電機與電氣控制技術(shù)項目1變壓器的運行與應(yīng)用項目23相異步電動機的運行與應(yīng)用項目3直流電動機的運行與應(yīng)用項目4特種電動機的運行與應(yīng)用項目5常用低壓電氣的運行與應(yīng)用項目6電氣控制基本環(huán)節(jié)認(rèn)知項目7典型機床電氣控制系統(tǒng)分析項目8典型電氣控制系統(tǒng)的故障檢修全套可編輯PPT課件

項目1變壓器的運行與應(yīng)用任務(wù)1.1變壓器的認(rèn)識與使用全套可編輯PPT課件

任務(wù)描述任務(wù)描述：小型變壓器如發(fā)生繞組燒毀、絕緣老化、引出線斷裂、匝間短路或繞組對鐵心短路等故障，均需進(jìn)行重繞修理。小型單相與三相變壓器繞組重繞修理工藝基本相同，在認(rèn)識變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上完成小型變壓器重繞修理工作，包括記錄原始數(shù)據(jù)、拆卸鐵心、制作模心及骨架、繞制繞組、絕緣處理、鐵心裝配、檢查和試驗等過程，并能通過試驗方式分析和計算變壓器運行性能。導(dǎo)引討論：日常生活中的電能是怎樣來的？日常生活中的電能是怎樣來的從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖6.3—27KV升壓變壓器

發(fā)電機組降壓變壓器

配電變壓器10KV35KV66KV110KV220KV330KV500KV10KV/0.4KV1）變壓器的構(gòu)造及其分類

（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識

變壓器：是一種利用電磁原理工作的靜止裝置。將電能轉(zhuǎn)換為電能的電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，將某一等級的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成同頻率的另一等級電壓和電流的設(shè)備。變換（升高或降低）電壓。

作用：變換電壓、變換電流和變換阻抗。廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、電氣測量、電子線路和自動控制系統(tǒng)。1）變壓器的構(gòu)造及其分類

高壓測油枕散熱管主箱體低壓測（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識1）輸電變壓器2）配電變壓器（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識配電變壓器升壓變壓器降壓變壓器（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識試驗、儀用等變壓器電爐、整流變壓器（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識干式變壓器油浸式變壓器強迫油循環(huán)電力變壓器（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識單相變壓器三相變壓器（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識

（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識圖1-1-2變壓器的原理圖一個閉合鐵芯，兩個獨立絕緣繞組一次繞組（通交流電源），二次繞組（接負(fù)載）（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識1-信號溫度計2-銘牌3-吸濕器4-油枕5-套管6-防爆灌7-瓦斯繼電器8/9-高低壓套管10-分接開關(guān)11-油箱12-鐵芯13-繞組14-放油閥15/16-接地端子圖1-1-3變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖①鐵心（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識鐵心一般由0.35~0.5mm厚的硅鋼片疊裝而成。硅鋼片的兩面涂以絕緣漆，使片間絕緣，以減小渦流損耗。鐵心包括鐵心柱和鐵軛兩部分。

①鐵心（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識圖1-1-4變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)形式（a）心式結(jié)構(gòu)

（b）殼式結(jié)構(gòu)1-鐵軛2-繞組3-鐵心柱4-高壓繞組5-低壓繞組6-鐵心鐵心拼片式結(jié)構(gòu)單相直線疊裝式：三相斜上接縫疊裝式：（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識②繞組：建立磁場（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識根據(jù)變壓器的高壓繞組與低壓繞組的相對位置，繞組又可分為同心式與交疊式兩種。一次（原方）繞組，二次（付方）繞組圖1-1-5同心式繞組的幾種形式（a）圓筒式

（b）螺旋式

（c）連續(xù)式

（d）糾結(jié)式③附件油箱：散熱，絕緣，保護(hù)鐵心和繞組不受外力和潮氣浸蝕。油枕：儲油，減少油箱內(nèi)油和空氣的接觸。呼吸器：過濾空氣，使絕緣油保持良好性能的作用。散熱器：降低油溫。防爆管：當(dāng)防爆玻璃破裂，將油分解的氣體排出防止變壓器內(nèi)部壓力驟增破壞油箱。氣體繼電器：瓦斯保護(hù)。絕緣套管：引出線。分接開關(guān)：調(diào)整變壓比。（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識2）變壓器的分類1）按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。2）按相數(shù)的不同：單相變壓器、三相變壓器和多項變壓器；3）按繞組數(shù)目不同：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器；4）按冷卻方式不同：油浸式變壓器、充氣式變壓器和干式變壓器。5）按用途不同：電力變壓器、特種變壓器、儀用互感器、試驗用的高壓變壓器等。（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識變壓器的使用變壓器的銘牌上通常有型號、額定容量、額定電壓、額定電流和額定頻率等。1.型號

變壓器的型號包含變壓器的結(jié)構(gòu)特點、額定容量、電壓等級和冷卻方式等內(nèi)容。例如，型號SL1000/10，其中“S”表示三相，“L”表示鋁線,“1000”表示額定容量為1000kVA，“10”表示高壓繞組額定電壓等級為10kV。（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識變壓器的使用

（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識變壓器的使用

（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識

（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識3）變壓器的基本工作原理注意：繞組：一次繞組匝數(shù)N1；二次繞組匝數(shù)N2變比K:K＝N1

/N2一次側(cè)要加交變電壓。工作原理：一次繞組通電，產(chǎn)生變化磁通，交鏈到二次側(cè)，在二次側(cè)感應(yīng)出電勢。只能改變交流電壓或電流的大小，不改變頻率（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識4）變壓器的銘牌數(shù)據(jù)(4)額定頻率f型號額定值SL7—200/30：三相，鋁線，第7次設(shè)計－200KVA容量，高壓30KV(1)額定容量Sn（KVA）(2)額定電壓U1N／U2N是指變壓器空載時，各繞組端電壓值，對三相變壓器指的是線電壓。(3)額定電流I1N／I2N指變壓器的視在功率，高低壓側(cè)相同。50Hz指變壓器允許長期通過的電流。（一）.知識學(xué)習(xí)——變壓器的基本認(rèn)識1）銘牌數(shù)據(jù)

包括型號，容量，相數(shù)，一、二次側(cè)電壓，聯(lián)接組，絕緣等級。2）繞組數(shù)據(jù)

包括導(dǎo)線型號、規(guī)格，繞組匝數(shù)，繞組尺寸，繞組引出線規(guī)格及長度，繞組重量。（2）拆卸鐵心（3）制作模心及骨架（4）繞制繞組（5）絕緣處理（6）鐵心裝配（二）.任務(wù)實施（1）記錄原始數(shù)據(jù)（三）.任務(wù)拓展（1）參觀電力變壓器生產(chǎn)使用單位，研討變壓器生產(chǎn)工藝及應(yīng)用情況。（2）查資料說明近年來變壓器相關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。（3）如何選用變壓器？（4）制作小型變壓器線包骨架課堂小結(jié)：1、變壓器的工作原理；2、變壓器的變比簡單計算。回顧上節(jié)課重點內(nèi)容：1、變壓器的工作原理；2、變壓器的變比簡單計算。導(dǎo)引：變壓器的聯(lián)結(jié)組別是什么？項目1變壓器的運行與應(yīng)用任務(wù)1.2單相變壓器的認(rèn)識與使用任務(wù)描述任務(wù)描述：小型變壓器如發(fā)生繞組燒毀、絕緣老化、引出線斷裂、匝間短路或繞組對鐵心短路等故障，均需進(jìn)行重繞修理。小型單相與三相變壓器繞組重繞修理工藝基本相同，在認(rèn)識變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上完成小型變壓器重繞修理工作，包括記錄原始數(shù)據(jù)、拆卸鐵心、制作模心及骨架、繞制繞組、絕緣處理、鐵心裝配、檢查和試驗等過程，并能通過試驗方式分析和計算變壓器運行性能。（一）.知識學(xué)習(xí)——單相變壓器的空載運行變壓器的空載運行空載——指一次繞組接到電源（初級1），二次繞組（次級2）開路。單相變壓器空載運行結(jié)構(gòu)示意圖N1N2（一）.知識學(xué)習(xí)——單相變壓器的空載運行變壓器的空載運行變壓器空載時各電磁量間的關(guān)系（一）.知識學(xué)習(xí)——單相變壓器的空載運行變壓器的空載運行

（一）.知識學(xué)習(xí)——單相變壓器的空載運行變壓器的空載運行一次側(cè)電流：

i0

叫空載電流（或勵磁電流）二次側(cè)空載：i2=0

變壓比：

變壓器的負(fù)載運行4040（二）.問題研討——分析和計算變壓器的運行性能的試驗有哪些？變壓器的功率與效率變壓器效率特性曲線（二）.問題研討——分析和計算變壓器的運行性能的試驗有哪些？從效率特性曲線可以看出，變壓器的效率開始時隨負(fù)載的增加而增加，在半載附近有最大效率，而后隨負(fù)載的加大效率有所下降。單相變壓器的試驗42421）變壓器的空載實驗測量空載電流I0，空載損耗（鐵損）P0，計算勵磁阻抗Zm，電壓比K。試驗?zāi)康模壕褪菫榱藴y量變壓器的幾個重要參數(shù)。Zm=U/I0rm=P0/I02xm2=Zm2-rm2將低壓繞組接額定電源，高壓繞組開路。（1）實驗?zāi)康模海?）實驗方法：（3）參數(shù)計算（二）.問題研討——分析和計算變壓器的運行性能的試驗有哪些？4343高壓繞組通過調(diào)壓器接到交流電源上，低壓繞組短路，并接入有關(guān)測量電表。Zsh=Ush/Ishrsh=Psh/Ish2xsh2=Zsh2-rsh22）變壓器的短路實驗（1）實驗?zāi)康模簻y定短路阻抗Zk（2）實驗方法：注意：一次測電壓要從零開始調(diào)起，一次電流表指示達(dá)到額定值為止。（3）參數(shù)計算（二）.問題研討——分析和計算變壓器的運行性能的試驗有哪些？（三）.任務(wù)拓展（1）參觀電力變壓器生產(chǎn)使用單位，研討變壓器生產(chǎn)工藝及應(yīng)用情況。（2）查資料說明近年來變壓器相關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。（3）如何選用變壓器？（4）制作小型變壓器線包骨架項目1變壓器的運行與應(yīng)用任務(wù)1.3三相變壓器的認(rèn)識與使用（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組⒈組式變壓器三相磁路彼此無關(guān)聯(lián)。其優(yōu)點是：對特大容量的變壓器容易制造、運輸。但其鐵芯用料多，占地面積大，只適用于超高壓、特大容量的場合。⒉心式變壓器三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。廣泛用于大、中、小容量的變壓器電力系統(tǒng)中。優(yōu)點：節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。三相變壓器磁路系統(tǒng)的認(rèn)知3、三相變壓器磁路系統(tǒng)的演變4747UA.

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UBUc三相對稱ФB.

ФC.

ФA.

三相對稱ФA.

ФB.

ФC.

++（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組48⒈變壓器首端和末端的標(biāo)志繞組名稱單相變壓器三相變壓器中性點首端末端首端末端一次繞組U1AU2XU1、V1、W1A、B、CU2、V2、W2X、Y、ZN二次繞組u1au2xu1、v1、w1a、b、cu2、v2、w2x、y、zn第三繞組u1mamu2mxmU1m、V1m、W1mam、bm、cmU2m、V2m、W2mxm、ym、zmNm48變壓器的聯(lián)結(jié)組（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組4949同相變壓器原、副方繞組感應(yīng)電勢正、負(fù)極性相同的端子,

用*或.來表示反映變壓器高、低壓側(cè)繞組的連接方式，以及在正相序電源時，高、低壓側(cè)繞組對應(yīng)線電勢的相位關(guān)系。同名端：聯(lián)結(jié)組別的時鐘表示法把高壓側(cè)電勢作為時鐘的分針，指向12點位置，再把低壓側(cè)電勢作為時鐘的時針，其指向的數(shù)字就是變壓器的連接組標(biāo)號。連接組別：

同極性端同標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢同相位。

同極性端異標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢反相位。****EA.Ea.****EA.Ea.I/I-12I/I-62、單相變壓器的極性和同名端（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組三相變壓器的連接組標(biāo)號不僅與繞組的繞向和首、末端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。3、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組由于三相繞組可以采用不同聯(lián)接，使得三相變壓器一次、二次繞組的線電勢出現(xiàn)不同的相位差。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組變壓器4種基本連接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。

我國標(biāo)準(zhǔn)的變壓器聯(lián)結(jié)組別：Y,yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。采用時鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電勢的相位關(guān)系。接法：相位關(guān)系：例如：Dyn－11D表示一次繞組為三角型接線，y表示二次測繞組星型接線，n表示引出中性線，11表示二次側(cè)繞組的相角滯后一次繞組330度（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組5353三相變壓器Y，y接法聯(lián)結(jié)組別：Y，y0

EAB.Eab.EA

.

EB

.

EC

.

Ea

.

Ec

.

Eb

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（一）.知識學(xué)習(xí)——三相變壓器的磁路和聯(lián)結(jié)組5454三相變壓器Y，d接法聯(lián)結(jié)組別：Y，d11

EA

.

EB

.

EC

.

Ea

.

Eb

.

Ec

.

EAB.Eab.Eab.1）理解三相變壓器并聯(lián)運行的含義所謂變壓器的并聯(lián)運行，就是將兩臺或兩臺以上變壓器的一次繞組接到同一電源上，二次繞組接到公共母線上，共同給負(fù)載供電（二）.任務(wù)實施（2）分析變壓器并聯(lián)運行情況（二）.任務(wù)實施（三）.問題研討——要達(dá)到理想運行情況，三相變壓器并聯(lián)運行要達(dá)到哪些條件？57571）變比相等如果變比不等，在二臺變壓器二側(cè)產(chǎn)生壓差，產(chǎn)生環(huán)流。58583）短路阻抗標(biāo)么值相等各臺變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比。4）阻抗電壓相等各臺變壓器所分擔(dān)的負(fù)載才能相同。2）聯(lián)結(jié)組別相同聯(lián)結(jié)組別不同時，二次側(cè)線電壓之間至少相差300，由于變壓器的短路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會燒毀繞組（三）.問題研討——要達(dá)到理想運行情況，三相變壓器并聯(lián)運行要達(dá)到哪些條件？（1）在實際應(yīng)用中，變壓器聯(lián)接組的作用是什么？查資料說明變壓器有多少種聯(lián)接組？其中國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用的有哪些？（2）總結(jié)采用變壓器并聯(lián)運行方式的使用場合以及注意事項。（四）.任務(wù)拓展項目1變壓器的運行與應(yīng)用任務(wù)1.4其他用途變壓器的認(rèn)識與使用任務(wù)描述任務(wù)描述：在認(rèn)識了自耦變壓器、儀用互感器等特種變壓器的特點和用途的基礎(chǔ)上使用儀用互感器進(jìn)行參數(shù)測量，并總結(jié)變壓器的常見故障及處理方法。（一）.知識學(xué)習(xí)——自耦變壓器

把普通雙繞組變壓器的高、低壓繞組串聯(lián)連接，便構(gòu)成一臺自耦變壓器。正方向規(guī)定與雙繞組變壓器相同。（一）.知識學(xué)習(xí)——自耦變壓器作為雙繞組變壓器使用時：

k=U1N/U2N=E1/E2≈N1/N2SN=U1NI1N=U2NI2N作為自耦變壓器變壓器使用時（繞組串聯(lián)）：

體積小、造價低，而且銅耗和鐵耗也小，因而效率高。自耦變壓器的變比：因兩繞組既有磁的聯(lián)系，又有電的直接聯(lián)系，包括兩部分：感應(yīng)功率；傳導(dǎo)功率自耦變壓器容量：自耦變壓器的特點：=k+1（一）.知識學(xué)習(xí)——儀用互感器能夠?qū)Ω唠妷汉痛箅娏鬟M(jìn)行測量用的變壓器，并使測量回路與被測量回路隔開，以保證測量人員的安全作用分類電流互感器和電壓互感器（一）.知識學(xué)習(xí)——儀用互感器

一次繞組并聯(lián)在被測的高壓線路上，二次繞組與電壓表、功率表的電壓線圈等構(gòu)成閉合回路。1）電壓互感器原理將高電壓降為低電壓（一般額定值為100V）供電給測量儀表和繼電器的電壓線圈。接法①二次側(cè)不允許短路，否則會產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞互感器的繞組；②二次側(cè)應(yīng)可靠接地；③二次側(cè)接入的阻抗不得小于規(guī)定值，以減小誤差。測量精度分0.5、1.0和3.0級。

注意：（一）.知識學(xué)習(xí)——儀用互感器一次繞組匝數(shù)為一匝或幾匝，而副繞組匝數(shù)很多，所接的電流表等負(fù)載的阻抗很小電流互感器實際上相當(dāng)于一臺處于短路狀態(tài)升壓變壓器。

2）電流互感器將電路中流過的大電流變換成小電流（額定值為5A或1A）供電給測量儀表和繼電器的電流線圈原理接法一次繞組串在被測的高壓線路中，二次繞組與電流表、功率表的電流線圈等構(gòu)成閉合回路。電流互感器常用精度等級有：

0.2、0.5、1.0、3.0和10。（一）.知識學(xué)習(xí)——儀用互感器②為確保工作人員安全，電壓互感器的副繞組以及鐵芯應(yīng)可靠接地；③為確保測量精度，電流互感器的副邊所接負(fù)載阻抗不應(yīng)超過允許值。注意：①二次側(cè)決不允許開路。若I2=0時，被測線路中的大電流I1全部成為勵磁電流，使鐵芯嚴(yán)重過熱，副邊感應(yīng)高電壓，損壞電流互感器，并危及人員和其它設(shè)備安全電流互感器實物（一）.知識學(xué)習(xí)——儀用互感器使用儀器銘牌值測量步驟數(shù)據(jù)記錄電壓互感器額定變比:

電流互感器額定變比:

使用儀用互感器進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量，并將測量步驟和測量數(shù)據(jù)填寫在表中。表儀用互感器的使用訓(xùn)練記錄（二）.任務(wù)實施（三）.問題研討——變壓器的常見故障有哪些？如何處理？故障現(xiàn)象

造成原因處理方法電源接通后無電壓輸出1)一次側(cè)繞組斷路或引出線脫焊2)二次側(cè)繞組斷路或引出線脫焊1)拆換修理一次側(cè)繞組或焊牢引出線接頭2)拆換修理二次側(cè)繞組或焊牢引出線接頭

溫升過高或冒煙

1)繞組匝間短路或一、二次側(cè)繞組間短路2)繞組匝間或?qū)娱g絕緣老化3)鐵心硅鋼片間絕緣太差4)鐵心疊厚不足5)負(fù)載過重

1)拆換繞組或修理短路部分2)重新絕緣或更換導(dǎo)線重繞3)拆下鐵心，對硅鋼片重新涂絕緣漆4)加厚鐵心或重做骨架、重繞繞組5)減輕負(fù)載（三）.問題研討——變壓器的常見故障有哪些？如何處理？故障現(xiàn)象造成原因處理方法空載電流偏大1)一、二次繞組匝數(shù)不足2)一、二次繞組局部匝間短路3)鐵心疊厚不足4)鐵心質(zhì)量太差1)增加一、二次側(cè)繞組匝數(shù)2)拆開繞組，修理局部短路部分3)加厚鐵心或重做骨架、重繞繞組4)更換或加厚鐵心運行中噪聲過高1)鐵心硅鋼片未插緊或未壓緊2)鐵心硅鋼片不符合設(shè)計要求3)負(fù)載過重或電源電壓過高4)繞組短路

1)插緊鐵心硅鋼片或壓緊鐵心2)更換質(zhì)量較高的同規(guī)格硅鋼片3)減輕負(fù)載或降低電源電壓4)查找短路部位，進(jìn)行修復(fù)

（三）.問題研討——變壓器的常見故障有哪些？如何處理？故障現(xiàn)象造成原因處理方法二次側(cè)電壓下降1)電源電壓過低或負(fù)載過重2)二次側(cè)繞組匝間短路或?qū)Φ囟搪?)繞組對地絕緣老化4)繞組受潮1)增加電源電壓，使其達(dá)到額定值或降低負(fù)載2)查找短路部位，進(jìn)行修復(fù)3)重新絕緣或更換繞組4)對繞組進(jìn)行干燥處理鐵心或底板帶電1)一次側(cè)或二次側(cè)繞組對地短路或一、二次側(cè)繞組匝間短路2)繞組對地絕緣老化3)引出線頭碰觸鐵心或底板4)繞組受潮或底板感應(yīng)帶電1)加強對地絕緣或拆換修理繞組2)重新絕緣或更換繞組3)排除引出線頭與鐵心或底板的短路點4)對繞組進(jìn)行干燥處理或?qū)⒆儔浩髦糜诃h(huán)境干燥場合使用查資料說明旋轉(zhuǎn)變壓器、整流變壓器、磁性調(diào)壓器等特種變壓器的特點和用途。（四）.任務(wù)拓展課堂小結(jié)：1、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別；2、變壓器常見故障及排除方法。項目一

結(jié)束再見！任務(wù)2.1三相異步電動機的工作原理與基本結(jié)構(gòu)項目2

三相異步電動機的運行與應(yīng)用

導(dǎo)引上講重點內(nèi)容回顧：1、變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、變壓器的聯(lián)結(jié)組別。任務(wù)描述任務(wù)描述：按照步驟對三相異步電動機進(jìn)行拆卸，記錄操作中的工藝要求，對拆卸后的三相異步電動機進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，并分析三相異步電動機的工作原理。任務(wù)實施鼠籠型異步電動機主要部件拆分圖轉(zhuǎn)子定子風(fēng)扇

冷空氣流

罩殼（非驅(qū)動端）端蓋（驅(qū)動端）任務(wù)實施（1）定子——主要用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，它由定子鐵心、定子繞組、機殼組成。定子鐵心：是電動機磁路的一部分，為了降低鐵心損耗，采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片間彼此絕緣。鐵心內(nèi)圓周上分布有若干均勻的平行槽，用來嵌放定子繞組。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)U1U2V1W1V2W2三相對稱的定子繞組：是電動機定子的電路部分，應(yīng)用絕緣銅線或鋁線繞制而成。三個外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120o、對稱地放置到定子槽內(nèi)的三個獨立的繞組（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)定子繞組接線：三相異步電動機定子繞組的三個首端U1、V1、W1和三個尾端U2、V2、W2(也可用A-X，B-Y，C-Z)，都從機座上的接線盒中引出。一般功率在3kW以下者采用星形接法（Y），在4kW以上者采用三角形接法（△）。

W1V1U1W2U2V2W1V1U1W2U2V2Y形接法△形接法首端接線柱尾端接線柱連接片連接片（尾端連接到一點）（首尾端交叉相連）（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)機殼：作用是支承定子鐵心和固定整個電機。包括：機座、2個端蓋、接線盒、風(fēng)扇罩等。機座一般采用鑄鐵鑄造,端蓋固定在機座兩端。機座（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（2）轉(zhuǎn)子——主要用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)。它由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心也屬于磁路的一部分，也用0.5mm的硅鋼片疊壓而成。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

鼠籠型轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)子繞組：用來感應(yīng)出電勢、電流，推動轉(zhuǎn)軸在電磁力矩作用下旋轉(zhuǎn)。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是繞組的三個出線端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三銅環(huán)上，通過電刷引出。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（3）氣隙異步電動機的氣隙比同容量的直流電動機的氣隙要小得多。中型異步電動機的氣隙一般為0.12～2mm。電動機中的電磁定律1．安培環(huán)路定理（或稱全電流定理）（1）磁感應(yīng)強度B。磁感應(yīng)強度B用來表示磁場的大小和方向。將磁力線上每點的切線方向規(guī)定為磁感應(yīng)強度的方向，用磁力線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論（2）磁通量Φ。穿過磁場中某一截面S的磁力線數(shù)稱為通過該截面的磁通量，簡稱磁通(Φ)。

若磁場均勻，且磁場與截面垂直，則Φ=BS

。

因此，磁感應(yīng)強度又稱磁通密度。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論

（3）磁場強度H。

（4）全電流定律。磁場中沿任一閉合回路l對磁場強度H的線積分等于該閉合回路所包圍的所有導(dǎo)體電流的代數(shù)和。

若閉合回路沿線長度為L，磁場強度H處處相等，且閉合回路所包圍的總電流由通過電流i的N匝線圈提供，則HL=Ni

。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論

2．磁路的歐姆定律

磁路的歐姆定律與電路的歐姆定律不同之處：

①電路中有電流就有功率損耗，而在磁路中的恒定磁通下沒有功率損耗；

②電流全部在導(dǎo)體中流動，而在磁路中沒有絕對的磁絕緣體，除在鐵芯的磁通外，空氣中也有漏磁通；

③電阻為常數(shù)，磁阻為變量；

④對于線性電路可應(yīng)用疊加原理，而當(dāng)磁路飽和時為非線性電路，不能應(yīng)用疊加原理。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論3．電磁感應(yīng)定律

磁場變化會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)N和線圈所交鏈的磁通對時間的變比率成正比，這是電磁感應(yīng)定律。

通常，電動機中的感應(yīng)電動勢根據(jù)其產(chǎn)生原因的不同，可以分為三種——自感電動勢、互感電動勢、切割電動勢。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論（1）自感電動勢eL

當(dāng)線圈中流過交變電流i時，由i產(chǎn)生的與線圈自身交鏈的磁鏈隨時間發(fā)生變化，由此在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為自感電動勢，用eL表示。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論（2）互感電動勢eM

在相鄰的兩個線圈中，當(dāng)線圈1中的電流i1交變時，它產(chǎn)生的與線圈2相交鏈的磁通Φ21也產(chǎn)生變化，由此在線圈2中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為互感電動勢，用eM2表示。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論（3）切割電動勢e

如果磁場恒定不變，導(dǎo)體或線圈與磁場的磁力線之間有相對切割運動時，在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為切割電動勢，又稱速度電動勢。若磁力線、導(dǎo)體與切割運動三者方向相互垂直，則由電磁感應(yīng)定律可知切割電動勢的計算公式為：

e=Blv

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論4．電磁力定律

載流導(dǎo)體在磁場中會受到電磁力的作用。當(dāng)磁場力和導(dǎo)體方向相互垂直時，載流導(dǎo)體所受的電磁力的計算公式為：

F=BlI

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論

銅損：銅損是由線圈的電阻所引起的，其損耗值的大小與流過線圈的電流的平方成正比，與電阻值的大小成正比，與時間長短成正比。

渦流損耗：電動機中的鐵芯材料含有金屬成分，當(dāng)鐵芯通過交變磁通時，與磁力線正交的平面中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而形成感應(yīng)電流，這種電流在鐵芯內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡稱渦流。因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱為渦流損耗，此損耗是純粹的熱損耗。渦流損耗的大小與磁場的變化頻率、渦流電阻的大小等因素有關(guān)。

磁滯損耗：由磁滯引起的損耗。

（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的基本理論（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2NSNS

wt=00wt=600wt=1200wt=1800U1U2V1W1V2W2SU1U2V1W1V2W2NS（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2wt=00wt=600wt=1200wt=1800NSNSNSNSS四極電動機定子繞組結(jié)構(gòu)和接線圖（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?四極電動機旋轉(zhuǎn)磁場（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件一是空間對稱的三相定子繞組;

二是通入三相對稱電流。（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?結(jié)論：旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于繞組中三相電流的相序。2)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向如果將定子繞組的三相電源線中的任意兩相交換，則繞組中三相電流的相序即由順時針變?yōu)槟鏁r針，旋轉(zhuǎn)磁場也相應(yīng)地逆時針反向旋轉(zhuǎn)。（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速f1——為電源頻率，我國的電網(wǎng)頻率為50HZ；

p——為電動機的磁極對數(shù);

p123456n1/(r/min)300015001000750600500同步轉(zhuǎn)速4）工作原理三相交流電源接通三相定子繞組定子繞組產(chǎn)生三相對稱電流三相對稱電流在電機內(nèi)部建立旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對運動(切割)轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子繞組(感應(yīng)電流)在磁場中受到電磁力的作用在電磁力作用下，轉(zhuǎn)子逆時針方向開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n

。iAACBXZYiBiC三相異步電動機原理簡圖三相對稱電流旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流（二）.問題研討——三相異步電動機如何實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?（1）拆卸定子繞組并找尋每組線圈的連接規(guī)律。

（2）為什么交流電動機會采用不同的轉(zhuǎn)子形式？

（3）現(xiàn)代交流電動機在結(jié)構(gòu)上有何發(fā)展趨勢？

（4）交流電動機在生產(chǎn)生活中有哪些典型的應(yīng)用？（三）.任務(wù)拓展任務(wù)2.2三相異步電動機的運行項目2

三相異步電動機的運行與應(yīng)用

任務(wù)描述任務(wù)描述：對三相異步電動機進(jìn)行通電前檢查和試車檢查，記錄相關(guān)檢查數(shù)據(jù)，理解三相異步電動機空載和短路試驗的目的和方法，掌握定子繞組首尾端的判別方法。任務(wù)實施（1）三相異步電動機通電前的檢查1）檢查機械部分的裝配質(zhì)量。2）測量繞組的絕緣電阻。3）檢查繞組的三相直流電阻。

（2）電動機的空載試車1）運行時檢查電動機的通風(fēng)冷卻和潤滑情況。2）判斷電動機運行音量是否正常。3）測量空載電流。4）檢查電動機溫升是否正常（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的空載實驗、短路實驗1）空載試驗

測得U1=UN時的I0和P1值，可得勵磁參數(shù)如下：其目的是測定異步電動機的空載電流I0和空載功率p0，進(jìn)而求得異步電動機的勵磁阻抗rm和xm，并分離出鐵耗pFe和機械損耗pmec。（一）.知識學(xué)習(xí)——三相異步電動機的空載實驗、短路實驗又稱為堵轉(zhuǎn)試驗，測取異步電動機的短路阻抗，即定、轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗及短路特性。試驗時，為了使短路電流不致太大，應(yīng)降低電壓進(jìn)行試驗，一般約為0.4UN以下。2、短路試驗

短路參數(shù)：（二）.問題研討——如何判別三相異步電動機定子繞組首尾端（1)用36V交流電源和燈泡判別首尾端（二）.問題研討——如何判別三相異步電動機定子繞組首尾端（2)用萬用表或微安表判別首尾端（1）對三相異步電動機進(jìn)行空載實驗和短路實驗。（2）三相異步電動機如何進(jìn)行選配。（3）觀看三相異步電動機常見故障動畫,分析其造成此故障的可能原因（三）.任務(wù)拓展任務(wù)2.3三相異步電動機的特性項目2

三相異步電動機的運行與應(yīng)用

任務(wù)描述任務(wù)描述：完成一臺小容量三相異步電動機的裝配任務(wù)，并整理裝配步驟和工藝要求，理解電機銘牌數(shù)據(jù)和“異步”的含義。任務(wù)實施第一步：定子部分。這主要是定子繞組的繞制、連接、嵌放、封槽口、端部整形和接線、繞組的絕緣浸漆與烘干處理等程序。第二步：安放轉(zhuǎn)子。第三步：加裝端蓋。第四步：裝風(fēng)扇和風(fēng)罩。第五步：接好引線，裝好接線盒及銘牌。（一）.知識學(xué)習(xí)——異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)含義1201.型號：Y2-801-4

2.額定功率：0.55kW

3.額定電壓：380V4.額定電流：1.5A

5.接線方法：Y接法

6.額定頻率：50Hz

7.額定轉(zhuǎn)速：1390rpm8.工作方式：連續(xù)工作制S19.絕緣等級：F級10.防護(hù)等級：IP5411.標(biāo)準(zhǔn)編號：JB/T8680.1-1998

12.重量：13kg13.生產(chǎn)日期：05年5月14.產(chǎn)品編號：233815.生產(chǎn)企業(yè)：淮安市匯利達(dá)工貿(mào)有限公司大禹電機廠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n11.方向相同2.大小不同n1>nn1=n相對靜止無感應(yīng)電動勢無感應(yīng)電流無電磁轉(zhuǎn)矩Tn1>n轉(zhuǎn)差率當(dāng)空載時，n1

≈

n，S

≈0當(dāng)靜止時，n=0，S=1空載轉(zhuǎn)差率在0.005以下；滿載轉(zhuǎn)差率在0.02~0.06之間≤≤（二）.問題研討——為什么是“異步”電動機？（二）.問題研討——為什么是“異步”電動機？

異步電動機滿載時，s＜0.06故異步電動機的額定轉(zhuǎn)速略小于磁場同步轉(zhuǎn)速，由此可知同步轉(zhuǎn)速n1=750r/min,p=4，2p=8。空載轉(zhuǎn)速

n0=(1－s0)n1=(1－0.267%)×750=748r/min額定轉(zhuǎn)差率

某三相異步電動機，電源頻率為50Hz，空載轉(zhuǎn)差率s0=0.00267，額定轉(zhuǎn)速nN=730r/min。試求：電機的極數(shù)2p、同步轉(zhuǎn)速n1、空載轉(zhuǎn)速n0

、額定轉(zhuǎn)差率sN。【解】旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速為（1）完成一臺三相異步電動機的裝配任務(wù)，其定子槽數(shù)Z1＝24槽，磁極數(shù)2p＝4，每槽匝數(shù)為100匝，單層，600相帶，跨距采用短距式，繞組節(jié)距ｙ＝5。（2）分析如何改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)向。（三）.任務(wù)拓展總結(jié)本講重點內(nèi)容：1、三相異步電動機結(jié)構(gòu)和工作原理；2、三相異步電動機轉(zhuǎn)差率計算。項目二

結(jié)束再見！任務(wù)3.1三相異步電動機的運行項目3

直流電動機的運行與應(yīng)用

導(dǎo)引上講重點內(nèi)容回顧：1、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率。任務(wù)描述任務(wù)描述：對欲投入運行的一臺直流電動機進(jìn)行全面的檢查和實驗工作，并能掌握直流電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理及銘牌含義，理解其機械特性。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識1)直流電動機模型直流電源電刷換向器電樞繞組電樞繞組NSIIabcdU+–電刷換向片轉(zhuǎn)動方向磁極2）直流電動機的基本工作原理保證磁極下的電流方向不變（直流電）

NSIIabcdU+–左手定則換向器的作用（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識2）直流電動機的基本工作原理保證磁極下的電流方向不變（直流電）

NSIIabcdU+–左手定則換向器的作用（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識3)直流電機的結(jié)構(gòu)與分類132132主磁極：由主極鐵心、勵磁繞組組成；產(chǎn)生工作磁場。①定子組成：作用：產(chǎn)生磁場、支撐作用機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承、和電刷等。機座磁極勵磁繞組直流電動機結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子換向器（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識133機座：固定與支撐作用，另外也是磁路的一部分。換向極：由鐵心、繞組組成。換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。改善電機的換向性能，防止產(chǎn)生電弧火花。電刷裝置：

接通外電路與電樞繞組。和換向器一起將繞組內(nèi)交流電轉(zhuǎn)換為外部直流電。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識電樞鐵心、繞組、換向器和轉(zhuǎn)軸等電樞鐵心由0.35—0.5mm厚的硅鋼片疊制而成。電樞繞組由絕緣導(dǎo)線繞制的電樞線圈組成換向器轉(zhuǎn)子②轉(zhuǎn)子（電樞）組成：（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識

由許多鴿形尾的換向片排列成一個圓筒，片間用V形云母絕緣。和電刷配合將直流電引入或引出的裝置。換向器由絕緣材料相隔的銅片做成，并固定在軸上。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識(2)直流電動機的分類他勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開。并勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞并聯(lián)到同一電源上。串勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。復(fù)勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。M他勵UfIfIaUM并勵UIfM串勵UM復(fù)勵U根據(jù)勵磁線圈和轉(zhuǎn)子繞組的聯(lián)接關(guān)系（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識4)直流電機銘牌數(shù)據(jù)1、額定容量（功率）PN

（單位：KW）

直流電動機PN=UNINりN

（輸出機械能）直流發(fā)電機PN=UNIN

（輸出電能）りN

：額定效率，在帶額定負(fù)載運行是，輸出機械功率與輸入功率之比。2、額定電壓UN

（單位：V）

在額定情況下，電刷兩端輸出（發(fā)電機）或輸入（電動機）的電壓。3、額定電流IN

（單位：A）

在額定情況下，電刷流入或流出的電流。4、額定轉(zhuǎn)速nN

（單位：r/min）

在額定功率、額定電壓、額定電流時電機的轉(zhuǎn)速。5、額定勵磁電流IfN

（單位：A）6、銘牌上沒有的額定值：額定轉(zhuǎn)矩TN

其中TN=9.55PN/nN

（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電機的基本知識（1）檢查項目檢修后欲投入運行的電機，所有的緊固元件應(yīng)擰緊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活。此外還應(yīng)檢查下列項目：1）檢查出線是否正確，接線是否與端子的標(biāo)號一致，電機內(nèi)部的接線是否有碰觸轉(zhuǎn)動的部件。2）檢查換向器的表面。3）檢查刷握。4）檢查刷握的下邊緣與換向器表面的距離、電刷在刷握中裝配的尺寸要求、電刷與換向片的吻合接觸面積。5）電刷壓力彈簧的壓力。6）檢查電機氣隙的不均勻度。（二）.任務(wù)實施(2)試驗項目1）絕緣電阻測2）繞組直流電阻的測量3）確定電刷中性線

常采用的方法有以下三種：（1）感應(yīng)法。（2）正反轉(zhuǎn)發(fā)電機法。（3）正反轉(zhuǎn)電動機法。4）耐壓試驗5）空載試驗6）負(fù)載試驗

7）超速試驗（二）.任務(wù)實施（三）.問題研討——直流電動機有哪些機械特性？（1）定義

指一定條件下，電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：

n=f(T)

理想空載轉(zhuǎn)速:n0=U/Ce

Φ（2）表達(dá)式U=IaRa+Ea=IaRa+CeΦnT=CTΦIa（三）.問題研討——直流電動機有哪些機械特性？（3）固有機械特性當(dāng)時的機械特性稱為固有機械特性。

由于電樞電阻很小，特性曲線斜率很小，電機運行比較穩(wěn)定

當(dāng)T=TN時，n=nN

當(dāng)n=0時，即電動機起動時，電磁轉(zhuǎn)矩Tem=Ts硬特性額定工作點起動轉(zhuǎn)矩定義（三）.問題研討——直流電動機有哪些機械特性？1、電樞串電阻時的人為機械特性

當(dāng)改變或或得到的機械特性稱為人為機械特性。（4）人為機械特性2、降低電樞電壓時的人為機械特性

（三）.問題研討——直流電動機有哪些機械特性？3、減弱勵磁磁通時的人為特性

保持不變，只改變勵磁回路調(diào)節(jié)電阻Rf

的人為特性他勵直流電動機起動和運行過程中，絕不允許勵磁回路斷開。

注意：

Φ2<Φ1<ΦN（1）查閱資料查找直流電機的結(jié)構(gòu)特點對其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用有何影響？（2）分析直流電機不能正常旋轉(zhuǎn)的主要原因有哪些？（3）對他勵直流電動機進(jìn)行空載試車，分別改變電樞電壓、電樞回路電阻和勵磁回路電阻，測量電動機穩(wěn)定運行后的電樞電流和空載轉(zhuǎn)速值，試尋找其變化規(guī)律。（四）.任務(wù)拓展任務(wù)3.2直流電動機的特性及運行原理項目3

直流電動機的運行與應(yīng)用

任務(wù)描述任務(wù)描述：在理解直流電動機起動、調(diào)速和制動的方法及原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計電氣原理圖，將相應(yīng)的拖動方法實現(xiàn)。

目錄1知識學(xué)習(xí)2任務(wù)實施3問題研討4任務(wù)拓展（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動1)直流電動機的起動與反轉(zhuǎn)起動瞬間，起動轉(zhuǎn)矩和起動電流分別為

為了限制起動電流，他勵直流電動機通常采用電樞回路串電阻或降低電樞電壓起動。將引起電網(wǎng)電壓下降，使電動機的換向惡化；同時過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機直流電機不允許直接起動起動時由于轉(zhuǎn)速n=0，電樞電動勢Ea=0，而且電樞電阻Ra很小危害所以起動電流很大（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動（1）電樞回路串電阻起動三級電阻起動時電動機的電路原理圖1（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動（2）降壓起動

起動時，以較低的電源電壓起動電動機，起動電流隨電源電壓的降低而正比減小。

降壓起動需專用電源，設(shè)備投資較大，但它起動平穩(wěn)，起動過程能量損耗小，因此得到廣泛應(yīng)用。隨著電動機轉(zhuǎn)速的上升，反電動勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。

起動結(jié)束時，以額定電源電壓運行。(3)直流電動機的反轉(zhuǎn)由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知改變直流電動機轉(zhuǎn)向的方法有兩個：①保持電樞繞組兩端極性不變，將勵磁繞組反接；②保持勵磁繞組極性不變，將電樞繞組反接。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動2)直流電動機的調(diào)速在改變電動機參數(shù)進(jìn)行調(diào)速的方法。從一種穩(wěn)定狀態(tài)到達(dá)另一個穩(wěn)定狀態(tài)

改變電動機的參數(shù)就是人為地改變電動機的機械特性，調(diào)速前后，電動機工作在不同的機械特性上。調(diào)壓調(diào)速；電樞串電阻調(diào)速；調(diào)磁調(diào)速。調(diào)速方法：電氣調(diào)速實質(zhì)如果機械特性不變，因負(fù)載變化而引起轉(zhuǎn)速的變化，則不能稱為調(diào)速（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動(1）電樞回路串電阻調(diào)速nTemTLRan0nNA0A’Bn1Ra+Rs1未串電阻時的工作點串電阻Rs1后,工作點由A→A’→B在電樞中串入電阻，n0不變，即電機的特性曲線變軟。原理：U=IaRa+Ea=IaRa+CeΦn（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動(2)降低電源電壓調(diào)速TemTLAA’B調(diào)速壓前工作點A降壓瞬間工作點穩(wěn)定后工作點

降壓調(diào)速過程與電樞串電阻調(diào)速過程相似由機械特性方程知：調(diào)電樞電壓U，n0變化，斜率不變。原理:U=IaRa+Ea=IaRa+CeΦn（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動(3)減弱磁通調(diào)速A’B調(diào)節(jié)磁場前工作點弱磁瞬間工作點A→A‘弱磁穩(wěn)定后的工作點原理：TemTLAU=IaRa+Ea=IaRa+CeΦn磁通減弱，電樞電流增大，電磁轉(zhuǎn)矩變大，轉(zhuǎn)速上升。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動3)直流電動機的制動制動的目的：使電動機減速或停車。限制電動機轉(zhuǎn)速的升高。（如電車下坡）制動的方式：機械（抱閘）制動電氣制動：T與n反向（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動（1）能耗制動

方法：由電磁轉(zhuǎn)矩TemB反相,為制動性質(zhì),電機處于制動狀態(tài)。電動制動能耗制動運行時，電動機靠將生產(chǎn)機械的機械能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在制動電阻上。斷開電源，接制動電阻RB

原理：（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動（2）反接制動方法第一：電源反接制動電動制動電樞回路串入制動電阻RB

后，接上極性相反的電源電壓

反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很強的制動作用。電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流

原理：

可見,反接制動時,從電源輸入的電功率和從軸上輸入的機械功率轉(zhuǎn)變成的電功率一起消耗在電樞回路制動電阻上。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動第二：倒拉反轉(zhuǎn)反接制動先減速到n＝0，然后在重物倒拉下反轉(zhuǎn)，n反向。制動時在電路串入一個大電阻。nT+-+-Ea+nT--Ea+方法原理反接制動適用于低速下放重物。（一）.知識學(xué)習(xí)——直流電動機的拖動第三：回饋制動

電動機拖動機車下坡時，會出現(xiàn)n>n0情況。方法原理此時Ea>U，Ia反向，Tem反向，由驅(qū)動變?yōu)橹苿印ｋ妱訖C輸出電能，處于發(fā)電狀態(tài)——回饋制動狀態(tài)（1）并勵直流電動機正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計及實現(xiàn)正轉(zhuǎn)起動按鈕SB1；停止按鈕SB3；反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2（二）.任務(wù)實施（2）并勵直流電動機的調(diào)速控制設(shè)計與實現(xiàn)（二）.任務(wù)實施起動按鈕SB2；KM1:電樞串電阻R1和R2低速起動中間繼電器KA1\KA2:分段切除電阻（3）能耗制動控制設(shè)計及實現(xiàn)按下起動按鈕SB2，KM1線圈得電，KM1的主觸頭閉合電動機接通電源起動；制動：按下停止按鈕，交流接觸器KM1線圈失電，KM1的主觸頭打開電動機與電源斷開，KM1的常閉輔助觸頭閉合電阻R接入電樞回路開始能耗制動，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到零電動機停止運行制動結(jié)束。（二）.任務(wù)實施（三）.問題研討——直流電機如何進(jìn)行常見故障的處理？故障現(xiàn)象可能原因處理方法電動機不能起動1．無電源2．電刷接觸不良3．勵磁回路斷路4．過載5．啟動電流太小1．檢查線路是否完好，啟動器連接是否準(zhǔn)確，保險絲是否熔斷2．檢查刷握彈簧是否松弛或改善接觸面3．檢查變阻器及磁場繞組是否斷路，更換繞組4．減少負(fù)載5．檢查所用啟動器是否合適（三）.問題研討——直流電機如何進(jìn)行常見故障的處理？故障現(xiàn)象可能原因處理方法

電樞冒煙1．長時間過載2．換向器或電樞短路3．負(fù)載短路4．電動機端電壓過高5．電動機直接啟動或反向運轉(zhuǎn)過于頻繁6．定、轉(zhuǎn)子相擦1．立即恢復(fù)正常負(fù)載2．查找短路的部位，進(jìn)行修復(fù)3．檢查線路是否有短路4．恢復(fù)電壓至正常值5．使用適當(dāng)?shù)膯悠鳎苊忸l繁的反復(fù)運轉(zhuǎn)6．檢查相擦的原因，進(jìn)行修復(fù)（三）.問題研討——直流電機如何進(jìn)行常見故障的處理？故障現(xiàn)象可能原因處理方法電動機轉(zhuǎn)速不正常1．電動機轉(zhuǎn)速過高，且有劇烈火花2．電刷不在正常位置3．電樞及磁場繞組4．串勵電動機輕載或空載運轉(zhuǎn)5．串勵磁場繞組接反6．磁場回路電阻過大1．檢查磁場繞組與啟動器連接是否良好，是否接錯，磁場繞組或調(diào)速器內(nèi)部是否斷路2．所刻記號調(diào)整刷桿座位置3．查是否短路4．增加負(fù)載5．糾正接線6．檢查磁場變阻器和勵磁繞組電阻，并檢查接觸是否良好（1）總結(jié)直流電動機不能正常旋轉(zhuǎn)的主要原因有哪些？（2）分析電機冒煙的主要原因的哪些？（3）查閱資料總結(jié)直流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展趨勢以及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。（四）.任務(wù)拓展總結(jié)本講重點內(nèi)容回顧：1、直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、直流電動機的啟動和制動方法；3、直流電動機常見故障及排除。項目三

結(jié)束再見！任務(wù)4.1步進(jìn)電動機的應(yīng)用項目4

特種電動機的運行與應(yīng)用導(dǎo)引上講重點內(nèi)容回顧：1、直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、直流電動機的啟動和制動方法；3、直流電動機常見故障及排除。任務(wù)描述任務(wù)描述：對欲投入運行的一臺特種電動機進(jìn)行全面的檢查和實驗工作，并能掌握特種電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理及銘牌含義，理解其機械特性。知識學(xué)習(xí)——步進(jìn)電動機的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解步進(jìn)電動機的作用和用途；2．熟悉步進(jìn)電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；3．了解步進(jìn)電動機的工作方式。知識學(xué)習(xí)——步進(jìn)電動機的應(yīng)用幾種步進(jìn)電動機外形

知識學(xué)習(xí)————步進(jìn)電動機的應(yīng)用4.1.1反應(yīng)式步進(jìn)電動機的結(jié)構(gòu)

反應(yīng)式步進(jìn)電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子上裝有六個均勻分布的磁極，并有許多小齒，每個磁極上都裝有控制繞組，每兩個相對的極組成一相，同一相的控制繞組可以串聯(lián)或并聯(lián)，組成三個獨立的繞組，稱為三相繞組，也有做成四相、五相或六相的。

轉(zhuǎn)子上沒有繞組，由軟磁性材料疊成，沿圓周上均勻分布許多小齒，轉(zhuǎn)子的齒距和定子的齒距相等。

知識學(xué)習(xí)————步進(jìn)電動機的應(yīng)用4.1.2反應(yīng)式步進(jìn)電動機的工作原理1.單三拍控制步進(jìn)電動機工作原理單三拍控制方式下步進(jìn)電動機工作原理圖知識學(xué)習(xí)————步進(jìn)電動機的應(yīng)用4.1.2反應(yīng)式步進(jìn)電動機的工作原理2.六拍方式控制步進(jìn)電動機工作原理三相六拍控制方式下步進(jìn)電動機工作原理圖知識學(xué)習(xí)————步進(jìn)電動機的應(yīng)用4.1.2反應(yīng)式步進(jìn)電動機的工作原理3.雙三拍控制步進(jìn)電動機工作原理雙三拍控制方式下步進(jìn)電動機工作原理圖知識學(xué)習(xí)————步進(jìn)電動機的應(yīng)用4.1.3步進(jìn)電動機的應(yīng)用

步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)速不受電壓和負(fù)載變化的影響，也不受環(huán)境條件溫度、壓力等的限制，僅與脈沖頻率成正比，所以應(yīng)用于高精度的控制系統(tǒng)中。線切割機床工作原理示意圖任務(wù)4.2測速電動機的應(yīng)用項目4

特種電動機的運行與應(yīng)用知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．了解測速發(fā)電機的功能和應(yīng)用；2．熟悉直流測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；3．熟悉交流測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用幾種測速發(fā)電機外形

知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用4.2.1直流測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)

反應(yīng)式步進(jìn)電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子上裝有六個均勻分布的磁極，并有許多小齒，每個磁極上都裝有控制繞組，每兩個相對的極組成一相，同一相的控制繞組可以串聯(lián)或并聯(lián)，組成三個獨立的繞組，稱為三相繞組，也有做成四相、五相或六相的。

轉(zhuǎn)子上沒有繞組，由軟磁性材料疊成，沿圓周上均勻分布許多小齒，轉(zhuǎn)子的齒距和定子的齒距相等。

知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用4.2.2直流測速發(fā)電機的工作原理及特性直流測速發(fā)電機

4.2.3交流測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)

交流測速發(fā)電機可分同步測速發(fā)電機和異步測速發(fā)電機兩類。國產(chǎn)測速發(fā)電機的產(chǎn)品型號為CG，異步測速發(fā)電機的型號有CK、CL。

在自動控制系統(tǒng)中，目前應(yīng)用的交流測速發(fā)電機主要是空心杯型轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機。其結(jié)構(gòu)與空心杯型轉(zhuǎn)子交流伺服電動機相似，轉(zhuǎn)子是一個薄壁非磁性杯，通常用高電阻率的硅錳青銅制成。

知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用

4.2.4交流測速發(fā)電機的工作原理及特性交流測速發(fā)電機工作原理知識學(xué)習(xí)——測速電動機的應(yīng)用任務(wù)4.3伺服電動機的應(yīng)用項目4

特種電動機的運行與應(yīng)用導(dǎo)引學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1．了解伺服電動機的功能和應(yīng)用；2．熟悉直流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；3．熟悉交流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

4.3.1直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)

直流伺服電動機的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不裝換向磁極，并且轉(zhuǎn)子做得很細(xì)長，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。直流伺服電動機按勵磁方式不同可分為電磁式和永磁式兩種。電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產(chǎn)生，一般用他勵式；永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產(chǎn)生。知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用

4.3.2直流伺服電動機的工作原理直流伺服電動機的電路與機械特性知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用

4.3.3直流伺服電動機的特點優(yōu)點

是具有線性的機械特性，起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍大。缺點

是電刷與換向器之間的火花會產(chǎn)生電磁干擾，需要定期更換電刷，維護(hù)換向器。知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用

4.3.4交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)

交流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)與電容運轉(zhuǎn)單相異步電動機相似，其定子鐵心也是由沖有齒和槽的硅鋼片疊壓而成。定子槽中裝有勵磁繞組和控制繞組，兩個繞組在空間互差電角度，勵磁繞組與交流電源相連接，控制繞組接輸入信號。交流伺服電動機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式有籠型轉(zhuǎn)子和空心杯型轉(zhuǎn)子兩種。

知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用

4.3.5交流伺服電動機的工作原理交流伺服電動機的工作原理與單相電容運行異步電動機相似。沒有控制信號時，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場。克服“自轉(zhuǎn)”的機械特性知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用

4.3.6交流伺服電動機的控制方法1）幅值控制2）相位控制3）幅相控制知識學(xué)習(xí)——伺服電動機的應(yīng)用總結(jié)本講重點內(nèi)容回顧：1、步進(jìn)電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、測速電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；3、伺服電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；4、了解步進(jìn)電動機的工作方式。項目四

結(jié)束再見！項目5常用低壓電器的運行與應(yīng)用任務(wù)5.1常用低壓電器的基礎(chǔ)知識導(dǎo)引上講重點內(nèi)容回顧：1、特種電動機的作用和用途；2、步進(jìn)電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理；3、測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與工作原理；4、伺服電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理。任務(wù)描述任務(wù)描述：在了解低壓電器的分類、型號含義、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及選用的要求基礎(chǔ)上。

按工作電壓高低，電器可分為高壓電器和低壓電器兩大類。高壓電器是指額定電壓為3KV及以上的電器；低壓電器是指交流電壓為1200V或直流電壓為1500V以下的電器。（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識

低壓電器：是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的電路中，以實現(xiàn)對電路或非電對象的控制、檢測、保護(hù)、變換、調(diào)節(jié)等作用的電器。5.1.1低壓電器的分類1.低壓配電電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。如：接觸器、繼電器、主令電器等。2.低壓控制電器

用于供、配電系統(tǒng)中進(jìn)行電能輸送和分配的電器。如：刀開關(guān)、低壓斷路器、熔斷器。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識3.低壓主令電器

用于完成某種動作或傳送功能的電器。如電磁鐵、電磁離合器等。5.低壓執(zhí)行電器

用于對電路及用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的電器。如熔斷器、熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器等。4.低壓保護(hù)電器

用于發(fā)送控制指令的電器。如按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)、主令控制器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識5.1.2電磁式低壓電器基本結(jié)構(gòu)

電磁式電器是電氣控制系統(tǒng)中最常見的低壓電器，從其基本結(jié)構(gòu)上看，大部分由電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三個部分組成，如圖1-1所示。圖5-1-1電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識1.電磁機構(gòu)（1）電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式

電磁機構(gòu)

由吸引線圈、鐵心、銜鐵組成。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-1-1所示。圖5-1-1電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式（a）、（b）、（d）、（e）直動式（c）、（f）、（g）轉(zhuǎn)動式

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（2）電磁機構(gòu)工作原理吸力特性是指電磁吸力隨銜鐵與鐵芯間氣隙δ變化的關(guān)系曲線。圖5-1-2電磁機構(gòu)反力特性與吸力特性反力特性是指反作用力Fr（使銜鐵釋放的力）與氣隙δ的關(guān)系曲線。

在銜鐵吸合過程中，其吸力特性必須始終處于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之銜鐵釋放時，吸力特性必須位于反力特性下方，即反力要大于吸力(此時的吸力是由剩磁產(chǎn)生的)。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識短路環(huán)的作用是消除交流電磁鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪聲。圖5-1-3交流電磁鐵的短路環(huán)

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識2.觸頭系統(tǒng)（1）觸頭的接觸形式圖5-1-4觸頭的接觸形式（a）點接觸（b）線接觸（c）面接觸

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（2）觸頭的分類◆按觸頭運動情況分為動觸頭和靜觸頭。◆按觸頭控制的電路分為主觸頭和輔助觸頭。◆按觸頭的原始狀態(tài)可分為常開觸頭和常閉觸頭。◆按觸頭的結(jié)構(gòu)形式可分為橋式觸頭和指形觸頭。

圖5-1-5觸頭的分類

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（3）減小接觸電阻的方法觸頭材料選用電阻系數(shù)小的材料，使觸頭本身的電阻盡量減小；增加觸頭的接觸壓力，一般在動觸頭上安裝觸頭彈簧；改善觸頭表面狀況，盡量避免或減小表面氧化膜形成，在使用過程中盡量保持觸頭清潔。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識3.電弧的產(chǎn)生和滅弧方法（1）電弧的產(chǎn)生（2）電弧的產(chǎn)生的原因★高溫游離★強電場放射★撞擊電離★熱電子發(fā)射

電弧是在觸頭由閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)的過程中產(chǎn)生的，是觸頭間氣體在強電場作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，是一種帶電質(zhì)子的急流。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（3）滅弧的基本方法1）拉長電弧，從而降低電場強度；2）用電磁力使電弧在冷卻介質(zhì)中運動，降低弧柱周圍的溫度；3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電弧；4）將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降。

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識（4）常用的滅弧裝置★

電動力吹弧

圖5-1-6機械滅弧1-靜觸頭2-動觸頭3-電弧

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識★

磁吹滅弧圖5-1-7

磁吹滅弧原理1-磁吹線圈2-鐵心3-導(dǎo)磁夾板4-引弧角5-滅弧罩6-磁吹線圈磁場7-電弧電流磁場8-動觸頭

（一）.知識學(xué)習(xí)——低壓電器的基本認(rèn)識★柵片滅弧圖5-1-8

柵片滅弧示意圖1-滅弧柵片2-觸頭3