《电工基础》 第十一章变压器和交流电动机 能利用变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关 系,做相应的计算。 2.会正确使用几种变压器。 3.会进行三相异步电动机起动、反转、调速、制动的操 作 变压器的工作原理 2.三相异步电动机的工作原理 教学准点3.三相异步电动机起动、反转、调速和制动的方法。 序号 内容 学时 第一节变压器的构造 第二节变压器的工作原理 2 3第三节变压器的功率和效率1 第四节常用变压器 第五节变压器的额定值和检验 学时日配 实验单相变压器 7第六节三相异步电动机 第七节三相异步电动机的控制 第八节单相异步电动机 10 本章小结与习题 11本章总学时 14 第一节变压器的构造 、变压器的用途和种类 变压器是利用互感原理工作的电磁装置,它的符号如图11 所示,T是它的文字符号。 图11-1变压器的符号 107
《电工基础》 107 第十一章 变压器和交流电动机 序号 内 容 学时 1 第一节 变压器的构造 1 2 第二节 变压器的工作原理 2 3 第三节 变压器的功率和效率 1 4 第四节 常用变压器 1 5 第五节 变压器的额定值和检验 1 6 实验 单相变压器 2 7 第六节 三相异步电动机 2 8 第七节 三相异步电动机的控制 1 9 第八节 单相异步电动机 1 10 本章小结与习题 2 11 本章总学时 14 第一节 变压器的构造 一、变压器的用途和种类 变压器是利用互感原理工作的电磁装置，它的符号如图 11-1 所示，T 是它的文字符号。 1．能利用变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关 系，做相应的计算。 2．会正确使用几种变压器。 3．会进行三相异步电动机起动、反转、调速、制动的操 作。 1．变压器的工作原理。 2．三相异步电动机的工作原理。 3．三相异步电动机起动、反转、调速和制动的方法。 图 11-1 变压器的符号
《电工基础》 1.变压器的用途:变压器除可变换电压外,还可变换电流、变换阻抗、改变相位。 2.变压器的种类:按照使用的场合,变压器有电力变压器、整流变压器、调压变压 器输入、输出变压器等 、变压器的基本构造 变压器主要由铁心和线圈两部分构成 铁心是变压器的磁路通道,是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成,以便减少涡流 和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种,如图112(a)、(b)所示 图11-2心式和壳式变压器 线圈是变压器的电路部分,是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线 圈叫原线圈(初级绕组),和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。 第二节变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的,原线圈接在交流电源上,在铁心中产生交变磁通 从而在原、副线圈产生感应电动势,如图11-3所示 1.变换交流电压 原线圈接上交流电压,铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈,原、副线圈中交 变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为M1,副线圈匝数为M2,磁通为④,感应电动势为 Er 4r,E.N2△① N,A④ 由此得 Er U1○E M Ne E M 忽略线圈内阻得 K 图11-3变压器空载运行原理图 上式中K称为变压比。由此可见:变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 如果M1M2,K>1,电压下降,称为降压变压器
《电工基础》 108 1．变压器的用途：变压器除可变换电压外，还可变换电流、变换阻抗、改变相位。 2．变压器的种类：按照使用的场合，变压器有电力变压器、整流变压器、调压变压 器输入、输出变压器等。 二、变压器的基本构造 变压器主要由铁心和线圈两部分构成。 铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流 和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图 11-2(a)、(b)所示。 线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线 圈叫原线圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。 第二节 变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通， 从而在原、副线圈产生感应电动势，如图 11-3 所示。 1．变换交流电压 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交 变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为 N1，副线圈匝数为 N2，磁通为 ，感应电动势为 t N E t N E = = 2 2 1 1 ， 由此得 2 1 2 1 N N E E = 忽略线圈内阻得 K N N U U = = 2 1 2 1 上式中 K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 如果 N1 N2，K >1，电压下降，称为降压变压器。 图 11-2 心式和壳式变压器 图 11-3 变压器空载运行原理图
《电工基础》 2.变换交流电流 根据能量守恒定律,变压器输出功率与从电网中获得功率相等,即P1=P2,由交流电 功率的公式可得 U1/I COs=U2/2 COS( 式中coso-—原线圈电路的功率因数 cos-—副线圈电路的功率因数 ,@2相差很小,可认为相等,因此得到 U1l1=U212 1N21 L N, K 可见,变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小, 用较细的导线绕制;低压线圈通过的电流大,用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压 器高、低压饶组的方法 3.变换交流阻抗 设变压器初级输入阻抗为|z1|,次级负载阻抗为Z2|,则 Z1=1 将U1=,U2,l1=12l2代入,得 () 因为 所以 可见,次级接上负载|Z2|时,相当于电源接上阻抗为K2|Z2的负载。变压器的这种阻 抗变换特性,在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等,使负载上获得最大功 【例11-1】有一电压比为220/110V的降压变压器,如果 次级接上55g的电阻,求变压器初级的输入阻抗。 解1:次级电流 1102A 55 109
《电工基础》 109 2．变换交流电流 根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即 P1 = P2，由交流电 功率的公式可得 U1I1 cos1= U2I2 cos2 式中 cos1——原线圈电路的功率因数； cos2——副线圈电路的功率因数。 1，2 相差很小，可认为相等，因此得到 U1I1 = U2I2 N K N I I 1 1 2 2 1 = = 可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小， 用较细的导线绕制；低压线圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压 器高、低压饶组的方法。 3．变换交流阻抗 设变压器初级输入阻抗为|Z1|，次级负载阻抗为|Z2|，则 1 1 1 I U Z = 将 2 1 2 2 1 2 1 1 I N N U I N N U = ， = 代入，得 2 2 2 2 1 1 I U N N Z = 因为 2 2 2 Z I U = 所以 2 2 2 2 2 1 1 Z K Z N N Z = = 可见，次级接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为 K 2|Z2|的负载。变压器的这种阻 抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功 率。 解 1：次级电流 2Α 55 110 2 2 2 = = = Z U I 【例 11-1】有一电压比为 220/110 V 的降压变压器，如果 次级接上 55 的电阻，求变压器初级的输入阻抗
《电工基础》 初级电流 A. N U 220 =2A N,U2110 2_2 K 2 输入阻抗 =220g 解2:变压比 K: UI N,U,110 输入阻抗 |=K22=4×55=2209 【例112】有一信号源的电动势为1V,内阻为6009,负载 电阻为150Ω。欲使负载获得最大功率,必须在信号源和负载之 间接一匹配变压器,使变压器的输入电阻等于信号源的内阻,如 题 图11-4所示。问:变压器变压比,初、次级电流各为多少? U2 Rl=l ⊥△U cos o=0. 8 图11-4例11-2图 图11-5变压器外特性曲线 解:负载电阻R2=150g,变压器的输入电阻R1=R0=600g,则变比应为 初、次级电流分别为 E ≈0.83×10-A=0.83mA R0+R1600+600 2x.=2×03=160mA 变压器的外特性和电压变化率 1.变压器的外特性 变压器外特性就是当变压器的初级电压Uh和负载的功率因数都一定时,次级电压U2 随次级电流l2变化的关系,如图11-5所示。 由变压器外特性曲线图可见 (2)当负载为电阻性和电感性时,随着l2的增大,U2逐渐下降。在相同的负载电流情 况下,U2的下降程度与功率因数cos有关
《电工基础》 110 初级电流 2Α 110 220 2 1 2 1 = = = U U N N K 1Α 2 2 2 1 = = = K I I 输入阻抗 = = = 220 1 220 1 1 1 I U Z 解 2：变压比 2 110 220 2 1 2 1 = = = U U N N K 输入阻抗 = = = 2 4 55 220 2 2 2 2 1 1 Z K Z N N Z 解:负载电阻 R2 = 150 ，变压器的输入电阻 R1 = R0 = 600 ，则变比应为 2 150 600 2 1 2 1 = = = R R N N K 初、次级电流分别为 2 0.83 1.66 mA 0.83 10 A 0.83 mA 600 600 1 1 2 1 2 3 0 1 1 = = = + = + = − I N N I R R E I 二、 变压器的外特性和电压变化率 1．变压器的外特性 变压器外特性就是当变压器的初级电压 U1 和负载的功率因数都一定时，次级电压 U2 随次级电流 I2 变化的关系，如图 11-5 所示。 由变压器外特性曲线图可见： (1) I2 = 0 时，U2 = U2N。 (2) 当负载为电阻性和电感性时，随着 I2 的增大，U2 逐渐下降。在相同的负载电流情 况下，U2 的下降程度与功率因数 cos 有关。 【例 11-2】有一信号源的电动势为 1V，内阻为 600 ，负载 电阻为 150 。欲使负载获得最大功率，必须在信号源和负载之 间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻，如 图 11-4 所示。问：变压器变压比，初、次级电流各为多少? 图 11-4 例 11-2 图 图 11-5 变压器外特性曲线
《电工基础》 (3)当负载为电容性负载时,随着功率因数cosφ的降低,曲线上升。所以,在供电系 统中,常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器,以提高负载的功率因数cosφ 2.电压的变化率 电压变化率是指变压器空载时次级端电压U2N和有载时次级端电压U2之差与U2N的 百分比。即: △U=C2N-U2 2×100% 电压变化率越小,为负载供电的电压越稳定 第三节变压器的功率和效率 、变压器的功率 变压器的功率消耗等于输入功率P1=Uhl1cosa和P2=U22cos输出功率之差,即 PL= PI-P 变压器功率损耗包括铁损和铜损。 二、变压器的效率 变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比,即 大容量变压的效率可达98%~99%,小型电源变压器效率约为70%~80% 【例113】有一变压器初级电压为2200V,次级电压为220 V,在接纯电阻性负载时,测得次级电流为10A,变压器的效率 题为95%。试求它的损耗功率,初级功率和初级电流 解:次级负载功率 P2=U2l2cos=220×10=2200w 初级功率 P=P=220 ≈2316W n0.95 损耗功率 PL=P1-P2=2316-2200=116W 初级电流 l≈B2316 ≈1.05A U12200 第四节常用变压器 、自耦变压器 1.自耦变压器的构造和工作原理 自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组,它们之间不仅有磁耦合,还有电的关系,如
《电工基础》 111 (3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数 cos 的降低，曲线上升。所以，在供电系 统中，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数 cos。 2．电压的变化率 电压变化率是指变压器空载时次级端电压 U2N 和有载时次级端电压 U2 之差与 U2N 的 百分比。即： 100% 2N 2N 2 − = U U U U 电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。 第三节 变压器的功率和效率 一、变压器的功率 变压器的功率消耗等于输入功率 P1 = U1I1 cos1 和 P2 = U2I2 cos2 输出功率之差，即 PL = P1 – P2 变压器功率损耗包括铁损和铜损。 二、变压器的效率 变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即 100% 1 2 = P P 大容量变压的效率可达 98% ~ 99%，小型电源变压器效率约为 70% ~ 80% 。 解：次级负载功率 P2 = U2I2cos2 = 220 10 = 2200 W 初级功率 2316 W 0.95 2 2200 1 = = P P 损耗功率 PL = P1 – P2 = 2316 – 2200 = 116W 初级电流 1.05Α 2200 2316 1 1 1 = = U P I 第四节 常用变压器 一、自耦变压器 1．自耦变压器的构造和工作原理 自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如 【例 11-3】有一变压器初级电压为 2200 V，次级电压为 220 V，在接纯电阻性负载时，测得次级电流为 10 A，变压器的效率 为 95%。 试求它的损耗功率，初级功率和初级电流
《电工基础》 图11-6所示 原、副线圈电压之比和电流之比的关系为 U1_12N K 自耦变压器在使用时,一定要注意正确接线,否则易于发生触电事故。 一千柄 接触臂 0250V wICN Lo5 220y 图116自耦变压器符号及原理图 图11-7实验用调压变压器 实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器,就是一种自耦变压器,如图11-7所示。 二、多绕组变压器 1.多绕组变压器 N, U2 变压器的次级有两个以上的绕组或初、次级都有两个以 上绕组的变压器叫多绕组变压器,如图11-8所示。 U1 M 多绕组变压器原、副线圈的电压关系仍符合变压比的关系 N3 U3 图11-8多绕组变压器 2.多绕组变压器的使用 多绕组变压器多使用于电子设备中,输出多种电压。多绕组可串联或并联使用,串联 时应将线圈的异名端相接,并联时应将线圈的同名端相接。只有匝数相同的线圈才能并联 三、互感器 互感器是一种专供测量仪表,控制设备和保护设备中使用的变压器。可分为电压互感 器和电流互感器两种 1.电压互感器 使用时,电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上,低压绕组则与电压表 相连,如图11-9所示。 l12 图11-9电压互感器 图11-10电流互感器
《电工基础》 112 图 11-6 所示。 原、副线圈电压之比和电流之比的关系为 K N N I I U U = = 2 1 1 2 2 1 自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。 实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器，如图 11-7 所示。 二、多绕组变压器 1．多绕组变压器 变压器的次级有两个以上的绕组或初、次级都有两个以 上绕组的变压器叫多绕组变压器，如图 11-8 所示。 多绕组变压器原、副线圈的电压关系仍符合变压比的关系， 3 1 3 1 2 1 2 1 N N U U N N U U 2．多绕组变压器的使用 多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。多绕组可串联或并联使用，串联 时应将线圈的异名端相接，并联时应将线圈的同名端相接。只有匝数相同的线圈才能并联。 三、互感器 互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。可分为电压互感 器和电流互感器两种。 1．电压互感器 使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表 相连，如图 11-9 所示。 图 11-6 自耦变压器符号及原理图 图 11-7 实验用调压变压器 图 11-8 多绕组变压器 图 11-9 电压互感器 图 11-10 电流互感器
《电工基础》 可见,高压线路的电压Uh等于所测量电压U2和变压比K的乘积,即U1=KU2 使用时应注意 (1)次级绕组不能短路,防止烧坏次级绕组 (2)铁心和次级绕组一端必须可靠的接地,防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的 破坏和人身伤亡 2.电流互感器 被测电流 的导线 使用时,电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连,次 级绕组则与电流表串联成闭和回路,如图11-10所示 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积 使用时应注意 (1)绝对不能让电流互感器的次级开路,否则易造成危险 (2)铁心和次级绕组一端均应可靠接地。 常用的钳形电流表也是一种电流互感器。它是由一个电流表 接成闭合回路的次级绕组和一个铁心构成,其铁心可开、可合。 图11-11钳形 测量时,把待测电流的一根导线放入钳口中,电流表上可直接读 电流表 出被测电流的大小,如图11-11所示。 四、三相变压器 三相变压器就是三个相同的单相变压器的组合,如图11-12 所示。三相变压器用于供电系统中。根据三相电源和负载的不 同 三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形 图11-12三相变压 第五节变压器的额定值和检验 、变压器的额定值 变压器的满负荷运行情况叫额定运行,额定运行条件叫变压器的额定值 额定容量一一指次级最大视在功率,单位是伏安(VA)减或千伏安(kVA)。 额定初级电压一一指接到初级线圈电压的规定值 额定次级电压一一指变压器空载时,初级加上额定电压后,次级两端的电压 额定电流一一指规定的满载电流值。 变压器的额定值取决于变压器的构造及使用的材料。使用时,变压器应在额定条件下 运行,不能超过其额定值 除此外还应注意 113
《电工基础》 113 可见，高压线路的电压 U1 等于所测量电压 U2 和变压比 K 的乘积，即 U1=KU2 使用时应注意： (1) 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。 (2) 铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的 破坏和人身伤亡。 2．电流互感器 使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次 级绕组则与电流表串联成闭和回路，如图 11-10 所示。 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。 使用时应注意： (1) 绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险； (2) 铁心和次级绕组一端均应可靠接地。 常用的钳形电流表也是一种电流互感器。它是由一个电流表 接成闭合回路的次级绕组和一个铁心构成，其铁心可开、可合。 测量时，把待测电流的一根导线放入钳口中，电流表上可直接读 出被测电流的大小，如图 11-11 所示。 四、三相变压器 三相变压器就是三个相同的单相变压器的组合，如图 11-12 所示。三相变压器用于供电系统中。根据三相电源和负载的不 同， 三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形。 第五节 变压器的额定值和检验 一、变压器的额定值 变压器的满负荷运行情况叫额定运行，额定运行条件叫变压器的额定值。 额定容量——指次级最大视在功率，单位是伏安(VA)或千伏安(kVA)。 额定初级电压——指接到初级线圈电压的规定值。 额定次级电压——指变压器空载时，初级加上额定电压后，次级两端的电压。 额定电流——指规定的满载电流值。 变压器的额定值取决于变压器的构造及使用的材料。使用时，变压器应在额定条件下 运行，不能超过其额定值。 除此外还应注意： 图 11-11 钳形 电流表 图 11-12 三相变压器
《电工基础》 (1)工作温度不能过高 (2)初、次级绕组必须分清 (3)防止变压器绕组短路,以免烧毁变压器 二、变压器的检验 变压器在使用前应进行检验,通常其检验内容有 (1)区分绕组、测量各绕组的直流电阻 (2)绝缘检查 (3)各绕组的电压和变压比; (4)磁化电流L,变压器次级开路时的初级电流叫磁化电流,l一般为初级额定电流 的3%~8% 各项检验都应符合设计标准,否则不宜使用 第六节三相异步电动机 、异步电动机的构造 电动机由定子和转子两个基本部分组成,如图11-13所示。 回到 V2 L3 图 a 11-13三相异步电动机的构造 图11-14定子绕组的星形和三角形连接图 1.定子 相异步电动机的定子由机座、铁心和定子绕组组成 定子绕组是电动机的电路部分,由三相对称绕组组成,按一定规则连接,有六个出线 端。即U1-U2、V1-V2、W1-W2接到机座的接线盒中,定子绕组接成星形或三角形。 图11-14(a是定子绕组的星形连接图 图11-14(b)是定子绕组的三角形连接图。 2.转子 转子是异步电动机的旋转部分,由转轴、转子铁心和转子绕组三部分组成,其作用是 输出机械转矩。跟据构造的不同,转子绕组分为绕线式和笼型两种,图11-15(a所示为笼 型绕组,(b)为铸铝的笼型转子。 114
《电工基础》 114 (1) 工作温度不能过高； (2) 初、次级绕组必须分清； (3) 防止变压器绕组短路，以免烧毁变压器。 二、变压器的检验 变压器在使用前应进行检验，通常其检验内容有： (1) 区分绕组、测量各绕组的直流电阻； (2) 绝缘检查； (3) 各绕组的电压和变压比； (4) 磁化电流 I，变压器次级开路时的初级电流叫磁化电流，I 一般为初级额定电流 的 3% ~ 8%。 各项检验都应符合设计标准，否则不宜使用。 第六节 三相异步电动机 一、异步电动机的构造 电动机由定子和转子两个基本部分组成，如图 11-13 所示。 1．定子 三相异步电动机的定子由机座、铁心和定子绕组组成。 定子绕组是电动机的电路部分，由三相对称绕组组成，按一定规则连接，有六个出线 端。即 U1-U2、V1-V2、W1-W2 接到机座的接线盒中，定子绕组接成星形或三角形。 图 11-14(a)是定子绕组的星形连接图； 图 11-14(b)是定子绕组的三角形连接图。 2．转子 转子是异步电动机的旋转部分，由转轴、转子铁心和转子绕组三部分组成，其作用是 输出机械转矩。跟据构造的不同，转子绕组分为绕线式和笼型两种，图 11-15 (a)所示为笼 型绕组，(b)为铸铝的笼型转子。 图 11-13 三相异步电动机的构造 图 11-14 定子绕组的星形和三角形连接图
《电工基础》 图11-15笼型绕组及转子 图11-16三相绕组电流的波形图 二、旋转磁场 1.旋转磁场的产生 将对称三相电流通入在空间彼此相差120°的作星形连接的三线圈。 设三相电流为: i2= Isin(Ot-120°) 其波形如图11-16所示。 根据电流的磁效应,在三相绕组的空间上就会产生旋转磁场,如图11-7所示,为方便 分析,规定电流为正值时,电流从线圈的首端(即U1、V1和W1)流向末端(即U2、V2和W2)。 图中首端用⑧表示,末端用⊙表示,反之电流由末端流向首端。取or=0°、90°、180°、 70°和360°五个瞬间,依次的标出电流的方向,由右手螺旋法则确定磁场的方向。or=0° 时,磁场方向由右指向左:Ot=90°时,磁场的方向垂直向上;o=180°、270°和360°时 磁场的方向分别向右、向下和向左,顺时针旋转一周,分别如图11-7(a)、(b)、(c)、(d)和 (e)所示。 w1V2 图11-17旋转磁场的产生 由图可见,当空间彼此相差120°的三个相同线圈通入对称三相交流电,就能产生与电 流有相同角速度的旋转磁场(即交流电变化一周,旋转磁场在空间也旋转一周) 当我们i使通入Ⅴ相,i通过U相时,分析可见,旋转磁场逆时针旋转。因此,只要
《电工基础》 115 二、旋转磁场 1．旋转磁场的产生 将对称三相电流通入在空间彼此相差 120的作星形连接的三线圈。 设三相电流为： i1=Imsin(t) i2 = Imsin(t – 120) i3 = Imsin(t + 120) 其波形如图 11-16 所示。 根据电流的磁效应，在三相绕组的空间上就会产生旋转磁场，如图 11-7 所示，为方便 分析，规定电流为正值时，电流从线圈的首端(即 U1、V1 和 W1)流向末端(即 U2、V2 和 W2)。 图中首端用 表示，末端用 ⊙ 表示，反之电流由末端流向首端。取t = 0、90、180、 270和 360五个瞬间，依次的标出电流的方向，由右手螺旋法则确定磁场的方向。t = 0 时，磁场方向由右指向左； t = 90时，磁场的方向垂直向上；t = 180、270和 360时， 磁场的方向分别向右、向下和向左，顺时针旋转一周，分别如图 11-7(a)、(b)、(c)、(d)和 (e)所示。 由图可见，当空间彼此相差 120的三个相同线圈通入对称三相交流电，就能产生与电 流有相同角速度的旋转磁场(即交流电变化一周，旋转磁场在空间也旋转一周)。 当我们 i1 使通入 V 相，i2 通过 U 相时，分析可见，旋转磁场逆时针旋转。因此，只要 图 11-15 笼型绕组及转子 图 11-16 三相绕组电流的波形图 图 11-17 旋转磁场的产生
《电工基础》 把接到三相绕组上的两根电源线任意对调,即改变电源的相序,就可实现旋转磁场的反转 2.旋转磁场的转速 上述旋转磁场具有一对磁极,若用p表示磁极对数,则p=1。磁极对数p=1的旋转 磁场,其转速与正弦电流同步。若交流电的频率为,则旋转磁场的转速 no=60f(r/min) 当磁极对数p=2时,交流电变化一周,旋转磁场转动}周,依次类推当旋转磁场具 有p对磁极时,交流电变化一周,旋转磁场转动周。因此交流电频率为八,磁极对数为 p,则旋转磁场的转速为 )f (r/mim) P 式中n0又称为同步转速 、三相异步电动机的工作原理 旋转磁场以同步转速m顺时针旋转,相当于磁场不动,转子逆时针切割磁力线,产生 感应电流,用右手定则判定,转子半部分的感应电流流入纸面。有电流的转子在磁场中受 到电磁力的作用,用左手定则判定,上半部分所受磁场力向右,下半部分所受磁场力向左, 如图11-18所示。这两个力对转子转轴形成电磁转矩,使转子沿旋转磁场的方向以转速n 旋转 四、三相异步电动机的极数与转速 电动机总是以低于旋转磁场的转速转动。即n<m异步电动机的同步转率m与转子转 速n之差,即m-n称为转速差。转速差(m-n)与n之 比称为异步电动机的转差率,用s表示 100% 也可写成 转差率是异步电动机的一个重要参数。 五、异步电动机的铭牌 在电动机的铭牌上标有其主要技术数据,使用时应图18三相异步电动机的工作原理 多加注意,表11-1就是一台三相异步电动机的铭牌 表11-1三相异步电动机的铭牌 三相异步电动机 型号Y132M-4 功率 7.5KW 频率50HZ 电压 电流 154A 转速1440r/min 绝缘等级 工作方式连续 年月日编号 ×电机厂 第七节三相异步电动机的控制 l16
《电工基础》 116 把接到三相绕组上的两根电源线任意对调，即改变电源的相序，就可实现旋转磁场的反转。 2．旋转磁场的转速 上述旋转磁场具有一对磁极，若用 p 表示磁极对数，则 p = 1。磁极对数 p = 1 的旋转 磁场，其转速与正弦电流同步。若交流电的频率为 f，则旋转磁场的转速 n0 = 60 f (r/min) 当磁极对数 p = 2 时，交流电变化一周，旋转磁场转动 2 1 周，依次类推当旋转磁场具 有 p 对磁极时，交流电变化一周，旋转磁场转动 p 1 周。因此交流电频率为 f，磁极对数为 p，则旋转磁场的转速为 (r/mim) 60 0 p f n = 式中 n0 又称为同步转速 三、三相异步电动机的工作原理 旋转磁场以同步转速 n0 顺时针旋转，相当于磁场不动，转子逆时针切割磁力线，产生 感应电流，用右手定则判定，转子半部分的感应电流流入纸面。有电流的转子在磁场中受 到电磁力的作用，用左手定则判定，上半部分所受磁场力向右，下半部分所受磁场力向左， 如图 11-18 所示。这两个力对转子转轴形成电磁转矩，使转子沿旋转磁场的方向以转速 n 旋转。 四、三相异步电动机的极数与转速 电动机总是以低于旋转磁场的转速转动。即 n < n0 异步电动机的同步转率 n0 与转子转 速 n 之差，即 n0 − n 称为转速差。转速差(n0 − n)与 n 之 比称为异步电动机的转差率，用 s 表示 100% 0 0 − = n n n s 也可写成 n = (1 – s) n0 转差率是异步电动机的一个重要参数。 五、异步电动机的铭牌 在电动机的铭牌上标有其主要技术数据，使用时应 多加注意，表 11-1 就是一台三相异步电动机的铭牌。 表 11-1 三相异步电动机的铭牌 第七节 三相异步电动机的控制 三相异步电动机 型号 Y132M—4 功率 7.5KW 频率 50HZ 电压 380V 电流 15.4A 接法 ∆ 转速 1440r/min 绝缘等级 B 工作方式 连续 年 月 日 编号 电机厂 图 11-18 三相异步电动机的工作原理