§1交流鐵心線圈

§2變壓器

§3三相異步電動機的結構與轉動原理第12章異步電動機§4三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性§5三相異步電動機的使用§6電動機的銘牌數(shù)據(jù)*§7單相異步電動機1第12章異步電動機§1交流鐵心線圈

結構：

電磁關系：

2第12章異步電動機一、鐵心線圈的電壓-電流關系設：線圈的主磁通為，線圈的主磁感應電動勢其有效值為

3第12章異步電動機電路的KVL方程為:

當忽略線圈內(nèi)阻及漏磁感應電動勢的影響時，有：其有效值為：4第12章異步電動機二、線圈的功率損耗1、銅損：由線圈內(nèi)阻引起的功率損耗，用表示。2、鐵損：鐵心中產(chǎn)生的功率損耗，用表示。則線圈的功率損耗為：減小功率損耗的方法：1、采用磁滯回線窄的軟磁材料（硅鋼）制作鐵心2、減小鐵心的體積，將鐵心做成片狀疊成5第12章異步電動機三、等效電路圖中：是：是線圈的內(nèi)阻是：鐵心中與鐵損相對應的等效電阻是：漏磁感抗是：與鐵心中能量儲放相對應的等效感抗

6第12章異步電動機§2變壓器

結構：鐵心、原邊繞組（一次繞組、初級繞組），付邊繞組（二次繞組、次級繞組）。一、變壓器的電磁關系

7式中：和分別為變壓器原、付邊繞組中的主磁感應電動勢。和分別為變壓器原、付邊繞組中的漏磁感應電動勢。

第12章異步電動機變壓器原邊、付邊繞組的KVL方程的相量表示式為：分別為原邊線圈與付邊線圈的漏磁感抗。和和分別為原邊線圈與付邊線圈的線圈內(nèi)阻。8第12章異步電動機二、變壓器的電壓變換

忽略線圈內(nèi)阻與漏磁感抗，變壓器原、付邊線圈的KVL方程為：由于：

則有：

式中：是變壓器的變比

9由交流鐵心線圈可知，變壓器鐵心磁通最大值：

第12章異步電動機三、變壓器的電流變換

即：在匝數(shù)及頻率一定時，磁通最大值正比于電源電壓。

同時在鐵心中有：忽略空載勵磁電流的影響，有：10第12章異步電動機上式表示：1、變壓器原邊繞組的磁動勢與付邊繞組的磁動勢相位相反即：變壓器原邊繞組的磁動勢是勵磁磁動勢，而付邊繞組的磁動勢是去磁磁動勢。2、由有效值表示式可以得到變壓器原、付邊電流與原、付邊線圈匝數(shù)之間的關系11第12章異步電動機四、變壓器的阻抗變換

設：變壓器付邊的負載為，變換后的等效阻抗為，則：

12，當負載電阻時，計算第12章異步電動機例：一臺單相變壓器，已知，信號源電動勢，信號源內(nèi)阻信號源的輸出功率。解：將負載電阻由變壓器的付邊折算到變壓器的原邊，負載上的電壓為：

信號源輸出的功率為：

13第12章異步電動機五、變壓器的外特性

變壓器的輸出特性輸出特性：變壓器輸出電壓隨輸出電流與負載功率因數(shù)的關系如圖所示，輸出電壓的變化用電壓變化率表示，即：

14第12章異步電動機六、特種變壓器

1、自耦變壓器自耦變壓器的付邊線圈是原邊線圈的一部分，由調(diào)壓手柄調(diào)節(jié)變壓器付邊線圈匝數(shù)，從而改變變壓器的變比。自耦變壓器同樣滿足變壓器的三種變換關系。

15第12章異步電動機2、電流互感器

電流互感器原邊聯(lián)接大容量電氣設備，付邊聯(lián)接測量電流表，利用變壓器的電流變換作用，可以將電氣設備較大的工作電流變換為電流表能夠測量的電流數(shù)值。

a)原理圖b)電路符號16第12章異步電動機注意：電流互感器的原邊電流是大容量電氣設備的工作電流，其數(shù)值較大，若電流互感器付邊線圈發(fā)生斷路，則：1、原邊線圈中數(shù)值較大的磁動勢將會使鐵心中的鐵損增大，鐵心發(fā)熱。2、會在付邊線圈兩端出現(xiàn)數(shù)值很高的感應電動勢。

所以為了用電安全，在使用電流互感器時，其付邊線圈一定要接地。17第12章異步電動機§3三相異步電動機的結構與轉動原理定義：將電能轉換為機械能的裝置分類：1、按照使用的電源分為直流電動機與交流電動機2、直流電動機按照勵磁方式分為：他勵、并勵與串勵3、交流電動機按照工作電源分為：三相異步電動機與單相異步電動機4、應用于特殊用途的特種電動機

18第12章異步電動機三相異步電動機的結構由定子與轉子兩大部分構成。1、定子：機座，機座是由鑄鐵構成定子鐵心，鐵心由硅鋼片疊成定子線圈，三組線圈匝數(shù)相同、繞向一致2、轉子：轉軸，聯(lián)接機械部件轉子鐵心，硅鋼片疊成轉子線圈，按照轉子線圈的不同分為：鼠籠式電機：轉子銅條、短路環(huán)繞線式電機：三組轉子線圈、三個滑環(huán)與炭刷一、三相異步電動機的結構

19第12章異步電動機二、電動機轉動原理

設磁場沿順時針方向轉動：1、由右手定則確定感生電流的方向，如圖所示。2、由左手定則確定載流導體的受力方向如圖所示。20第12章異步電動機12343000150010007501、極對數(shù)：電動機旋轉磁場的磁極對數(shù)，定義：2、同步轉速：旋轉磁場的轉速，與極對數(shù)之間的關系式：三、電動機的轉速與轉差

磁極對數(shù)同步轉速21第12章異步電動機3、轉速：電動機轉子輸出轉速，在異步機中有

4、轉差率：電動機同步轉速與轉速的相對變化率電動機的轉速：22為磁場的每極磁通；

第12章異步電動機§4三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性一、電動機的電磁轉矩

電動機電磁轉矩正比于與磁場的強度、正比于轉子電路的電流、正比與轉子電路的功率因數(shù)，其定義式為：

式中：為電動機的結構常數(shù)；

為電動機轉子電流；

為轉子電路的功率因數(shù)。

23第12章異步電動機利用公式

可以將電磁轉矩的定義式轉換為：

式中：是電動機結構參數(shù)

是轉子線圈內(nèi)阻，

是在時的轉子感抗

上式反映了電動機驅動轉矩與電源電壓之間的關系

是轉差率，

是電源電壓。

24第12章異步電動機二、電動機的機械特性

機械特性：電動機的特性額定轉矩：額定狀態(tài)時的輸出轉矩最大轉矩：輸出轉矩的最大值起動轉矩：時的轉矩過載系數(shù)：25第12章異步電動機三、電動機的工作區(qū)

1、不穩(wěn)定工作區(qū)；由到（a點）之間區(qū)間

2、穩(wěn)定工作區(qū)：由（a點）到同步轉速之間區(qū)間

26第12章異步電動機四、轉子回路電阻與電源電壓對驅動轉矩的影響

1、轉子電阻變化2、電源電壓變化，

27第12章異步電動機一、電動機的起動

§5三相異步電動機的使用電動機起動時存在的問題：1）、起動電流大：2）、起動轉矩?。狠^小

解決方法：，直接起動，空載起動

28第12章異步電動機1、Y形—△降壓起動直接起動：降壓起動：29第12章異步電動機2、自耦變壓器降壓起動繞組Y形聯(lián)接的電動機起動時將三相電源聯(lián)接到自耦變壓器的原邊，變壓器的付邊聯(lián)接到電動機三組定子線圈，轉動變壓器的調(diào)壓手柄降低定子繞組的端電壓以減小電動機的起動電流，待電動機起動過程完成后，恢復定子繞組的額定電壓數(shù)值，使電動機正常運轉。3、串降壓起動繞線式電動機起動時在外電路通過滑環(huán)，給轉子電路串聯(lián)起動電阻以降低電動機的起動電流，待電動機起動過程完成后，切除起動電阻，電動機正常運轉。30第12章異步電動機二、電動機的調(diào)速2、變極調(diào)速：應用于鼠籠式電機，優(yōu)點：簡單；缺點：有級調(diào)速1、變頻調(diào)速：優(yōu)點：平滑調(diào)速；缺點：需要變頻電源3、變轉差率調(diào)速：應用于繞線式電動機，優(yōu)點：平滑調(diào)速；缺點；調(diào)速范圍較小31第12章異步電動機三、電動機的制動

1、能耗制動：制動時接通直流電源，使磁場轉變?yōu)楹愣ù艌?，對轉子產(chǎn)生制動轉矩，消耗轉子中的動能，電動機停止轉動。2、反接制動：制動時換接任意兩條電源線，使磁場反轉，對轉子產(chǎn)生制動轉矩，使電動機停止轉動。反接制動時需要注意：

1）、在轉速時應及時切斷電源，以防止電動機反向運轉

2）、在磁場反轉瞬間，轉子與磁場之間的轉差這時電路中的電流數(shù)值較大，需要在定子電路（鼠籠式）或轉子電路（繞線式）中聯(lián)接限流電阻。

32第12章異步電動機3、發(fā)電反饋制動：在電動機的運行過程中，如果外力使得電動機的轉速大于旋轉磁場的同步轉速，使得電動機轉速，這時電動機進入了發(fā)電反饋運行狀態(tài)，這時電動機磁場對轉子產(chǎn)生的轉矩是制動轉矩，制動轉矩將減小轉子的轉速同時將外力的作用轉換為電能反饋回電網(wǎng)中去。當電動機軸上帶動的重物自由下落時，電動機就會進入發(fā)電反饋運行狀態(tài)，只是發(fā)電反饋制動僅表示電動機磁場給轉子的轉矩是制動轉矩，但這個轉矩并不能使電動機停止轉動。

33第12章異步電動機§6電動機的銘牌數(shù)據(jù)型號：型號的最后一位是磁場的磁極數(shù)，電動機的極對數(shù)=磁極數(shù)/2；頻率：電源頻率額定值：電壓、電流、轉速及功率；工作方式：連續(xù)、頻繁起動三相異步電動機銘牌型號Y132M－4功率7.5kW頻率50Hz電壓380V電流15.4A接法△轉速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)年月編號××電動機廠34第12章異步電動機絕緣等級AEBF最高允許溫度(℃)105120130155絕緣等級：電動機繞組所使用絕緣材料的耐熱等級，絕緣等級決定電動機工作時允許的最高溫度。接法：定子繞組與三相電源的聯(lián)接方式，a）星形聯(lián)接

b）三角形聯(lián)接

35第12章異步電動機效率：電動機輸出功率與輸入功率的比值因為電動機的功率所以電動機的額定電流：36第12章異步電動機三相異步電動機銘牌型號Y132M－4功率7.5kW頻率50Hz電壓380V電流15.4A接法△轉速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)例：已知銘牌數(shù)據(jù)，計算電動機的極對數(shù)和額定轉矩，當過載系數(shù)時，計算電動機的最大轉矩。

解：由型號可知磁極數(shù)為4，則極對數(shù)：額定轉矩：

最大轉矩：

37第12章異步電動機a）電動機定子電路

b）定子線圈電流*§7單相異步電動機一、單相異步電動機1、結構：定子鐵心、定子繞組、起動繞