極下線圈邊中的電流方向向上，Ｎ極下線圈邊中的電流方向向下。（３）按節(jié)距要求連接組成線圈，并組成極相組以Ｕ相為例，如圖４-２２ａ所示，因大線圈節(jié)距ｙ＝７槽，則第１槽的上層邊與第８槽的下層邊連接起來構(gòu)成線圈１，第２槽的上層邊與第９槽的下層邊連接起來構(gòu)成線圈２，依此類推，即可構(gòu)成定子繞組Ｕ相的全部１２個線圈（１、２、３、１０、１１、１２、１９、２０、２１、２８、２９、３０）。第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組

第四節(jié)三相異步電動機的定子繞組第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性一、三相異步電動機的運行原理１.旋轉(zhuǎn)磁場對定子繞組的作用２.旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子繞組的作用（１）轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢及電流的頻率轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速ｎ旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)子導體切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速為（ｎ１－ｎ），因此在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電動勢及電流的頻率??2

為（２）轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢Ｅ２的大小第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性（３）轉(zhuǎn)子的電抗和阻抗異步電動機中的磁通絕大部分穿過空氣隙與定子和轉(zhuǎn)子繞組相交鏈，稱為主磁通Φ，它在定子及轉(zhuǎn)子繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Ｅ１及Ｅ２。（４）轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)①轉(zhuǎn)子每相繞組的電流Ｉ２為②轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)ｃｏｓφ２為第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性二、三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩１.功率及效率１）電流在定子繞組中的銅損耗ＰＣｕ１及轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗ＰＣｕ２。２）交變磁通在電動機定子鐵心中產(chǎn)生的磁滯損耗及渦流損耗，通稱鐵損耗ＰＦｅ。３）機械損耗Ｐｔ，包括電動機在運行中的機械摩擦損耗、風的阻力及其他附加損耗。２.功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（２）Ｙ１８０Ｌ—８型電動機第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性三、三相異步電動機的機械特性第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性四、三相異步電動機的運行性能（１）起動狀態(tài)在電動機起動的瞬間，即ｎ＝０（或ｓ＝１）時，電動機軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩Ｔst（又稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）。（２）同步轉(zhuǎn)速狀態(tài)當電動機轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速時，即ｎ＝ｎ１（或ｓ＝０）時，轉(zhuǎn)子電流Ｉ２為零，故轉(zhuǎn)矩Ｔ＝０。（３）額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)當電動機在額定狀態(tài)下運行時，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速ｎＮ，此時的轉(zhuǎn)差率稱為額定轉(zhuǎn)差率ｓＮ，而電動機軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩則稱為額定轉(zhuǎn)矩ＴＮ。（４）臨界轉(zhuǎn)速狀態(tài)當轉(zhuǎn)速為某一值ｎＣ時，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大，稱為最大轉(zhuǎn)矩Ｔｍ。（５）起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)前面已經(jīng)說過，電動機剛接入電網(wǎng)但尚未開始轉(zhuǎn)動（ｎ＝０）的一瞬間，軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩叫起動轉(zhuǎn)矩（或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）Ｔst。（６）過載能力λ

電動機產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩Ｔｍ與額定轉(zhuǎn)矩ＴＮ之比稱為電動機的過載能力λ，即第五節(jié)三相異步電動機的運行原理與特性五、三相異步電動機的穩(wěn)定運行區(qū)第六節(jié)三相異步電動機的起動一、概述１）電動機應(yīng)有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩。２）在保證足夠的起動轉(zhuǎn)矩前提下，電動機的起動電流應(yīng)盡量小。３）起動所需的控制設(shè)備應(yīng)盡量簡單、力求價格低廉，操作及維護方便。４）起動過程中的能量損耗應(yīng)盡量小。大的起動電流帶來的不良后果主要有：１）使供電線路電壓下降，影響其他設(shè)備正常運行。２）使電動機本身發(fā)熱嚴重，損耗加大，使用壽命降低甚至損壞。第六節(jié)三相異步電動機的起動二、三相籠型異步電動機的直接起動１）容量在７.５ｋＷ以下的三相異步電動機一般均可采用直接起動。２）當電動機起動時在電網(wǎng)上引起的電壓降不超過１０％～１５％時，就允許直接起動。３）由獨立的動力變壓器供電時，允許直接起動的電動機容量不超過變壓器容量的２０％。第六節(jié)三相異步電動機的起動三、三相籠型異步電動機的減壓起動１.星形—三角形減壓起動第六節(jié)三相異步電動機的起動２.串聯(lián)電阻（電抗）減壓起動第六節(jié)三相異步電動機的起動３.自耦變壓器（補償器）減壓起動第六節(jié)三相異步電動機的起動４.軟起動器（又稱為智能電動機控制器ＳＭＣ）起動第六節(jié)三相異步電動機的起動第六節(jié)三相異步電動機的起動四、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動１.轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻起動第六節(jié)三相異步電動機的起動２.轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速１）改變定子繞組的磁極對數(shù)ｐ，即變極調(diào)速。２）改變電動機的轉(zhuǎn)差率ｓ，具體方法有改變電源電壓調(diào)速和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等。３）改變供電電網(wǎng)的頻率??1，即變頻調(diào)速。一、變極調(diào)速１.

?/丫丫聯(lián)結(jié)變極調(diào)速第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速２.

?/丫丫聯(lián)結(jié)變極調(diào)速第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速二、改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速三、改變定子電壓調(diào)速第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速四、變頻調(diào)速１.變頻調(diào)速概述２.變頻調(diào)速的控制方式（１）恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速即在變頻調(diào)速過程中，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩保持不變。（２）恒功率變頻調(diào)速即在變頻調(diào)速過程中，電動機的輸出功率保持不變。３.變頻器簡介五、電磁調(diào)速三相異步電動機六、三相異步電動機調(diào)速方案的比較第七節(jié)三相異步電動機的調(diào)速第八節(jié)三相異步電動機的制動一、三相異步電動機的機械制動第八節(jié)三相異步電動機的制動二、三相異步電動機的電氣制動１.三相異步電動機的反接制動（１）電源反接制動電動機在停機后因機械慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時如果和控制電動機反轉(zhuǎn)一樣改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍妱訖C的旋轉(zhuǎn)磁場隨即反向，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機的旋轉(zhuǎn)方向相反，為制動轉(zhuǎn)矩，將使電動機很快停下來，這就是反接制動。第八節(jié)三相異步電動機的制動（２）倒拉反轉(zhuǎn)制動若電動機拖動的是位能性恒轉(zhuǎn)矩負載（例如起重機械）ＴＬ，在提升時電動機工作在圖４-４４所示機械特性曲線１的ａ點，現(xiàn)在轉(zhuǎn)子中串入電阻使機械特性曲線變?yōu)椋?，則電動機的工作點由ａ點過渡到ｂ點，電動機轉(zhuǎn)速下降，但依然在提升重物，為電動機工作狀態(tài)。第八節(jié)三相異步電動機的制動２.三相異步電動機的能耗制動３.三相異步電動機的再生制動（回饋制動）第九節(jié)三相異步電動機的選用一、常用國產(chǎn)三相異步電動機第九節(jié)三相異步電動機的選用第九節(jié)三相異步電動機的選用第九節(jié)三相異步電動機的選用第九節(jié)三相異步電動機的選用第九節(jié)三相異步電動機的選用二、三相異步電動機的選用原則１.根據(jù)供電電源的電壓和頻率來選擇２.根據(jù)電動機的工作環(huán)境來選擇３.根據(jù)負載情況來選擇（１）電動機功率的選擇電動機的功率要滿足負載的需要。（２）電動機定額工作制的選擇一般電動機均可長期連續(xù)工作，故應(yīng)選用連續(xù)工作制（Ｓ１），對拖動某些特殊負載的電動機，例如起重機械、空氣壓縮機等可用短時工作制或斷續(xù)工作制的電動機。４.根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速來選擇技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試一、訓練目的１）掌握三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)。２）掌握三相異步電動機的拆卸、裝配方法及所使用的基本工具、設(shè)備和工藝要求。３）通過對三相異步電動機檢修后的一般測試，了解測試內(nèi)容的目的、要求、方法及測試結(jié)果分析。４）進一步熟悉萬用表、單臂電橋、絕緣電阻表、轉(zhuǎn)速表等設(shè)備的使用。二、訓練器材１）三相籠型異步電動機：Ｊ０２型或Ｙ型，１臺。２）萬用表：５００型或ＭＦ３０型，１只。３）絕緣電阻表：５００Ｖ，１只。４）鉗形電流表：Ｔ３０Ａ型或ＭＧ２４型，１只。５）機械式轉(zhuǎn)速表：０～１８００ｒ／ｍｉｎ，１只。６）單臂電橋：ＱＪ２３型，１臺。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試７）交流電壓表：０～３００Ｖ，１只。８）自耦調(diào)壓器：０～２５０Ｖ，１臺。９）三相開啟式負荷開關(guān)：３８０Ｖ、３０Ａ，１個。１０）熔斷器：３８０Ｖ、１５Ａ，３個。１１）拆卸器：１個。１２）銅棒：１根。１３）鋼管：１根。１４）潤滑油、煤油：若干。１５）扳手、錘子、電工工具：１套。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試三、訓練內(nèi)容及步驟技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試１.三相異步電動機的拆卸（１）帶輪或聯(lián)軸器的拆卸若電動機轉(zhuǎn)軸上裝有帶輪或聯(lián)軸器，則首先用拆卸器將其從轉(zhuǎn)軸上拆下。（２）風罩、扇葉的拆卸松開風扇罩殼固定螺栓，取下罩殼。（３）轉(zhuǎn)子的拆卸拆下電動機一側(cè)的端蓋、軸承蓋，再拆下另一側(cè)的端蓋螺栓，抽出轉(zhuǎn)子，再拆下軸承蓋。（４）軸承的處理電動機的軸承是否從轉(zhuǎn)子上拆下，可視具體情況而定。１）用銅棒拆卸。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試２）用扁鐵拆卸。用兩根扁鐵架住軸承內(nèi)圈，并把扁鐵架起，使轉(zhuǎn)子懸空，如圖４-５０所示；然后，在軸端上墊加木塊或銅塊，并用錘子敲打。（５）定子的清潔用布仔細擦拭定子，并用高壓風吹去定子表面的灰塵。２.三相異步電動機的裝配１）先安裝內(nèi)軸承蓋，再安裝軸承。①冷套法：把軸承先放在清潔干凈并涂上潤滑脂的電動機軸頸上，對準軸頸，在軸承上方用銅棒或錘子加銅棒敲擊軸承，將軸承打入軸內(nèi)；當軸承內(nèi)圈全部進入轉(zhuǎn)軸內(nèi)后，用一根內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)軸外徑，外徑小于軸承內(nèi)圈外徑的鋼管的一端技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試頂住軸承內(nèi)徑，另一端用錘子（墊上木板）敲擊，慢慢把軸承敲進去，如圖４-５１所示。②熱套法：將軸承放在８０～１００°Ｃ的變壓器油中加熱約３０ｍｉｎ，使軸承均勻受熱，再趁熱將軸承推壓到位。２）安裝后端的端蓋及軸承蓋，并用螺栓將內(nèi)、外軸承蓋固緊。３）將轉(zhuǎn)子（連同后端蓋）裝入定子內(nèi)，安裝轉(zhuǎn)子時千萬要注意不能碰傷定子繞組。４）安裝前端蓋，擰裝前端蓋螺栓前，必須先用直徑在１ｍｍ以上的銅絲（或單股銅芯線）一端做成鉤狀，從內(nèi)軸承蓋中穿出，通過對應(yīng)的端蓋孔，再通過外軸承蓋孔伸向外部，作為最后安裝端蓋螺栓時的基準。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試５）在前端蓋及后端蓋的孔中穿入螺栓，并將螺栓對準機座側(cè)面的螺孔。６）逐步擰緊前、后端蓋的螺栓，使端蓋止口對準機座止口。７）最后裝上扇葉、扇罩及帶輪等。３.三相異步電動機的通用測試（１）機械部分的檢查將三相異步電動機的外殼清掃干凈，看電動機的端蓋、軸承蓋、風扇等安裝是否符合要求，緊固部分是否牢固可靠，轉(zhuǎn)動部分是否輕便靈活，轉(zhuǎn)動時是否有摩擦聲和異常聲響。（２）直流電阻測量將三相定子繞組出線端的連接點拆開，用萬用表歐姆擋測量定子三相繞組的通斷情況，以判斷三相定子繞組有無斷路現(xiàn)象。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試（３）用絕緣電阻表測量定子三相繞組的對地絕緣電阻和相間絕緣電阻在測量各相繞組對地絕緣電阻時，可將絕緣電阻表的接線柱Ｌ接到被測相繞組一端，接線柱Ｅ接到電動機機座上沒有油漆的部位。（４）三相定子繞組首、末端的判別將三相定子繞組的６個出線端暫定標記為Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２，然后按圖４-５２ａ所示把其中任意兩相繞組串聯(lián)（圖中為Ｕ相及Ｖ相）后再與交流電壓表連接，第三相繞組（圖中為Ｗ相）通過單相自耦調(diào)壓器輸入一個低壓交流電（約３６Ｖ）。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試（５）空載電流的測量進行上述（２）～（４）項檢查試驗以后，則可確定電動機三相繞組基本正常，此時可先恢復(fù)三相繞組出線端的接線（丫聯(lián)結(jié)或?聯(lián)結(jié)），隨后按圖４-５３接線，將三相交流電源加在三相交流電動機上。（６）起動電流的測量將鉗形電流表量程置于較大的擋位（約為電動機額定電流的７～１０倍），電動機靜止時用鉗口卡住一根電源線，通電使電動機起動，觀察電動機起動瞬間的起動電流。（７）空載轉(zhuǎn)速的測量待電動機轉(zhuǎn)動正常后，用轉(zhuǎn)速表測量電動機的空載轉(zhuǎn)速。技能訓練４三相異步電動機的拆裝和通用測試四、注意事項１）用單臂電橋進行電動機定子繞組直流電阻測量時必須注意接線接觸良好。２）絕緣電阻表的接線及使用方法可參看第一章中的相關(guān)內(nèi)容。３）三相異步電動機在通電試運行前必須注意的問題：①電動機三相定子繞組接法是否正確。②電動機三相定子繞組的相間及對地絕緣電阻是否在０.５ＭΩ以上。③電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動是否靈活，有無卡滯現(xiàn)象。④電動機控制電路是否完好，熔斷器熔體選用是否正確。４）操作人員不得離開電源開關(guān)，一旦出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即切斷電源。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理一、訓練目的１）了解三相異步電動機常見的故障現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因和檢修方法。２）理解并初步掌握三相異步電動機定子繞組故障的檢查、分析方法及修理方法。３）學習用短路測試器查找繞組故障的原理及方法。４）進一步熟悉萬用表、單臂電橋、兆歐表、鉗形電流表的使用。二、訓練器材１）有故障的三相籠型異步電動機：１臺。２）低壓變壓器：２２０Ｖ／３６Ｖ，１臺。３）低壓電池燈：３Ｖ，１個。４）絕緣電阻表：５００Ｖ，１只。５）萬用表：５００型或ＭＦ３０型，１只。６）單臂電橋：ＱＪ２３型，１臺。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理７）短路測試器（短路偵察器）：１只。８）絕緣材料：若干。９）電工工具：１套。三、訓練內(nèi)容及步驟１.三相異步電動機故障的處理（１）外觀檢查三相異步電動機的故障多種多樣，產(chǎn)生的原因也很復(fù)雜，檢查時，一般應(yīng)按先外后里、先機后電、先聽后檢的順序進行。１）測量電動機三相定子繞組的直流電阻。２）測量電動機三相定子繞組相與相間絕緣電阻及各相對地（機殼）的絕緣電阻。３）通電檢測。（３）拆開電動機進行檢查１）檢查定子繞組部分。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理２）檢查鐵心部分。３）檢查軸承部分。４）檢查其他部分。２.定子繞組故障的檢查（１）繞組接地的檢查電動機定子繞組與鐵心或機殼間因絕緣損壞而相碰，稱為繞組接地故障。①用絕緣電阻表檢查。②用電池燈檢查。（２）繞組斷路的檢查電動機定子繞組內(nèi)部連接線、引出線等斷開或接頭松脫所造成的故障稱為繞組斷路故障。１）用萬用表檢查。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理２）用電橋檢查。３）用伏安法檢查。（３）繞組短路的檢查定子繞組的短路故障按發(fā)生地點劃分可分為繞組對地短路、繞組匝間短路和繞組相與相之間短路（稱為相間短路）等三種，其中對地短路故障的檢修前面已敘述，本段只敘述匝間短路及相間短路的檢查。１）直觀檢查線圈短路。２）用絕緣電阻表（或萬用表的電阻擋）檢查相間短路。３）直流電阻法檢查匝間短路。４）用短路測試器（短路偵察器）檢查繞組匝間短路。（４）繞組接線錯誤或嵌反的檢查繞組接線錯誤或某一線圈嵌反時會引起電動機振動，發(fā)出較大的噪聲，電動機轉(zhuǎn)速降低甚至不轉(zhuǎn)；同時會造成電動機三相電流嚴重不平衡，使電動機過熱而導致熔絲熔斷或繞組燒損。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理３.轉(zhuǎn)子繞組故障的檢查１）用短路測試器檢查：如圖４-５８所示，將短路測試器加上勵磁電壓后放在轉(zhuǎn)子鐵心槽口上，沿轉(zhuǎn)子周圍逐槽移動，如導條完好，則電流表指示的是正常短路電流。２）用導條通電法檢查：即在轉(zhuǎn)子導條端環(huán)兩端加上幾伏的低壓交流電，再在轉(zhuǎn)子表面撒上鐵粉或用斷鋸條沿轉(zhuǎn)子各導條依次測試。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理４.三相異步電動機定子繞組的故障檢修操作（１）定子繞組接地故障的檢修１）拆開接線盒內(nèi)的繞組連接片。２）將三相異步電動機解體，取出端蓋及轉(zhuǎn)子。３）用絕緣電阻表分別測量各相繞組與機殼之間的絕緣電阻，若測出某相對地絕緣電阻為零，則說明該相為故障相。４）將定子繞組加熱，使絕緣軟化。５）將接地相繞組分成兩半，用校驗燈找出接地部分。６）將校驗燈接在故障線圈上，此時校驗燈亮。７）打出該槽口的槽楔，用劃線板在接地處撬動線圈，待燈不亮后，即在該處墊上絕緣材料，并涂上少量絕緣漆。８）用絕緣電阻表測量絕緣電阻，如合格即可恢復(fù)接線及打上槽楔。技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理９）若接地點發(fā)生在端部明顯處，則可用絕緣帶包扎后涂上絕緣漆，再進行烘干處理；若發(fā)生在槽內(nèi)，則一般需要更換繞組。（２）定子繞組端部斷路故障的檢修１）拆開電動機，將出線盒內(nèi)的連接片拆下（三角形聯(lián)結(jié)）。２）用萬用表或校驗燈查出斷路的一相繞組。３）逐步縮小斷路故障范圍，最后找出故障所在線圈。４）將定子繞組放在烘箱內(nèi)加熱，使線圈的絕緣軟化，再設(shè)法找出故障點。５）視故障實際情況進行處理：若斷路點發(fā)生在端部，則可將斷路恢復(fù)加焊后再進行絕緣處理；若斷路點發(fā)生在槽口或槽內(nèi)，則一般可拆除故障線圈，用穿繞修補法進行修理或者重新繞制。６）將繞組及電動機復(fù)原。四、注意事項（１）定子繞組接地故障檢修時技能訓練5

三相異步電動機常見故障的分析與修理１）用絕緣板或劃線板撬動繞組端部時，注意不能損壞繞組絕緣，且要沿鐵心齒部撬動。２）用木錘和木棒敲擊槽口端面齒片時要輕輕敲擊，不能使齒片劃損絕緣。３）要仔細操作和觀察，正確找出故障點。（２）定子繞組端部斷路故障檢修時１）找到故障點后，應(yīng)觀察故障現(xiàn)象，分析故障原因，然后再行修復(fù)。２）進行錫焊時，應(yīng)注意錫焊點處不得有毛刺等尖突部位，焊錫不能掉入繞組內(nèi)。技能訓練6三相異步電動機定子繞組的重繞一、訓練目的１）了解三相異步電動機定子單層繞組的基本結(jié)構(gòu)。２）學習三相異步電動機定子繞組重繞的工藝過程，包括定子繞組的拆除、重繞材料的準備、繞組的繞制及嵌線工藝、繞組重繞后的基本試驗內(nèi)容及方法等。３）進一步熟悉三相異步電動機一般試驗的方法、步驟及常用電工儀表的使用。二、訓練器材１）待修三相異步電動機：１臺。２）低壓變壓器：１臺。３）三相調(diào)壓器：３～６ｋＶ·Ａ，３８０Ｖ，１臺。４）萬用表：５００型，１只。５）絕緣電阻表：５００Ｖ，１只。６）鉗形電流表：１只。技能訓練6三相異步電動機定子繞組的重繞７）高強度漆包銅線：若干。８）各種絕緣材料：若干。９）繞線機及放線架等：１套。１０）千分尺：１把。１１）直尺：５００ｍｍ，１把。１２）常用鉗工工具：１套。１３）常用電工工具：１套。１４）清槽鏟刀（用廢鋸條磨成）：若干。１５）劃線板、壓線板、木錘、剪刀等：１套。