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培训李明维修电工基础知识元器件电路基础电机变压器双闭环直流调速系统基础理论低压动态无功补偿变频器软启动PLC基础知识第一章元器件定义：在电路中对电流有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫电阻在交流和直流电路情况：瞬时值：

电阻的作用：为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。

序言电阻第一章元器件图形和符号:电阻参数：

(

)R＋

、

－RURuiRIR、

特性曲线

(伏安特性):Ou(U)i(I)

RIRU

R＝电导参数：

RIRU

G＝第一章元器件电阻器的在电路中的参数标注方法：有3种，即直标法、色标法和数标法。a、直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上,其允许偏差则用百分数表示,未标偏差值的即为±20%.

b、数码标示法主要用于贴片等小体积的电路，在三为数码中,从左至右第一,二位数表示有效数字,第三位表示10的倍幂或者用R表示(R表示0.)如：472表示47×102Ω（即4.7KΩ）；

104则表示100KΩ、;R22表示0.22Ω、122=1200Ω=1.2KΩ、1402=14000Ω=14KΩ、R22=0.22Ω、50C=324*100=32.4KΩ、17R8=17.8Ω、000=0Ω、0=0Ω.c、色环标注法使用最多，普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示,紧靠电阻体一端头的色环为第一环,露着电阻体本色较多的另一端头为末环.现举例如下：如果色环电阻器用四环表示,前面两位数字是有效数字,第三位是10的倍幂,第四环是色环电阻器的误差范围(见图一)

元器件---电阻元器件---电阻平均功率：耗能器件电阻的电压和电流相位关系：同相位电阻参数：功率、阻值电阻的用途：1.分压2.限流3.吸收过电压4.加热、提供热能、5.分流6.偏置7.滤波（与电容器组合使用）8.阻抗匹配电阻的特点：

1.P大于0，具有耗能性2.U和I都可突变

电阻器好坏的检测:元器件---电感电感定义：一般电感元件，就是电流i与磁链之间存在一种代数关系（确切的瞬时关系）的两端钮元件。韦安特性：磁链与电流关系

线性非时变的电感元件(韦安特性是条过原点直线）直流回路电感相当于短路电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但ｕ＝０，相当于短路。Li+–u韦安特性i0元器件---电感线性电感电压、电流关系：i,

右螺旋e,右螺旋u,e

一致u,i

关联i+–u–+e由电磁感应定律与楞次定律由电磁感应定律与楞次定律元器件---电感Li+–u当u，i为关联方向时，u=Ldi/dt

u，i为非关联方向时，u=–

Ldi/dtL

=

ψ代数形式iL=

L

ddt微分形式uLiL积分形式uLd

t=t∫L1iL-∞t元器件---电感电感元件（线性非时变）电压、电流关系：电阻忽略不计时（外加电压超前电流90）元器件---电感功率、电压、电流相位关系：QL的频率是电压或电流频率的2倍。U、i都为正时，QL为正，吸收能量（负载）U、i都为负时，QL为正，吸收能量（负载）U为正i为负时，QL为正，吸收能量（无功电源）U为负i为正时，QL为正，吸收能量（无功电源）电阻忽略不计时，电路中没有能量损耗，瞬时功率正半周与正半周的面积完全相等，所以交流电感电路中平均功率为0.元器件---电感磁场储能：存储在磁场中全部能量电感参数：电感量、电流电感的用途：滤波、谐波治理、变压器、电机、电磁铁、陷波、振荡、储存磁能、接触器、继电器、磁砣、电焊机、高频淬火等。电感器的单位换算是:1H=103mH＝106uH＝109nH；1nH＝10-3uH=10-6mH=10-9H通直流隔交流；通低频阻高频。电感的好坏测量:电感的质量检测包括外观和阻值测量.首先检测电感的外表有无完好,磁性有无缺损,裂缝,金属部分有无腐蚀氧化,标志有无完整清晰,接线有无断裂和拆伤等.用万用表对电感作初步检测,测线圈的直流电阻,并与原已知的正常电阻值进行比较.如果检测值比正常值显著增大,或指针不动,可能是电感器本体断路.若比正常值小许多,可判断电感器本体严重短路,线圈的局部短路需用专用仪器进行检测.元器件---电容电容定义：聚集电荷或存储电能的元件。电荷与两端存在着代数关系的两端钮元件。库伏特性：i大于0时，充电；i小于0时，放电（q下降，电压降，电压变化率下降）。线性非时变电容元件q正比于u

Ciu+–+–元器件---电容电流i超前电压u90度阻抗电容的储能：电容器常见的单位:毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）说明电容可储存电场能量。元器件---电容某一时刻的电压u(t)与该时刻以前的电流都有关系，对过去历史上有过的电流有记忆作用，因此，电容是有记忆性作用。电容的特点：1.c元件是动态元件（导数关系）、储能元件、是由记忆性元件、无源性元件。2.电流超电压90度

3.电容的特性主要是隔直流通交流,通低频阻高频电容的用途：滤波、谐波治理、提高电网功率因数、过电压吸收、隔直流、旁路充放电、储能等。电容的种类：1pf=10-3nf=10-6uf=10-9mf=10-12f;元器件---电容电容器的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。A、直标法是将电容的标称值用数字和单位在电容的本体上表示出来：如：220MF表示220UF；.01UF表示0.01UF；R56UF表示0.56UF;6n8表示6800PF.b、不标单位的数码表示法.其中用一位到四位数表示有效数字,一般为PF,而电解电容其容量则为UF.如:3表示3PF;2200表示2200PF;0.056表示0.056UF;c、数字表示法:一般用三为数字表示容量的大小,前两位表示有效数字,第三位表示10的倍幂.如102表示10*102=1000PF;224表示22*104=0.2UFD、

用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。

电容器偏差标志符号：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。元器件---电容滤波电容在电路上起什么作用？滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容？滤波电容在电源电路中；旁路电容在信号电路中；其实作用是基本一样的，滤波电容：将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容：将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。元器件---电容电容的分类:根据极性可分为有极性电容和无极性电容.我们常见到的电解电容就是有极性的,是有正负极之分.电容器的容量(即储存电荷的容量),耐压值(指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值)耐温值(表示电容所能承受的最高工作温度。).元器件----电容电容器的好坏测量a;脱离线路时检测采用万用表Ｒ×１ｋ挡，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷.当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来所指示的阻值为该电容的漏电电阻，此阻值愈大愈好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容的电容量也越大，反之说明容量越小。b.线路上直接检测主要是检测电容器是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表Ｒ×１挡，电路断开后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针向右偏转，说明电解电容内部断路。如果表针向右偏转后所指示的阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏后无回转，但所指示的阻值不很小，说明电容器开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。c．线路上通电状态时检测,若怀疑电解电容只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流挡测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为０Ｖ，则是该电容器已击穿。对于电解电容的正、负极标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。元器件---功率元件二极管元器件---功率元件二极管1.PN结的单相导电性：

I------PN结的电流（A)Is-----反向饱和电流（A)V-----外加电压（V)Vt-----温度的电压当量e------自然对数的底q------电子电荷量K------玻尔兹曼常数T------绝对温度从上式可以看出，当PN结为正向偏置时，电压V为正，只要V远大于Vt（常温下Vt=0.026V），式中结中远大于1，因此PN结中的电流If随正偏电压V的增加按指数规律上升。当PN结为反向偏置时，电压V为负，随电压V的绝对值的增加，指数项很快趋近于0，于是I约等于-Is，即反向饱和电流是一常数，不随外加电压变化。元器件---功率元件2.PN结的反向击穿（1）雪崩击穿：高电压击穿（2）齐纳击穿：也称隧道击穿，在比较低的反向电压下发生击穿（3）热击穿3.二极管的特性与参数：（1）伏安特性：与温度有关（温度升高曲线左移）4.开关特性：由于Pn结电容的存在，在二极管加正向电压流过正向电流时，结电容上冲有一定电荷。元器件---功率元件（1）在t＜0时刻，二极管加正向电压Vf，正向电流由负载电阻决定（If=Vf/R），二极管的正向压降很小。（2）当t=0时，切断正向电压Vf，施加反向电压Vr。二极管的正向电压降很小，但是由于势垒电容和扩散电容的作用，载流子无法立即消失，所以，二极管两端电压电压仍然保持导通状态时正向电压降的值，即Ud。反向电流仍由负载电阻R决定，-Ir=-Vr/R。

(3）当t＞0时，尽管空间电荷区的存储载流子不断漂移出该区，但由于N区中的非平衡载流子不断向空间电荷区移动。从而使空间电荷区仍然保持大量存储载流子，因而具有正向电压降，使反向电流保持较大的数值。元器件---功率元件（4）当t=td时刻，是二极管反向恢复过程中的的一个重要转折点，此时加于空间电荷区的正向电压减小为0，非平衡载流子完全消失，此后空间电荷区的载流子浓度将开始衰减，td称为延迟时间。（5）当t＞td以后，空间电荷区的载流子浓度进一步减少，开始承受反向电压PN结变为反向偏置状态，反向电流明显下降，反向电压降相应上升。反向电压上升到外加电压-Ur，反向电流减小到反向饱和电流，此时二极管完全恢复到截止状态。（6）由t=td到二极管完全截止所需时间称为电流下降时间，用tf表示（7）反向恢复时间trr=td+tf---------决定开关速度5.性能参数：（1）额定正向平均电流If长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。有效值为：1.57If元器件---功率元件（2）反向重复峰值电压：反向所能施加的最高峰值电压。通常是反向雪崩击穿电压的2/3.（3）最高允许结温：125℃-----175℃（4）反向恢复时间trr：是从二极管正向电流过零到反向电流下降到其峰值10%时的时间间隔它与反向电流上升率、结温、开关前的最大正向电流等因素有关。（5）定额：他是体现承载正向不重复最大电流的能力。即电流浪涌不超过一个工频周期时元器件---功率元件6.二极管的分类：半导体二极管的分类a按材质分：硅二极管和锗二极管；b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。普通二极管：用于1KHZ以下的整流电路中，反向恢复时间25微秒左右。快恢复二极管：用于高频斩波和逆变电路，反向恢复时间5微秒左右。超快速二极管可达50纳秒。变容二极管：是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。元器件---功率元件在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时，就应该更换同型号的变容二极管。稳压二极管的基本知识

a、稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

b、故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

c、常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：型号1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511N4761稳压值3.3V3.6V3.9V4.7V5.1V5.6V6.2V15V27V30V75V元器件---功率元件7.二极管的用途：整流、过电压吸收、续流、限幅、稳压、检波、发光等。8.二极管的检验方法：用万用表(指针表)R﹡100或R﹡1K档测量二极管的正,反向电阻要求在1K左右,反向电阻应在100K以上.总之,正向电阻越小,越好.反向电阻越大越好.若正向电阻无穷大,说明二极管内部断路,若反向电阻为零,表明二极管以击穿,内部断开或击穿的二极管均不能使用。9.半导体二极管的识别方法：

a、目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.b、用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.C、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。半导体三极管半导体三极管

半导体三极管英文缩写：Q/T

半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。半导体三极管特点：半导体三极管（简称晶体管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。按材料来分可分硅和锗管，我国目前生产的硅管多为NPN型，锗管多为PNP型。半导体三极管放大的条件:要实现放大作用，必须给三极管加合适的电压，即管子发射结必须具备正向偏压，而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外部条件。

B(基极)半导体三极管半导体三极管的主要参数

a、电流放大系数：对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化，使集电极电流Ic发生更大的变化，即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大，这就是三极管的电流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。b、极间反向电流，集电极与基极的反向饱和电流。c、极限参数：反向击穿电压，集电极最大允许电流、集电极最大允许功率损耗。半导体三极管具有三种工作状态:放大、饱和、截止，在模拟电路中一般使用放大作用。饱和和截止状态一般合用在数字电路中。半导体三极管半导体三极管的三种基本的放大电路。

极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断，没有交流信号通过的极，就叫此极为公共极。注：交流信号从基极输入，集电极输出，那发射极就叫公共极。交流信号从基极输入，发射极输出，那集电极就叫公共极。交流信号从发射极输入，集电极输出，那基极就叫公共极。半导体三极管用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表).A、先选量程：R﹡100或R﹡1K档位.B、判别半导体三极管基极：用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极，红表笔分别接半导体三极管另外两各电极，观察指针偏转，若两次的测量阻值都大或是都小，则改脚所接就是基极（两次阻值都小的为NPN型管，两次阻值都大的为PNP型管），若两次测量阻值一大一小，则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量，直到找到基极。C、.判别半导体三极管的c极和e极：确定基极后，对于NPN管，用万用表两表笔接三极管另外两极，交替测量两次，若两次测量的结果不相等，则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极，红笔接得是c极（若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反）。D、判别半导体三极管的类型.

如果已知某个半导体三极管的基极,可以用红表笔接基极,黑表笔分别测量其另外两个电极引脚,如果测得的电阻值很大,则该三极管是NPN型半导体三极管,如果测量的电阻值都很小,则该三极管是PNP型半导体三极管.半导体三极管如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，b;然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管，方便实用。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管子的放大能力，当然这是凭经验的。第三种方法：先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，黑表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，黑表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子，这个方法就不适用了。半导体三极管

半导体三极管的分类：a、按频率分：高频管和低频管b、按功率分：小功率管，中功率管和的功率c、按机构分：PNP管和NPN管d、按材质分：硅管和锗管e、按功能分：开关管和放大

半导体三极管NPN型三极管共发射极的特性曲线。

00.40.60.8UBE(V)

IB(mA)

UCE=0V

1V

0.4

0.2

输入特性曲线

80μA

60μA

40μA

20μA

IB=0μA02468

UCE(V)

ΔIB

饱

截止区

放大区

IC(mA)

ΔIC

2

3

1输出特性曲线IB=0μA半导体三极管三极管各区的工作条件：放大区：发射结正偏，集电结反偏：饱和区：发射结正偏，集电结正偏；截止区：发射结反偏，集电结反偏。半导体三极管的好坏检测a、先选量程：R﹡100或R﹡1K档位

b、测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值:红表笔接基极,黑表笔接发射极,所测得阻值为发射极正向电阻值,若将黑表笔接集电极(红表笔不动),所测得阻值便是集电极的正向电阻值,正向电阻值愈小愈好.c、测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的反向电阻值:将黑表笔接基极,红表笔分别接发射极与集电极,所测得阻值分别为发射极和集电极的反向电阻,反向电阻愈小愈好.d、测量NPN型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值的方法和测量PNP型半导体三极管的方法相反.

元器件---功率元件元器件---功率元件晶闸管（半控器件）1.普通晶闸管：（Thyristor)SCR(1)结构：螺栓和平板型。(2)晶闸管导通、关断条件：（3）阳极伏安特性：晶闸管阳极阴极之间电压Uak与阳极电流Ia之间的函数关系。

(4)门极伏安特性：因工艺原因门极伏安特性相差很大。元器件---功率元件（5）晶闸管开通特性：晶闸管开通不是瞬间完成的，开通时阴极与阳极两端的电压有一个下降过程，而阳极电流的上升也有一个过程。（6）晶闸管关断过程：Toff=Trr+TgrTrr---------反向恢复时间Tgr---------门极恢复时间

（7）参数：

a.电压参数：断态不重复峰值电压：门极开路时，施加于晶闸管的正向阳极电压上升到正向伏安特性曲线急剧弯曲处所对应的电压。此电压不能重复施加，时间不大于10ms。元器件---功率元件断态重复峰值电压：门极开路及额定结温下，允许每秒50次，持续时间不大于10ms，重复施加于晶闸管上的正向断态最大脉冲电压。一般为断态不重复峰值电压的90%。反向不重复峰值电压：门极开路时，施加于晶闸管的反向电压上升到反向伏安特性曲线急剧弯曲处所对应的电压。此电压不能重复施加，时间不大于10ms。反向重复峰值电压：门极开路及额定结温下，允许每秒50次，持续时间不大于10ms，重复施加于晶闸管上的反向断态最大脉冲电压。额定电压：将断态重复峰值电压和反向重复峰值电压的较小值定为额定电压。元器件---功率元件通态峰值电压：（管压降）通2倍额定通态平均电流和额定结温时，阳极与阴极间瞬时电压值b.电流参数：通态平均电流：环境温度40℃和规定的冷却条件下；导通角不小于170；额定结温时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值；维持电流：擎住电流：晶闸管导通后，去掉触发脉冲能使晶闸管保持导通所需要的最小阳极电流。擎住电流是维持电流的几倍。元器件---功率元件断态重复峰值电流：门极开路及额定结温下，对应于断态重复峰值电压下的峰值电流。断态反向重复峰值电流：门极开路及额定结温下，对应于断态反向重复峰值电压下的峰值电流。浪涌电流：在规定条件下，工频正弦半周期内所允许的最大过载峰值电流。门极参数：门极触发电压：（一般1—5V）门极重复电流：（一般几十—---几百mA）门极反向峰值电压：不超过10V元器件---功率元件动态参数：断态电压临界上升率：du/dt在额定结温和门极开路条件下，使得晶闸管保持断态所承受的最大电压上升率。通态临界电流上升率di/dt晶闸管用门极触发信号开通时，使得晶闸管不会导致损坏承的通态最大电流上升率。2.特殊晶闸管高频晶闸管双向晶闸管光控晶闸管元器件---功率元件3.晶闸管的应用：各种整流电路：（1）单相半波、全波整流电路（2）三相桥式全控、半控整流电路（3）带平衡电抗器的双反星整流电路交流调压逆变器电子开关晶闸管的检测：4.绝缘栅双极型晶体管：IGBT（电压控制器件）元器件---功率元件

IGBT管的构成

（a）晶体管（b）场效应管（c）IGBT

“IGBT管也叫绝缘栅晶体管，它是晶体管和绝缘栅场效应管的组合。图（a）是三极晶体管，它的三个极分别是：集电极C、发射极E和基极B。它的特点集电极电流IC的大小取决于基极电流IB，故称为电流控制器件。图（b）是绝缘栅场效应管，它的三个极分别是：漏极D、源极S和栅极G。栅极和源极之间是绝缘的。它的工作特点是漏极电流ID的大小取决于栅极和源极之间的电压uGS，故称为电压控制器件。再看图（c）所示的IGBT管，它的主体部分和晶体管相同，也是集电极C和发射极E；控制部分却是绝缘栅结构，通常称为控制极G。集电极电流IC的大小取决于控制极与发射极之间的电压uGE。所以，也是电压控制器件。”元器件---功率元件

IGBT管的粗测

（a）GE接电池（b）拿掉电池（c）接入电阻

“当电池的‘＋’端接G极，‘－’端接E极，如图（a）所示时，IGBT管是导通的。可是，我把电池拿掉后，IGBT管仍然是通的，如图（b）所示。

把10K电阻往G、E间一接，万用表的显示立刻就指向“∞”了。然后说：“因为IGBT管的G、E间是绝缘的，所以，你方才把电池拿掉时，G极上的‘＋’电荷不能释放，所以，IGBT管保持着导通的状态。在G、E间接入了一个电阻后，G极上的‘＋’电荷很快释放掉了，你所谓的晶闸管现象也就不存在了。”元器件---功率元件一直以“快进则生，中进则退，慢进则衰，不进则亡”为企业哲学，以“众志成城，脚踏实地，创新学习，精益求精”为企业精神，以“为客户提供优质服务，为员工创造发展空间，为合作伙伴谋取市场之赢”为企业宗旨，逐步达成“立足国内，辐射全球，抗衡国际，步步为营”的企业战略目标。元器件---功率元件1.特点：（1）输入高阻抗，是场控器件。（MOSFET特性----MOS场效应晶体管）（2）输出特性饱和压降低。（BJT----双极晶体管特点）（3）驱动简单(日本富士EXB系列驱动模块）、保护容易、不用缓冲电路、开关频率高。IGBT产品种类：一单元模块1200V2400A3300V1200A二单元模块1200V800A3300V400A六单元模块2500V1000AIGBT的主要参数:（1）集电极-发射极额定电压雪崩击穿电压（2）栅极-发射极额定电压小于+20V元器件---功率元件（3）额定集电极电流：IGBT导通时的最大电流8-400A（4）集电极-发射极饱和电压：饱和动态时，集电极-发射极电压降。值越小，管子的功耗越小。2.3-3.5V开关频率：30-40KHZ目前，功能市场应用最多的IGBT驱动模块是富士公司的EXB系列，它驱动全部的IGBT产品。IGBT驱动模块有过电流保护电路和过电流保护输出信号端子；2500V高隔离电压的光耦；智能电力模块（IPM）（1）特点：将主开关器件、续流二极管、驱动电路、电流检测元件、电压检测元件、温度检测元件及保护信号生成与传送电路，某些接口电路集成在一起。元器件---功率元件IGBT驱动电路过流保护过热保护欠压保护IPM（智能功率模块）PIM（功率集成模块）元器件---功率元件1.3.2IGBT测量在逆变电路中，具体器件就是IGBT和二极管，首先介绍IGBT的工作原理和好坏判断。二极管具有单向导电性，好的IGBT怎么测量都不通。元器件---功率元件独立测量：将独立的IGBT（管子没有接到电路中），用万用表的×10kΩ挡，黑表笔接C极，红表笔接E极，用手指短路C、G极，表针摆动，管子是好的。元器件---功率元件“BSM10GD120DN2”IGBT功率模块管脚图对应模块测量IGBT好坏第二章电机传动系统：MT电机转矩T负载转矩中间传动机构终端机械直流电机

1.1直流电动机的基本工作原理与结构基本工作原理直流电动机的结构直流电动机的铭牌数据1.2直流电动机的电枢反应直流电动机的空载磁场直流电动机的电枢磁场电枢反应1.3直流电动机的电枢电动势和电磁转矩电枢电动势电磁转矩1.4直流电动机直流电动机的励磁方式他励直流电动机的基本方程式直流电机1.5电力拖动系统的运动方程式单轴拖动系统的运动方程式运动方程式中正、负号的规定拖动系统的运动状态他励直流电动机的反转1.6生产机械的负载转矩特性恒转矩负载特性恒功率负载特性通风机型负载特性1.7他励直流电动机的机械特性机械特性方程式固有机械特性和人为机械特性直流电机1.8他励直流电动机的启动直接启动电枢回路串电阻启动降低电枢电压启动1.9他励直流电动机的电气制动能耗制动反接制动回馈制动1.10他励直流电动机的调速调速指标调速方法直流调速系统使用的可控直流电源直流电机一、基本工作原理与结构电动机示意图基本结构直流电机1.风扇2.机座3.电枢4.主磁极5.刷架6.换向器7.接线板8.出线盒9.换向极10.端盖直流电动机的结构图直流电机机座（磁轭）：固定部件，形成电机磁路主磁极：产生气隙磁场，由主磁极铁心和主磁极绕组（励 磁绕组）组成换向极：改善换向，由换向极铁心和换向极绕组组成电刷装置：与换向器配合，将电枢绕组电路和外电路连接， 并将电枢绕组中的交流量转变成电刷端的直流量直流电机转子部分电枢铁心：形成电机磁路，安放电枢绕组电枢绕组：直流电动机的主要组成部分，产生感应电动势换向器：改善换向直流电动机的铭牌数据额定运行情况：根据电机的设计和试验数据，按照国家标准规定的电机的正常运行状态和条件额定值（铭牌数据）：表征电机额定运行情况的各种数据直流电机额定值（铭牌数据）：表征电机额定运行情况的各种数据直流电机二、直流电动机的电枢反应直流电动机的磁场是由主磁极产生的励磁磁场和电枢绕组电流产生的电枢磁场合成的一个合成磁场直流电动机的运行特性在很大程度上取决于该磁场特性1.直流电动机的空载磁场空载：电动机轴上不带机械负载运行此时，电枢电流等于零或近似等于零空载磁场可以认为仅仅是励磁电流通过励磁绕组产生的励磁磁通所建立直流电机直流电动机空载时磁场分布1.极靴2.极身3.定子磁轭4.励磁线圈5.气隙6.电枢齿7.电枢磁轭演示电机分类电机概述：电机是与电能有关能量转换的机器。电机的分类：按能量转换分：发电机（机械能→电能）；电动机（电能→机械能）；变压器（电能→电能）和控制电机（信号的传递和转换）。按电机结构或转速分：变压器和旋转电机。上述两种方法归纳如下：电机分为：普通电机和控制电机。普通电机又分为：变压器和旋转电机旋转电机又分为：直流电机（电动机和发电机）和交流电机（同步电机和异步电机）。电机分类按供电电源分：直流电机和交流电机按防护型式分：开启式、防护式（网罩式、防滴式、防溅式、封闭式、防水式、防暴式、水密式、潜水式。IP11------防止大于50mm的固体进入，且垂直水滴不能进入电机按电机通风冷却方式分：空气冷却（自冷式、自扇冷却、它扇冷却、管道通风冷却）、液体冷却。按工作制分：连续工作制、短时工作制、断续周期工作制、电机名牌数据：型号、额定数据、防护等级、接线方式、海拔高度。型号：异步机Y112S-6112--中心高度112mmS----短机座6---6极型号：同步机TFW225M2-6/24225---中心高度225mmM---中机座TFW---无刷同步发电机基本定律学好电机学，掌握以下几个基本定律是很重要1.全电流定律（电生磁）此定律主要用于电机和变压器的磁路计算2.电磁感应定律（磁生电）3.电磁力定律判断方向：左手定则基本定律4.磁路的欧姆定律F=NI为磁通势；l为磁场平均长度；S为磁路截面积；Rm=l/μЅ为磁阻

5.可逆原理电能机械能

电功率机械功率例如：有一铁芯线圈，试分析铁芯中的磁感应强度、线圈中的电流和铜损在下列几种情况下将如何变化。直流电机感应电动势有效值：直流电机直流电机运动电动势感应电动势的方向_右手定则直流电机电磁力定律载流导体在磁场中要受到力的作用——电磁力。左手定则直流电机电磁转矩在旋转电机中，作用在转子载流导体上的电磁力将使转子受到一个力矩（等于力乘转子半径）——电磁转矩。——匝数为N的线圈最大转矩电磁转矩线圈两侧边处磁场大小恒相等、极性恒相反直流电机线圈总个数M，转子直径D，B大小处处相等。电机最大可能电磁转矩磁化曲线：磁化曲线定义：将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大，得到曲线B=f(H)。在oa段：当H增大→B增大，但B增大速度较慢在ab段：当H增大→B增大，B增大速度快；在bc段：B随H增大的速度又较慢；在cd段：为磁饱和区（又呈直线段）。其中拐弯点b称为膝点；c点为饱和点。过了饱和点c，铁磁材料的磁导率趋近μ0。※铁磁材料具有的特点它的磁化曲线具有饱和性，磁导率μFe不是常数，且随H的变化而变化。磁导率变化总体非线性存在饱和特性磁场强度H直流电机Babc图：

铁磁材料的磁化曲线直流电机二、磁滞与磁滞损耗1、磁滞回线

剩磁:去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度。矫顽力:要使B值从减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力。磁滞现象：B的变化总是滞后H的变化磁滞回线：磁场强度H缓慢地循环变化，B－H曲线封闭曲线磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。直流电机HabcdefB铁磁材料的磁滞回线直流电机2、铁磁材料HC—矫顽力Br—剩余磁感应强度铁磁材料：软磁材料--磁滞回线窄，HC及Br小硬磁材料--磁滞回线宽，HC及BrHC及Br大，难退磁---永磁材料BrHCBm直流电机直流电机：直流电动机、直流发电机。直流电动机：1.类型：它励电动机、串励电动机、复励电动机、永磁电动机电枢绕组中电压的平衡关系

MRaIaE+–+–U直流电机上述公式反映：(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想改变E，只能改变或n。(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反比，通过改变可调速。直流电机电磁转矩CT：与线圈的结构有关的常数（与线圈大小，磁极的对数等有关）：线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流单位：（韦伯），Ia（安培），T（牛顿米）由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者,改变磁通的方向。直流电机转矩平衡关系电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即TL：负载转矩T0

：空载转矩转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。例：设外加电枢电压U一定，T=TL+T0(平衡)，这时，若TL突然增加，则调整过程为：直流电机TL

nEIaT

最后达到新的平衡点。与原平衡点相比，新的平衡点：Ia

、P入直流电机机械特性

机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励和串励电机为例说明。

他励电动机的机械特性M他励UfIfIaU他励电动机和并励电动机的特性一样。直流电机即：其中，n0：

理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）根据n-T公式画出特性曲线n0nNTNTnn当T时n

，但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小，所以在负载变化时，转速n的变化不大，属硬机械特性。直流电机串励电动机的机械特性串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。M串励UIa设磁通和电流成正比，即=CIa,则nT直流电动机的调速与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。直流电动机调速的主要优点是：（1）调速均匀平滑，可以无级调速。（2）调速范围大，调速比可达200（他励式）以上（调速比等于最大转速和最小转速之比）。下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。1、改变磁通（调磁）1).原理M他励UfIfIaU公式：其中，其中：=CIf由该式可知，n和有关，在U一定的情况下，改变可改变n。在励磁回路中串上电阻Rf，改变Rf大小调节励磁电流，从而改变的大小。其中，If的调节有两种情况：

Rf

Ifn

，但在额定情况下，已接近饱和，If再加大，对影响不大，所以这种增加磁通的办法一般不用。

Rf

Ifn，减弱磁通是常用的调速方法。概念：改变磁通调速的方法—

减小磁通，n只能上调。2).特性的变化特性的变化其中，（

减小）TLRf增加Tn所以：磁通减小以后特性上移，而且斜率增加。，因为：调速过程:U一定,则RfEIaTnIaE暂时T

>TL最后达到新的平衡T

=TL2).改变电枢电压调速3).减小调速的特点：（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调，受机械本身强度所限，n不能太高。（2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多），调节控制方便。2、改变电枢电压调速其中，由转速特性方程知：调电枢电压U，n0变化，斜率不变，所以调速特性是一组平行曲线。nn0"n0'n0电压降低T1).特性曲线2).改变电枢电压调速的特点（1）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超过UN，，而nU，所以调速只能向下调。（2）可得到平滑、无级调速。（3）调速幅度较大。MUfIfIaU变压整流220V~整流调压220V~改变电枢电压调速方案举例：Uf=110V固定U=0~110V可调直流电机例：已知他励电动机的PN=2.2KW,UN=220V,IaN=12.4ARa=0.5,nN=1500r/min。求：（1）TL=0.5TN时,

n=?（2）=0.8

N时,

n=?解：（1）TL=0.5TN时直流电机（2）=0.8

N时直流电机3、改变转子电阻调速其中，nn0RaRa+

RT在电枢中串入电阻，使n、

n0不变，即电机的特性曲线变陡（斜率变大），在相同力矩下，n这种调速方法耗能较大，只用于小型直流机。串励电机也可用类似的方法调速。直流电机直流电动机的使用和额定值1、使用1).启动启动时,n=0

Ea=0，若加入额定电压，则Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换向器。一般Iast限制在(2-2.5)IaN内。限制Iast的措施：（1）启动时在电枢回路串电阻。（2）启动时降低电枢电压。直流电机注意：直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而且启动时要满励磁。否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：(1)若电动机原本静止，由于励磁转矩T=KTIa，而0

，电机将不能启动，因此，反电动势为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁的危险。（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开，则E，Ia，T和，可能不满足TL的要求，电动机必将减速或停转，使Ia更大，也很危险。（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。EIaT>>

T0

n飞车4.制动制动的所采用的方法：

反接制动、能耗制动、发电回馈制动（1）反接制动MUUfIf+–R运行制动电阻R的作用是限制电源反接制动时电枢的电流过大。直流电机（2）能耗制动—电枢断电后立即接入一个电阻。MUUfIf+–R运行制动K停车时，电枢从电源断开,接到电阻上，这时：由于惯性电枢仍保持原方向运动，感应电动势方向也不变，电动机变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。直流电机(3)发电回馈制动特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时，在重力的作用下nn0（n0理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高。绕组的阻值范围电枢绕组的阻值在零点几欧姆到1~2欧姆。他励/并励电机的励磁绕组的阻值有几百欧姆。串励电机的励磁绕组的阻值与电枢绕组的相当。直流电机串励特性：(1)T=0时，在理想情况下，n。但实际上负载转矩不会为0,不会工作在T=0的状态，但空载时T很小，n很高。串励不允许空载运行，以防转速过高。(2)随转矩的增大，n下降得很快，这种特性属软机械特性。直流电动机特性类型的选择:(1)恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关）要选硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。(2)恒功率负载（P一定时，T和n成反比），要选软特性电机拖动。如：电气机车等。直流电机3.直流电动机调速方法：4.直流电动机各绕组极性判定：5.直流电动机刷位确定：6.直流电动机维护(1)起动前的检查:a.清扫灰尘。b.绝缘电阻测试。电机额定电压500V以下，500V摇表直流电机电机500V以上，1000V摇表例如：电动机绕组的绝缘通常是（）级绝缘，其最高允许运行温度为（）℃A)BB)EC)120D)130A,Dc.检查换向器表面是否光洁。d.检查电刷的磨损情况。刷距均匀否。（2）运行时的监视和维护a.火花（无火花或11/2级的无害火花）b.温度监视C.绝缘电阻监视.最低值1M/KV但不低于0.5Md.润滑系统的监视e.异常情况的观察和分析。如：异常声音、异常气味、异常振动等第二章电机（2）修复后的试验a.试验前工作：电机各种标志检查：如出线端标志，接地标志，转向标志等。紧固件检查：机械检查：换向器及电刷、集电环检查。气隙大小及对称性检查轴承运行情况和电机振动情况检查：磁极极性检查中性位置确定b.绝缘测定：吸收比大于1.3通常不低于下式所求值第二章电机R-----绝缘电阻（兆欧）u-----电机绕组绝缘电阻(V)P-----电机额定功率（KW)

对于交流发电机（KVA),对于调相机(Kvar)c.绕组直流电阻测量：标准：磁场绕组的直流电阻与原始值比较不大于2%。电枢换向片间的电阻差不超过10%（由均压线所引起的有规律的变化除外）。d.绝缘耐压试验：匝间耐压试验：130%额定电压（空载时）1min对地.绝缘耐压试验：1000V+2倍额定电压1min超速试验：1.1倍额定电压的空载转速2min第二章电机二、交流电机

同步、异步电动机比较表异步电动机1.类型：鼠笼式电动机、绕线式电动机三相异步电动机实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（5）应用场合和如何正确使用。交流电动机单相异步电动机结构：定子放单相绕组（其中通220V单相交流电）转子一般用鼠笼式。定子转子定子绕组交流电动机在电流正半周NS220V~在电流负半周当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。交流电动机转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方向继续转动。其原理分析如下：定子绕组产生的脉动磁场（），可用正、反两个旋转磁场合成而等效。即：=

+

-=

m/2tm

+

-交流单相电动机脉动磁场的分解④④⑥⑥⑧⑧②②-

+③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①

+

-

交流单相电动机正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩起动转矩为零。（正向）（反向）正转转反交流单相电动机单相异步电动机的起动WSTAXA'X'W:主绕组（工作绕组）ST：启动绕组K：离心开关~KDCWSTAXA'X'~KDCWST交流单相电动机~KDCWST接近90°电容分相式单相异步电动机起动原理交流单相电动机工作原理启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。~KDCWSTAXA'X'交流单相电动机罩极式单相电机定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。图中电机的转动方向：顺时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。定子磁极转子短路环交流单相电动机单相电机的使用单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。三相异步电动机的单相运行三相异步电动机在运行过程中，若其中一相和电源断开，则变成单相运行。此时和单相电机一样，电机仍会按原来方向运转。但若负载不变，三相供电变为单相供电，电流将变大，导致电机过热。使用中要特别注意这种现象；三相异步电动机若在启动前有一相断电，和单相电机一样将不能启动。此时只能听到嗡嗡声，长时间启动不了，也会过热，必须赶快排除故障。第二章电机三相异步电动机的构造三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分。

三相电动机的结构示意图

三相异步电动机的定子由三部分组成：三相异步电动机三相异步电动机的定子由三部分组成：定子定子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组AX、BY、CZ定子绕组三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子铁心槽内的相同的线圈。这三相绕组可接成星形或三角形。机座机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁心和绕组2）．转子三相异步电动机的转子由三部分组成：转子转子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组。转子绕组转子绕组有两种形式：鼠笼式--鼠笼式异步电动机。绕线式--绕线式异步电动机。转轴上加机械负载.鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.2~1.0mm之间。三相异步电动机转子：转三相异步电动机三相异步电动机绕线式三相异步电动机的结构三相异步电动机铭牌数据出线端子定子绕组座机主要由机座、定子铁心和定子绕组等组成三相异步电动机定子铁心定子铁心内表面有凹槽（下线槽），用于嵌放绕组下线槽定子绕组三相异步电动机转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成鼠笼式转子三相异步电动机转子硅钢片转子铁心是电动机磁路的一部分，一般由相互绝缘的硅钢片叠压而成，表面有均匀分布的凹槽，用来嵌放转子导体。三相异步电动机转子绕组转子绕组按其结构分有鼠笼式和绕线式两种(1)鼠笼式绕组在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端安放两个端环，称为短路环，然后把所有导体伸出槽外的部分与端环联接起来。若去掉铁心，则绕组部分就像一个鼠笼，这也是鼠笼式电动机名称的由来。这种鼠笼式绕组既可以用铜条焊接而成，也可以用铝浇铸。鼠笼绕组铸铝转子这种转子是将融化了的铝液直接浇注在转子槽内，并连同两端的短路环和风扇浇注在一起。三相异步电动机(2)绕线式绕组绕线式绕组是与定子绕组相似的对称三相绕组，一般接成Y形。每相出线端分别联接到安装在转轴上的滑环上，环与环、环与转轴之间相互绝缘，依靠滑环与电刷的滑动接触与外电路相联接。绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转子绕组回路接入附加电阻，用以改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。三相异步电动机三相异步电动机的气隙从磁路来考虑，定子铁心与转子铁心之间的气隙是很重要的一部分。气隙大，则磁阻大，励磁电流也大，电动机的功率因数降低。从这一角度来考虑，气隙应取较小的数值。第二章电机2．三相异步电动机的转动原理1）．基本原理

闭合线圈F方向用左手定则确定磁场旋转磁铁e方向用右手定则确定定子绕组通电旋转磁场（转速为n1）转子导体（闭合）切割磁力线产生感应电动势及感应电流带电的转子导体在磁场中受力（左手定则）转子导体受到电磁转矩T的作用转子转动起来，且与旋转磁场同方向，转速为n三相异步电动机

怎样实现电动机的反向旋转?任意对调两接线端的接线三相异步电动机电动机转速和旋转磁场同步转速的关系旋转磁场转速:电动机转速:

n和n1是否相等？异步电机：n≠n1，且n<n1提示：如果n=n1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）转子无电流无转距转子不能转动第二章电机把三相定子绕组接成星形接到对称三相电源，定子绕组中便有对称三相电流流过。三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接U1U2V1V2W1W2三相异步电动机静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导体中产生感应电流，其方向用右手定则判定。转子电流在旋转磁场中受到磁场力F的作用，F的方向用左手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩。电磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致。一、旋转磁场的产生三相异步电动机时刻iA=0；iB＜0；iC＞0V2U1W1U2一对磁极（两极）W2V1三相异步电动机当定子绕组中通入三相电流后，产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。U1U2V2W1V1W2AU2V2W1V1W2U1U2V1W2U1V2W1三相异步电动机二、旋转磁场的旋转方向换接任意两相电源可改变磁场的旋转方向1n1n怎样可以改变旋转磁场的方向？三相异步电动机1、极对数（P）的概念U1U2V1V2W1W2即：U1U2V2W1V1W2此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。三相异步电动机2、极对数（P）的改变将每相绕组分成两段V1V2'V1'U1'U2'W1'W2'U1U2W1W2V2按下图放入定子槽内三相异步电动机极对数iC＞0V1V2'V1'U1'U2'W1'W2'U1U2W1W2V2iA三相异步电动机=0；iB＜0；三相异步电动机三相异步电动机当电动机为2p个磁极时，磁场的转速为：时同步转速极对数磁极对数电源频率若电源频率为工频第二章电机

图5-4旋转磁场的形成（2）．旋转磁场的方向旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。第二章电机3）．三相异步电动机的极数与转速（1）．极数（磁极对数p）三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关。当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差120空间角时，产生的旋转磁场具有一对极，即p=1；当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差60空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即p=2；同理，如果要产生三对极，即p=3的旋转磁场，则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的三个线圈，绕组的始端之间相差40（=1200/p）空间角。

极数p与绕组的始端之间的空间角的关系为： （2）．转速n

三相异步电动机旋转磁场的转速n0与电动机磁极对数p有关，它们的关系是： （5-1）三相异步电动机由（5-1）可知，旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1和磁场的极数p。对某一异步电动机而言，f1和p通常是一定的，所以磁场转速n0是个常数。在我国，工频f1=50Hz，因此对应于不同极对数p的旋转磁场转速n0.（3）．转差率s电动机转子转动方向与磁场旋转的方向相同，但转子的转速n不可能达到与旋转磁场的转速n0相等，否则转子与旋转磁场之间就没有相对