《電機與電氣控制技術(shù)》講稿-高教社 11-74 緒論、基本定律定則- X62W萬能銑床電氣控制

《電機與電氣控制技術(shù)》講稿

教材采用：《電機與電氣控制技術(shù)》高等出版社

主編：王璽珍、趙承荻、袁媛

計劃課時60

授課學(xué)期______________________

任課教師_____________________

授課班級_____________________

年月

第一章變壓器

第一節(jié)變壓器的工作原理及分類

第三節(jié)變壓器的基本結(jié)構(gòu)

一、電工基木定律

1、電路歐姆定律

1）直流電路歐姆定律

7=1，流過電阻用上電流/的大小與電壓〃成正比。

2）交流電路歐姆定律

z=流過阻抗Z上電流，的大小與電壓〃的成止比。

2、磁路歐姆定律

在磁阻必組成的磁路中，通過磁路中的磁通中與產(chǎn)生該磁通的磁動勢成正比,

與磁路的磁阻必成反比，即

O不=—F=-N-I-

*/

力為線圈匝數(shù)，/為流過線圈的電流，/為磁路平均長度，4為磁路的橫截面積，〃為

磁路的導(dǎo)磁系數(shù)。

3、發(fā)電機右手定則

導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線的運動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其大小為：

e=Blv

。為感應(yīng)電動勢：6兒為磁感應(yīng)強度：/為切割磁感線的導(dǎo)體長度：口為導(dǎo)體切割磁感

線的速度。

感應(yīng)電動勢。的方向可用右手定則判定。

4、電動機左手定則

通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用F,方向用左手定則判定。

F=BTI

產(chǎn)為作用力；夕為磁感應(yīng)強度；/為通過導(dǎo)體的電流；/為導(dǎo)體在磁場中的有效長度。

?左手與右手定則：磁力線垂直穿過掌心

大拇指所指為力的方向

四指所指為電流的方向

5、右手螺旋定則

1）通電導(dǎo)線右手螺旋定則

通電的導(dǎo)線周圍會產(chǎn)生磁場，其電流和磁場的方向可用右手螺旋定則來判定

2）通電線圈右手螺旋定則

通電的線圈在線圈內(nèi)部及周圍也會產(chǎn)生磁場，電流和在線圈內(nèi)部的磁場方向可用右手

螺旋定則來判定

6、楞次定律

當(dāng)通過線圈中的磁通發(fā)生變化時，在線圈內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e,而感應(yīng)電動勢

e的方向總是企圖使它所形成的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通阻止原磁通的變化。

二、單相變壓器工作原理

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，主要由鐵心和繞組組成。兩個相互絕緣且匝數(shù)

不同的繞組分別套裝在鐵心上，兩繞組間只有磁的耦合而沒有電的聯(lián)系，一次繞組加上交

流電壓小后，繞組產(chǎn)生勵磁電流在鐵心中產(chǎn)生與如同頻率的交變磁通①，根據(jù)電磁

感應(yīng)原理，在原、次邊繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢臼和心。

將次邊接入負(fù)載后，就有電流，2流過負(fù)載，實現(xiàn)了電能從原邊到次邊的傳遞。從上

式可知，一、二次繞組感應(yīng)電動勢的大小與繞組的1E數(shù)成正比，因此只要改變一、二次繞

組的匝數(shù)，就可變壓的目的。

三、變壓器極性判別

1、變壓器的極性

變壓器的原、次邊繞組在同一個鐵心上，都被同一磁通交鏈，因此都會在繞組中產(chǎn)生

在感應(yīng)電動勢，在任一瞬間一次繞組的某一端點的感應(yīng)電動勢與二次繞組的某一端感應(yīng)電

動勢的極性相同時，就稱為同極性端或同名端，用符號“或表示。

當(dāng)變壓器需要擴大容量時，就需將兩臺變壓器聯(lián)在一起使用。擴大容量有兩種情況,

一種是擴大電流，一種是擴大電壓。將輸出電壓相等的變壓器次邊并聯(lián)運行，可擴大輸出

電流。將變壓器的次邊串聯(lián)運行，可擴大輸出電壓。

例1：將兩臺220V/36V單相變壓器聯(lián)接成電壓為220V/36V的接法，方法見下圖。

例2：將一臺220V/36V單相變壓器與一臺220V/24V的單相變壓器聯(lián)接成電壓為

220V/60V的接法,方法見下圖。

220/36V

司?

1

22OV22OV

.

Ea

?,

JZ

Y

W

EA

2、變壓器繞組的極性判別

（1）分析法

對兩個繞向已知的繞組，當(dāng)電流從兩個同極性端流入（或流出）時，鐵心所產(chǎn)生的磁

通方向是一致的。

（2）實驗法

對于已經(jīng)制成的變壓器，從外部無法觀察繞組的繞向，可用實驗的方法判別，判別方

法有交流法和直流法兩種。

▲交流法

將2、4端連接在一起，在上、2端加入一個較低的交流電壓U12,用交流電壓表分

別測量"12、"13、ZJ.34的值，如果以13=。12-"34,則1、3為同極性端，如果"13二

〃12+"34,則1、4為同極性端。

▲直流法（電磁感應(yīng)法）

用1.5V或3V的直流電源通過開關(guān)S接在高壓繞組上，將直流毫伏表接在低壓繞組兩

端。當(dāng)合上開關(guān)S的瞬間，如亳伏表指針正偏（向右），則接電源正極的端子與接毫伏表

正極的端子為同極性端。

S\r-?-I

交流法直流法

四、變壓器結(jié)構(gòu)、特點

1、單相變壓器結(jié)構(gòu)、特點

（1）鐵心

80年代生產(chǎn)的新型電力鐵心用高磁導(dǎo)率、低損耗的冷軋晶粒取向硅鋼片制作，降低的

損耗，提高了變壓器的效率。三相電力變壓器鐵心均采用心式結(jié)構(gòu)，交疊式的疊裝工藝。

交疊式鐵心優(yōu)點是各層磁路的接縫相互錯開，氣隙小，空載電流小，且鐵心的夾緊裝置簡

單經(jīng)濟(jì)，可靠性高；不足之處是鐵心及繞組的裝配工藝較復(fù)雜。

（2）繞組

三相變壓器繞組一般采用絕緣紙包的扁銅線繞成結(jié)構(gòu)形式與單相變壓器一樣有同心

式繞組和交疊式繞組。

（3）油箱和冷卻裝置

為了鐵心和繞組的散熱和絕緣，將其放置在變壓器油內(nèi)，為了增加散熱面積，在四周

裝有散熱片，容量大于10000KVA的電力變壓器，采用風(fēng)冷或強迫油循環(huán)冷卻裝置。

（4）保護(hù)裝置：氣體繼電器、防爆管（安全勺道）

五、變壓器銘牌數(shù)據(jù)

1、型號

S9-80/10

1—高壓側(cè)電壓A（KV）

-------容量（KVA）

------------設(shè)計序號

-------------三相變壓器

2、額定電壓U1N和U2N

在三相變壓器中，領(lǐng)定電壓是指線電壓。

高壓側(cè)（一次繞組）額定電壓U1N是加在一次繞組上的正常工作電壓值，是根據(jù)變壓

器的絕緣強度和允許發(fā)熱等條件規(guī)定的。

低壓側(cè)（二次繞組）額定電壓U2N是變壓器在空載時，高壓側(cè)加上額定電壓后，二次

繞組輸出的電壓值。

3、額定電流I1N和12N

額定電流是根據(jù)變壓器容許發(fā)熱的條件而規(guī)定的滿載電流值。在三相變壓器中是指線

電流。

4、額定容量SM

額定容量是變壓器在額定工作狀態(tài)下，二次繞組的視在功率。

單相變壓器的額定容量為：

U2NI2M

SN=■^000-KVA

三相變壓器的額定容量為:

、后U2NI2N

SN二1000KVA

5、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號

Dyn11

變壓器聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)號

N高壓繞組作星形聯(lián)結(jié)時的中性線

n低壓繞組作星形聯(lián)結(jié)時的中性線

d低壓繞組作三角形聯(lián)結(jié)

y低壓繞組作星形聯(lián)結(jié)

D高壓繞組作三角形聯(lián)結(jié)

Y高壓繞組作星形聯(lián)結(jié)

6、阻抗電壓

又稱為短路電壓，是額定電流時變壓器阻抗壓降的大小，通常用它與額定電壓U1N的

百分比來表示。

第二節(jié)單相變壓器的運行原理

一、變壓器的電流、磁通、感應(yīng)電動勢的參考方向

為了統(tǒng)一，按照“電工慣例”來規(guī)定參考方向：

1、在同一支路中，可壓的參考方向與電流的參考方向一致。

2、磁通的參考方向與電流的參考方向之間符合右手螺旋定

則。

3、由交變磁通中的電動勢感應(yīng)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①之間

符合右手螺旋定則時為正方向。圖中電壓、電流、磁通、感應(yīng)電動勢的參考方向是按此慣

例標(biāo)出的。

二、變壓器空載運行

變壓器空載運行原理圖變壓器一次繞組接額定交流電壓，而二次繞組開路，/2=0

的工作方式稱為變壓器的空載運行，如上圖所示。

1、理想變壓器

為了分析問題方便、簡單，忽略漏磁通、一次繞組的電阻為及鐵心的損耗，這種變

壓器稱為理想變壓器。

空載時，在外加交流電壓〃?作用下，一次繞組中通過的電流稱為空載電流工，在電

流入的作用下，鐵心中產(chǎn)生交變磁通①，同時穿過一、二次繞組，分別在其中產(chǎn)生感應(yīng)

電動勢。和02,大小與4①/"成正比。

當(dāng)①二①,“sin研時，則

=2兀fN0nsin(90°-cot)=員in(900-cot)

-反in(900-cot)

感生電動勢。在相位上滯后磁通中90。，有效值為

Em2兀fN中用

F=4.44力VS

因此：E\-4.44/M①加

Ei=4.44力V2①卬則

2—迫

瓦一麗

在空載情況下，空載電流％很小，在一次繞組中產(chǎn)生的電壓降忽略不計，則小xE、,

方向相反，即電動勢⑻與外加電壓〃I相平衡。由于二次側(cè)開路，則〃2=￡2。因此

〃1=￡1=4.44力V4

U?=Ez=4.44力V2①加

〃iF\N\

—=K,4為變壓器的變比,

b2EiN2

由上分析可知：

(1)變壓器一次、二次繞組的電壓與一次、二次匝數(shù)成正比，即變壓器有變換電壓

的作用。

(2)當(dāng)頻率F與匝數(shù)N為常數(shù)時，加在變壓器上的交流電壓〃1為恒定值，則變壓

器鐵心中的磁通中加基本上保持不變，這就是恒磁通概念。

2、實際變壓器

實際的變壓器空載運行時，磁通分為兩部分：一部分為主磁通①,〃過鐵心同時與一、

二次繞組交鏈，在一、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢⑨和后2；另一部分漏磁逋①m通過一

次繞組周圍的空間形成閉合回路，只與一次繞組交鏈，在一次繞組中產(chǎn)生漏抗電動勢

E=二/八內(nèi)八。由于漏磁通經(jīng)過空氣形成閉合回路，磁路不會飽和，使漏磁通保持與/。

成正比，所以漏阻抗xm是一個常數(shù)。

實際變壓器空載除產(chǎn)生主磁通和漏磁通外，還具有有功分量，以供繞組電阻和鐵心中

的損耗。

電動勢平衡方程式為：

I)1=—E\—Ea{+n/o

=-E\-jxnib+n/o

--E\+Zmia其中Zoi=jxa\+r\

一次繞組的電阻n很小，漏阻抗z”很小，產(chǎn)生的漏抗電動勢也很小。所以實際變壓

器在穿戴運行時仍然是：

U\工E\,〃2xE?

三、變壓器負(fù)載運行

如上圖，當(dāng)變壓器二次繞組接上負(fù)載后，二次繞組流過負(fù)載電流/2,并產(chǎn)生去磁磁

勢/V2/2,為保持鐵心中的磁通①基本不變，一次繞組中的電流由70增加為磁通勢

變?yōu)镸/l以抵消二次繞組電流產(chǎn)生的磁通勢的影響。

磁動勢平衡方程式為：

Niio=N\i\+N2I2

Z1=Zo4-(―，2)=/o+(---—I2)=/o+

N\K

由上可知，負(fù)載時一次側(cè)電流入由建立主磁通①的勵磁電流和供給負(fù)載的負(fù)載

電流分量八組成，,1月以抵消二次繞組磁通勢磁作用，使主磁通保持不變。當(dāng)二次繞組

的輸出功率增加，、二次繞組的電流人增加，則使一次繞組中的電流九增加，一次側(cè)輸

入功率也隨之增加，從而實現(xiàn)了能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。

由于很小，公式可表示為

也

h=--12”表示力與/2在相位上相差180°,

N\

由些可知，變壓器一次、二次繞組中的電流與其繞組的匝數(shù)成反比，即變壓器有變換

電流的作用。

生?名一生

〃2EiN?

由上式可知變壓器的高壓繞組匝數(shù)多、電流小，所需導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組匝數(shù)少、電流

大，所需導(dǎo)線粗。

電動勢平衡方程式

一次繞組的電動勢平衡方程式為：

I)1=—E\+z<7i/o

二次繞組的電動勢平衡方程式為

??.

〃2=—E1—Ea2+1*2/0

=—E2—jXali^+rzib

=—E24-Z0-2/0

=2/2=(r+"2)/2

ZE為二次繞組漏阻抗，Z為二次繞組的負(fù)轂阻抗，n為二次繞組的負(fù)載電阻，J2

為二次繞組的負(fù)載電抗。

變壓器的阻抗變換：

變壓器不但具有電壓變換和電流變換的作用，還具有阻抗變換的作用。

當(dāng)變壓器二次繞組接上阻抗為Z的負(fù)載后，則

Z'=—=—=K2Z

I\h

1

7相當(dāng)于直接接在一次繞組上等效阻抗，故7=K2Z,可見接在變壓器二次繞組

上負(fù)載Z與不經(jīng)過變壓器直接接在電源上等效負(fù)載7相減小了《2倍，即負(fù)載阻抗通過變

壓器接在電源上時，相當(dāng)于把阻抗增加了《2倍。

在電路應(yīng)用中，為了獲得最好的功率輸出往往對輸出電路的輸出阻抗與所接的負(fù)載阻

抗要相匹配。為了在揚聲器中獲得最好的音響效果(最大的功率輸出)，要求音響設(shè)備輸

出的阻抗與揚聲器的阻抗盡量相等。但實際上揚聲器的阻抗很小，而音響設(shè)備等信號的輸

出阻抗卻很大，因此通常在兩者之間加接變壓器來達(dá)到阻抗匹配的目的。

6第四節(jié)三相電力變壓器

一、三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)

在三相電力變壓器中，目前使用最廣泛的是三相油浸式電力變壓器，主要由鐵心、繞

組、油箱和冷卻裝置、保護(hù)裝置等部件組成。

鐵心是三相變壓器的磁路部分，與單相變壓器一樣，它由0.23~0.3mm厚的硅鋼片疊

壓（或卷制）而成。隨著我國節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃的貫徹實施，采用新的軟磁材料非

晶合金作為鐵心材料的非晶合金變壓器正在被迅速推廣。

非晶合金是采用鐵基、鐵銀基、鉆基等合金，采用先進(jìn)的超級冷技術(shù)將液態(tài)金屬直接

冷卻形成厚度為0.02-0.04mm的固體薄帶材料來制作變壓器鐵心，它具有高飽和磁感應(yīng)

強度、低矯頑磁力、低損耗等優(yōu)點，空載損耗可比疊片式硅鋼片鐵心下降70%?80%,空

載電流下降約85%,負(fù)載損耗下降20%?30%,節(jié)能效果十分明顯。

二、三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)

聯(lián)結(jié)組是指三相電力變壓器高、低壓繞組的連接方式。在三相電力變壓器中，不論是

高壓繞組，還是低壓繞組，我國均采用星形聯(lián)結(jié)及三角形聯(lián)結(jié)兩種方法。

1、三相變壓器繞組的連接方法

三相變壓器一、二次繞組均采用Y與△聯(lián)結(jié)方式。

星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)（逆序）三角形聯(lián)結(jié)（順序）

星形聯(lián)結(jié)是把三相繞組的末端U2、V2、W2（或u2、v2、w2）連接在一起，而把它們

的首端U1、VI、W1（或ul、vl、wl）分別用導(dǎo)線引出。三角形聯(lián)結(jié)是把一把繞組的首端

與另一相繞組的首端連在一起，順次連接成一個閉合同路，再從三個連接點引出導(dǎo)線。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：高壓繞組踐聯(lián)結(jié)用Y表示，三角形聯(lián)結(jié)用D表示，中性線用N表示。

低壓繞組星形聯(lián)貫用y表示，三角形聯(lián)結(jié)用d表示，中性線用n表示。

三相變壓器一、二次繞組不同接法的組合形式有：Y,y；YN,d；Y,yn；D,y；D,d

等。不同形式的組合，各有優(yōu)缺點，高壓繞組接成星形可使繞組的對發(fā)絕緣要求降低。大

電流的低壓繞組采用三角形聯(lián)結(jié)?？墒箤?dǎo)線截面積比星形締結(jié)時減小，便于繞制。

2、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別

一、二次繞組線電區(qū)之間的相位關(guān)系是不同，且一、二次繞組線電動勢的相位差總是

30°的整數(shù)倍。因此，國際上用時鐘法規(guī)定：一次繞組線電壓UUV為時鐘的長針，永遠(yuǎn)指

向鐘面上“12”，二次繞組線電壓UUV的短針，它指向哪個數(shù)字，該數(shù)字則為該三相變壓

器聯(lián)結(jié)級別的標(biāo)號。

(1)Y,y聯(lián)結(jié)組1偶數(shù))

(2)Y,d聯(lián)結(jié)組(奇數(shù))

三和電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別有很多的，為了制造與運行方便的需要，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了

三相電力變壓器只采用五種標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組：Y,ynO；YN,dll；YN,y0；Y,yO；Y,dll。

Y,yO不能用于三豐變壓器組，只能用于三鐵心的三相變壓器。

三、電力變壓器運行特性

1、變壓器的外特性與電壓變化率

當(dāng)變壓器一次繞組電壓和負(fù)載的功

率因數(shù)cos中一定時，二次繞組電壓〃2

與負(fù)載電流/2的關(guān)系，稱為變壓器的外

特性。變壓器的外特性是用來描述輸出電

壓隨負(fù)載電流/2變化而變化的情況。

從變壓器外特性圖可以看出，當(dāng)

COS<I>2=1時，〃2隨下降得并不

多；當(dāng)在感性負(fù)載，COS降低時，〃2

隨/2下增加而下降的程度加大，主時因為滯后無功電流對變壓器磁路中的主磁通的去磁

作用更為顯著，而使E1和E2有所下降的原因；當(dāng)在容性負(fù)載，cos中2為負(fù)值時，超前

的無功電流有助磁作用，主磁通會有所增加，使得〃2會隨下的增加而提高。這些表明，

負(fù)載的功率因數(shù)對變壓器外特性的影響是很大的。

一般情況下，變壓器的負(fù)載大多數(shù)是感性負(fù)載，當(dāng)負(fù)載增加時，輸出電壓U2總是下

降的。當(dāng)變壓器從空載到額定負(fù)載運行時，二次繞組輸出電壓的變化值△〃與空載電壓

之比的百分?jǐn)?shù)稱為變壓器的電壓變化率，有來表示。

//2V

=—X100%

112

電壓變化率反映了供電電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的一個重要按照權(quán)利要求。AU%越小,

則變壓器二次繞組輸出的電壓越穩(wěn)定。

2、變壓器的損耗與效率

變壓器從電源輸入的有功功率回與向負(fù)載輸出的有功功率〃2之差為變壓器的損耗

功率△戶，它包括銅損耗/加和鐵損耗Q'c兩部分。

(1)鐵損耗〃匕

r磁滯損耗

.基本鐵損耗\渦流損耗

鐵損耗V

,口J鐵心疊片間絕緣損傷面產(chǎn)生的局部渦流損耗

附加鐵損耗t主磁通在鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件引起的渦流損耗

附加損耗約為基本損耗的15%?20$左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源

電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載的大小無關(guān)。當(dāng)電源電壓一定時，鐵心中的磁通基本不變，則鐵

損耗也基本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。

(2)銅損耗/fe

變壓器的銅損耗有基本銅損耗和附加銅損耗。

基本銅損耗是由電流在?次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，附加損耗是由漏磁通產(chǎn)生

的集膚效應(yīng)使電流在導(dǎo)體內(nèi)頒不均勻而產(chǎn)生的額外損耗。附加銅損耗約為基本銅損耗的

2%?3機在變壓器中銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗二

3、效率〃

變壓器的輸出功率22與輸入功率?之比稱為變壓器的效率。

由于變壓器沒有旋轉(zhuǎn)的部件，不像電機那樣有機械損耗存在，因此變壓器的效率一般

都比較高。中、小型電力變壓器效率在95%以上，大型電力變壓器效率可達(dá)99%以上。

4、效率特性

變壓器在不同的負(fù)載電流

時，輸出功率與銅損都不同，因

此變壓器的效率，隨負(fù)載電流的

變化而變化。當(dāng)鐵損耗等于銅損

耗時，變壓器的效率最高。

變壓器的負(fù)載電流，2不同

時，輸出功率02及鋼損耗摩尸CU

也在變化，因此變壓器的效率77

將隨負(fù)載電流，2的變化而變化,

其變化規(guī)律通常用變壓器的效

率特性曲線來表示，圖中：

1

B—2，稱為負(fù)載系數(shù)。

I2N

通過數(shù)學(xué)分析可知：當(dāng)變壓器的鐵損耗等于銅損耗時，變壓器的效率最高，通常熱軋

硅鋼片鐵心變壓器的最高效率〃=0.6?0.7,而冷軋硅鋼片鐵心變壓器的最高效率尸二

0.3?0.5。也就是說目前我國生產(chǎn)及上網(wǎng)運行的三相電力變壓器當(dāng)負(fù)載為變壓器額定容量

的30%?50%時，變壓器效率最高、最經(jīng)濟(jì)。

（5）電壓變化率

當(dāng)變壓器一次繞組接額定電壓，二次繞組空投時的電壓。2.v（稱為額定電壓）與額

定負(fù)載時的電壓。2之差與之比的百分值就稱為變壓器的電壓變化率，用AU%來表

/Ko

At/%=-"x100%

U2A'

電壓變化率反映了供電電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的一個重要性能指標(biāo)。AU%越小，

說明變壓器二次繞組輸出的電壓越穩(wěn)定，因此要求變壓器的AU%越小越好。常用的電力

變壓器從空載到滿載，電壓變化率為4%?6%。

第五節(jié)常用變壓器

在各種電氣設(shè)備、家用電器和電子儀器設(shè)備中都廣泛使用各種小型變壓器，它們的容

量一般都比較小，因而體積小、重量輕，卻承擔(dān)著不同的功能，成為必不可少的器件。常

見的有各類控制變壓器、電焊變壓器、自耦變壓器、互感器、脈沖變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器等。

一、小功率電源變壓器

1、控制變壓器

控制變壓器是指工作在50?60Hz頻率下的電源變壓器，又稱工頻電源變壓器，用

于低壓局部照明電源、信號燈或指示燈電源以及電氣控制設(shè)備中控制電路的電源。

控制變壓器容量都比較小，常見的都在幾百伏安以下，一次電壓為220V與380V,

二次電壓為220V、127V.HOW36V、24V、12V、6V等，也可按需要特制。

2、中頻及高頻電源變壓器

（1）中頻電源變壓器

中頻電源變壓器是指工作在400?1000Hz頻率范圍內(nèi)的電源變壓器。由于工作頻率

的上升，為減小渦流損耗，鐵心用0.2mm厚冷軋硅鋼片構(gòu)成，且鐵心中的磁感應(yīng)強度4

一般取得較低。它既可二作在正弦波電壓下，也可工作在方波（或矩形波）電壓下。中頻

電源變壓器的其他結(jié)構(gòu)與工頻電源變壓器相同。

（2）高頻電源變壓器

高頻電源變壓器是指工作在10?20KHz頻率范圍內(nèi)的電源變壓器，主要用在開關(guān)穩(wěn)壓

電源的變換器中。其結(jié)構(gòu)特點有：

①不能使用普通硅鋼片制作鐵心，一般均用鐵氧體鐵心。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(dǎo)線中心部分電流密度變小，從

而減小了導(dǎo)線的有效面積，引起發(fā)熱，故通常使用多股高頻銅導(dǎo)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。

二、自耦變壓器

1、結(jié)構(gòu)特點及用途

前面敘述的變壓器，其一次、二次繞組是分開繞制的，它們雖裝在同一鐵心上，但相

互之間是絕緣的，即一次、二次繞組之間只有磁的耦合，而沒有電的直接聯(lián)系。這種變壓

器稱為雙繞組變壓器。如果把一次、二次繞組合二為一，使二次繞組成為一次繞組的一部

分，這種只有?個繞組的變壓器稱為自耦變壓器，自耦變壓器的?次、二次繞組之間除了

有磁的耦合外，還有電內(nèi)直接聯(lián)系。

—i1

U呼

0

。2

-O+

u2

自耦變壓器工作原理圖

自耦變壓器可節(jié)省銅和鐵的消耗量，從而減小變壓器的體積、重量，降低制造成本,

且有利于大型變壓器的運輸和安裝。在高壓輸電系統(tǒng)中，自耦變壓器主要用來連接兩個電

壓等級相近的電力網(wǎng)，作聯(lián)絡(luò)變壓器之用。在實驗室里常用具有滑動觸點的自耦調(diào)壓器獲

得可任意調(diào)節(jié)的交流電壓。此外，自耦變壓器還常用作異步電動機的起動補償器，對電動

機進(jìn)行降壓起動。

2、電壓、電流及容量關(guān)系

自耦變壓器也是利用電磁感應(yīng)原理工作的，當(dāng)一次繞組U1、U2兩端加交變電壓Ui

時，鐵心中產(chǎn)生交變的磁通，并分別在一次繞組及二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢臼及石2,

當(dāng)二次繞組接上負(fù)載后，就有電流人流過。

〃ILN\U\

K=—=——=——

hN2(72

自耦變壓器一次、二次繞組中的電流大小與匝數(shù)成反比，在相位上互差180。。因此，

流經(jīng)公共繞組中的電流斛的大小為：

I=12—1\

可見，流經(jīng)公共繞組中的電流總是小于輸出電流相2o當(dāng)變比物接近1時，則相1與

痢2的數(shù)值相差不大，即公共繞組中的電流相很小，因而這部分繞組可用截面積較小的

導(dǎo)線繞制，以節(jié)約用銅量，并減小自耦變壓器的體積與重量。

理論分析和實踐都可以證明：當(dāng)一次、二次繞組電壓之比接近1時，或者說不大于2

時，自耦變壓器的優(yōu)點比較顯著，當(dāng)變比大于2時，好處就不多了。所以實際應(yīng)用的自耦

變壓器，其變比一般在1.2?2.0的范圍內(nèi)。

自耦變壓器的缺點在于：一次、二次繞組的電路直接連在一起，造成高壓側(cè)的電氣故

障會波及低壓側(cè)，這是很不安全的，因此要求自耦變壓器在使用時必須正確接線，且外殼

必須接地，并規(guī)定安全照明變壓器不允許采用自耦變壓器結(jié)構(gòu)形式。

3、自耦調(diào)壓器

如果把自耦變壓器的抽頭做成滑動觸點，就可構(gòu)成輸出電壓可調(diào)的自耦變壓器。由于

其輸出電壓可調(diào)，因此稱為自耦調(diào)壓器，其外形圖和電路原理圖如圖所示。

單相自耦調(diào)壓器

自耦變壓器的一次繞組匝數(shù),憶固定不變，并與電源相連，一次繞組的另一端點U2和

滑動觸點a之間的繞組/2就作為二次繞組。當(dāng)滑動觸點a移動時，輸出電壓〃2隨之改

變，這種調(diào)壓器的輸出電壓〃2可低于一次繞組電壓〃］，也可稍高于一次繞組電壓。

三、儀用互感翳

儀用互感器是作為測量用的專用設(shè)備，分電流互感器和電壓互感器兩種，它們的工作

原理與變壓器相同。使用儀用互感器的目的有：一是為了測量人員的安全，使測量回路與

高壓電網(wǎng)相互隔離；二是擴大測量儀表(電流表及電壓表)的測量范圍。

儀用互感器除用于交流電流及交流電壓的測量外，還用于各種繼電保護(hù)裝置的測量系

統(tǒng)。

1、電流互感器

在電工測量中用來按比例變換交流電流的儀器

稱為電流互感器。

電流互感器的基本結(jié)構(gòu)形式及工作原理與單相

變壓器相似，它也有兩個繞組：一次繞組串聯(lián)在被

測的交流電路中，流過的是被測電流槽1,一般只

有一匝或幾匝，用粗導(dǎo)線繞制；二次繞組匝數(shù)較多，

與交流電流表相接，如圖所示。

一般二次電流表用量程為5A的儀表。只要改電流互感器原理圖

變接入的電流互感器的交流比，就可測量大小不同

的一次電流。在實際應(yīng)用中，與電流互感器配套使用的電流表已換算成一次電流，其標(biāo)度

尺即按一次電流分度，這樣可以直接讀數(shù)，不必再進(jìn)行換算。

例如，按5A制造的但與額定電流比為600A/5A的電流互感器配套使用的電流

表，其標(biāo)度尺即按600A分度。

使用電流互感器時必須注意以下事項：

(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

2、鉗形電流表

目前生產(chǎn)和使用的有指針式和數(shù)字式兩類，它們的工作原理是相似的，壓動壓塊，即

可使可動鐵心張開，將被測載流導(dǎo)線鉗入鐵心窗口中，被測導(dǎo)線相當(dāng)于電流互感器的一次

繞組，鐵心上繞二次繞組，與測量儀表相連，可直接讀出被測電流的數(shù)值。其優(yōu)點是測量

線路電流時不必斷開電路，使用方便。

使用鉗形電流表時應(yīng)注意使被測導(dǎo)線處于窗口中央，否則會增加測量誤差；不知電流

大小時，應(yīng)將選擋開關(guān)置于大量程上，以防損壞表計；如果被測電流過小，可將被測導(dǎo)線

在鉗口內(nèi)多繞幾圈，然后將讀數(shù)除以所繞匝數(shù)；使用時還要注意安全，保持與帶電部分的

安全距離，如被測導(dǎo)線的電壓較高時，還應(yīng)戴絕緣手套和使用絕緣墊。

3、鉗形萬用表

鉗形電流表最初是用來測量交流電流的，但是現(xiàn)在萬用表有的功能它也都有，可以測

量交直流電壓、電流、電容容量、二極管、三極管、電阻、溫度、頻率等等，稱為鉗形萬

用表。

如需測交直流電壓、電阻、頻率等其他物理量時，與使用萬用表的方法一樣進(jìn)行測量。

因此鉗形萬用表既有鉗形電流表測大電流的功能，又有萬用表測電壓等物理量的功能，使

用十分方便，在空調(diào)器的檢修等場合被廣泛使用。

4、電壓互感器

在電工測量中用來按比例變換交流電壓的儀器稱為電壓互感器。電壓互感器的基本結(jié)

構(gòu)形式及工作原理與單相變壓器很相似，實際上是一臺降壓變壓器。

一般二次電壓表均用量程為100V的儀表。只要改變接入的電壓互感器的變壓比，就

可測量高低不同的電壓。在實際應(yīng)用中，與電壓互感器配套使用的電壓表已換算成一次電

壓，其標(biāo)度尺是按一次電壓分度，這樣可以直接讀數(shù)，不必再進(jìn)行換算。例如，按100V

制造但與額定電壓比10000V/100V的電壓互感器配套使用的電壓表，其標(biāo)度尺即按

10000V分度。

使用電壓互感器時必須注意以下事項：

（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地接地，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。

四、電焊變壓器

電焊變壓器是

交流弧焊機的主要組成部分，它實質(zhì)上是一臺特殊的降壓變壓器。在焊接中，為了保

證焊接質(zhì)量和電弧的穩(wěn)定燃燒，對電焊變壓器提出了如下的要求：

（1）電焊變壓器在空載時，應(yīng)有一定的空載電壓，以保證起弧容易。另一方面，為

「操作者的安全，空載起弧電壓乂不能太高，最高不宜超過85V,通常為60?75V。

（2）有負(fù)載時，電壓應(yīng)隨負(fù)載的增大而急劇下降，即應(yīng)有陡降的外特性，如圖所示。

通常在額定負(fù)載時的輸出電壓30V左右。

（3）在短路時，短路電流不應(yīng)過大，以免損壞電焊機。

（4）為了適應(yīng)不同的焊接工件和不同焊條的需要，要求電焊變壓器輸出的電流能在

一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

為了滿足上述要求，電焊變壓器必須具有較大的漏抗，而且可以進(jìn)行調(diào)市。因此，電

焊變壓滯的結(jié)構(gòu)特點是，鐵心的氣隙比較大，一次、一次繞組不是同心地套在一個鐵心柱

上，而是分裝在不同的鐵心柱上，再用磁分路法、串聯(lián)可變電抗器法及改變二次繞組的接

法等來調(diào)節(jié)焊接電流。

五、整流變壓器

用來單獨給整流電路供電的電源變壓器稱為整流變壓器，它是整流裝置中的重要組成

部分。

1、整流變壓器的作用

（1）在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），則可用三相整流變壓器，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，要求整流后的直流電路與電

網(wǎng)交流電路之間能夠隔離，也要用整流變壓器。

2、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(fù)載一般都是恒定的阻抗，因此輸入與輸出的電流、電壓波

形一般都是正弦波，而且一次、二次繞組視在功率相等。

整流變壓器的二次繞組由于所接整流元件只在一個周期內(nèi)的部分時間輪流導(dǎo)電，所以

二次繞組中流過的電流是非正弦電流，含有直流分量。它將使鐵心損耗增加而發(fā)熱，另外

往往二次繞組的視在功率也比一次繞組的要大。

（2）當(dāng)整流兀件被擊穿而短路時，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，外形結(jié)構(gòu)較為矮胖，機械強度要求高。

（3）整流變壓器二次繞組中可能產(chǎn)生過電壓而危及絕緣，因此需加強絕緣。

實驗一變壓器的空載試驗和短路試驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、熟悉和掌握單相變壓器的實驗方法。

2、根據(jù)單相變壓器的空載和短路實驗數(shù)據(jù)，計算變壓器的等值參數(shù)和運

行性能。

3、了解參數(shù)對變壓器性能的影響。

4、了解儀表的選用及不同的接法對實驗準(zhǔn)確度的影響。

二、實驗內(nèi)容

1、測定變壓器線電壓的變化。

2、測定變壓器繞組的極性。

3、空載實驗：測取空載特性曲線。

4、短路實驗：測取短路特性曲線。

三、實驗器材

1、單相變壓器1套

2、電流表2只

3、電壓表2只

4、調(diào)壓器1個

5、功率表2個

6、電工工具若干

四、實驗原理

1、變壓比的測定可選用雙電壓表法。

按圖1接線，在變壓器的高壓側(cè)施加一個適合電壓表量限的電壓，一般可在高壓側(cè)額

定電壓的1?25%范圍內(nèi)選擇，并盡量使兩個電壓表指針偏轉(zhuǎn)均能在刻度的一半以上，以

提高測量的準(zhǔn)確度。

圖1變壓器雙電壓表測變比

2、變壓器繞組極性的測定可采用下列方法：

（1）采用直流感應(yīng)法時，按圖2接線。將變壓器高壓側(cè)U1端接電池的正極，U2端

接到電池負(fù)極，低壓側(cè)接檢流計。當(dāng)按下開關(guān)后，若檢流計指針正向偏轉(zhuǎn)，則與檢流計正

端相連接線柱為U1,另一端為u2；若檢流針反向偏轉(zhuǎn)，則與檢流計正端相連的接線柱為

u2,與負(fù)端相連的接線柱為ul。

旦,

I

I

I

I

I

I

圖2直流感應(yīng)法測極性圖3交流感應(yīng)法測極性

(2)采用交流感應(yīng)法時，可按圖3接線，在變壓器高壓側(cè)施加交流電壓，u2端與高

壓側(cè)的U2端相連接，讀取電壓表數(shù)值。如果U=U1+U2,則表示接于高壓端J2的低壓端

為ul,另一端則為尾端u2；如果U=U1—U2,則表示接于高壓端U2的低壓端為尾端u2,

另一端則為ul,如圖3所示。

3、空載試驗通常是將高壓側(cè)開路，由低壓側(cè)通電進(jìn)行測量，由于空載時功率因數(shù)較

低，所以測量功率最好采用低功率因數(shù)瓦特表，因為變壓器空載抗很大，故電壓表應(yīng)該接

在電流表的外側(cè)，以免分流而引起誤差，如圖4。

圖4空載實驗接線圖圖5短路實驗接線圖

空載特性是指變壓器空載時,Uo=f(Io)、P0Cos<Do=f(Uo)的關(guān)系。

4、短路實驗是將低壓側(cè)短路，從高壓側(cè)通電進(jìn)行測量。調(diào)壓器的輸出電壓應(yīng)從低值

逐步上調(diào)，以免電壓過高，電流過大而損壞儀表。由于短路阻抗較小，所以電流表應(yīng)接在

電壓表的外側(cè)，如圖5。

短路特性是指變壓器短路時，PK、Cos①K、UK=f(IK)的關(guān)系。

五、實驗步驟和方法。

1、用兆歐表分別檢查變壓器一次、二次繞組和一、二次繞組對箱殼及地的冷態(tài)絕緣

電阻。

2、變比的測定，用雙電壓表法。

3、極性的測定，按內(nèi)容說明方法進(jìn)行。

4、空載實驗

(1)按圖4接線，要認(rèn)真檢查接線。

(2)將自耦調(diào)壓器調(diào)零，低壓側(cè)合閘通電，逐步將電壓調(diào)至低壓側(cè)額定值：即U0=U2N)

時,讀取空載電壓U0,空載電流10,空載功率P0值5?7組,

記入表3—1中。額定電壓值附近多測兩點。

表1空載特性數(shù)據(jù)

實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)

序號

Uo(V)Io(A)Po(W)Cos4>o

1

2

3

4

5

（3）讀取數(shù)據(jù)后，降低電壓到最低值，然后切斷電源。

5、短路實驗

（1）按圖5進(jìn)行接線，然后認(rèn)真檢查。

（2）低壓側(cè)短接，自耦調(diào)壓器調(diào)零，從高壓側(cè)合閘送電，逐漸升高電壓使短路電流

IK等于額定值（即IK=I1N）時，讀取短路電壓UK,短路電流IK、短路功率PK值5?7組，

記入表3—2中，額定電流附近多記兩點，同時記錄周圍介質(zhì)溫度t,實驗后降低電壓到

最低值，再切斷電源。

表2短路特性數(shù)據(jù)

實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)

UK(V)IK(A)PK(W)Cos6K

六、實驗注意事項

空載實驗用低功率因數(shù)表。

七、實驗報告要求

1、編寫實驗?zāi)康?，抄錄儀表和設(shè)備的名稱、規(guī)格、數(shù)量及編號等。

2、給出實驗的實際線路圖。

3、計算變比及判斷變壓器極性的結(jié)果。

4、列表填寫實驗數(shù)據(jù)和進(jìn)行簡單計算。

「第二章三相異步電機簡介

第一節(jié)電機簡介

第三節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

一、電機簡介

電機是一種用來將電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝置。其運行原理基于電磁感應(yīng)定律。

1、電機的種類

按其電流類型分類，可分為直流電機和交流電機兩大類。

按其功能的不同，交流電機可分為交流發(fā)電機和交流電動機兩大類。

目前廣泛采用的交流發(fā)電機是同步發(fā)電機，這是一種由原動機拖動旋轉(zhuǎn)（如火力發(fā)電

廠的汽輪機、水電站的水輪機）產(chǎn)生交流電能的裝置。當(dāng)前世界各國的電能幾乎均由同步

發(fā)電機產(chǎn)生。交流電動機則是指由交流電源供電將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置。

根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速的變化情況，可分為同步電動機和異步電動機兩類。

交流同步電動機：是指電動機的轉(zhuǎn)速始終保持與交流電源的頻率同步，不隨所拖動的

負(fù)載變化而變化的電動機，它主要用于功率較大轉(zhuǎn)速不要求調(diào)節(jié)的生產(chǎn)機械,如大型水泵、

空氣壓縮機、礦井通風(fēng)機等。

交流異步電動機：是指由交流電源供電、電動機的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而稍有變化的旋轉(zhuǎn)

電機，這是目前使用最多的一類電動機。

按供電電源的不同，異步電動機又可分為三相異步電動機和單相異步電動機兩大類。

三相異步電動機：由三相交流電源供電，由于其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、堅固耐用、使

用維護(hù)方便，因此在工農(nóng)業(yè)及其他領(lǐng)域中都獲得了廣泛的應(yīng)用。據(jù)我國及世界上一些發(fā)達(dá)

國家的統(tǒng)計表明，在整個電能消耗中，電動機的耗能約占總用電量的60?70%。而在整個

電動機的耗能中，三相異步電動機又居首位。

單相異步電動機：取用單相交流電源，電動機功率一般都比較小，主要用于家庭、辦

公場所等只有單相交流電源的場所，用于電風(fēng)扇、空調(diào)、電冰箱、洗衣機等電器設(shè)備中。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是自動控制系統(tǒng)和計算裝置的不斷進(jìn)步，在普通旋轉(zhuǎn)

電機的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了多種具有特殊性能的電機，它們主要作為信號元件來使用，也可作

為功率元件來使用，如測速發(fā)電機、自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、伺服電動機、步進(jìn)電動機、

直線電動機、無刷直流電動機、微型同步電動機等。

二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

按其外殼防護(hù)方式E勺不同常見的有防護(hù)型(IP22、IP23)封閉型(IP44、IP54)兩大

類。由于封閉型結(jié)構(gòu)能防止固體異物、水滴等進(jìn)入電動機內(nèi)部，并能防止人與物觸及電動

機帶電部位與運動部位，運行中安全性好，因而成為目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。在封閉

型中乂可根據(jù)使用場合的不同分成許多類型，如用于煤礦的隔爆型，用于化工企業(yè)的防腐

型，用于水下的井下潛水型等。

按電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同又可分為籠型異步電動機和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。

按其工作電壓的高低不同分為高壓異步電動機和低壓異步電動機。

按其工作性能的不同分為高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機和高轉(zhuǎn)差異步電動機。

按其外形尺寸及功率的大小可分為大型、中型、小型異步電動機等。

三相異步電動機雖然種類繁多，但基本結(jié)構(gòu)均由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子和

轉(zhuǎn)子之間有空氣隙。

1、定子

(1)定子鐵心作為電動機磁通的通路，對鐵心材料的要求是既要有良好的導(dǎo)磁性能、

剩磁小，乂要盡量降低渦流損耗，一般用厚0.35mm以下表面有絕緣層的硅鋼片沖片疊

壓而成。在定子鐵心的內(nèi)圓沖有沿圓周均勻分布的槽，在槽內(nèi)嵌放三相定子繞組。

(2)定子繞組作為電動機的電路部分，通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。它由嵌放在

定子鐵心槽中的線圈按一定規(guī)則連接成三相定子繞組。小型異步電動機定子三相繞組一般

采用高強度漆包圓銅線繞成。大中型異步電動機則用漆包扁銅線或玻璃絲包扁銅線繞成。

三相定子繞組之間及繞組與定子鐵心槽間均墊以絕緣材料絕緣，三相異步電動機定子

繞組的主要絕緣項目有以下三種：

對地絕緣是定子繞組整體與定子鐵心之間的絕緣。

相間絕緣是各相定子繞組之間的絕緣。

匝間絕緣是每相定子繞組各線匝之間的絕緣。

(3)定子三相繞組的結(jié)構(gòu)完全對稱，一般有6個出線端UI、U2、VI、V2、Wl、W2

置于機座外部的接線盒內(nèi),根據(jù)需要接成星形(Y)或二角形(△).也可將6個出線端接

入控制電路中實行星形與三角形的換接。

(4)機座

機座的作用是固定定子鐵心和定子繞組，并通過兩側(cè)的端蓋和軸承來支承電動機轉(zhuǎn)子。

同時可保護(hù)整臺電動機的電磁部分和發(fā)散電動機運行中產(chǎn)生的熱量。

機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，而有些微型電動機的機座

則采用鑄鋁件以降低電動機的重量。封閉式電動機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，

防護(hù)式電動機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可以直接對流，以利于散

熱。

（5）端蓋

借助置于端蓋內(nèi)的滾動軸承將電動機轉(zhuǎn)子和機座連成一個整體，端蓋一般均為鑄鋼件,

微型電動機則用鋼板或鑄鋁件。

2、轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子指電動機的旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸等。三相異步電動

機的轉(zhuǎn)子有籠型轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子兩種。

（1）轉(zhuǎn)子鐵心

轉(zhuǎn)子鐵心作為電動機磁路的一部分，一般用0.35mm硅鋼片沖制疊壓而成，硅鋼片

外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常都是用定子鐵心沖落后的硅鋼片來沖制

轉(zhuǎn)子鐵心沖片，再將鐵心沖片疊壓成完整的轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直

接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而大中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在400mm以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助

干轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸卜.

為了改善電動機的起動及運行性能，籠型異步電動機轉(zhuǎn)子鐵心一般都采用斜槽結(jié)構(gòu)

（即轉(zhuǎn)子槽并不與電動機轉(zhuǎn)軸的軸線在同一平面上，而是扭斜了一個角度）。

（2）轉(zhuǎn)子繞組

轉(zhuǎn)子繞組用來切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受

力而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，分籠型轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子兩類，籠型和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機即由此得名。

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，將熔化了的鋁鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個整體，連兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇葉

片一起鑄成。隨著壓力鑄鋁技術(shù)的不斷完善，目前大部分工廠已改用壓力鑄鋁工藝來替代

離心鑄鋁。

另一種結(jié)構(gòu)為銅條轉(zhuǎn)子，即在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)放置沒有絕緣的銅條，銅條的兩端用短路

環(huán)焊接起來，形成一個籠型的形。銅條轉(zhuǎn)子制造較復(fù)雜，價格較高，主要用于功率較大的

異步電動機上。

②繞線轉(zhuǎn)子

繞線型三相異步電動機的定子部分構(gòu)成與籠型異步電動機相同，即也由定子鐵心、三

相定子繞組和機座等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)形式與定子繞組相似，也采用由絕緣導(dǎo)線繞成

的三相繞組或成型的三相繞組嵌入轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，并作星形聯(lián)結(jié)，3個引出端分別接到壓

在轉(zhuǎn)子軸一端并且互相絕緣的銅制滑環(huán)（稱為集電環(huán)）上，再通過壓在集電環(huán)上的3個電

刷與外電路變阻器相連接，調(diào)節(jié)變阻器的電阻值就可達(dá)到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。因此在

某些對起動性能及調(diào)速有特殊要求的設(shè)備（如起重設(shè)備、卷揚機械、鼓風(fēng)機、壓縮機、泵

類等)中，較多米用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。

3、其他附件

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。

軸承端蓋：保護(hù)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)。

風(fēng)扇：用于冷卻電動機。

4、氣隙

為了保證三相異步電動機的正常運轉(zhuǎn)，在定子與轉(zhuǎn)子之間有氣隙。氣隙對三相異步電

動機的性能影響極大。氣隙大，則磁阻大，由電源提供的勵磁電流大，使電動機運行時的

功率因數(shù)低。但氣隙過小時，將使裝配困難，容易造成運行中定子與轉(zhuǎn)子鐵心相碰。一般

氣隙約0.2?1.5mm。

5、電動機銘牌

銘牌上標(biāo)出了該電動機的型號及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供正確使用電動機時參考。

三用異步電動機

型號Y2-132S-I功率5.5kW電流U.7A

頻率50Hz電壓380V接法△轉(zhuǎn)速1110r/min

防護(hù)等級IP11,R軟68kg工作制S1F級絕緣

?電機廠

(1)型號

Y2-132S-1

II?---------磁極數(shù)

\------機座類別(L-長機座?M—中機座?S—短機座)

1----------------中心高度(mm)

I-----------設(shè)計序號

---------------異步電動機

(2)額定功率PN(5.5kW)

表示電動機在額定工作狀態(tài)下運行時，允許輸出的機械功率(kW)。

(3)額定電流/N(11.7A)

表示電動機在額定工作狀態(tài)下運行時，定子電路輸入的線電流(A)。

(4)額定電壓UN(380V)

表小電動機在額定工作狀態(tài)下運行時，定子電路所加的線電壓(V)。三相異步電動

機的額定功率PN與其他額定數(shù)據(jù)之間有如下關(guān)系

PN=6UN/N77NCOS紗，COS0N為額定功率因數(shù)，77N為額定效率。

(5)額定轉(zhuǎn)速(1440r/min)

表示電動機在額定工作狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)速(r/min)。

(6)接法(△)

表示電動機定子三相繞組與交流電源的連接方法，對J02、Y及Y2系列電動機而言,

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡3kW及以下者均采用星形聯(lián)結(jié)；4kW及以上者均采用三角形聯(lián)結(jié)。

(7)防護(hù)等級(IF44)

表示電動機外殼防護(hù)的方式。IP44是開啟型，［P22、IP23是防護(hù)型，IP44是封閉型。

(8)絕緣等級

表示電動機各繞組及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級。絕緣材料按耐熱性能可分為

7個等級。目前國產(chǎn)電動機使用的絕緣材料耐熱等級為B、F、H、C四個等級，

絕緣等級YAEBFH

最高允許溫度/190105120130I：；-180200

(9)定額工作制

指電動機按銘牌值工作時，可以持續(xù)運行的時間和順序。電動機定額分連續(xù)定額、短

時定額和斷續(xù)定額三種。分別用SI、S2、S3表示。

(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。我國規(guī)定的短時運行時間

為lOmin、30mirix60c及90min四種c

(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。每一周期為Imin,我國規(guī)定的負(fù)載持續(xù)率為15%、40%及60%四種(如40%

則表示電動機工作4min就需休息6min)。

”第二節(jié)三相異電動機工作原理

一、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

1、定子三相繞組結(jié)構(gòu)特點

在定子鐵心上沖有均勻分布的鐵心槽，在定子空間各相差120°電角度的鐵