电工电子技术（第3版） 课件 第3章 变压器与电动机

磁场主要物理量电工电子技术

知识目标01

1.认识磁场各个物理量及安培环路定律能力目标021.会使用物理量表示磁场

素质目标03训练西蒙学习法，养成聚焦专注坚持的学习习惯学习目标K知识引入磁现象是最早被发现的物理现象之一，指南针是最早利用地球磁场工作的工具。在现今科学技术和生活中处处可见

磁场的应用，电机、变压器、收音机、电磁测量装置、热核聚变装置等古老的指南针磁现象一、磁感应强度和磁通

1．磁感应强度B

磁感应强度是表示磁场中某点磁场的强弱和方向，其单位为特斯拉，简称特，用符号T表示。磁感应强度是矢量，其大小表示磁场中某点磁场强弱，其方向表示该点磁场方向。磁场的分布通常用磁感线表示，磁感线某点切线方向为该点磁场方向。uiΦ磁通Φ2．磁通

磁场中垂直穿过某面积的磁感应强度的总和。单位为韦伯，简称韦，Wb

磁通量是表示某范围内磁场的强弱，只能反映大小，是标量。

磁通量与磁感线之间的关系是：当穿过某面积磁感线数量越多，该面上的磁通量越大=B·S磁场为均匀磁场，所取面积为平面且与磁场方向垂直

二、磁感强度和磁导率uiΦ磁通Φ通电线圈芯子为铁，芯子为胶木。会发现其内部磁场强弱明显不同，说明通电线圈产生磁场的强弱不仅与线圈尺寸、匝数、通入电流有关系，还与媒介质材料有关。为了表述这些因素对磁场强弱影响，引入两个物理量，磁场强度和磁导率

1．磁导率

表示媒介质对磁场强弱的影响的物理量，其单位为H/m，实验测得真空磁导率为

为一常数。

相对磁导率：为了比较媒介质对磁场的影响，把任一物质的磁导率与真空磁导率的比值，即：

相对磁导率是一个纯数，将自然界物质按相对磁导率不同分成三类：

顺磁物质，稍大于1，如：空气、铝、铂等；

反磁物质，稍小于1，如：氢、铜；

铁磁物质，远大于1，可达到数百甚至数千以上（且不是一个常数），如铁、镍、钴及其合金。顺磁物质和反磁物质相对磁导率接近于1，近似认为他们磁导率相同，与真空磁导率一致，称为非铁磁物质，或非导磁物质。铁磁物质，磁导率很高，在相同通电线圈激发下能产生很强的磁场，称为导磁物质，在电磁器件中有很广泛应用。二、磁感强度和磁导率uiΦ磁通Φ通电线圈芯子为铁，芯子为胶棒，会发现其内部磁场强弱明显不同，说明通电线圈产生磁场的强弱不仅与线圈尺寸、匝数、通入电流有关系，还与媒介质材料有关。为了表述这些因素对磁场强弱影响，引入两个物理量，磁场强度和磁导率

2．磁场强度H

在通电线圈产生磁场中，除了线圈芯子材料即媒介质以外，把其他因素：如线圈尺寸、匝数、通入电流等对磁场影响综合成一个物理量，即磁场强度H。其单位为A/m，且是矢量。磁场强度和磁导率共同决定磁场强弱。3.安培环路定律：又称为全电流定律，该式表明磁场强度与磁场经历的路径成反比，因为路径越长，磁场越分散，各点磁场越弱。所以在允许的情况下应尽可能缩短磁场经历的路径。

磁性材料磁化性质及磁路田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识铁磁材料的磁化性质和磁化原理2.认识铁磁材料的分类能力目标021.会利用铁磁材料磁化性质分析铁磁材料的应用

思政目标03敢于尝试，发现潜力，建立突破自我，超越自我的信心学习目标K知识引入磁铁可以吸引铁质的钉子，却不能吸引木质的材料，这是为什么呢？一、磁路及磁路欧姆定律

1．磁路

通电线圈，其芯子为铁磁质。由于铁磁质磁导率远大于空气磁导率，使铁芯内磁通远大于空气中的漏磁通，忽略空气漏磁通可近似认为通电线圈磁场几乎全部集中在铁芯内，这种集中在一定路径内的磁场称为磁路。显然磁路形状取决于铁芯形状uiΦ磁通Φ2．磁路欧姆定律

称为磁通势，称为磁阻，分别对应电阻元件在电路中的电动势和电阻，磁通量对应电流，两个关系式相似，故称此式为磁路欧姆定律变压器磁路电动机磁路一、磁路及磁路欧姆定律uiΦ磁通Φ1．变压器、电动机等电工设备的磁路为什么都选用磁性材料制成？2．电机的定子与转子之间有气隙，与整块铁芯比较，在磁通势F不变的条件下，磁通将如何变化？3.虽然是铁芯但不是闭合的，如图还会成为磁路吗？由此你可以总结出磁路形成的条件吗？变压器磁路电动机磁路思考12非线性！m不是常数矫顽力矫顽力剩磁剩磁磁滞性磁饱和非线性1.铁磁质磁化性质：非线性；高导磁性；磁饱和性；磁滞性。基本磁化曲线：B=f（H）或

Φ=f（I）H（I）B（

F）0baB（

F）H（I）ti励磁电流励磁电流ti001122334455661二、磁性材料磁化性质及分类

铁磁材料根据工程上用途的不同可以分为三大类：软磁材料具有磁导率很高、易磁化、易去磁的显著特点，适用于制作各种电机、电器的铁心。软磁材料硬磁材料的磁导率不太高、但一经磁化能保留很大剩磁且不易去磁，适用于制作各种永久磁体。硬磁材料矩磁材料磁导率极高、磁化过程中只有正、负两个饱和点，适用于制作各类存储器中记忆元件的磁芯。矩磁材料BH0硬磁性材料磁滞回线包围的面积很宽大。BH0BH0软磁性材料磁滞回线包围的面积很小。二、磁性材料磁化性质及分类2.分类铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子电流圈流向一致，这些分子电流产生的磁场叠加起来，就形成了一个个天然的小磁性区域—磁畴。不同铁磁物质内部磁畴的数量不同。通常情况下，铁磁材料内部的磁畴排列杂乱无章，其磁性相互抵消，因此对外不显示磁性。铁磁材料之所以具有高导磁性。是因为在其内部具有一种特殊的物质结构—磁畴。这些磁畴相当于一个个小磁铁。显然，磁畴是由分子电流产生的。有外磁场作用时磁畴在外界磁场的作用下，均发生归顺性转向，使得铁磁材料内部形成一个很强的附加磁场。磁畴是怎么形成的？二、磁性材料磁化性质及分类3.铁磁材料磁化原因4.铁芯损耗根据电流的热效应原理，涡流通过铁芯时将使铁芯发热，显然涡流增加设备绝缘设计的难度，涡流严重时会造成设备的烧损。φ在交变磁场作用下，整块铁芯中产生的旋涡状感应电流称为涡流。为减小涡流损耗，常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。(1)磁滞损耗铁磁材料反复磁化时，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗使铁芯发热。(2)涡流损耗涡流对电气设备有何影响？二、磁性材料磁化性质及分类K像铁磁材料磁化一样，事物都有潜力存在，我们应该树立信心，敢于尝试，发现潜力，建立突破自我，超越自我的信心。学与悟goodbye交、直流电磁铁田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识交流铁芯线圈电压与磁通的关系2.认识交直流电磁铁的组成、作用、工作原理能力目标021.会分析交直流电磁铁的故障原因

思政目标03体验“正泰电器”深耕电器行业，做大做强的坚韧不拔精神学习目标K知识引入uΦei交流励磁：线圈中上加正弦交流电压，产生励磁电流产生交变磁通在线圈中产生感应电动势电磁关系e=-NdΦdt一、交流铁芯线圈（忽略漏磁通和线圈绕线电阻）假设：mmfNΦU

2

最大值：有效值：mmfNΦUU44.42

=tfNΦm

cos2=tNΦum

cos

则：提醒：当电源电压U一定，只要线圈匝数N一定，其主磁通也一定，当其他因素变化时，主磁通不变22结构：铁心、绕组、衔铁IU工作原理：线圈通电产生电磁力吸合衔铁线圈断电电磁力消失释放衔铁应用：工业控制线圈铁心衔铁气隙电磁吸力：f=1078

B02S0

（牛顿）经验公式气隙磁感应强度气隙截面面积二、交直流电磁铁励磁线圈加交流电压—交流铁心线圈注意：电磁吸力以两倍的电源频率波动，引起震动和噪声。在部分磁路上加分磁环，使两部分磁路中的磁通产生相位差，消除震动和噪声。二、交直流电磁铁1.交流电磁铁电磁吸力：衔铁吸合过程中吸力大小不变线圈电流：衔铁吸合过程中电流不断减小mfNΦU44.4=mRF=ΦSlRm

=为什么？

交流电磁铁衔铁卡住，长时间不能吸合，会烧毁线圈交流电磁铁衔铁卡住，长时间不能吸合，线圈电流长时间处于较大状态，发热大，引起线圈烧毁。励磁线圈加直流电压—直流铁心线圈思考：交流电磁铁的铁心是硅钢片叠成，直流电磁铁的铁心可以是一整块软钢二、交直流电磁铁2.直流电磁铁电磁吸力：衔铁吸合过程中吸力增强线圈电流：衔铁吸合过程中电流不变mRF=ΦSlRm

=为什么？

交直流电磁铁不能换用？交流电磁铁接直流电源，产生很大励磁电流，可能烧毁线圈直流电磁铁接交流电源，励磁电流太小，电磁力太小，无法吸合注意：goodbye变压器结构与工作原理田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识变压器的结构2.认识变压器的变换电压、变换电流、变换阻抗的作用与原理能力目标021.会计算变压器变换电压、变换电流、变换阻抗

思政目标03传承中国工匠精神学习目标K知识引入2017年，自主研制成功世界首台、国际领先、电压等级最高、容量最大的500kV100MVA串联变压器，我国变压器产量较高且出口比例占全球排名第二，如此骄人的成就是变压器行业的劳动者们辛勤奋斗的结果，“安全零事故、质量零缺陷、进度零延误”的“三个零”标准，是中国工匠精神的具体体现。2019年，首台±400kV换流变压器顺利通过全部出厂试验项目。各项指标优于国家标准和技术协议要求，技术性能达到国际领先水平，再次彰显了西电西变在换流变压器设计制造领域的领军地位和领跑水平。u1i10AXΦN1N2u20axS|ZL|1.变压器的基本结构用硅钢片叠压制成的变压器铁芯。与负载相接的二次侧绕组。与电源相接的一次侧绕组。变压器的主体结构是由铁芯和绕组两大部分构成的。变压器的绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间均相互绝缘。一、变压器结构30工作过程u2Φi1N1u1i2N2参考方向的确定：

原边是电源的负载；

副边是负载的电源；N1N2e1e2

原、副边的e与

符合右螺旋法则；二、变压器工作原理空载运行：原边接入电源，副边开路。接上交流电源原边电流i1等于励磁电流i10

产生感应电动势1i

i10

产生磁通

（交变）二、变压器工作原理（一）变换电压

321u二、变压器工作原理（一）变换电压变压器原付边电压之比：原付边电压相量之比：1．由上式可知，变压器原付边电压在如图参考方向时，互为反相关系。2．原付边电压有效值之比为式中N1：原绕组匝数，N2：付绕组匝数，k：变比系数当，

为升压变压器；当，

为降压变压器。1u二、变压器工作原理（二）变换电流

相对于空载运行状态，由于铁心中主磁通没变，铁心磁阻也没有变化，则线圈磁动势也不变，即

此式也适用于电流相量的形式

其有效值之比为

变压器付绕组接有负载时，为负载运行状态，此时，变压器原、付绕组电流分别为、。

变压器在带载运行状态时，当电源电压与空载时相同时，据公式，则铁心中主磁通不变。

付绕组电压不变，即空载运行状态时变压公式可用于负载运行状态。结论：1.原副边电流反相2.原副边电流之比与匝数成反比LZu1i1

二、变压器工作原理（三）变换阻抗结论1.变压器原边等效阻抗性质与负载相同；2.变压器原边等效阻抗，

当改变原、付绕组匝数，可改变变压器原边等效阻抗。

变压器阻抗变换作用常用于电子电路的阻抗匹配。

在电子放大电路中，为有效驱动负载工作,常要求负载电阻与放大器等效内阻相等（阻抗匹配），使负载从放大器中取用最大电功率。如实际负载不符合匹配要求，可在负载与放大器输出端之间连接变压器，进行阻抗变换。goodbye三相异步电动机旋转原理田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识三相异步电机的旋转原理2.认识同步转速、转差率的参数3.认识三相异步电机的旋转磁场能力目标021.会计算同步转速、转差率2.会根据三相异步电机的参数正确选用电机、会进行正确三相绕组连接

思政目标03培植心系国家努力创新的精神学习目标38NSn磁铁闭合线圈ein0M一、三相异步电动机的运行原理知识引入磁极旋转感应电动势感应电流磁场力矩nfNSn0ei一、三相异步电动机的运行原理结论：1、线圈的转向与磁场的转向一致。2、线圈的转速低于磁场的转速。转子转动的条件：旋转磁场（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场旋转磁场：三相定子绕组中通入三相交流电流而产生的旋转的磁场U1V2W1U2V1W2L1L2L3三相绕组相隔120o星形联接三相交流电源W2U2V2U1V1W1L1L2L3（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场首端U1、V1、W1接三相电源L1、L2、L3，相序为1→2→3，三相对称电流i1、i2、i3流入定子绕组，相位互差120o。o（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场o从波形看电流流向U1V2W1U2V1W2NS右手定则判断合成磁场ωt=0时：i1=0，U1U2中无电流；i2为负，方向为由V2流入，从V1流出；i3为正，方向为从W1流入，从W2流出；三相电流产生N极在上，S极在下的合成磁场。（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场oU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=2π/3时：i2=0，V1V2中无电流；i3为负，方向为由W2流入，从W1流出；i1为正，方向为从U1流入，从U2流出；合成磁场顺时针旋转120o从波形看电流流向（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场oU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=4π/3时：i1为负，方向为由U2流入，从U1流出；i2为正，方向为从V1流入，从V2流出；i3=0，W1W2中无电流；合成磁场又顺时针旋转120o从波形看电流流向（一）旋转磁场形成二、三相异步电动机的旋转磁场o从波形看电流流向U1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=2π时：合成磁场又顺时针旋转120o，与ωt=0时完全一样。（二）旋转磁场转向二、三相异步电动机的旋转磁场在定子的三个空间上互差120o的线圈中分别通入在相位上互差120o的三相交流电时，能产生一个合成的旋转磁场，从而使转子随旋转磁场按相同方向旋转，如要改变转子转向，需要改变旋转磁场转向。任意对调两相绕组与电源连接位置可以改变旋转磁场方向讨论

将三根导线中的任意两根对调位置，旋转磁场方向如何？47CZAXYBNSAXBYCZ极对数p=1C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'A'X'AXC'Z'CZBB'Y'YNNSS（三）旋转磁场转速二、三相异步电动机的旋转磁场极对数p=2旋转磁场的转速n1（转/每分）

f1=50Hz时的同步转速7501000150030004321pn(转/每分)又称：同步转速n1（四）转差率二、三相异步电动机的旋转磁场

转速差：同步转速n1与转子转速n之差。

转差率：转速差与同步转速的比值，用s表示。s是分析异步电动机运行情况的一个重要参数1.启动时：n=0,s=1，转差率最大。2.稳定运行时：n接近n1，s很小。3.额定运行时：s约为0.01∼0.08。4.空载时：s约为0.005以下。5.若n=n1，则s=0，称为理想空载状态，实际运行中不存在。三、三相异步电动机的技术参数铭牌的作用：例：Y100—2型电动机的铭牌数据如下：三相交流异步电动机型号Y100L—2功率2.2kW频率50Hz电压380V电流6.4A接法Y转速2870r/min绝缘等级B工作方式S1温升750C重量150kg防护等级IP442001年8月杰飞电机厂向使用者简要说明电动机的一些额定数据和使用方法。三、三相异步电动机的技术参数1.型号Y160L-4三相异步电动机机座中心高(mm)磁极数(S短机座；M中机座；L长机座)p：磁极对数2.功率PN

额定运行时，轴上输出的机械功率，又称为电动机容量。输入功率效率三、三相异步电动机的技术参数3.额定电压UN

额定运行时，定子绕组上应加的线电压。4.额定电流IN

在UN、PN时，流入定子绕组的线电流。5.额定转速nN

在UN、PN、IN时，电动机转子的转速。

根据电动机的（额定）功率PN、（额定）转速nN，可求出电动机的额定转矩式中，pN单位为W，nN的单位为r/min。

6.额定频率

fN

我国电网频率为50HZ。三、三相异步电动机的技术参数7.接法

电动机三相定子绕组的接线方法。接线盒接线盒接Y接P<3kWP>4kWK制胜深蓝，舰载机电磁弹射技术发明者——马伟明是一位“不当官不爱钱不要命，挺直腰板”的爱国工匠，他带领团队攻克的多项技术拥有我国自主知识产权，曾获国家科学技术一等奖，领先于世界水平，个人获得“八一勋章”，他心系强军努力创新，始终如一永不放弃。非常值得我们学习。学与悟goodbye三相异步电动机结构田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识三相异步电机的结构组成能力目标021.能够按要求拆装小型三相异步电机

思政目标03树立初心报国匠心筑梦的情怀学习目标K知识引入电机又叫电动机、马达，1821年，世界上第一台电机问世，发明者是大名鼎鼎的科学家法拉第，电机的运用非常广泛，大到油井的开采设备、轮船、汽车、飞机等，小到手机、CD等产品，2018年曾有人分析认为，中国在电机领域落后西方5年，但是谁也没有想到，很短的时间内，中国就在最高端的电机领域实现了弯道超车，从落后到领先，比如登上世界领先水平的轮毂电机，永磁电机，华为三合一电机，大疆无人机上的电机，新能源汽车电机，在电机领域，中国已经从全面落后到部分领先。（一）三相异步电动机的组成三相异步电动机的结构定子stator定子铁心定子绕组机座转子

rotor转子铁心转子绕组转轴绕线型

笼型

（二）定子的结构三相异步电动机的结构机座机座：铸铁或铸钢定子铁心定子绕组由机座、定子铁心和定子绕组等组成。定子铁心冲片在机座内，由0.5mm或者0.35mm厚的互相绝缘的硅钢片做成的定子铁芯冲片叠成的圆筒形铁芯。定子铁心（二）定子的结构二、三相异步电动机的结构彼此相隔120o，构成对称三相绕组，星形或三角形，接法取决于电动机每相绕组的额定电压和额定电流。定子绕组（三）转子的结构三相异步电动机的结构转子铁心：由转子铁心冲片冲下的内圆硅钢片叠成，压装在转轴上。转子铁心与定子铁心之间有空气隙，共同组成磁路。转子绕组：嵌入转子铁心槽内转轴风扇组成（三）转子的结构三相异步电动机的结构鼠笼型内嵌铸铝或铜条鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。转子绕组绕线型内嵌三相绕组绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。K初心报国，匠心筑梦，中国航发沈阳黎明航空发动机的高级技师、全国优秀共产党员，洪家光，面对发动机叶片打磨精度要求非常高，最精尺寸做到2微米的技术难题，带领团队刻苦钻研、锲而不舍、不断挑战自我，成功攻克航空发动机叶片滚轮精密磨削技术，荣获国家科技进步二等奖。学与悟goodbye三相电机电磁转矩与机械特性田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识三相异步电机的电磁转矩2.认识三相异步电机的机械特性3.认识三相异步电机的三个典型转矩能力目标021.会计算额定转矩2.会根据三个典型转矩的影响因素分析电机的故障3.会根据机械特性分析电机的运行状态

思政目标03学习中国电机人的奋斗精神，为科技发展做贡献学习目标K知识引入中国电机成就--永磁电机为了提升电机的功率密度，工程师发现可以把圆线改为扁形的线，因为圆线会导致相邻的三根线有间隙，而扁形的线则几乎没有间隙，就提高了电机的功率密度。但是扁线电机加工难度很大，为了解决这个难题，工程师在扁形铜线上涂了10层特殊材料，使用更先进的缠绕方式才解决了这个难题，现在全球主要的扁线加工产能基本在中国大陆，也就是说我们掌握了永磁电机最关键的两项：永磁材料和扁线加工现在在国内生产的特斯拉ModelY就换装了新的国产电机，不断价格更低了，扭矩和功率反而比大陆以外的同类电机提升近10%，这就是国产永磁电机的崛起，也让我们在这个领域整体上真正领先了世界。电磁转矩T由转子导体中的电流I2（电流的有功分量I2cos

2

）和旋转磁场每极磁通

相互作用而产生

CT——与电动机结构有关的常数

cos

2——转子电路功率因数一、三相异步电动机的电磁转矩定子

三相异步电动机结构和工作原理与变压器相似。三相异步电动机的定子绕组和转子绕组相当于变压器的一次绕组和二次绕组，它们都是彼此相互独立的电路。定子绕组外接交流电源，产生旋转磁场，旋转磁场以同步转速n1切割静止的定子绕组，产生感应电动势e1。与变压器原理相似。上式表明，旋转磁场的磁通量Φ由电源电压U1决定。当U1不变时，Φ就基本是恒定的，与电动机转轴上的机械负载无关。

定子电压：定子磁通：一、三相异步电动机的电磁转矩

转子转子感应电动势转子频率转子电流转子功率因数电动机的转子绕组相当于变压器的二次绕组，但转子绕组电路的电量的频率f2与交流电源频率f1不同，而是小于f1，这是因为旋转磁场以同步转速切割定子绕组；而以相对转速切割转子绕组701.TU12

电源电压变化时，对转矩的影响很大。2.T受转子电阻的影响(非线性）。

∵R2

、X20为常数，U1和f1一定（电源电压为额定值）

∴

T只随转差率S（转子转速n）变化。

T=f(S)—固有转矩特性

n=f(T)

—机械特性K——常数U1——定子绕组的相电压3.电动机正常工作时：一、三相异步电动机的电磁转矩二、三相异步电动机的机械特性bc段，是电动机的非稳定运行区：在bc区段内，若机械负荷增大，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩减小，转速进一步下降，直至停转。所以电机在bc区段内不可能稳定运行

当电动机的电源电压U1保持恒定，转子电路的参数R2、X20为定值时，其转速n与电磁转矩T的关系称为机械特性。（一）稳定运行区和非稳定运行区n0TnTnabc

最大转矩

启动转矩

临界转差率ab段，是电动机的稳定运行区：在此区段内，若机械负荷增大，因阻力矩大于电磁转矩，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩增大，当电磁转矩与阻力矩平衡时，电机以较低转速稳定运行二、三相异步电动机的机械特性

当Sm=R/X20

电磁转矩为最大转矩,最大转矩Tmax与额定转矩TN之比称为过载系数，,表示电机过载能力。一般电机过载系数在1.8-2.5之间。（二）三个典型转矩n0TnTnabc

最大转矩

启动转矩

临界转差率电动机在额定状态下运行时电磁转矩为额定转矩1.额定转矩(Nm)2.最大转矩Tmax3．起动转矩起动时，电机转速n=0,s=1代入得起动转矩

上式表示起动转矩与电源电压、转子绕组电阻成正比。提高电源电压或转子绕组电阻可提高电机起动能力，电机越易于起动，起动越迅速。起动转矩与额定转矩之比称为起动系数，表示电机起动能力。一般电机起动系数1.7～2.2之间二、三相异步电动机的机械特性

最大电磁转矩与电源电压成正比，当电源电压降低，最大电磁转矩按平方规律下降，当负载大于最大电磁转矩，电机停车，这时旋转磁场以最大相对转速切割转子绕组，转子电流、定子电流最大。如不及时切断电源容易出现“闷车”，即电机因过热而烧毁。（二）三个典型转矩

临界转差率与转子绕组电阻成正比，增大转子绕组电阻，临界转差率提高，临界转速下降，而最大电磁转矩不变，机械特性图变化如图，这时稳定运行区范围变大，调速范围大，另外起动转矩增大，起动性能好。绕线式电机外接可调电阻，转子绕组电阻大，所以其调速性能、起动性能好。nnmnm′OR2R2﹤R2′R2′

转子电阻对机械特性的影响TstTst′TmaxT电源电压降低造成电机“闷车”增大转子绕组电阻“提升调速性能、起动性能”注

意goodbye三相异步电机控制田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识三相异步电机的启动问题和启动方法2.认识三相异步电机的制动方法3.认识三相异步电机的调速方法能力目标021.会根据要求选择合适的启动、制动和调速方法

素质目标03训练运用知识分析问题解决问题的能力学习目标K知识引入高铁动车组是怎么刹车的？

我国高速列车作为高速铁路新技术的核心，其技术进展日新月异，在350km/h速度级高速列车中，最难解决的核心技术之一是制动系统的研制。为抵消前进时巨大的惯性力，常用制动情况下，高速列车使用复合制动，即多种制动方式同时采用，制动力分别来自空气制动、电制动和非黏着制动。高速列车制动时，采用电气信号传送制动指令，由计算机进行数据处理和控制，根据检测到的列车速度设定制动力的大小。一、三相异步电动机的启动2．降压起动起动时降低定子绕组电压，以减小启动电流，正常运行时再恢复正常电压称为降压起动。

1）定子绕组串联电阻

缺点是电阻消耗能量，目前这种方法已很少使用

2）Y—△变换

起动时将三相定子绕组接成Y型，正常运行时换成△型。设备简单，价格低，但只能用于正常运行时为三角形接法的电机，且由于起动转矩低，不能用于重载起动。1．直接起动定子绕组直接与电源连接起动称为直接起动。其优点是起动简单，可靠，成本低，起动快。但启动电流大，所以只能用于小容量电机，一般用于容量低于7.5KW小型电机。

三相异步电机的起动问题：起动电流很大，一般为额定电流的4~7倍。过大的启动电流一方面使负载端电压下降，影响其他负载的正常工作；另一方面如电机频繁启动，绕组发热，损坏绝缘，甚至烧毁。启动问题提示

电机刚起动时，转速为0，转差率最大，据前面分析转子电流，定子电流最大。三相异步电机起动方法一、三相异步电动机的启动

起动电流很大，一般为额定电流的4~7倍。因为电机刚起动时，转速为0，转差率最大，据前面分析转子电流，定子电流最大。一方面使负载端电压下降，影响其他负载的正常工作；另一方面如电机频繁，绕组发热，损坏绝缘，甚至烧毁。启动问题QS1L3V2L2L1QS2FUV1U1U2W1W2V1U1W1W2U2V2三相异步电动机Y-Δ起动器闭合电源开关，为电机通电做好准备提示

电机刚起动时，转速为0，转差率最大，据前面分析转子电流，定子电流最大。一、三相异步电动机的启动3）自耦降压起动

1.利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低，以达到减小起动电流的目的。2.自耦变压器备有40％、60％、80％等多种抽头，使用时要根据电动机起动转矩的要求具体选择

起动电流很大，一般为额定电流的4~7倍。因为电机刚起动时，转速为0，转差率最大