电机拖动电子教案.doc

(完整版)电机拖动电子教案
绪论
一、电机及电机学概念
1.电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
2.电机分类：（按运动方式分类）
静止电机--——-—-————--—-—-变压器
电机 直流电机
旋转电机
交流电机 异步电机

同步电机
发展情况：基本系列、派生系列、特种电机、专用电机、节能电机
二、电机中的材料
1.导电材料:线圈（铜、铝)
2。导磁材料：铁磁材料(重点介绍）
3。结构材料:铸铁、铸钢和钢板等
4.绝缘材料：聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带、电工纸、云母片等（A、E、B、F、H、C）
三、本课程的任务
电机学及性质:专业基础课
1. 基本要求：
了解电机、变压器的基本结构
掌握正常稳态运行时的分析方法
了解空载运行和负载运行时电机内部的物理情况
掌握电机的运行特性
掌握电机的基本实验方法和操作技能
3。本门课学习方法：①抓住主要矛盾；
②理论联系实际；
③善于运用对比的方法。
四、电机在国民经济中的作用
1. 电能是现代常用的一种能源
2. 电机是一种进行机电能量转换的电磁机械装置
3. 电机在工农业生产、航空航天等起重要作用。
第一章 磁路
磁路1。1～1.2
总学时：2 课堂讲授：2
教学目的：1。了解磁场的基本物理量.
2。了解物质在磁性能方面的特点。
教学重点、难点:
重点：1.磁感线强度与磁场强度的区别
2。磁性物质的特点。
难点：磁饱和性和磁滞性。
教学方法:运用多媒体教学手段,采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式.工作原理、平衡方程、等效电路等内容由教师“精讲”,在此基础上，部分内容由学生自学，然后由学生在课堂上讲解、讨论，最后由教师补充、概括和总结。
教学内容：1.磁场基本物理量
2。磁性物质和非磁性物质
教书育人方式：
1。采用幻灯片、演示实验等手段，加大课堂信息量,提高课堂教学效果,培养学生的学习兴趣.
2.对每次课进行小结、布置作业及预习内容.
1.1 磁场的基本物理量
一。磁通
穿过某一截面Ｓ的磁感应强度Ｂ的通量,即穿过某截面Ｓ的磁力线的数目，故称为磁感应通量,简称磁通。
二。磁感应强度B
B的方向
B的大小:与磁场方向垂直的单位面积即穿过的磁力线的数目。
单位　　１T＝Ｇs

磁场均匀且与截面垂直时，.　称为磁通密度。
的单位为Wb B的单位为T
三。 磁场强度H
　　　或　　　
四、 磁导率
导磁介质的磁导率，反映介质的导磁性能,大则导磁性能好。
的单位H/ｍ，真空的= 4πH/m 。
一般，＝　， 2000 ～ 6000（铁磁性材料）
H的单位为　A/m 或　A/cm
1.2常用铁磁性材料及其特性
一、 铁磁物质的磁化
铁磁材料:铁、镍、钴及其合金
二、 磁化曲线
1。磁化曲线：
特性：①具有高的导磁性能；②磁化曲线呈非线性（饱和特性）
2.磁滞回线
磁滞现象:B的变化总是滞后H的变化；时的值，称为剩磁。
三、 铁磁材料
软磁材料：高,小，磁滞回线窄而长,如：铸钢、硅钢片、制作电机铁心；
硬磁材料：μ不高，Br大，磁滞回线宽,如：铁氧体、钕铁硼等制造永久磁铁;
三、磁路计算
1.计算类型
2.给定磁通量φ,计算所需磁动势F
3.给定磁动势F,计算所产生的磁通量φ
4.计算步骤
5。分段（材料相同，截面积相等）
6.计算各段有效截面积和平均长度
7.求各段磁通密度
8。求各段磁场强度
9.求总磁动势
10。求所需电流或线圈匝数
11。查磁化曲线
磁路1.3~1。4
总学时：4 课堂讲授：4
教学目的：1。掌握磁路欧姆定律。
2。掌握铁心线圈电路。
教学重点、难点：
重点:1。磁路欧姆定律.
2.交流铁心线圈电路.
难点：交直流铁心线圈电路的区别。
教学方法:运用多媒体教学手段，采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式。工作原理、平衡方程、等效电路等内容由教师“精讲”，在此基础上，部分内容由学生自学，然后由学生在课堂上讲解、讨论，最后由教师补充、概括和总结.
教学内容：1.磁路恒定磁通欧姆定律和交变磁通欧姆定律。
2.磁路基尔霍夫第一、第二定律。
3。交流铁心线圈电路中的电磁关系,功率关系。
4。交流铁心线圈电路的等效电路。
教书育人方式:
1.采用幻灯片、演示实验等手段，加大课堂信息量，提高课堂教学效果,培养学生的学习兴趣。
2。对每次课进行小结、布置作业及预习内容
1。3磁路基本定律
一．电路定律
1．欧姆定律

2．基尔霍夫第一定律（电流定律)

　　　或　　
3．基尔霍夫第二定律（电压定律)

　　或　　
二．全电流定律(安培环路定律）
1．电流磁效应
凡是电流均会在其周围产生磁场，叫电流的磁效应,即所谓“电生磁”。磁力线的方向可根据电流的方向有右手螺旋定则确定。
2．磁路的几个基本物理量
3．全电流定律
磁场中沿任一闭回路的磁场强度Ｈ的线积分等于该闭回路回路所包围的所有导体电流的代数和。

这就是全电流定律。当导体电流的方向与积分路径的方向符合右螺旋关系时为正，反之为负.
三．磁路及磁路定律
磁路:磁通流通的路径。
铁磁材料的磁化曲线　
1.磁路的欧姆定律

将全电流定律用于右图所示的无分支磁路，可得

磁路中的磁通与作用在该磁路的上的磁动势成正比，与磁路的磁阻成反比，称为磁路的欧姆定律.

磁阻　 磁导　
2.磁路的基尔霍夫第一定律
对任一封闭面而言,穿入的磁通必于穿出
的磁通，这是磁通连续原理。对有分支的磁路在磁通汇合处的封闭面上磁通的代数和等于零，即。
图中,
4. 磁路的基尔霍夫第二定律
将全电流定律应用到任一闭合磁路上，有

磁压降的代数和等于磁动势的代数和。

图中
磁路和电路的差别：
（1）电路可以有电势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通；　　　　　　　　　　
(2)电路中有电流就有损耗（），恒定磁通下，磁路中无损耗；　　　　　　　　　　　　　　
（3）（　而　，磁路中必须考虑漏磁通;　　　　　　　　　　　　　　　
（4）电阻率在一定温度下恒定不变,而铁磁材料构成的磁路中，随Ｂ变化，即随饱和度增加而增加.
四．电磁感应定律

负号解释：
1．变压器电动势
线圈与磁通之间没有相对切割关系，仅由线圈交链的磁通发生变化而引起的感应电动势称为变压器电势。见图０－２,自感电动势、互感
2．运动电动势（速率电动势）
若磁场恒定，构成线圈的导体切割磁力线，使线圈交链的磁通发生变化，导体中感应的电动势称为运动电动势，三方向互相垂直时，其大小

方向由右手定则确定.
五．电磁力定律
载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，三方向互相垂直时，其大小为

方向由右手定则确定.
1。4 铁心线圈电路
一、 直流铁心线圈电路

空载电流、主磁通、漏磁通、正方向
1.感应电动势和变比
根据基尔霍夫电压定律，绕组电动势平衡方程式

由于，故，同时也很小,故可认为。如果随时间按正弦规律变化，则亦按正弦规律变化，根据可知，主磁通也按正弦规律变化。设

则
同理
由此可知及在相位上均滞后于电角度，它们的有效值分别是

写成相量表达式为

由于
故有；k 称为变压器的变比，通常。
2.空载电流
空载电流，又称励磁电流，包含两个分量，分别承担两项不同的任务。一个分量叫磁化电流，其任务是建立幅值为的主磁通，为无功电流分量.另一个分量叫铁耗分量，其任务为补偿空载损耗（铁耗），为有功分量。空载励磁电流

铁耗电流与铁耗的关系为

通常,∴与之间的相位差接近.
3。漏电动势与漏电抗
漏磁通Φ1σ主要沿非铁磁性物质闭合的，磁路不会饱和，所以由漏磁通感应的漏电动势

相量关系式
式中 —一次绕组的漏电抗,表征漏磁通对电路的电磁效应，为一常数。
二．电动势平衡方程式及等效电路
考虑漏电动势和电阻压降i0r 1时，变压器空载运行时的电动势平衡方程式

式中 ———-------—-—绕组的漏阻抗
可以画出相应的等效电路，如下图所示.

四、 磁滞损耗和涡流损耗
1.磁滞损耗：磁畴之间产生摩擦而产生的，
2.涡流损耗：涡流与铁心电阻相作用产生的损耗，
3。铁损：磁滞损耗+涡流损耗，
第二章变压器
变压器 2.1～2。3
总学时：6 课堂讲授：4 实验： 上机：
教学目的:1。掌握其基本工作原理和主要结构、额定值及其计算
2。掌握空载时的各物理量、基本方程式、等效电路、电磁关系及相量图
3.掌握负载时的方程式、等效电路和相量图
4。掌握负载时的电磁关系及绕组的折算
教学重点、难点：
重点：1.基本工作原理和额定值
2.电磁关系、电动势方程和等效电路
3.绕组折算
难点：基本结构、电磁关系、绕组的折算
教学方法：运用多媒体教学手段，采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式。工作原理、平衡方程、等效电路等内容由教师“精讲”，在此基础上,部分内容由学生自学，然后由学生在课堂上讲解、讨论，最后由教师补充、概括和总结.
教学内容：1。变压器的分类、基本结构、额定值
2。变压器的空载运行：空载运行时的磁通、感应电动势、平衡方程。
3.变压器的负载运行：磁势平衡、电压平衡、绕组折算、相量图。
教书育人方式：
1.采用报废的变压器实物现场讲课，采用幻灯片、演示实验等手段,加大课堂信息量，提高课堂教学效果，培养学生的学习兴趣。利用模型介绍结构，讲解基本工作原理；利用实物讲解电枢绕组、工作原理等.
2.对每次课进行小结、布置作业及预习内容。
变压器的主要功能是把一种电压的电能转换为同频率的另一种电压的电能，故称变压器。实际上，它在变压的同时还能改变电流,还可改变阻抗和相数。
2.1 变压器的工作原理
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图2－1所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级)。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为N1,副绕组匝数为N2。

图2—1
理想状况如下(不计电阻、铁耗和漏磁）,原绕组加电压，产生电流，建立磁通，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势和。

说明只要改变原、副绕组的匝数比，就能按要求改变电压。
又∵
∴
说明变压器在改变电压的同时,亦能改变电流.
二、三相变压器
1。分类
三相心式变压器和三相组式变压器
2.2变压器的基本结构
一．变压器的主要部件
1。铁心
作用、材料、基本形式（心式和壳式）
2。绕组
作用、材料、型式；高压绕组和低压绕组；同心式和交叠式
3.油箱及其附件
油箱、储油柜、散热器、分接开关、套管、气体继电器等
二．变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器
按相数分：单相、三相、多相变压器
按每相绕组数目分：双绕组、三绕组、自耦变压器
三、铭牌及额定值
1．型号
2．额定容量 kVA
3．额定电压 V，kV
4．额定电流 A
5．额定频率 HZ
额定值之间的关系：
单相变压器:
三相变压器:
2.3变压器的运行分析
一．空载运行时的物理情况
空载时电流很小，二次绕组电流为零。此时即为交流铁心线圈电路.
二．负载运行时的物理情况
负载运行时的物理情况可用下表表示。

1.等效电路
归算的目的:导出等效电路
归算的方法:是将一个匝数与一次绕组相等，电磁效应与二次绕组相同的绕组去代替的二次绕组。
归算的算法如下：
（1）电动势和电压的归算

故；同理动势和电压的归算是乘以变比
（2）电流的归算

故 电流的归算是除以变比
（3）. 阻抗的归算

阻抗的归算是乘以的平方
变压器归算的基本方程式 （2-1)
（2-2）
（2-3）
（2-4)
（2—5)
根据经过归算以后的基本方程式，不难导出负载运行时的等效电路如图所示，称为T形等效电路。可见,变压器负载时的等效阻抗

简化等效电路：忽略I0
R1 X1σ R2’ X2σ’

ZL’

2.基本方程式
(1)折算前

（2)折算后

3。相量图
根据基本方程式和T形等效电路,不难画出相应的相量图,如图所示.

相量图的画法视给定的条件而定，例如已知、、及变压器的各个参数，则画图的步骤为：以作为参考相量,画滞后一个角，在上加和得,主磁通超前，由此可以画出和，落后于一个角度，在根据作出电流，再在上加上和，从而得原边电压。
变压器 2.4～2。6
总学时:6 课堂讲授：6 实验:4 上机

教学目的：1.掌握参数测定的方法、标么值的概念及应用
2。掌握变压器的运行特性，掌握△u及η的意义及计算
3.掌握磁路系统的区别、不同磁路及电路对电动势波形的影响
4。掌握连接组别的判定方法
教学重点、难点:
重点: 参数测定、运行特性、连接组别的判定
难点： 参数测定、标么值、连接组别的判定
教学方法:运用多媒体教学手段，采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式。参数测定、标么值、连接组别等内容由教师“精讲”，然后由学生在课堂上讨论，最后由教师补充、概括和总结。
教学内容：1.变压器的等效电路：T型、简化等效电路
2.变压器的参数测量:激磁参数、短路参数
3。标么值
4.变压器的运行特性：电压变化率、效率
5.三相变压器的磁路、联接组、电动势波形
教书育人方式：
1.采用幻灯片、演示实验手段，加大课堂信息量，提高课堂教学效果,培养学生的学习兴趣.利用模型介绍结构，讲解基本工作原理;实物利用讲解电枢绕组。加强课堂教学与课程实验训练的互补与融合；将部分课堂教学授课搬到实验室。
2.对每次课进行小结、布置作业及预习内容。
2.4 变压器参数的测定
通过空载和短路试验测取变压器的参数。
一、空载实验
1.目的：通过测量I0,U1，U20及P0来计算K, I0（﹪），PFe，Zm=rm+jxm 以及判断铁心质量和线圈质量。
2.接线：一般低压侧加压，高压侧开路
3.步骤:
（1)低压侧加电压，高压侧开路；
（2）电源电压由0～1。2UN（或1.2 UN~0），测U1、U20、I0和P0值；
（3)可得I0=f（U1)及P0=f(U1）

4.计算：
（1）变比：
（2)
(3)
（4)由空载简化等效电路，得：；;
5。注意：
（1)rm和Xm是随电压的大小而变化的，故取对应额定电压时的值.
（2）空载试验在任何一侧做均可，高压侧参数是低压侧的k2倍.
(3)三相变压器必须使用一相的值。
（4)，很低，为减小误差，利用低功率因数表。
二、短路实验
1.目的：测IK、UK及PK，计算UK(﹪），pCu, ZK=RK+jXK 。
2。接线:通常高压侧加压，低压侧短路
3.步骤：
（1）高压侧接电源，低压侧短接；
（2）电压由0～↑，使IK=0~1。2IN，分别测IK、UK及PK;
（3)可得IK=f(UK)，线性；PK=f（UK)，抛物线。
4.计算：
(1） pCu≈pK=PK (PK=pCu+pFe≈pCu,∵电源电压很低pFe≈0）
（2）由简化等效电路，得 ； ；
一般认为：；
（3）温度折算：线圈电阻与温度有关,国标规定向75℃换算;
对铜线：
对铝线：
∴
①三相变压器必须使用一相的值.
②短路试验在任何一方做均可，高压侧参数是低压侧的k2倍。
5. 短路电压（阻抗电压）
短路试验时,使短路电流为额定电流时一次侧所加的电压，称为短路电压UK即UKN=I1NzK75℃ 额定电流在短路阻抗上的压降，亦称作阻抗电压。短路电压百分值：
uK对变压器运行性能的影响：短路电压大小反映短路阻抗大小
（1) 正常运行时希望小些 ，电压波动小 ；
(2） 限制短路电流时，希望大些。
中、小型变压器：（4～10。5)％； 大型变压器: （12。5～17.5）%.
6。标么值
即某一物理量实际值与选定值之比。
实际值与基准值必须具有相同的单位。
（1）基值的选取
通常以额定值为基准值，各侧的物理量以各自侧的额定值为基准
例如：变压器一次侧选；
变压器二次侧选；
由于变压器一、二次侧容量相等，均选
① 额定值的标么值为1;
② 标么值的表示为在原符号右上角加“*”表示；
③ 使用标么值表示的基本方程式与采用实际值时的方程式在形式上一致。
举例：；;
；；
； ;
（2）实际值、标么值和百分值的关系
① 实际值=标么值×基准值
② 百分值=标么值×100%
2.5 变压器的运行性能
一、电压调整率和外特性
1. 电压调整率△u—U1=U1N，cosψ2等于常数时,从空载到负载,二次侧电压变化的百分值。
定义式：
2. 参数表达式：由简化相量图，可得:(推导过程略）

式中： 称为负载系数，直接反应负载的大小，如，表示空载；，表示满载；
3.影响Δu的因素：
(1)负载大小；
(2）短路阻抗标么值；
(3）负载性质
二、效率和效率特性
1．变压器的损耗：
损耗
铁损---—-——--不变损耗；铜损—------——可变损耗。
2。效率：
变压器的效率比较高，一般在（95~98)%之间，大型可达99％以上。

令：

∴
结论：(1)效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关。
（2）效率特性：
（3)最大效率:
令：得，即（或铜损==铁损)时，有
说明:变压器的铁损总是存在，而负载是变化的，为了提高变压器的经济效益，提高全年效益,设计时，铁损应设计得小些，一般取，对应的PKN与P0之比为3～4。
2。6 三相变压器的连接组
一、 三相变压器的联结
1.变压器线圈的首、末端标志
线圈名称
单相变压器
三 相 变 压 器
首端
末端
首端
末端
中点
高压线圈
A
X
A B C
X Y Z
O
低压线圈
a
x
a b c
x y z
o
中压线圈
Am
Xm
Am Bm Cm
Xm Ym Zm
Om
极性：指瞬时极性—-同名端
由线圈的绕向和首末端标志决定
2。单相变压器的连接组别：I,I0；I,I6
3.三相变压器线圈的连接组别
(1)连接方式：Y或D；（y，d）
（2)定义:反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应线电动势（或线电压）之间的相位关系，它与线圈的绕向和首、末端标记及高、低压线圈的连接方式有关。
（3）时钟表示法：（相量图）
举例:
B

C
b

c

A，a

位形图 Y,y0

作图步骤:①先画出高压线圈的相量图；
②便于比较，将A，a连成等电位点；
③画出低压侧的相量图；
④将AB，ab连线，得出结论。
4。国标规定了五种标准连接组：Y,yn0；Y,d11;YN，d11;YN,y0；Y，y0.
凡Y,y或D,d连接均为偶数；凡Y，d或D，y连接均为奇数。

变压器 2.7～2。11
授课学时:总学时：8 课堂讲授：8（含习题课) 实验： 上机:
教学目的:1.掌握并联运行的条件
2.了解不对称运行的分析方法及掌握序阻抗的概念
3.掌握三绕组变压器、自耦变压器及互感器的原理、基本方程.
教学重点、难点：
重点: 1。并联运行的条件及方法
2.三绕组变压器、自耦变压器的原理、基本方程。
难点：不满足并联条件的分析、不对称运行的分析方法。
教学方法：运用多媒体教学手段，采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式.并联运行的条件及方法、三绕组变压器、自耦变压器的原理等内容由教师“精讲”,不对称运行内容由学生自学,然后由学生课堂讨论，最后由教师补充、概括和总结。
教学内容:1.变压器的并联运行：并联运行条件、变比不等时的变压器并联运行、联接组号不同时的变压器并联运行
2.三相变压器的不对称运行：对称分量法、各相序等效电路、单相负载运行
3。变压器的瞬变过程：
4。三绕组变压器、自耦变压器及互感器.
教书育人方式:1。加强课堂教学与课程实验训练的互补与融合；将部分课堂教学授课搬到实验室。
2。对每次课进行小结、布置作业及预习内容。
2.7 变压器的并联运行
1.定义:几台变压器的原、副线圈分别连接到原、副边的公共母线上，共同向负载供电。
2。优点：①可靠性;②经济性。
一、理想并联运行的条件
1.理想条件：①空载时副边无环流;
②负载后负载系数相等；
③各变压器的电流与总电流同相位。
2.应满足的要求：①各变压器的原、副边的额定电压分别相等,即变比相等；
②各变压器的连接组号相同;
③各变压器的短路阻抗(短路电压）标么值相等，且短路阻抗角也相等。
二、变比不等时变压器的并联运行，设
①空载运行时的环流（原边向副边折算）

空载时有环流：
②负载运行:

结论：变比大的变压器承担的电流小，变比小的变压器承担的电流大。
三、组别不同时变压器的并联运行
组别不同时，副边线电动势最少差300，由于短路阻抗很小，产生的环流很大。
结论：组别不同，绝对不允许并联.
四、短路阻抗标么值不等时的并联运行

结论：各变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比，短路阻抗标么值大的变压器分担的负载小,短路阻抗标么值小的变压器分担的负载大.
总结：
①变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器，在任何一台变压器都不会过载的情况下，可以并联运行。
②短路阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压（即适当减小其电压变比），以使并联运行的变压器的容量均能得以充分利用。
2-8 自耦变压器
一 .结构特点
每只只有一个绕组，原绕组的一部分兼作副绕组.其主要特点是原边和副边不但有磁的联系,还有电的联系。绕组有串联部分和公共部分。
二.工作原理
绕组AX加上原边输入额定电压，铁心中产生主磁通，在绕组中感应电动势，每匝电势均为，原绕组的电动势

副绕组的电动势

电压比

与双绕组变压器相同。
绕组公共部分电流:

忽略励磁电流时，由磁通势平衡关系，可得

前式代入上式可得

则有

可见，公共部分的电流比额定负载电流还要小。
三.容量关系
与反相，所以
自耦变压器的通过容量（额定容量）

由此可知，自耦变压器的额定容量由两部分组成：一部分为电磁容量。另一部分为传导容量，直接通过电的联系由原边传导副边。
四.优缺点及适用场合
绕组容量（电磁容量）小于额定容量.用材料少，体积小，重量轻，成本低。铁耗，铜耗小，效率高。缺点是内部绝缘和过电压保护均需加强。
适用于k<3的电力变压器，实验室的调压和异步电动机降压起动等。
2.10 仪用互感器
一.电压互感器
功能是将高电压变为低电压进行测量.
结构特点是原绕组匝数很多，副绕组匝数很少,相当于特殊的将压变压器。工作时副边接电压表，一般为100V，相当于开路。
工作原理：原绕组并接于被测线路.副绕组接入电压表或其他测量仪表的电压线圈。
则 -电压互感器的电压变化
根据可知,如用配套的电压表，表上可直读的数值
互感器的电压比有误差,相位亦有误差，误差的大小与励磁电流的大小和漏阻抗的大小有关，为减少误差，铁心采用高度硅钢片，且使铁心工作在不饱和状态.根据实际误差的大小，精度分0。5、1.0和3。0三级。
使用注意事项：
1．二次侧有一端可靠接地;
2．二次侧不能短路；
3．负载不能超过规定值。
二.电流互感器
功能是将大电流变为小电流进行测量。
结构特点是原绕组的匝数很少,副绕组的匝数很多。工作时副边接电流表或其他测量仪表的电流线圈，相当于工作在短路状态的升压变压器。一次侧电流可为5～2500A，二次侧电流为5A.
工作原理:原绕组为一匝（穿心）或几匝，串接于被侧电路。副绕组接电流表，测得电流,则被测电流
—电流互感器的电流变化比
根据，可知，如用配套的电流表,可直接读取的数值。
电流互感器亦有变化比和相位误差，按电流比误差的大小，精度分0。2、0。5、1.0、3.0、10.0五级。
使用注意事项：
1．二次侧有一端可靠接地；
2．副边不准开路；
3．负载不能超过规定值。
第三章 异步电机绕组的基本理论
授课学时：总学时:6 课堂讲授：6 实验: 上机：
教学目的：1。了解交流绕组的基本要求及构成原理
2。了解三相单层、双层绕组
3。掌握绕组电动势大小及改善波形的方法
4。掌握单、三相绕组磁动势的性质及分析方法
5。了解交流电机中的磁通
教学重点、难点：
重点：绕组分布、绕组展开图 ；电动势大小 高次谐波产生及削弱方法；磁动势性质
难点:交流绕组的绕制；磁动势大小、性质；三相合成旋转磁动势及图解法分析。
教学方法：运用多媒体教学手段，采用教师讲授与学生提问、讨论相结合的形式。绕组分布、绕组展开图、电动势大小、高次谐波产生及削弱方法、磁动势性质、由教师“精讲”，磁动势性质可由学生进行课堂讨论。
3。1 三相异步电动机的工作原理
一、旋转磁场
1. 旋转磁场的产生
三相 （多相） 电流 → 三相 （多相） 绕组→ 旋转磁场。
2。同步转速 n0 的大小怎样改变？
每相绕组由,一个线圈组成,每相绕组由两个，线圈串联组成磁极对数p = 2
电流变化一周→旋转磁场转半圈 n0 = 1 500；当磁极对数 p = 3 时n0 = 1 000
3. 旋转磁场的转向
U （i1） →V(i2） →W（i3)
※ 由超前相转向滞后相。
※ 由通入绕组中的电流的相序决定的。
怎样改变 n0 的方向 ?
V（i1） → U（i2) →W(i3)
二、工作原理
对称三相绕组通入对称三相电流 ,旋转磁场（磁场能量），磁感线切割转子绕组中,产生 e 和 i 转子绕组在磁场中受到电磁力的作用转子旋转起来。
1。 电磁转矩的产生
转子电流有功分量与e2同方向转子电流有功分量与旋转磁场相互作用形成了电磁转矩。
2转差率
转子转速 ： n=（1－ s） n0
起动时 n = 0,s = 1
理想空载时 n = n0，s = 0
正常运行时 0＜n＜n0， 1＞s＞0
额定运行时 sN = 0.01 ~ 0。09
3.电机的五种状态
电动机状态、发电机状态、制动状态、理想状态、堵转状态
3. 电磁转矩 的大小和方向
大小：T = CTΦm I2cosj2
方向:与旋转磁场的转向相同。
3.2 三相异步电动机的基本结构
一、主要部件
1。 定子
定子铁心、定子绕组、 机座和端盖等。
2. 转子
转子绕组
绕线型：对称三相绕组.
笼型:对称多相绕组。
绕线型异步电动机的转子,风扇 ,冷空气流,罩 壳（非驱动端），端盖(驱动端）。
二、三相绕组
1、三相单层绕组
例如：z = 12，p = 1，m = 3，y =t 。
每极每相槽数 q 一相绕组，接线图（单层）
槽距角α：相邻两槽中心线间的电角度。
极距： 相邻两磁极中心线间的距离（槽数）。
线圈节距 y :线圈两圈边之间的距离（槽数) 。
当 y =t时，称为整距绕组；当 y＜t时，称为短距绕组。
当 q＞1 -— 分布绕组。
当 q = 1 -— 集中绕组。
2、三相双层绕组
3. 三相绕组的种类
（1）单层绕组和双层绕组
（2）整距绕组和 短距绕组
整距绕组 y=tt
短距绕组 y<tt
（3)集中绕组和分布绕组
集中绕组 q=1
分布绕组 q〉1
三、笼型绕组
1。 极数 转子极数 = 定子极数
因为：转子中的电动势和电流是感应出来的。
如果两者不相等，则转子转不起来。
2. 相数
笼型转子是对称多相绕组.转子槽数能被磁极对数整除时m2=z2/p
转子槽数不能被极对数整除时m2 = z2
3。 匝数N=1/2(一根导条相当于半匝)
四、额定值
三相异步电动机的铭牌

1。型号
例如：Y 112S—6
极数6极
短机座
规格代号：中心高112mm
产品代号：异步电动机
2。额定值
①额定功率PN: 电动机在额定情况下运行，由轴端输出的机械功率，单位为W或kW。
②额定电压UN: 电动机在额定情况下运行，施加在定子绕组上的线电压，单位为V。
③额定频率fN：50Hz.
④额定电流IN：电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额定功率时，定子绕组的线电流,单位为A。
⑤额定转速nN：电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定功率时，转子的转速，单位为r/min。
⑥其他额定值 ηN τN （或θN)
⑦其他数据:绝缘等级:A,E，B,H,F（极限工作温度:105，120,130，155，180）
防护等级:IP23—防护式,IP44—封闭式(分别表示防尘，防水)
工作制：S1—连续工作制；S2-段是工作制；S3—断续周期工作制
接法:（Y或△)。
对于三相异步电动机，额定功率：

3。3 三相异步电动机的电动势平衡方程式
一、定子电路的电动势平衡方程式
电动势平衡方程式U1 = -E1 + (R1 + jX1 ) I1
定子绕组的电动势E1 =4.44 kw1 N1f 1Φm
kw1定子绕组的绕组因数;kw1N1定子绕组的有效匝数
忽略R1和X1 ，U1 =E1 =4。44 kw1 N1f1即Φm正比于相电压U1
二、转子电路的电动势平衡方程式
电动势平衡方程式0 = E2s －（R2 + jX2s ) I2s = E2s－Z2sI2s
转子绕组漏电抗X2s = 2pf2L2
转子绕组电动势E2s = 4.44 kw2N2f2Φm
kw2转子绕组的绕组因数（笼型绕组kw2 =1）
kw2N2转子绕组的有效匝数
式中 ：转子频率f2 = s f1;E2 = 4。44 kw2N2f1Φm ；转子静止时， f2=f1 ;
转子静止时的漏电抗 X2 = 2pf1L2转子静止时的电动势 X2s = s X2，E2s = s E2
3。4 三相异步电动机的磁通势平衡方程式
一、磁通势平衡方程式
1。 定子旋转磁通势
转向与定子电流相序一致。
2。 转子旋转磁通势
转向幅值与转子电流的相序一致，即与定子电流相序一致。
转速
(1） 转子旋转磁通势相对于转子的转速
（2) 转子旋转磁通势相对于定子的转速
n2 + n= s n0 + (1－s) n0 = n0
结论：
（1) 转子旋转磁通势与定子旋转磁通势在空间是沿同一方向以同一速度旋转的。
(2) 二者组成了统一的合成旋转磁通势，共同产生旋转磁场。
单相电流通过单相绕组产生脉振磁通势和脉振磁场脉振磁场:轴线不变，大小和方向随时间交变的磁场。
脉振磁通势：产生脉振磁场的磁通势.
二、脉振磁通势
三、旋转磁通势
三相电流通过三相绕组时,三相绕组的三个基波脉振磁通势为
四、高次谐波磁通势和电动势
磁极的磁场 = 基波磁场 + 奇次谐波磁场
（1) 在同步电机中，谐波磁通势所产生的磁场在转子表面产生涡流损耗，使电机发热 。
（2) 在感应电机中，谐波磁场产生寄生转矩，影响其起动性能；损耗温升。
谐波电动势的影响使发电机电动势波形变坏,供电质量,杂散损耗，温升；干扰邻近通信线路。
措施
改善气隙磁场分布；采用短距绕组和分布绕组；笼型异步电动机转子采用斜槽形式.
3。5 三相异步电动机的运行分析
一、等效电路
1、折算
折算原则：①保持F2不变，只要使等效前后转子电流的大小和相位相等即可；
②等效前后转子电路的功率和损耗相等。
折算方法：
＊＊①附加电阻的物理意义：模拟转轴上总的机械功率;
②转子方程为：

2、转子绕组折算
说明:原则和方法与变压器相同.
电流折算：
电动势折算：
电阻和电