电工学chapter7[2016].

1、12授课内容：授课内容： 3机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁4 转子转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。鼠笼转子鼠笼转子(1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 (2) 绕线式转子绕线式转子5定子与转子的作用定子与转子的作用YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或产生感应电动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转磁场。磁场。6n0neiNSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈7磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动

2、势vlBe导线长度导线长度磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）（右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSf81. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：异步异步2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nnn0neiNSf如何让磁场如何让磁场旋转？旋转？9旋转磁场的产生旋转磁场的产生AYCBZ异步机中异步机中, 旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极0n()电流出电流出( )电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAi

3、BiCimIt100tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下设电流为正时，流入首端设电流为正时，流入首端11180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：60012001800AiBiCimIt12旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相。改变电机的旋转方向：换接其中两相。AiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向AiBiCimIt13M3M314旋转

4、磁场的旋转磁场的转速转速大小大小分）转 /( 600fn 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt15极对数（极对数（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS16极对数（极对数（P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下

5、图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ17极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt18XNSASNZBX AYCZBCY0t分）转/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系极对数和转速的关系AiBiCimIt19三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速分）转/( 600pfn 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)50(Hzf

6、0n3p120分）转/( 000120AXYCBZ分）分）转转/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS21电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步电动机电动机0nn无转矩无转矩转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 22 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%91

7、s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大）23 例例6.2.1 6.2.1 一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n= =975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1= =50 Hz。试求电动机的。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。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 , 2.5%100%100097510

8、00%10000nnns24一、转矩公式一、转矩公式 22cosIKTT则转矩公式可表示为则转矩公式可表示为 转矩T也与s有关。22022212)(sXRUsRKT25二、机械特性曲线二、机械特性曲线 在电源电压U1和转子电阻R2 一定的情况下，转速与转矩的关系曲线 n n =f f (T T)，称为电动机的机械特性曲线。转速与转矩转速与转矩的关系曲线的关系曲线TbTmax0nn0TNTstnNa261. 额定转矩额定转矩 TNTbTmax0nn0TNTstnNa02TTT若功率单位用千瓦，则nPT2955060/22nP2TnP255. 9 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。额定转矩是电动

9、机在额定负载时的转矩。NNNnPT2955027如某台电动机，P P2N =7.5kW，额定转速n nN=1440r r/min，则额定转矩为14405 . 7955095502NNNnPTmN 7 .49 正常情况下，电动机都工作在正常情况下，电动机都工作在特性曲线的特性曲线的 ab ab 段，当负载转矩增加时，电动机转速要降低，段，当负载转矩增加时，电动机转速要降低，但对应的电磁转矩却要增加，因为但对应的电磁转矩却要增加，因为 ab ab 段比较平坦，所以电段比较平坦，所以电动机的转速变化不大。这种特征称为动机的转速变化不大。这种特征称为硬的机械特性。硬的机械特性。TbTmax0nn0Ts

10、taTNnN282. 最大转矩最大转矩 Tmax 在机械特性曲线的最大值，称为在机械特性曲线的最大值，称为最最大转矩大转矩或或临界转矩临界转矩。Tb0nn0TstaTNnNTmax0)(22022212sXRUKsRdsddsdT可得202XRsm进而可得进而可得2021max2XUKT可见，T Tmaxmax U U1 12 2,且与转子电阻R R2 无关，而R R2越大 s sm也越大。29 当负载转矩超过最大转矩时，电动机转速急剧下降，电当负载转矩超过最大转矩时，电动机转速急剧下降，电动机将停止转动动机将停止转动产生闷车现象。产生闷车现象。 电动机一旦闷车，电流立即电动机一旦闷车，电流立

11、即上升上升6767倍倍，电动机严重，电动机严重过热！以至烧坏。从另一方面考虑，若在很短时间内过过热！以至烧坏。从另一方面考虑，若在很短时间内过载，在电动机尚未过热就恢复达到正常状态，未损坏电载，在电动机尚未过热就恢复达到正常状态，未损坏电动机是允许的。因此，最大转矩也表示电动机具有短时动机是允许的。因此，最大转矩也表示电动机具有短时间的过载能力。间的过载能力。定义最大转矩与额定转矩的比值为过载系数定义最大转矩与额定转矩的比值为过载系数，即，即NTTmax一般电动机的过载系数为1.82.2。303. 起动转矩起动转矩 Tst 电动机刚起动 (n n =0) 时的转矩称为起动转矩起动转矩22022

12、212XRURKTst当当R R2 2 = X = X2020时，时， T Tstst = = T Tmaxmax ，s sm m =1 =1。T0nU1U1U1 U1U1对转矩的影响对转矩的影响T0nTmaxR2R2R2 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) 因为因为Ist/IN=7.0, Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 时时48132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起动起动mN91

13、8385513131ststY .TT(3)又当负载转矩为额定转矩的又当负载转矩为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？49 三相笼型异步电动机磁极对数三相笼型异步电动机磁极对数p = 2，频率，频率f1 = 50Hz ，额定电压额定电压UN = 380V，形联结，当负载转矩形联结，当负载转矩TL = 20 Nm时，转差率时，转差率s = 0.04，功率因数为，功率因数为 0.88，效率，效率 = 85%。求：求：(1) 转子转速转子转速n，（，（2）输出功率）输出功率P2，（，（3）输入功率）输入功率P1，（，（4）定子线电流）定子线电流I1L和相电流和相电流I1

14、P。/21PP 88. 03803cos31L11LNIIUP04. 01500n150000nnnSNm.20955022LNnPTT506.6 安全用电安全用电51一、知识回顾：一、知识回顾：1.家庭电路的进户线有两根，分别叫家庭电路的进户线有两根，分别叫 和和 。 对地有对地有220V的电压，的电压， 对地电压为对地电压为0V。火线零线火线零线 2.影响电流大小的因素有影响电流大小的因素有 和和 。电压电阻12343.如图所示，如图所示，1接接 线，线，2接接 线，线，3接接 线，线，4接用电器的接用电器的 。零火地外壳52例题：把图例题：把图1中的引出线中的引出线a、b、c、d、e 、

15、f正确连入电路正确连入电路.图图1535455带电操作带电操作56没问题啊！57二、触二、触电电1.定义：定义： 指一定强度的电流流过人体所引起的伤指一定强度的电流流过人体所引起的伤害事故。害事故。2.实验表明：实验表明：（1）当）当1mA左右的电流通过人体时，会使人左右的电流通过人体时，会使人产生麻的感觉；产生麻的感觉；（2）超过）超过10mA的电流就能使人感到巨痛，甚的电流就能使人感到巨痛，甚至神经麻痹，呼吸困难，有生命危险；至神经麻痹，呼吸困难，有生命危险；（3）电流达到）电流达到100mA时，时，3s就可使人窒息，心就可使人窒息，心脏停止跳动。脏停止跳动。（4）不高于）不高于36V的电

16、压才是安全电压。的电压才是安全电压。一定强度一定强度电流电流流过人体流过人体58220V人体人体凳子凳子帮倒忙！帮倒忙！由于干燥凳子的电阻非由于干燥凳子的电阻非常大，根据欧姆定律知，常大，根据欧姆定律知，通过人体的电流接近零，通过人体的电流接近零，所以人不会触电。所以人不会触电。火线火线大地大地59火线零线三、触电事故三、触电事故家庭电路中的触电事故都是人体直接或间接接触火线引家庭电路中的触电事故都是人体直接或间接接触火线引起的。起的。单线触电单线触电双线触电双线触电低压触电低压触电60U高压触电的两种形式高压触电的两种形式高压电弧触电高压电弧触电跨步电压触电跨步电压触电怎么办？怎么办？单脚跳

17、吧！单脚跳吧！61四、防止触电四、防止触电1.如何防止触电，保证安全用电呢？如何防止触电，保证安全用电呢？（1）家庭电路的安装应当符合安全用电的要求；）家庭电路的安装应当符合安全用电的要求；（2）要注意不要弄湿用电器；）要注意不要弄湿用电器；（3）保护好用电器的绝缘体，不使它的火线裸露；）保护好用电器的绝缘体，不使它的火线裸露；（4）对于有金属外壳的家用电器，其外壳要接地；）对于有金属外壳的家用电器，其外壳要接地；（5）在户外，不要靠近高压带电体。）在户外，不要靠近高压带电体。2.安全用电的原则安全用电的原则:（1）不接触低压带电体；）不接触低压带电体；（2）不靠近高压带电体。）不靠近高压带电体。623.发现触电事