第7章知识要点解读

*第7章 变压器与电动机 知识要点解读 一、变压器 1.变压器的基本原理 变压器是利用互感原理工作的静止电气设备，由铁心和线圈组成。与交流电源相接的线 圈，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），与用电设备（如电灯、电动机等）或 电路元件（如电阻、电感等）相接的一个线圈叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。 (1)变换交流电压 变压器原、副边线圈的电压比等于它们的匝数比，即 =N1=n U2 N2 如果N1N2,n<1,称为升压变压器。如果N1>N2,>1,称为降压变压器。 (2)变换交流电流 变压器工作时原、副线圈的电流与线圈的匝数成反比，即 L=N=1 12 N1n (3)变换交流阻抗 变压器副边接上负载2时，相当原边接上一个阻抗为n22的负载，即 3=n23 2.变压器的种类 (1)按用途分 变压器按用途分有电力变压器、试验变压器、仪表变压器和特殊用途变压器等。 (2)按相数分 变压器按相数分有用于三相系统的升、降电压的三相变压器和用于单相负荷及组成三相 变压器组的单相变压器。 (3)按绕组形式分 第7章第1页共4页 变压器按绕组形式分有三绕组变压器、双绕组变压器和自耦变压器等。 (4)按铁心形式分 变压器按铁心形式分有芯式变压器和壳式变压器。 (5)按冷却方式分 变压器按冷却方式分有油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器和蒸发冷却变压器等。 3.变压器的功率和效率 (1)变压器的功率 变压器原边的输入功率 P1=Ul cos 1 变压器副边的输出功案 P2=U2h cos 2 变压器功率损耗包括铁损和铜损两部分，即 △P=Pcu+Pr 变压器的功率损耗等于输入功率与输出功率之差，即 △P=P1-Pz (2)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 B×100% 4.常用变压器 (1)电力变压器 为有效解决输电要经济用电要安全的矛盾，在电力系统中广泛采用了电力变压器。由于 电力系统是三相制供电，因此，电力变压器大部分是三相变压器。 (2)自耦变压器 自耦变压器是原、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。自 耦变压器原、副线圈电压之比和电流之比的关系为 U1=2。N=n U211N2 第7章第2页共4页 (3)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。 ①电压互感器。电压互感器的作用是将电力设各上的高电压变换成低电压（一般电压互 感器的二次侧电压都设计为100V),再供给测量仪表。电压互感器实质上就是降压变压器。电 压互感器高压侧的电压1等于所测量电压U2和变压比n的乘积，即 U=nU ②电流互感器。电流互感器的作用是把电路中大电流变成小电流（一般电流互感器的二 次侧电流都设计为5A),再供给测量仪表。电流互感器通过负载的电流就等于所测电流和变压 比倒数的乘积，即 二、电动机 1.三相异步电动机 (1)三相异步电动机是一种将电能转变为机械能的交流电动机 三相异步电动机由两个基本部分组成，固定不动的部分叫定子（定子铁心、定子绕组、 机壳和端盖)，转动的部分叫转子（转子铁心、转子绕组和转轴）。 (2)三相异步电动机的基本原理 ①三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电产生一个旋转磁场。旋转磁场的转速又称 为同步转速： ②转子导体与旋转磁场作相对运动，产生感应电动势和感应电流。 ③产生感应电流的转子导体在旋转磁场中形成电磁转矩。转子就顺着旋转磁场的方向转 动起来。 ④为保证转子导体与旋转磁场的相对运动，转子与旋转磁场“异步”。 通常把同步转速%与转子转速n之差对同步转速之比值，称为异步电动机的转差率。 其表达式为 5=0-n no 第7章第3页共4页 转差率s是异步电动机的一个重要参数，当转子刚起动时，n=0,转差案s=1。理想空 载下n≈n0,转差率s=0。所以，转差率的变化范围为0一1。转子转速越高，转差率就越小。 异步电动机在正常使用时的转差率约为0.02一0.08。 (3)三相异步电动机的控制。 ①三相异步电动机的起动。三相异步电动机的起动可分为全压起动和降压起动两种。 ②三相异步电动机的调速。在负载不变的条件下改变异步电动机的转速叫调速。 ③三相异步电动机的反转。只要将三根相线中任意两根对调即可使电动机反转。 ④三相异步电动机的制动。为克服惯性，保证电动机在断电时迅速停车，需要对电动机 进行制动。 2.单相异步电动机 (1)单相异步电动机的基本原理 单相异步电动机的定子绕组通以单相电流后，电动机内就产生一交变磁场，但磁场的方 向时而垂直向上，时而垂直向下，即单相定子绕组的磁场不是旋转磁场，所以转子不能自行 起动。因此，单相异步电动机转动的关键是产生一个起动转矩。 (2)单相电容式异步电动机 单相电容式异步电动机在定子上有工作绕组和起动绕组