电工电子技术课件第5-6章

6. 当电流从同极性端流入时，两线圈产生的磁通方 向相同。
7. 实验室中常用自耦变压器，其副绕组是原绕组的 一部分。
8. 电流互感器用来扩大测量交流电流的量程。测量 时副绕组电路不允许开路。
第6章
异步电动机
6.1 三相异步电动机的结构与转动原理 6.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 6.3 三相异步电动机的起动、调速与制动 6.4 三相异步电动机的铭牌和技术数据 6.5 三相异步电动机的选择 6.6 单相异步电动机 第6章 小结
是220V、40W、 cos=0.45的日光灯可接多少盏？
解：（1） K 3300 15 220
I1N
SN U1N
10 103 3300
3.03A
（2）每盏灯电流
I2N
KI1N
SN U2N
10 103 220
45.45A
I P 40 0.18A I2N 45.45 25（3 盏）
U 220
有效值 N1I1= N2 I2
结论
I1 N2 1 I 2 N1 K
3. 阻抗变换 I•1
Z1
+
U• 1
–
K
I•2
–
U• 2
Z2
+
Z1
U1 I1
KU 2 I2
K 2 U2 I2
K 2 Z2
K
结论 Z1 K 2 Z2
负载阻抗
Z2
U2 I2
在电子线路
和通信工程中， 常用变压器来实 现阻抗的匹配。
主磁通 漏磁通
Em Nm 2fNm
感应电动势的有效值：
E
Em 2
2fNm
2
4.44
fNm
2. 外加电压与电动势及磁通的关系
由KVL： u= iR– e – e U E = 4.44 f Nm

∵R和 e 很小 当电源频率和线圈匝数一定时，只要
u –e
电压U不变,就要求磁通m不能变。
铁心线圈的功率损耗 = 铜损 + 铁损 铜损：线圈导线电阻产生的损耗
额定电压： U1N 原绕组的额定电压。 U2N 原绕组加U1N时，副绕组的开路电压。 三相变压器为线电压。 额定电流： I1N 原绕组的额定电流。 I2N 副绕组的额定电流。 三相变压器为线电流。 5. 三相变压器常用的接线方式：
Y,yn(Y/YO)、Y,d(Y/△) 、YN,d (YO / △ )
磁滞损耗（铁心反复磁化时所消耗的功率） 铁损：
涡流损耗 （在铁心中产生的感应 电流而引 起的损耗）
为了减少铁心损耗，变压器、电机等电器设备中 铁心通常用厚度为0.35mm或0.5mm硅钢片叠装而成。
5.2 变压器的 用途与结构
5.2.1 变压器的用途 5.2.2 变压器的基本结构
5.2.1 变压器的用途
16
N2 30
Z1 K 2 Z2 202 16 6400
6400 ( 600)2 4 N 2
N2 15匝
例5.2 有一单相容量为10kVA、额定电压3300/220V
的变压 器。问：（1）变压器的变比；原、副边额定电
流是多少？（2）副边接220V、40W的白炽灯，如变压器
在额定状态下运行，可接多少盏？ （3）如果副边接的
1. 磁感应强度B(磁通密度)：是表示磁场内某
点的磁场强弱和方向的物理量。
大小: B F Il
（该点磁场作用于1米长、1安电流的导体上的力）
方向：与电流之间用右螺旋定则确定。
单位： T （特[斯拉]）
均匀磁场 — 磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。
2. 磁通等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的
面积S的乘积。
5.1.2 磁路的欧姆定律
I
+
U
N
–
铁心磁路
磁通势：F=NI 单位A(安）
磁路磁阻：Rm
l
S
l - 磁路长度, S - 磁路截面积
单位H-1(每亨）
磁路欧姆 定律：
Φ F Rm
磁路与电路各物理量的对应关系
磁路
电路
磁通势：F
磁通:
l
磁路磁阻： Rm S 磁路欧姆定律： F
Rm
电动势：E
电流: I
6.1.2 旋转磁场
1.旋转磁场的产生
定子 绕组
三相异步电动机的定子 铁心中放入三相定子绕 组。
接入三相对称电源。
W1
i iu iv iw
0
2 t
iu iv
Im Im
sint sin(t
-
120O
)
iw Im sin(t 120O )
U1
V2
W2
U2
V1
iu
U1
iv
iw
V1
W1
定子绕组Y接
只要电压U不变,就要求磁
U E = 4.44 f Nm 通m不能变。
3. 变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。
U—1– ≈ –N—1 = K U2 N2
I1 N2 1 I 2 N1 K
4. 变压器的主要额定值
Z1 K 2 Z2
额定容量：单相变压器 SN U1N I1N U2N I2N
三相变压器 SN 3U1N I1N 3U2N I2N
线圈
铁心
铁心
线圈
壳式变压器
心式变压器
同心式绕组 交叠式绕组
低压绕组 高压绕组
低压绕组 高压绕组
5.3 变压器
5.3.1 变压器的工作原理 5.3.2 变压器的使用 *5.3.2 变压器线圈极性的测定
5.3.1 变压器的工作原理
原绕组
i1
主磁通
副绕组 i2
+
u1
–
e1 e1
NN
1
2
e2 e2
–
u2 ZL
5.4 特殊变压器
5.4.1 自耦变压器 5.4.2 电流互感器
5.4.1 自耦变压器
+ u1 N1
-
+ N2 u2
-
接火线
滑
I•1
动
•
头
I2
U• 1 N1 N2
U• 2
Z
原理图
接零线
U1 N1 K U2 N2
I1 N2 1 I2 N1 K
5.4.2 电流互感器
电流互感器用
~ i1
Z
来扩大测量交流电
2. 磁通 等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的
面积S的乘积。
- 标量 单位：Wb 对于均匀磁场 =B•S
（韦[伯]）
3. 磁导率 真空磁导率 0= 410–7 H/m （亨/米）
相对磁导率 r=/0 对于铁磁材料 r=102 105
铁磁材料广泛应用在变压器、电机、电工仪表等。
4. 磁场强度 H 定义：H=B/ 单位：A/m (安/米)
E2 = 4.44 f N2 m
U1 U20
- E1 E2
—UU2–10= –EE—12 = –44—..4444–—ff NN–12—–mm = –NN—12
变压器变比 变压器带载工作时
—UU2–10 = –NN—21 = K
UU—12 – ≈ –NN—21 = K
2. 电流变换
i1
+
u1
–
e1 e1
v
+
U2
U1 K
-
Y,yn 联结
+
+U
U1
U1 /
3 -
w
W
V
-
u
+
U1 /
-K
3
+
U2
U1 / K
-
3
v
Y,d 联结
5.3.2 变压器的使用
1. 变压器的外特性
I•1
K
I•2
U2 U20
+
–
U• 1
U• 2
Z2 0
–
+
I2N
I2
变压器外特性
当电源电压U1和负载功率因数一定时，u2 f (I2 )
电路电阻: R l
rS
电路欧姆定律： I E
磁饱和
R
0
空心线圈
F
0
磁通随磁通势变化曲线
（不是常数）
F
铁心线圈
5.1.3 交流铁心线圈
u i(Ni) Φ e Φσ eσ
i
+e
1. 主磁通产生的感应电动势
设： =dmsin t
u
–
e
e -N
dt
= – Nmcos t = Emsin( t-90)
4.三相变压器
U1
V1
W1
N1 U2
V2
W2
N2
u2
v2
w2
u1
v1
w1
三相高压 绕组，可Y 接或△接
三相低压 绕组，可 Y接或△
接
变比：K N1 N2
常用的接线方式： Y,yn(Y/YO)、Y,d(Y/△) 、YN,d (YO / △ )
+
+U
U1
U1 /
3 -
W -
w V
+uU1 / 3 -K
的关系曲线称为变压器的外特性。
电压变化率 U U20 - U2 100%
U 20
（电压变化率越小越好，一般在5%左右）
2. 变压器的损耗与效率
损耗 P PCu PFe
铜损 PCu R1I12 R2I22
效率 P2
P2
P1 P2 PCu PFe
铁损 PFe与Bm、f有关
电力变压器 = (9099)%