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文檔簡介
電氣基本知識1.1正弦交流電正弦交流電路:是指電壓和電流均按正弦規律變化的電路。以交流電的形式產生電能或供給電能的設備稱為。由交流電源、用電設備和連接導線組成的電流流通路徑稱為。1.1.1交流電的三要素i=Imsin(6?t+(p)^cotIm
:幅值(最大值)G):角頻率(弧度/秒)(P
:初相角Vcot‘】G)二&二1丌f1.周期與頻率單位:秒,毫秒?.赫茲(Hz),千赫茲單位:弧度/秒1.周期J變化一周所需的時間2.頻率_每秒變化的次數單位:3.角頻率0每較化的弧度2.幅值與有效值正弦量在任一瞬時的值稱為瞬時值,用小寫字母表示,瞬時值中最大的稱為幅值,用帶下標的字母來表示。i=Imsin(cot+(p)I為正弦電流的最大值m在工程應用中常用表示幅度。交流電表指示的電壓、電流讀數,就是被測物理量的有效值。標準電壓220V,也是指供電電壓的有效值。i2Rdt二I2RT(均方根值)T_Im3.初相位:正弦量所取的計時起點不同,初始值也就不同,到達幅值或某一特征值的時間也就不同。i=4^1
sin(仍t+(p)(P給出了觀察正弦波的起點或參考點,常用于描述多個正弦波相位間的關系。兩個同頻率正弦量間的相位差(初相差)?
%rh
=Amsin(射+久)u2
=Im2sin(cot+(p2)?>*礞\\ff\\1^2(p^((Dt+(p^-(O)t+(p^(p2~(p{同頻正弦信母的相位關系>^1=^2^(p=(px~(p2
>0?(p二(p{-(p2<02:r領先于^2Z]落后于l2I13IM助同相位相位領先相位落后滬U2<o電流超前電壓cp(p=y/x
―屮,=orc_t::Hwr7inpF;l==-90°(p-n/A-iu,=18(F電壓與電流反相ut1.1.2正弦量的相量表示法正弦波的相量表示法概念:一個正弦量的瞬時值可以用一個旋轉的矢量與橫軸夾角=初相位(p矢量以角速度?按逆時針方向旋轉注意:1.才能用相量表示,非正弦量不可以。2.只有的正弦量才能畫在一張相量圖上,不同頻率不行。提出:平行四邊形法則可以用于相量運算,但不方便。故引入相量復數表示法D復數運算相量的復數表示一相量式U復數的輻角?j復數的模J?uU^y)a2+b2bU1■1!+1_ib(p—
tan—U=a+jb=Ucosp+jUsin(pu=a+]b=t/(cos^?+jsin(p)=Uei(p
______......^UZ(p------設:U、=a!+^2~a2+j"2則:U=Ur±U2=(a[±aJ+娥土b2)=Ue](p則:u=ucu2=c/1
.u2
.戶增)3.除法運算則:t/2t/2小豬:正弦波的四種表示法波形圖............................Jtnrmt也廣瞬時值i=Imsin(cot+(p)相量圖相量式J=a+j/?=/U、IU>I瞬時值復數、相量最大值1.1.3交流電路組成元件都是組成電路模型的理想元件。所謂理想,就是突出其主要性質,而忽略其次要因素。其中,電阻元件是耗能元件,后兩者是儲能元件。在交流電路中,由于所加電壓隨時間而交變,故電路中的電流、功率及電場和磁場儲存的能量也都是隨時間而變化的。所以在交流電路中,電感元件中的感應電動勢和電容元件中的電流均不為零,1.電阻元件電阻元件是一種消耗電能的元件。歐姆定律:功率:R2p=ui=Ri2U2.電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場能量的元件。如右圖所示:+U=coLL的兩流使II上感直即U。£感電在上_電,。感,短有時壓電過于只化電,通當謂電端電有O2X3.電容元件電容元件是一種能夠貯存電場能量的元件。如右圖所示:只有電容上的電壓變化時,電容兩端才有電流。在直*流電路中,黽齊上即ft有電壓,但i=0,葙當于弁路,BP電容具有。L2對CcdC實際負載實際電路中理想負載基本不存在,而往往是2、感性負載在負載性質展現出呈阻性負載、呈感性負載和呈容笆負載,我們統一稱這些負載為阻抗,用“Z”表示,具體如下:1、阻性負載負載在電路中呈現電阻性質如:白熾燈負載在電路中呈現感性性質如:日光燈、電扇等3、感性負載負載在電路中呈現容性性質如:電容器、同步電動機等實際電路中,是多種特性的負載串、并聯而成,我們稱之為:阻性、感性和容性只對負載的兩端在電路中呈現的性質而言。線圈L代表鎮流器例如:日光燈用電路來表示,實際是電阻和電感的串聯電路。/WV\L、1.1.4電阻、電感和電容元件交流電路根據歐姆定律設w=yl2Usincot船K—飢電感(單位:H,mH,pH)?電感和結構參數的關系線性電感:非線性電感導磁率L=^線圈面積_定值0L=Corist(如:空心電感//不變):L
/Const(如:鐵心電感//不為常數)線圈長度參水4IIII(痗刪)/=?莉<狀傳糊SW柚電感電路中的功率1.瞬時功率Pp=i?u=
2t//sincotcoscot=UIsin2coti=V2/sin^u=42Usin⑽+9(T)p=i.u=UIsin2a)tcotP<0釋放能量能量+尸〉0尸<0cotp=i.u=UIsin2cot1rT/^=—■pdt7Jo1cT=—£UIsin(2a)t)dt=O結論:純電感不消耗能量,只和電源進行能量交換(能量的吞吐)。3.無功功率QQ的定義:電感瞬時功率所能達到的最大值。用以衡量電感電路與電源進行能量交換的規模。Q的單位:乏、千乏(var、kvar)例1:把一個0.1H的電感接到/=50Hz,i/=10V的正弦電源上,求/,如保持1/不變,而電源/=5000Hz,這時/為多少?解:(1)當/=50Hz時=2^L=2x3.14x50x0.1Q=31.4Qu
=A:318mA(2)當f=
5000Hz時X,=2t^L
=2x3.14x5000x0.1=314GQyu101…AI==-=3.18mA3140所以電感兀件具有通低;顏阻高顏豹特性3.電容電路電容C_1_叫-q無極性單位電壓下存儲的電荷(單位:F,pF,pF)U有極性電解電容線性電容:C=Const(S不變)非線性電容:C/
Const(6不為常數)?電容上電流、電壓的基本關系i-^-Cdu\dtdt當w=t/(直流)時,duz=0=0dt電容電路中的功率1.瞬時功率Pi
=V2/sincotu=V2sin((?Z-90°)p=i.u=—UIsin2(vtp=i.u=—UIsin2cot2.平均功率Pp=i-u=—U/sin2做丁Jor=-(T-UIsin2cotTJo03.無功功率Q瞬時功率達到的最大值(吞吐規模)p=—UIsin2cotQ=-ui(電容性無功取負值)電阻元件基本關系u=iRI9復阻抗R--
Udi電感元件基本關系u二L—dt復阻抗jXL二jcoLU電容元件基本關系i二C—dt
1復阻抗一=-j——cdC1.1.5混合電路及功率因數i
=V2/sincot則w=y[2IRsmcot+y/2I(coL)sin(偵+90°)+W/(丄)sin(淤-90°)cdC-奶zu的為電路而的則為和壓和有效值之比,復數阻抗Z的討論1.z和總電流、總電壓的關系%/[/I/-/-%仍/Zt/z-?(/7-Z12.Z和電路性質的關系Z=ZZ(/)=R+j(XL-Xc)a—定時電路性質由參數決定當XL
>Xc時,(p〉Q表不u領先i
—電路呈感性當XL<XC時,0<0表示《落后/--電路呈容性^xL=xc時,汐=瞭示《、洞相--電路呈電阻性3.阻抗(Z)三角形Z=7?+j(XL-Xc)=\Z\Z(pz|=#2+(W三角形RZ=R+j(XL-Xc)R、£、C串聯電路中的功率計調1.瞬時功率p=ud=pR+pL+pc2.平均功率P
(有功功率)_u■1ctH■P=—pdt■■yJo■I=-JQ
(PR+PL+Pc)dtI=Pr^UrI=I2R平均功率P與總電壓{/、總電流/間的關系:其中:P=URIUR-Ucos(/)P=UIcos(pCOS(p-----功率因數3+無功功率2:j在R、L.C串聯的電路中,儲能元件I、C雖然不消耗能量,但存在能量吞吐,吞吐的規模用無功功率來表示。其大小為:Q=Ql
+Qc=ULI+Q-UCI)=QUl-Uc)^I—IUsincp4.視在功率S:S=UI
單位:伏安、千伏安注:S=UI可用來衡量發電機可能提供的最大功率(額定電壓X額定電流)有功功率P=UIcos(p無功功率Q-UIsincp視在功率5=L7只適用于串聯電電壓三角形RUR_IU功率因數的提髙:COScp功率因數功率因數提高的意義:P-UIcos(pS=UI設S=1000KVA,當COScp=0.4時,P=400W當COScp=0.9時,P=900W,其等效電路及相量日常生活中很多負載為感性的關系如下圖。其中消耗的有功功率為:???當a、尸一定時,cos???希望將COS(P提高功率因數電路參數的關_J?—11負載z|RX.-X(P二ztg-\xL-xcRCOS(P由負載性質決定。與電路的參數和頻率有關,與電路的電壓、電流無關。40W白熾燈COS(p
=1p40P=l//cOS^/=-=-^0.182A40W日光燈Ucos(pCOS(p—
0.5ZX,Ti—v設備的容量求較大\40,=0.364■A220x0.5供電局一般要求用戶的COScp>^5否則受處罰。純電阻電路純電感電路或純電容電路R-L-C串聯電路電動機空載滿載COScp
=1(0=0)COS(p
二0{(P二±90P)0<COS(p<l(-9(P<^<+9(P)COScp=0.2?0.3COScp=0.7?0.9日光燈QR-L-C串聯電路)COScp
=0.5?0.6并電容RUL1.2三相電路1.2.1三相電壓?三相電路在生產上應用最為廣泛。發電、輸配電和主要電力負載,一般都采用三相制。三相交流發電機三相交流發電機由三個組成,在空間上彼此,它們的記為A、B、C,記為X、Y、Z。定子鐵心三相繞組(作為導磁路經)j?匝數相同1空間翻互差U轉子:直流勵磁的電磁鐵助鉑梁組機座定子鐵心后_定子繞組茹瑞蓋電刷及刷架滑矸轉子同步電機主要部件在交流電機部件中對能量轉換起主要作用的部件:?定子鐵心;?定子繞組:空間上相差120度的三相繞組;?轉子:同步電機和異步電機完全不同。三相交流電機的定子鐵心和定子繞組b->yNN轉子裝有磁極并以a的速度旋轉。三個線圈中便產生三個單相電動勢。■首端■末端■三線圈空間位置各差120°每相電樞繞組三相交流電動勢的產生定子中放三個線圈:異步電機的繞線式轉子電樞繞姐換侖g直波電機電樞結構電刷換向片主磁極roJLtagc直流電機的工作原理?
換向器電刷旋轉整流器勵磁副勵磁機(轉極式)主勵磁機(轉樞式)>主發電機(轉極式)旋轉部分無刷,適合大容量發電機。///主發電機電流_互感器電壓調整器副勵磁機主勵磁機不可控整流器0B相三相對稱電動勢的表達式cA=EmsrncoteB=EnAsin((ot-120°)ec-Emsin(cot-24O°)=Emsin(cot+120°)ui=Emsina)t。
u2=Emsin^t-120o)w3==^msin^+i20°)____三相電壓瞬妒_=E/0°=EERbeA+eB+eC=()Ea+Eb+Ec=0三相對稱電動勢的相量表示法?與前面(單相)瞬時值表示法和波形曲線表示法對應三相對稱正弦交流電也可用相量表示法表示:I73=E/-120o=E(——jL)-??“廠=E/12O0=E(-丄+j—)-22根據以上三種表示法都可以求彳<,對稱三相交流電路:三種電壓初相位各差120°。發電機三相繞組的聯接?發電機三相繞組通常將三個末端接在一起,該點成為中點或零點(N)。即星形(Y)接法。CA端線(相線、火線)三個始端A、B、C引出三根端線,加上中點引出的總線,稱為。在低壓系統,中性點通常接地,所以也稱地線。、I,Ubc、:地線線與中先線之間的電壓。其有效值為UA、UB、Uc,一般用Up表示。:端線(相線、火線)與端線火線)間的電壓。其有效值為Uab、Uca,
一般用Z//表示。???I發電機舊相繞組j的電壓MB火線)與中性線(零朗、友電機母相繞組)的電壓,即端u由此,星形聯接的發電機或變壓器可以輸出兩種電壓,如:220V和380V。線電壓越前與相電壓相位3()°。UAUbc線電壓與相電壓的關系?由電壓瞬時值的關系可知=>-lA
-UrL1hc
二Ub
一Ll(.u"-ll*I戀聽疆:’::鶴讓觀難由于它們都是同頻率的正弦量,都可用有效值相量表示,即根據相量圖,線電壓與相電壓的有效值關系可得■■■::WIJ]=IJPcos30°=U三相電源的三角形(A)接法結論:電源△形勝吉時線電壓t/'相電壓L/p1.2.2三相負載的連接方法rr三相負載也有Y和A兩種接法,至于采用哪種方法,要根據負載的額定電壓和電源電壓確定。三相負載不對稱三相負載:不滿足如由單相負載組成的三相負截三相負載:需三相電源同時供負載1三相電動機等單相負載:只需一相電源供電照明負載、家用電器對稱三相負載s
I碑fl、如三相電動機——?r三相四線制380/220伏[三相負載連接原則(』)電源提‘洪的電壓-a載的頌定電壓;&)單相貿載盡盤均衡遜分配到三相電源上。電源保險絲-—S--Uo--—1=----圓I□隊■■■幸t額定相電壓為額定線電壓為220伏的單相負載380伏的三相負載1■三相方法一般家用電器多為單相負載,國標規定為220V,應接入電源的端線與中線之間。這種情況一般構成單相交流電路。但是各相負載對電源構成三相星形聯接,應屬于三相電路。AIZaIUaic吻cl寸1Uch對星形聯接的三相電路,可就其各單相情況分別討論,然后再總體分析三相負載的電流和電壓以及功率等量。1AN線電壓與相電壓的關系為cUbB由此可知,此時總線電流等于零,即IN=IA+IB+IC'=0=[f
=\=P(pIzl?對稱負載應滿足以下條件:lZAHZB|:|Zf|:|Z|屮,.、=<p<-=(PX(Pa=<Pb
二(P(=9=arctg—既然中線沒有電流通過,中線也就不需要了。由此,演變成星形接法的三相三線制電路。2.三相方法例,相電壓為Up=220V的對稱電源;各相負載為電燈組,在額定220V電壓下各相電阻分別為Ra=5H,RB=10n,Rc=20£2。試求負載的相電壓、負載電流及中線電流。UA
=220/0°VAubBCUH=220/-I20°VIJc=220/120°A雖然負載不對稱,因中線的存在,負載相電壓與電源的相電壓相等也是對稱的,有效值亦為220V。用復數法表示為:Uc用復數法計算,求中線電流比較容易。先算各相電流:B一^2/__t=11/120°
八根據電路的電流正方向規定,中線電流為:____+
L++
22/^1202+11^1222__=44+(-H-./IB.9)+(-5.5+j.9.45)=27.5-;9.45二29.1/-19°A?UFIJRGIRII-I一(2)無中會LWZa+rBN/Zh+?/Zc*o1/Za+1/Zb+1/Zcu負載各相電壓:AN*=t/AN-^/nN??BN’二BN-UNN??CN’=UC^-UNN補例1.照明電路:(1>正常情況下,三相四線制,中線阻抗約為零。ANN'(2)假設中線斷了(三相三線制),A相電燈沒有接入電路(三相不對稱)A燈泡未在額定電壓下工作,燈光昏暗。⑶中線斷了(三相三線制),A相短路A燈泡電壓超過額定工作電壓,燒壞了。30盞70盞No______________________c:__________________________________in解:a》該照明系統與電網連接圖解:⑴該照明系統與電網連接圖(2)計算線電流設t/=22031V.60L=70xj^A60QA■'220x0.5=8<1818/Q°A=2546A60°A=30.4A46,5°A3.三相負載的三角形A聯結A—a線電壓(即相電壓)對稱Z7?負載對稱,可根據線Bz=2Ipcos30°=V3lP電流與相電流的關系作出相量圖。顯然線電流也是對稱的,在相位上比相應的相電流滯后30°■根據相量圖,線電流的大小5三相功率電路功率必定等于光相有功功率之和。P=3Pp
=3UpIpcoscpP=Pa+Pb+Pc=S(UpnIpncos(pn)n=A,B,C當時,射_有功功翱是相繃。三相總功率為對于星形對稱負載U,二a/3Up對于三角形對稱負載UfUp1/=V3IpA/jL每相電阻和感抗負載相電流負載阻抗為試求:每相負載的電阻和亂解由題意,視在功率根據得AO1.3變壓器與電動機1.3.1變壓器1.工作原理1.3變壓器與電動機131變壓器變壓器是利用電磁感應原理傳輸電能或信號的器件,在電力系統和電子線路中應用廣泛。電力工業中常采用高壓輸電低壓配電,實現節能并保證用電安全。具體如下:_________________發電廠輸電線變電站10.5kV220kV10kV升壓降壓降壓實驗室380/220V儀器36V降壓降壓次、二次繞組互不相?,名詞介紹均指負載側幅邊繞組2V2二次繞組2V2二次側側接電源9負載開路一次側接二次側接負載一次側接交流電源,°二次側開路。/0(/oNi)①0^2^20Ntn2空載時,鐵心中主磁通唬由一次繞組磁通勢產生的。i2=0么=—N'dt一次側電壓變壓器一次側等效電路如圖根據KVL:U^Rjx-EaX-Ex式中A為一次側繞組的電阻;由于電阻&和感抗X,(或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動勢盡比較可忽略不計,則2A為殳比t/20
^E2~N2二
4.44/0N式中f/20為變壓器空載電壓。故有變壓繞組的電亂結論:改變匝數比,就能改變輸出電J2N.i2(i^i)IT.一次側接交流電源,二次側接負載。11
dte2=-N2^22d/有載時,鐵心中主磁通<2>是由一次、二次繞組磁通勢共同產生的合成磁通。;0/<B.帶負載N2IZIIm00__N2有載運行二■z2不論變壓器空載還是有載,一次繞組上的阻抗壓降均可忽略,故有由上式,若仏、/不變,則九基本不變,近于常數。可見,鐵心中主磁通的最大値九在變壓器空載和有載時近似保持不變.即有|空栽:有I空載磁勢所以I.N.?I2N2磁勢平衡式,有載磁勢或:i.N.=i.N.-i,N,
L提俁產生丸的鐘剪2譬gmi▲償A糊一般情況下:70?(2-3)%/1N很小可忽略。所以kN.?-i2N2
或?-I2N2I.1I.?-=N':K結論:一次、二次側電流與匝數成反比。C.阻抗變換作用由圖可知:zii結論:變壓器一次側的等效阻抗模,為二次側所帶負載的阻抗模的K2倍。總結空載運行結論,U況負載運行結論:變電流作用變電壓作用變阻抗作用2,Z2N."21=k2
或Z{
=k2Z一次繞組繞組:二次繞組叟壓器的電路鐵心由高導磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm3.變壓器的分類〃電力變壓器(輸配電用)按用途分儀用變壓器..整流變壓器比新41三相變壓器按脯分I單腋壓器按制造方式丨殼5L'I?式;電壓互感器電流互感器殳壓器符號(1)額定電壓a1N、變壓器二次側開路(空載)時,的電壓值一次、二次側繞組允許單相:Gxp—次側電壓,l/2N,二次側空載時的電壓三相:f/1N、[2N,一次、二次側的線電壓(2)額定電流77[變壓器滿載運行時,一次、二次側繞組允許的電流值。單相:一次、二次側繞組允許的電流值三相:一次、二次側繞組線電流變1
]時的:決于"I大小和漏額定容量SNSN是指變壓器二次側額定電壓和額定電流的乘積單相:
SN
=^2N^2N一相:
SN
=y/3U2N^2N注意。赍壓器幾個功率的關系(單相)f容量:SN
=L72N
XZ2N\輸出功率:P2=u2l2cos(pI一次側輸入功率:P'=L容量輸出功率a77(4)額人1■“fn,是指變壓器應接入的電源的頻率。我國的工頻是50Hz(5)變壓器的損耗和效率7變壓器,損耗包括兩部分__銅損(APh):繞組導線電阻的損耗。變壓器的效率為A鐵損(apf‘.0'______磁滯損耗:磁滯現象引起鐵心發熱,造成的損耗。渦流損耗:交變磁通在鐵心中產生的感應電流(渦流)造成的損耗。??______________為減少渦流損耗,鐵心一■輸出功率■般由導磁鋼片疊成,輸入功率_一般7/>95%,負載為額定負載的(50?75)%時,7最大電機:實現能量轉換或信號轉換的電磁裝置(動力電機)(控制電機)發電機將機械能轉換為電能;電動機__將電能轉換為機械能。交流電動機直流電動機r異步機丄同步機r鼠籠式繞線式他勵、異勵、串勵、復勵鋁殼電動機小型木工機械、臺站、切割機、風機、運輸、建筑、食品、家業機械的驅動。定子繞組(三相)r定子/轉子士n下-頁返繞組組成成Y或A。h:由厚(成,鐵'I疋J統2(1)三相定子繞組:嚴生定子由機座、定?組組成:>■機座:起固定和一船田鋇且U-t/<XcF:t±J*疆▲1JOTa,M空Ihh
卷17(9工口,f
-■u用鐵而放?疊嵌_>srY聯接w2接線盒的內部聯接鐵心:由內周有槽r的硅鋼片疊成。三相對稱ruj-u2.5繞組,互\V,-v2
:成120度IW,—W2
:s、機座:鑄鋼或鑄鐵Y聯接三相異步電動機的接線圖聯接方式:Y/A接法:接線盒C參眷7B??XA??ZX(2)轉子_■/鼠籠式1繞線式鐵心:由外周有槽的硅鋼片疊成。(a)鼠籠式轉子鐵芯槽內放銅條,端部用短路環形成一體。或鑄鋁形成轉p組。(b)繞線式轉子同定子繞組一樣,也分為三相,并且接成星形。鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較:鼠籠式:結構簡單、價格低廉、工作可靠;不能人為改變電動機的機械特性。賺線式:結構復雜、價格較貴、維護工作s大;外加電阻可人為改變電動機的機械特性。轉子繞線式2.三相異步電動機工作原理定子三相繞組通入三相交流電(星形聯接)iv=Imsind/iN=Imsin(iur-12(F)W=/msin(dX+12(F)cot=0
d?r=60°a)t=9(f合成磁場方向向下合成磁場旋轉6(r合成磁場旋轉ST(2)旋轉磁場的轉向旋轉方向:取決于三相電流的相序。fj—>UP旋轉磁場是沿著:u,—?v.—kW1q-^Up/2->WP
->V(Wj旋轉磁場是沿著:ui-k與三相繞組中的三相電流的相序:l,->l2^l3一致,通入導前電流的繞組->通入滯后電流的繞組。三相異步電動機的正、反轉II任意兩相互換(應議將與電源相接的,就可實現反轉。電源A水?
A①轉動原理定子三相繞組通入三相交流電感應電流/2旋轉磁痦旋轉磁場方向:順時針割轉子導體右手定則Bli左手定則+感應電動勢電磁力F②轉差率I異步電動機旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。由前面分析可知,電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致,但轉子轉速《不可能達到與旋轉磁場的轉速相等,即n=nn轉子與旋轉磁場間沒有相對運動,磁通不切割轉子導條無轉子電動勢和轉子電流無轉矩因此,轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。轉差率sXn=(轉子轉速亦可由轉差率求得—s)n{}異步電動機運行中:^=(1-9)%一臺三相異步電動機,其額定轉速n=975r/min,電源頻率/i=50Hz。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知://o=lOOOr/min,即額定轉差率為5=
A^x100%=1000-9751000x100%=2.5%電動機起動瞬間:72=0,5=1(轉差率最大)t子電流頻率|取決于轉子和旋轉磁場的相對速度結論:轉子電路的電動勢、電流、頻率、感抗、功率因數等都與轉差率有關,極對數180°360°p=2每個電流周期磁場轉過的空間角度120°90°P=3同步轉速(A=50Hz>旋轉磁場轉速%與極對數p的關系3000(轉/分)1500(轉/分)p=4可兕:旋轉磁場轉速〃a與頻率八1000(轉/分)750(轉/分)轉=1時:電流變化一周電流每秒鐘變化50周電流每分鐘變化(50X60)周p=2時:電流變化一周電流每秒鐘變化50周電流每分鐘變化(25X60)周旋轉磁場轉50圈旋轉磁場轉25圈旋轉磁場轉3000圈旋轉磁場轉半圈旋轉磁場轉1500圈旋轉磁場轉一圈P為任意值時:三相異步電動機的同步轉速_60/("0-(r/min)時,不同極對數時的同步轉速如下:同步轉速P123456//(/(r/min)300015⑽1000750600500電動機轉速:n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致,但n<nQ
異步電動機如果n=%轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢(轉子導體不切割磁力線)1無轉子電流(=>無轉距3三相異步電動機的銘牌數據50HzYB三相異步電動機Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因藪0.761)型號軸上輸出的額定值=6=1000r/min2)額定功率NPN
=3kW3)額定電壓t/N=380V定子三相繞組應施加的率結雜頻聯鱗號壓速型電轉返回50HzYB三相異步電動機Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因赦0.764)額定電流么ZN
=7.2A定子三相繞組的額定5)聯結方式通常三相異步電動機3kW以下者,聯結成星形,4kW以上者,聯結成三角形。6)額定轉速//~電機在額定電壓、額定負載下運行時的率結8頻聯繼號壓速型電轉50HzYB三相異步電動機Y132S-6功率3kW380V電流7.2A960r/min功率因藪0-767)額定功率因數2N=cos枷Pin=t/NZNcos^="N尸IN=^N’NCOS8)絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級,分為A、E、B、F、H五級,A級最低(105°C),H級最髙(180°C)o率結級等緣頻聯絕號壓速型電轉I:一般規定,電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。因為在電動機滿載或接近滿載情況下運行時,電壓過高或過低都會使電動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。三相異步電動機的額定電壓<380V,3000V,及6000V等多種。(2)電壓電動機在額定運行時定子繞組上應加△聯結(3)接法U2百繞組的聯接方法。通常電機容量<3kW^Y聯結電機容量>4kWA聯結拳U2■謬如1■on(4)電流電動機在額定運行時定子繞組的電流值。例如:'//△6.73/11.64A表示星形聯結時電機的線電流為6.73A;三角形聯結時線電流為11.64Ao兩種接法下相電流均為6.73A。(5)功率與效率額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率戶2,它不等于從電源吸取的電功率弋。W#:籠電機額定酵(6)功率因數cos爐三相異步電動機的功率因數較低,在額定負載時約為0.7?0.9。空載時功率因數很低,只有0.2?0.3。處于額定負載時,功率因數最高。COS0O往意:實用中應選擇容量合適的電機、防止出現"大馬拉Pl小車"的現象(7)額定轉速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉速。額定轉差率w0如:wN=144?轉/分(8)絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級,分為A、E、B、F、H五級,A級最低(105oC),H級最髙(180°C)o孚卜充:三祖舁步電勖釩的轉矩與釩德特m轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉矩之總和。_轉子電路的機結構有關、每極磁通丄功率因數旋_場___________二上.::一£」Tx0>,/2,cosi/2Kt^I2cos能力0T自適應負載能力是電動機區別于其它動力機械的重要特點。(如:柴油機當負載增加時,必須由操作者加大油門,才能帶動新的負載。)個=>用0nn電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調整,這種能力稱為自適應負載能力。Atu)額定轉矩7;,:電機在額定電壓下,以額定轉速nN運行,輸出額定功率PN時,電機轉軸上輸出的轉矩。丁PnJL\T=9550瓦)2期yy~(轉/分)60T?(牛頓?米)(2)最大轉矩電機帶動最大負載的能力。如果Tl〉丁鵬電機將會因帶不動負載而停轉sR2求解^=0^1過載系數:2=郵三相異步機>1=1.8?2.2注意:(1)三相異步機的7^、和電壓的平方成正比,所以對電壓的波動很敏感,使用時要注意電壓的變化。(2)工作時,一定令負載轉矩Tl<T
,否則電機將停轉。致使nlaxH->O(S=1)=>i2T=>/jT=>電機嚴重過熱(3)起動轉矩Tst'電機起動時的轉矩。KRl+(sX2Q)2.識其中Z/=0(S=l)0T?則尺2Tst=K心(x20)2’Ul7;體現了電動機帶載起動的能力。若7;
>Tl電機能起動,否則將起動不了。某三相異步電動機,極對數p=2,定子繞組三角形聯結,接于50Hz、380V的三相電源上工作,當負載轉矩Tl=
91N-m時,測得Zv=30A,P1==16kW,n=l
470r/min,求該電動機帶此負載運行時的S、P2、v和功率因素。n“=6%=1500r/min1500-1470~1500~=0.022nn602X3J460X91X1470W=14kWCOS(p=100%=87.5%px~廠=0.81仰1/11/返回2、三相異步電動機的使用定轉速。起動問題:起動電流大,起動轉矩小。一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5?
7倍;電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0?2.2)倍。四*起動:n=0,s=l,接通電源。經過一段時間達到額定子電流起動時,Z7=0,轉子導體切割磁力線速度很大,轉子感應電勢j轉子電流后果:頻繁起動時造成熱量積累,使電機過熱大電流使電網電壓降低,影響鄰近負載的工作起動方法:!直接起動二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。b降壓起動:星形-三角形(Y_A)換接起動自耦降壓起動(適用于鼠籠式電動機)c轉子串電阻起動(適用于繞線式電動機)以下介紹降壓起動和轉子串電阻起動。降壓起動(1》Y—A換接起動(適用與正常運行為A的電動機)設:起動電機每相阻抗為|Z|三角形聯結時:Z/a=a/3^-u星形聯結時://y=-7x^_的甩流為直接起動時的Y_A起動
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