变压器与电动机ppt课件

1、 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中运用广泛。线路中运用广泛。 变压器的磁路变压器的磁路由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心1u2uLZ1i2i+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心 变电压：电力系统变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变电流：电流互感器变电流：电流互感器 一次一次绕组绕组铁心铁心二次二次绕组绕组 仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 / 220V降压降压 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压变电站变电站

2、10kV降压降压降压降压1u2uLZ1i2i+N1N2l1l22e+1e+1U2U1I2ILZ+1E+2E+1m1=j4.44EN f2222=( +j)UERXI2m2=j4.44EN f1111=( +j)UERXI111=EZ I222=EZ I+1U2U1I2ILZ+1E+2E+2Z1Z 1122=ENkEN1122UNkUN结论：改动匝数比，就能改动输出电压。结论：改动匝数比，就能改动输出电压。+1U2U1I2ILZ+1E+2E+2Z1Z 有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通是是由一次、二次由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成磁通。磁通。+|Z|2i1u2

3、e1i1e1N2N+2u2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势普通情况下：普通情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。 +1U2U1I2ILZ+1U1IZ+2L2UZI11ZUI22122L212ZUkUUkkZIIIk2LZk Z 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的

4、负载的阻抗模的k 2 倍。倍。 信号源信号源I UR0RL+108800LL21 RRNNKI U1N2U2ILR2N+ W548008008001202L2L0. RRRUP0LRR W1760888001202L2L0. RRRUP2将负载直接接到信号源上时，输出功率为：将负载直接接到信号源上时，输出功率为：KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1匝数多匝数多保险丝保险丝 N2匝数少匝数少u 被测电压被测电压电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1被测电流被测电

5、流ARi1i2 U2I2U2NO2222=( +j)UERXI222=EZ I 2N22N%100%UUUU %100%1002212PPPPP 机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁端盖：固定于机座端盖：固定于机座 鼠笼转子鼠笼转子(1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环构成一体。部用短路环构成一体。 或铸铝构成转子绕组。或铸铝构成转子绕组。 (2) 绕线式转子绕线式转子 1m2m3msinsin120sin120iItiItiIt2iU1U2V1V2W1W21i3i3i1i2iitmIo0n规定规定 i : “+ 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i

6、 : “ 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()电流出电流出()电流入电流入3i1i2iitmIo3i2i1ii tU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSNAU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过3602.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向0t 60t 恣意互换两根电源进线恣意互换两根电源进线(电路如图电路如

7、图)0mI3i2i1i tiomINSNS2iU1U2V1V2W1W21i3i0t 1p3i2i1ioimI tU1U2V2W1V1W2NS2iU1U2V1V2W1W21i3iW1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iU2U1U1U2V1V2V1V2W1W2W1W2 极对数极对数2p旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的陈列有关与三相绕组的陈列有关W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iNSSNU1U1W1W2V2V2V1V1U2U2W1W20mI3i2i1i tiomI分分）转转 /( 6010fn 工频：工频：Hz501 f分分）转转 /(

8、30000 np=1时时)/( 6010分分转转pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)f(Hz501 3p120分）转/( 00014p分分）转转/( 75090旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。U1U2V2W1V1W2分分）转转/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS0nn 假设假设:0nn %s)91( 转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得0)(1nns %10000 nnns例例3-33-3一台三相异步电动机，

9、其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min n=975 r/min，电源频率，电源频率 f1=50 Hz f1=50 Hz。试求电动机。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。的极对数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min , 即即2.5%100%10009751000%10000 nnns 直流电动机虽然比三相交流异步电动机构造复杂直流电动机虽然比三相交流异步电动机构造复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩，维修也不便，但由于它的调速性能

10、较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的消费机械或者需求较较大，因此，对调速要求较高的消费机械或者需求较大起动转矩的消费机械往往采用直流电动机驱动。大起动转矩的消费机械往往采用直流电动机驱动。 NSNS 直流电机由定直流电机由定子子(磁极磁极)、转子、转子(电枢电枢)和机座等和机座等部分构成。部分构成。 直流电机按照励磁直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机并励电动机、串励电动机和复励电动机。和复励电动机。UaUfIaM+_+_IffRaRIaUM+_IffRaR+_IE UIa+_IfM复励复励U+_IMIa IU+SbNacdU+U+电刷电刷换

11、向片换向片U+IFFTn 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如下图。由于换向片和电源固定联接，无论线方向如下图。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里极有效边的电流方向向里, NU+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷 CE: 与电机构造有关的常数与电机构造有关的常数n: 电动机转速电动机转速 ：磁通：磁通U+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷 aaaaRInCRIEUERaIaE+UM 02TTT aaRIEU 由图可求得由图可求得aaREUI IfIIaUM+_fR

12、aR+_EffRUI aafIIII 由上分析可知：由上分析可知： 当电源电压当电源电压U和励磁回路的电阻和励磁回路的电阻Rf一定时一定时, 励磁电励磁电流流If和磁通和磁通不变，即不变，即 = 常数。那么常数。那么即：并励电动机的磁通即：并励电动机的磁通 = 常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流成正比。成正比。 由以下公式由以下公式IfIIaUM+_fRaR+_Ea2CC CETERUnTaaCCETUEI REanT TI Innn 0a2TEC CRnT0CEUn令：令：a2TE:C CRnT转速降0E:CUn理理想想空空载载转转速速式中：式中：n0nNTNn0T改动电枢电压和电枢回

13、路串电改动电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线阻可得人工特性曲线 解：解：(1) P2是输出功率，额定输入功率为是输出功率，额定输入功率为KW19.2684. 02221 PPA2381101019.2631 UPI额定电流额定电流额定励磁电流额定励磁电流A45 .27110ff RuI额定电枢电流额定电枢电流A2344238fa III 2电枢电路铜损电枢电路铜损W219023404. 02a2aaCu IRPW44045 .272f2ffCu IRP励磁电路铜损励磁电路铜损总损失功率总损失功率W4190220002619021 PPP空载损耗功率空载损耗功率W200021904190a

14、Cu10 PPPm.N210100022955095502 nPT3额定转矩额定转矩4反电动势反电动势V6 .10023404. 0110aa IRUE 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。每来一信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉个电脉冲，步进电机转动一定角度，带动机械挪动冲，步进电机转动一定角度，带动机械挪动一小段一小段间隔。间隔。 区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反响式步进电机的转子上没有励磁线圈。反响式步进电机的转子上没有励磁线圈。种类：励磁式和反响式两种

15、。种类：励磁式和反响式两种。 下面以反响式步进电机为例阐明步进电机的下面以反响式步进电机为例阐明步进电机的构造和任务原理。构造和任务原理。ABCIAIBIC 定子内圆周均匀分布着六个磁极，磁极上有励磁绕组，每两个相对的绕组组成一相。转子有四个齿。定子定子转子转子 CABBCA3412 CABBCA3412 同理，同理，B B相通电时，转子会转过相通电时，转子会转过3030角，角，2 2、4 4齿和齿和B B、B B 磁极轴线对齐；当磁极轴线对齐；当C C相通电时，转相通电时，转子再转过子再转过3030角，角，1 1、3 3齿和齿和C C、C C磁极轴线对磁极轴线对齐。齐。1C342CABBA

16、按AB C A 的顺序给三相绕组轮番通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30(步距角)，每个通电循环周期(3拍)转过90(一个齿距角)。 按按A AAB AB B B BC BC C C CA CA的顺序给三相绕的顺序给三相绕组轮番通电。这种方式可以获得更准确的控制特组轮番通电。这种方式可以获得更准确的控制特性。性。 CABBCA3412CABBCA3412 A相通电，转子相通电，转子1、3齿与齿与A、A 对齐。对齐。 A、B一样时通电，一样时通电，A、A 磁极拉住磁极拉住1、3齿，齿，B、B 磁极拉住磁极拉住2、4齿，齿，转子转过转子转过15，到达左图，到达左图所示位置。所示位置。 CA

17、BBCA3412 B 相通电，转子相通电，转子2、4齿与齿与B、B 对齐对齐,又转又转过过15。3412CABBCA B、C一样时通电，一样时通电，C 、C 磁极拉住磁极拉住1、3齿，齿，B、B 磁极拉住磁极拉住2、4齿，转子再转过齿，转子再转过15。 三相反响式步进电动机的一个通电循环周三相反响式步进电动机的一个通电循环周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每个循，每个循环周期分为六拍。每拍转子转过环周期分为六拍。每拍转子转过15步距角，步距角，一个通电循环周期一个通电循环周期(6拍拍)转子转过转子转过90 (齿距角齿距角)。 与单三拍相比，六拍驱动方式的步距角更与单三拍相比，六拍驱

18、动方式的步距角更小，更适用于需求准确定位的控制系统中。小，更适用于需求准确定位的控制系统中。 按按AB AB BC BC CACA的顺序给三相绕组轮番通的顺序给三相绕组轮番通电。每拍有两相绕组同时通电。电。每拍有两相绕组同时通电。 AB通电通电CABBCA3412BC通电通电3412CABBCACA通电通电CABBCA3412 与单三拍方式类似，双三拍驱动时每个通电循与单三拍方式类似，双三拍驱动时每个通电循环周期也分为三拍。每拍转子转过环周期也分为三拍。每拍转子转过30 (步距角步距角)，一个通电循环周期一个通电循环周期(3拍拍)转子转过转子转过90(齿距角齿距角)。 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可得步距角计算公式：mZr360 步距角步距角Zr 转子齿数转子齿数m 每个通电循环周期的拍数每个通电循环周期的拍数 适