电工学(第七版)上册秦曾煌第八章精品PPT课件

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(完整版)电工学简明教程(秦曾煌)8

8.1 电工测量仪表的分类
通常用的电工测量仪表按照下列几个方面分类： 1．按照被测量的种类分类 2．按照工作原理分类 3．按照电流的种类分类 4．按照准确度分类
第8章电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类
仪表名称
电流
电流表毫安表
电压
电压表千伏表
电功率
功率表千瓦表
电能
电度表
符号
A mA V kV W kW kWh
[例 1] 有一电压表，其量程为 50 V，内阻为 2000 。今欲使其量程扩大到 300 V，问还需串联多大电阻的倍压器？
[解]
300 RV 2000 ( 50 1) 10000
电压表和倍压器
+ UV –
负载
+ U
+ U–0
R0
–
RV
负载
第8章电工测量
8.5 万用表
万用表可测量多种电量，虽然准确度不高，但是使用简单，携带方便，特别适用于检查线路和修理电气设备。
第8章电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类相位差
仪表名称相位表
符号
频率
频率表
f
欧姆表
电阻
兆欧表
M
第8章电工测量
2．按照工作原理分类
型式符号
被测量的种类
电流的种类与频率
磁电式
电流、电压、电阻
直流
整流式
电流、电压
工频及较高频率的交流
电磁式
电流、电压
直流及工频交流
电动式
电流、电压、功率、、功率因数、电能量
8.5.1 磁电式万用表
磁电式万用表由磁电式微安表、若干分流器和倍压器、半导体二极管及转换开关等组成，可用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。

电工学(第七版上册)秦曾煌主编ppt课件

A
B
(2)用正负极性： A +
U
B
(3)用双下标： A
UAB
B
参考方向
+U
–
+ 实际方向
U >0
参考方向
+U
–
实际方向 +
U <0
3.电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某
一点为参考点，任一点到参考点的电压称为该点的电位。
用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。
.
16
4.关联参考方向 i
+
1. 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
.
11
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，如图所示。用数学式表示，即为
定义电压示意图
.
21
1.3 电功率和能量一：电功率
单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率，以符号p(t)表示。功率的数学定义式可写为 :
p(t) dw(t) dt
式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。 1瓦功率就是每秒做功 1 焦耳，即1W = 1J/s 。
.
23
由 u dw 得 dw udq dq
再由 i dq 得 dt dq
dt
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
P(t)=ui
根据功率的定义知道功率是能量对时间的导数，反过来能量是功率对时间的积分。

电工学(第七版上册)秦曾煌主编汇总

4.旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 p=1时
n0 60 f1 (转/分） 0 o 工频： f1 50 Hz
Im I m
i i A
i B iC
t
A
n0 3000 (转/分）
A Y C
N
Z Y B
A
S
C N
Z
Y B C
N
Z B
S
S
X
X
X
p=2时
C
X
Y
A
30

N
n (1 s )n0 异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
n0 n s 转差率s n 100% 0 转子转速亦可由转差率求得
例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为
第8章交流电动机
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的方法。 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
第8章交流电动机
电动机的分类：同步电动机交流电动机电动机直流电动机异步电动机三相电动机单相电动机
8.2 三相异步电动机的转动原理
8. 2. 1 旋转磁场
1.旋转磁场的产生定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)
iA
i A I m sint iB I m sint 120 iC I m sint 120

电工学电子技术(第七版) 秦曾煌CHAPTER8

ωt
n0 = 3000 (转分） /
A
N
Y C
Z Y B
A
A Z Y B C X
S
C N
N
Z B
S
X
S
X
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Im
A Z X Y B
i i A
iB iC
t
iC C
iB
o
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ii i i C A B Im
o
(×)电流入 × 电流入 Y
A
n0
iC
C
iB
B′ Z′
A′ Y
C
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iA
A X A' Z' X' C' Y' Y B' Z B
C′
X′
Y′
A
N
Z
iC
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4.旋转磁场的转速旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N p=1时时
n 0 = 60 f 1 ( 转 / 分）工频：工频： f1 = 50 Hz
Im Im
0 o
i i A
iB iC
S
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第8章交流电动机
8.1 三相异步电动机的构造 8.2 三相异步电动机的转动原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 三相异步电动机转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的起动 8.6 三相异步电动机的调速 8.7 三相异步电动机的制动 8.8 三相异步电动机铭牌数据 8.9 三相异步电动机的选择 8.10 同步电动机(略) 同步电动机( 8.11 单相异步电动机

2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件

29
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位，实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机运行状态和电网要求，输出相应的控制信号；励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能的装置。在电路中，电源提供电能，驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端的电子元件。在电路中，负载消耗电能，将电能转换为其他形式的能量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提高测量精度，需要使用精密电压互感器等。

chapter8电工学电工基础秦曾煌课件PPT

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3. 电磁转矩直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流I 直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁相互作用，产生电磁力和电磁转矩，通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为 T=KT ΦIa KT: 与电机结构有关的常数 Φ : 线圈所处位置的磁通 Ia：电枢绕组中的电流单位: 韦伯) 牛顿单位: Φ (韦伯)，Ia (安) ，T (牛顿米) 4. 转矩平衡关系电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。在电机运行时，在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，载损耗转矩相平衡，即
22 P1 = = = 26 .19 KW 0 .84 η
P2
I a = I I f = 238 4 = 234 A
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（2）电枢电路铜损）
PaCu = Ra I
励磁电路铜损总损失功率
2
a
= 0 .04 × 234 = 2190 W
2
PfCu = Rf I 2 f = 27 .5 × 4 2 = 440 W
T2: 机械负载转矩 T0: 空载转矩
T = KTΦIa
Ia ↑
U Ea Ia = Ra
达到新的平衡点(I 达到新的平衡点 a ↑、 P入↑) 。
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8.3 直流电动机的机械特性
特点: 特点: 励磁绕组与电枢并联由图可求得
U = E + I a Ra U If = Rf
T ∝ Iast
起动时，起动转矩为起动时，起动转矩为(10~20)TN , 造成机械冲使传动机构遭受损坏。击，使传动机构遭受损坏。一般I 限制在(1.5~2.5)I 一般Iast限制在(1.5~2.5)IN。

电工学电子技术( 第七版秦增煌)课件共16页

干扰、噪声、漂移、非线性
模拟电子技术
数字电子技术
被测
传感器
模拟信号处理
模数数字转换接口
微
控
对象
伺服机构
功率放大
数模转换
数字接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪课程的目的、任务和学习方法
论
••• ••
《试理按电课解要工）基求学本参概加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考大学注学用重工结实科合践各，技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术的发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超等量工控通术了工电、、与、业疗事防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机的发展概况绪论
• 1943年英国制造了一台电子计算机

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8.1 直流电机的构造
直流电机是机械能和直流电能相互转换的旋转机械装置。直流电机用作电机时，它将机械能转换为电能；用作电动机时，将电能转换为机械能。
直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂, 维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。
第8章直流电动机
8.1 直流电机的构造 8.2 直流电机的基本工作原理 8.3 直流电动机的机械特性 8.4 并励电动机的起动与反转 8.5 并励(他励)电动机的调速
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第8章直流电动机
本章要求：
1. 了解直流电机的基本构造和工作原理 ; 2. 掌握他励(并励)和串励直流电动机的电压与电流的关系式，接线图、机械特性 ; 3. 搞清他励(并励)和串励直流电动机的起动、反转和调速的基本原理和基本方法。
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电刷
b
N a
E
I F
F n
dT
E
c
I
S 换向片
– U+ 线圈在磁场中旋转, 将在线圈中产生感应电动势。
由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。
1. 电枢感应电动势 KE: 与电机结构有关的常数
E=EK n n: 电动机转速：磁通
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I
+
+
If
E M_ Ia U
Rst _
Rf
当电源电压U和励磁回路的电阻 Rf 一定时, 励磁
电流 If 和磁通不变，即 = 常数。则
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8.3 直流电动机的机械特性
I
T = KT Ia = KT Ia
即：并励电动机的磁通
= 常数，转矩与电枢电流 If
+
+
E M_ Ia U
Rst
Rf 并励
励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。
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3. 串励电动机励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。
If
Ia
I
+ UM _
+
Ia
U
M
_
串励
复励
4. 复励电动机励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同
一电源上。
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8.2 直流电动机的基本工作原理
3. 电磁转矩直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁
通相互作用，产生电磁力和电磁转矩, 直流电动机
的电磁转矩公式为
T = KT Ia
KT: 与电动机结构有关的常数
: 线圈所处位置的磁通
Ia：电枢绕组中的电流
单位: (韦伯)，Ia (安) ，T (牛顿•米)
4. 转矩平衡关系电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。
换向器作用：电刷将外部直流电转换成内部的
b
N a
I
Fn
dT
F
交流电，以保持转矩方向不
cI变。S 换片–U+ 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流
方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论
线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里, N
极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后
中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。
外形
换向器
剖面图
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8.1.2 直流电动机的分类
直流电动机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机
1. 他励电动机励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。
I
+
Uf
If
_
M Ia
+
U If _
+
+
E
M _
Ia
U
Rst
_
Rf
2. 并励电动机
他励
若T2突然增加，则调整过程为
T2
n EKEΦnE
T TKTΦaI Ia
Ia
U
Ea Ra
达到新的平衡点(Ia 、 P入) 。
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8.3 直流电动机的机械特性
特点: 励磁绕组与电枢并联
由图可求得
UEIaRa U
Ia
UE Ra
If Rf
IIaIf Ia
由上分析可知：
n
并励电动机在负载变化
时，转速 n 的变化不大—
硬机械特性(自然特性)。 O
电刷
N aI
F
b F
n dT
c
I
S 换向片
– U+ 由图可知，电枢感应电动势E与电枢电流或外加
电压方向总是相反，所以称反电势。
2. 电枢回路电压平衡式
Ia Ra +
式中U ： UE — I 外a R 加a 电压K E Φ I a n R aU
+
M
–
E
Ra — 绕组电阻
–
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直流电机的优点：
(1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。 (3) 易于控制。
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8.1.1 直流电机的构造
直流电机主要由磁极、电枢和换向器三部分构成。
直流电动机的结构
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1. 磁极用来在电动机中产生磁场。分为极心和极掌两部分。永磁式: 由永久磁铁做成。励磁式: 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通, 称为励磁。
直流电动机的磁极及磁路
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2. 电枢电枢包括电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢绕组：单个绕组元件组成。
直流电动机的电枢和电枢铁心片
(a) 电枢
(b) 电枢铁心片
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3. 换向器换向器又称整流子，是直流电动机的一种特殊装置。
换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流, 以保持转矩方向不变。
在电动机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空
载损耗转矩相平衡，即
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TT2 T0
转矩平衡过程
T2: 机械负载转矩 T0: 空载转矩
当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。
例：设外加电枢电压 U 一定，T=T2 (平衡)，此时，
成正比。
Rst _
由以下公式
Rf
U E IaRa
E K EΦ n
T K TΦI a
令：n0
U K EΦ
求得 nKU EΦKTK RE aΦ2T
n
Ra KT KEΦ2
T
nn0 n
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nK U EΦKTK R E aΦ2Tn0n
式n =中f ：(Tnn) 特0性KK曲UTEK 线ΦRE a:Φ理2想 T:空转载 nn0N速转n 降速

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