第7章变压器与电动机

*第7章 电机与变压器 知识目标 了解变压器的基本原理、种类、功率和效率及常用变压器。 了解异步电动机的结构、基本原理和应用。 技能目标 会应用变压器和电动机知识分析和解决实际问题。 电工基础(第4版） *第7章 电机与变压器 7.1 变压器 7.2 电动机 7.3 技能训练 电工基础(第4版） 7.1 变压器 ◎知道变压器的基本原理，会应用变压、变流、变阻抗公式作简单计算。 ◎知道变压器的种类，知道变压器的功率和效率。 ◎认识常用变压器。 电工基础(第4版） 7.1.1 变压器的基本原理 变压器是由一个矩形铁心和两个互相绝缘的线圈所组成的装置，它是利用互感原理工作的。 左边的一个线圈与交流电源相接，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），右边的一个线圈与用电设备（如电灯、电动机等）或电路元件（如电阻、电感等）相接，叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。 电工基础(第4版） 1．变换交流电压 变压器初、次级线圈的电压比等于它们的匝数比。 2．变换交流电流 变压器工作时初、次级线圈的电流与线圈的匝数成反比。 3．变换交流阻抗 z1 ＝ n2 z2 电工基础(第4版） 7.1.2 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 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心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。 电工基础(第4版） 7.1.3 变压器的功率 1．变压器的功率 变压器原边的输入功率 P1 =U1I1 cos1 变压器副边的输出功率 P2 =U2I2 cos2 变压器的功率损耗为 P =PCu+PFe 变压器的功率损耗等于输入功率与输出功率之差，即 P =P1−P2 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 电工基础(第4版） 7.1.4 常用变压器 电力变压器 自耦变压器 电压互感器 电流互感器 电工基础(第4版） 7.2 电动机 ◎认识三相异步电动机的结构，说出基本原理，知道三相异步电动机的控制。 ◎说出单相异步电动机的基本原理，知道单相异步电动机的应用。 电工基础(第4版） 7.2.1 三相异步电动机 1．三相异步电动机的结构 三相异步电动机外形图 三相异步电动机基本结构 电工基础(第4版） 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。 （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。 （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n0与转子转速n之差对同步转速n0之比值，称为异步电动机的转差率。其表达式为 电工基础(第4版） 3．三相异步电动机的铭牌 每台三相异步电动机的机壳上都有一块铭牌，上面标有三相异步电动机的型号、规格和有关技术数据。 电工基础(第4版） 3．三相异步电动机的控制 （2）主要参数 ①额定功率 ②额定频率 ③额定电压 ④额定电流 ⑤额定转速 ⑥绝缘等级 ⑦额定效率 ⑧功率因数 （3）工作方式 ①连续工作 ②短时工作 ③断续工作 电工基础(第4版） 4．三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。调速控制有变频调速、变转差率调速和变极调速 。 （3）三相异步电动机的反转 只要将三根电源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 异步电动机的制动常采用反接制动和能耗制动。 电工基础(第4版） 7.2.2 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