变压器与电动机课件

§5-1变压器§5-2三相异步电动机※认识变压器※变压器的工作原理※认识三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主要内容主题5变压器与电动机※三相异步电动机的机械特性§5-1变压器※认识变压器主题5变压器与电动机一、变压器的作用变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递同频率电能或传输信号的一种电气设备。变化交流电压变化交流电流变化交流阻抗变化相位变压器的作用二、变压器的结构§5-1变压器※认识变压器主题5变压器与电动机1.铁芯小型变压器的铁芯一般是用厚度为0.35~0.5mm两侧涂有绝缘层的硅钢片叠制而成的，其作用是增强电磁感应减小损耗。根据铁芯和绕组的结构不同，铁芯可分为心式和壳式两种。变压器符号心式铁芯壳式铁芯二、变压器的结构§5-1变压器※认识变压器主题5变压器与电动机2.绕组变压器的绕组通常是用外包绝缘材料的铜线绕制而成的。小型变压器的绕组采用漆包线来绕制，中大型变压器则用经过绝缘处理的铜线或铜排来绕制。变压器的结构§5-1变压器※变压器的工作原理主题5变压器与电动机一、变换交流电压原理忽略绕组电阻和各种电磁能量损耗的变压器称为理想变压器。在相同磁通作用下，一、二次绕组感应电动势的有效值为：故：*降压变压器升压变压器变压器的变压作用§5-1变压器※变压器的工作原理主题5变压器与电动机二、变换交流电流原理在理想状态下，变压器在工作过程中，无论变换后的电压是升高还是降低，电能都不会变化。根据能量守恒定律，变压器的输出功率与它从电源上获取的功率相等（P1=P2），即U1I1=U2I2

。由此可见，变压器工作时，一、二次绕组的电流跟绕组的匝数成反比，即*变压器原级电流由次级电流确定，次级电流由负载确定！变压器电流与负载关系§5-1变压器※变压器的工作原理主题5变压器与电动机三、变换交流阻抗原理根据变压器变换交流电压和交流电流的特性可知，当变压器负载运行时，设变压器一次输入阻抗为|Z1|，二次负载阻抗为|Z2|，若忽略变压器的损耗，则*1.变压器只能变换交流阻抗的模值，而阻抗角不变；2.变压器变化交流阻抗，通常用来实现阻抗匹配，从而使负载获得最大功率。§5-2三相异步电动机※认识三相异步电动机主题5变压器与电动机三相异步电动机是根据电磁感应原理工作的，是将电能转换为机械能的设备。外形电动机结构三相异步电动机是由静止的定子、旋转的转子及一些附件组成。§5-2三相异步电动机※认识三相异步电动机主题5变压器与电动机1.定子定子是由定子铁芯、定子绕组和机座等组成的。定子定子绕组电动机的电路部分，产生旋转磁场。空间对称分布定子铁芯电动机的磁路部分，用于增大定子磁通。一般由彼此绝缘的硅钢片叠装制成。机座也是磁路的一部分，用于固定铁芯和定子绕组，支撑转子。外表做成加强筋的形式，偏于

散热。§5-2三相异步电动机※认识三相异步电动机主题5变压器与电动机1.定子三相对称绕组组成，三相对称绕组按一定规则嵌放在定子铁芯槽内。三相绕组共有6个出线端，每相绕组的首末端用符号U1-U2、V1-V2、W1-W2标记。将引出机壳外的三相绕组接到机座的接线盒中，可将其接成星形或三角形。定子Y型连接定子△型连接§5-2三相异步电动机※认识三相异步电动机主题5变压器与电动机2.转子转子是由转子铁芯、转子绕组及转轴组成的，其作用是输出机械转矩。根据构造的不同，转子绕组可分为笼型和绕线型两种。笼型转子绕线型转子转子转子绕组笼型电动机的电路部分，用来产生感应电流，从而产生一个电磁转矩。转子内部自成回路。绕线型转子需通过集电环与外部（变阻器）形成回路。转子铁芯电动机磁路的一部分，用于增大转子磁通。一般由彼此绝缘的硅钢片叠装制成。§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机一、三相电流的旋转磁场1.旋转磁场的产生当空间彼此相差120°的三个相同线圈通入对称三相交流电时，就能产生与电流有相同角速度随时间旋转的旋转磁场（即交流电变化一周，旋转磁场也旋转一周）。二极旋转磁场§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机一、三相电流的旋转磁场2.旋转磁场的极数和转速旋转磁场具有一个N极和一个S极，即一对磁极，磁极对数常用p表示。当旋转磁场具有p对磁极时，交流电变化一周，旋转磁场转动1/p周。当交流电频率为f，磁极对数为p，旋转磁场的转速为（r/min）§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机二、转子转动原理

当三相异步电动机的三相定子绕组通入对称的三相交流电流时，就形成了旋转磁场，该磁场和静止的转子绕组间就产生了相对运动，从而使转子绕组上产生感应电流。当转子中有电流后，旋转磁场又对感应电流产生电磁力矩，从而使转子转动起来，这就是三相异步电动机的工作原理。

由楞次定律和左手定则可以判定，转子绕组的转动方向和旋转磁场的方向相同，且转子的转速略低于旋转磁场的转速，这也是三相异步电动机中“异步”的含义。转动原理*转速差与转子转速之比称为异步电动机的转差率，用s表示，即§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机三、三相异步电动机的铭牌识读1．型号电动机的型号是表明电动机品种形式的代号，由品种代号、规格代号及特殊代号组成，具体含义如下：

§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机三、三相异步电动机的铭牌识读2．额定电压UN额定电压是指电动机在额定状态下运行时，定子绕组所接三相交流电源的线电压。3．额定电流IN额定电流是指电动机在额定状态下运行时输电线路的线电流。4．额定功率PN额定功率是指电动机在额定状态下运行时，其轴上输出的机械功率。5．接法电动机正常工作时，其定子绕组均要获得额定电压。若电动机的额定电压为380V，接法为Y型，则可知电动机定子绕组的额定电压为220V，所以当电源线电压为380V时将电动机接成Y型，而电源线电压为220V时则应接成△，这两种接法电动机均能正常工作。§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机三、三相异步电动机的铭牌识读6.绝缘等级：指电动机绕组所用绝缘材料在使用时所允许的极限温度等级。常用的三级为：A级极限温度为105℃，B级极限温度为130℃，E级极限温度为120℃。Y系列电动机采用B级绝缘。7.工作制：指电动机运转状态，通常分连续（S1）、短时（S2）和断续（S3）三种。§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机四、三相异步电动机的简单检测与维护1.三相异步电动机的简单检测三相异步电动机的检测主要涉及绝缘性能问题及定子绕组对称性问题。（1）绝缘性检测用兆欧表检测外壳对定子绕组间及各定子绕组之间的绝缘电阻，各次阻值应在0.5MΩ以上。（2）三相定子绕组之间对称性检测a.用万用表“R×1”挡分别测量三相绕组阻值是否相同，若阻值不同则表明三相绕组不对称。这种方法对于有些短路故障很难测出。b.将万用表置于毫安挡，并将其串联在任意两相绕组间，慢慢转动电动机转子，利用发电机原理，记录电流的大小，再改换成另外两相，比较大小，看是否相同。若相同，即为对称。c.将三相异步电动机接入电路，用钳形表（挡位选10A或更小）将三根相线同时置于钳形表中测量。若电流为零，则可断定绕组对称；若电流不为零，并且电路无故障，则为三相绕组不对称引起。§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机四、三相异步电动机的简单检测与维护（2）三相定子绕组之间对称性检测2.三相异步电动机的简单维护（1）电动机每运转4000小时，应用汽油清洗轴承并更换润滑脂，每年至少一次。轴承润滑脂为锂基润滑脂，用量以约填满轴承室空间的2/3为宜。（2）若轴承磨损或损坏，应按要求的规格型号更换轴承。（3）久未使用的电动机在安装之前应查看绝缘电阻是否过低，轴承润滑脂是否变质。若有上述情况，则应干燥绕组，清洗轴承并更换润滑脂。（4）对于在使用中的电动机，应定期查看安装的紧固性。§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机四、三相异步电动机的简单检测与维护§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法1.电动机接通电源起动，电动机不转但有嗡嗡声音原因解决方法1.由于电源的接通问题，造成单相运转1.需检查电源线，主要检查电动机的接线与熔断器，是否有线路损坏问题2.电动机的负载量过重2.将电机卸载后空载或半载起动3.被拖动机械卡住3.估计是由于被拖动器械的故障，卸载被拖动器械，从被拖动器械上找故障4.绕线式电动机转子回路开路或断线、电刷规格不对、滑环表面有油垢或粗糙不平、凸轮控制器的接触情况4.检查电刷、滑环和起动电阻的接合情况5.定子内部首端位置接错，或有断线、短路5.需重新判定三相的首尾端，并检查三相绕组是否有断线或短路§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法2.电动机过热或冒烟原因解决方法1.电源电压达不到标准，电动机在额定负载下升温过快1.调整电动机电网电压2.电动机运转环境的影响，如湿度高等原因2.检查风扇运行情况，加强对环境的检查，保证环境的适宜3.电动机过载或单相运行3.检查电动机启动电流，发现问题及时处理4.电动机启动故障，正反转过多4.减少电动机正反转的次数，及时更换适应正反转的电动机§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法3.绝缘电阻低原因解决方法1.电动机内部进水，受潮1.拆开电机，抽出转子，对转子和定子进行烘干处理2.绕组上有杂物，粉尘影响2.拆开电机处理电动机内部杂物3.

电动机接线盒内绝缘降低3.检查并恢复引出线绝缘或更换接线盒绝缘接线板4.电动机内部绕组老化4.拆卸电机，视情况对绕组进行补浇绝缘漆直至更换绕组处理§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法4.电动机外壳带电原因解决方法1.电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板老化破损1.恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板2.绕组端盖部绝缘损坏接触电动机机壳2.如卸下端盖后接地现象即消失，可在绕组端部加绝缘后再装端盖3.电动机保护接地出问题3.按规定重新保护接地§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法5.电动机运行时有杂音不正常原因解决方法1.电动机内部连接错误，造成接地或短路，电流不稳引起噪声1.打开电动机进行全面检查2.电动机内部轴承年久失修，或内部有杂物2.打开电动机处理轴承，清除杂物并更换轴承润滑脂6.电动机振动§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的工作原理主题5变压器与电动机五、三相异步电动机常见故障及处理方法原因解决方法1.电动机安装的地面不平1.将电动机底座安装平稳，保证平衡性2.电动机内部转子不平衡2.校动转子平衡3.皮带轮或联轴器不平衡3.进行皮带轮或联轴器校动平衡4.转轴弯曲4.校直转轴，将皮带轮找正后镶套重车5.电动机风扇问题5.对风扇校正§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的机械特性主题5变压器与电动机一、机械特性曲线1.转矩特性曲线

当三相异步电动机定子绕组上的外加电压和电源频率不变时，三相异步电动机轴上输出的转矩T与电动机转差率s之间的关系曲线，称为转矩特性曲线。转矩特性曲线转矩特性曲线§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的机械特性主题5变压器与电动机一、机械特性曲线2.机械特性曲线在电力系统中，为便于分析，我们将转矩特性曲线顺时针转过90°，并把转差率s变换为转速n，即可变为n与T之间的关系曲线。我们将之称为三相异步电动机的机械特性曲线。机械特性曲线二、特性曲线分析§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的机械特性主题5变压器与电动机1.电动机起动瞬间电动机起动瞬间n=0（或s=1），此时，电动机轴上产生的转矩称为起动转矩Tst。起动转矩Tst必须大于负载转矩TL

，电动机才能起动。机械特性曲线2.额定状态下运行时额定状态下运行时所对应的转速称为额定转速nN

，此时，转子转差率为sN

，电动机轴上产生的机械转矩为TN

。二、特性曲线分析§5-2三相异步电动机※三相异步电动机的机械特性主题5变压器与电动机机械特性曲线