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《电机与变压器》(1)磁路、变压器用途、结构和类型讲诉

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《电机与变压器》教材

《电机与变压器》教材

电机与变压器电工电子技术重点建设专业项目组前言本书是根据维修电工中级技术工人等级标准及职业技能鉴定规范，并结合中等职业学校教学特点编写而成的。

本书在编写过程中，采用项目式教学法，准确把握中等职业学校学生的知识与能力特点，激发学生学习兴趣，注重理实一体化教学，在内容的安排上由浅入深、循序渐进。

使学生愿学、易学，进而实现学会的目标。

本书坚持“以就业为导向，以能力为本位”、“必须”、“够用”的原则，力求体现职业教育的特色。

全书共安排了10个实训，主要包括变压器组成与分类、变压器的空载实验、变压器的短路实验、变压器绕组的极性及连接组、三相变压器组的连接、小型变压器的制作、三相异步电动机的连接、三相异步电动机的空载测试、24槽四极单层链式绕组的下线、端部接线和整形。

本书编写过程中力求做到充分考虑中等职业学校的教学实际情况，实现教材、实训一体化，方便师生使用。

本书的建议学时分配如下：目录项目一变压器的组成与分类 .................................................... - 1 - 训练目标 ............................................................................................................................................ - 1 - 知识链接 ............................................................................................................................................ - 1 - 训练准备 ............................................................................................................................................ - 5 - 操作步骤及要求 ................................................................................................................................ - 6 - 评价标准 ............................................................................................................................................ - 8 - 训练报告 ............................................................................................................................................ - 8 - 项目二变压器的空载实验 ........................................................ - 9 - 训练目标 ............................................................................................................................................ - 9 - 知识链接 ............................................................................................................................................ - 9 - 训练准备 .......................................................................................................................................... - 11 - 操作步骤及要求 .............................................................................................................................. - 12 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 13 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 14 - 思考与讨论 ...................................................................................................................................... - 14 - 项目三变压器的短路实验 ...................................................... - 15 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 15 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 15 - 训练准备 .......................................................................................................................................... - 16 - 操作步骤及要求 .............................................................................................................................. - 17 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 18 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 18 - 思考与讨论 ...................................................................................................................................... - 18 - 项目四变压器绕组的极性与连接组 .............................................. - 19 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 19 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 19 - 训练准备 .......................................................................................................................................... - 19 - 操作步骤及要求 .............................................................................................................................. - 20 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 20 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 21 - 思考与讨论 ...................................................................................................................................... - 21 - 项目五三相变压器组的连接 ..................................................... - 22 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 22 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 22 - 训练准备 .......................................................................................................................................... - 24 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 26 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 26 - 思考与讨论 ...................................................................................................................................... - 27 - 项目六小型变压器的制作 ...................................................... - 28 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 28 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 28 - 训练准备 .......................................................................................................................................... - 30 -评价标准 .......................................................................................................................................... - 31 - 项目七小型三相交流笼式异步电动机的拆装 ...................................... - 32 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 32 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 32 - 训练器材 .......................................................................................................................................... - 34 - 训练步骤及要求 .............................................................................................................................. - 35 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 37 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 37 - 项目八笼式三相交流异步电动机的 .............................................. - 38 - 星形接线和三角形接线及反转试验 ................................................ - 38 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 38 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 38 - 训练器材 .......................................................................................................................................... - 39 - 训练步骤及要求 .............................................................................................................................. - 39 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 40 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 41 - 项目九笼式三相交流异步电动机的空载测试 ...................................... - 42 - 训练目标 .......................................................................................................................................... - 42 - 训练原理与训练任务....................................................................................................................... - 42 - 训练器材 .......................................................................................................................................... - 42 - 操作步骤及要求 .............................................................................................................................. - 42 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 43 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 43 - 项目十 24槽单层链式绕组的下线、端部接线和整形................................. - 44 - 训练目的 .......................................................................................................................................... - 44 - 知识链接 .......................................................................................................................................... - 44 - 训练器材 .......................................................................................................................................... - 46 - 操作步骤及要求 .............................................................................................................................. - 46 - 评价标准 .......................................................................................................................................... - 47 - 训练报告 .......................................................................................................................................... - 47 - 思考与讨论 ...................................................................................................................................... - 47 -项目一变压器的组成与分类训练目标1、使学生了解变压器的用途、分类及构成。

电机与电器控制技术之变压器讲解

电机与电器控制技术之变压器讲解
中，电压的参考方向与电流的参考 方向一致。 （2）磁通的参考方向：磁通的参 考方向与电流的参考方向之间符合 右手螺旋定则。 （3）感应电动势的参考方向：由交 变磁通Ф产生的感应电动势e，其参考 方向与产生该磁通的电流参考方向一 致（即感应电动势e与产生它的磁通 参考方向的规定 Ф之间符合右手螺旋定则）。 按此参考方向列出的电磁感应定律方程： e＝－N
发生变化！副方各量折算方法如下： 1）副方电流的折算值: I 2

N1 I 2 N 2 I 2
N1 . I2 I2 ' I2 N2 k
. .

.
电机与电气控制技术
2）付方电动势的折算值：
变 压 器
于折算前后主磁通和漏磁通均未改变，根据电动势与
匝数成正比的关系可得
. N1 . E2' E2 k E2 N2 .
U1 Z I1
'
相当于直接接在 一次绕组上的等 效阻抗
Z K Z
' 2
电机与电气控制技术
四、变压器参数的折算
变 压 器
由于原、副绕组的匝数Ｎ１Ｎ２，原、副绕组的感应电动
势Ｅ 1Ｅ 2，这就给分析变压器的工作特性和绘制相量图 增加了困难。为了克服这个困难，常用一假想的绕组来 代替其中一个绕组，使之成为变比k=１的变压器，这样
为额定容量的0.1%~1%。
电机与电气控制技术
变 压 器
3、通过空载试验可以发现变压器以下缺陷： • 硅钢片间绝缘不良。铁芯极间、片间局部短路烧损。 • 穿芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分 损坏、形成短路。 • 磁路中硅钢片松动、错位、气隙太大。 • 铁芯多点接地。 • 线圈有匝间、层间短路或并联支路匝数不等、安匝 不平衡等。 • 误用了高耗劣质硅钢片或设计计算有误。

电机与变压器教学课件PPT

电机与变压器教学课件PPT

A
+ i1
u1 N1
P i2
+u N2 2 RL
–B
–
使用时，改变滑动端的 1
4
位置，便可得到不同的输
出电压。实验室中用的调
2 110V
0~250V
压器就是根据此原理制作 3
5
的。
220V
注意事项：
(1) 一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损 坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。
(2) 接电源的输入端一般有三个 接线头，可用于220V和110V的供电 线路，若接错会把调压器烧毁；
降压
降压
仪器 36V
降压
4.1.2变压器的基本结构
由高导磁硅钢片叠成 1. 铁心 厚0.35mm 或 0.5mm
变压器的磁路部分
一次绕组 2. 绕组
二次绕组
+
u1
i1
变压器的 电路部分
–
一次
N1
绕组
Φ
单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次 绕组
4.1.3变压器的工作原理
铁心
+
i1
Φ
u1
–
一次
2、一次侧额定电压——接到变压器一次侧绕组上的最 大正常工作电压。
3、二次侧额定电压—— 当变压器的一次侧绕组上额 定电压时，二次侧绕组的空载电压。
4.1.5几种常用的变压器
（一）自耦变压器
1、自耦变压器的铁芯上只有一个绕组，一次、二次
绕组从一次绕组直接由由抽头引出。
U1 N1 K U2 N2 I1 N2 1 I2 N1 K
aA b BcC

电机与变压器教学

电机与变压器教学

考虑电机与变压 器的效率、功率 因数、温升等性 能参数，选择高 效、低能耗、稳 定性好的设备。
根据电机与变压 器的使用环境、 工作制、负载性 质等因素进行选 型，确保设备能 够适应各种工况。
考虑电机与变压 器的安装、维护、 检修等因素，选 择易于安装、维 护、检修的设备。
电机与变压器的维护保养
定期检查电机与变压器的运行状态，确保其正常工作。 定期清理电机与变压器的外部灰尘和杂物，保持其清洁。 定期检查电机与变压器的冷却系统，确保其正常运行。 定期对电机与变压器进行维护保养，延长其使用寿命。
学院
电机与变压器教学课件大纲
单击添加副标题
汇报人：
目录
01
单击添加目录项标题
02
03
电机的工作原理
04
05
电机与变压器的选型与维护
06
电机与变压器的基本概念 变压器的原理及应用
电机与变压器的发展趋势
01
添加章节标题
02
电机与变压器的基本概念
电机与变压器的定义
电机：将电能转换为机械能的装置，种类包括电动机和发电机。 变压器：利用电磁感应原理，将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。
电机与变压器的作用
电机的作用：将电能转换为机械能，实现电能与机械能的相互转换 变压器的功能：将电压升高或降低以满足类：直流电机、交流电机、步进电 机等
变压器分类：电力变压器、控制变压器、 自耦变压器等
03
电机的工作原理
直流电机的工作原理
节能化：提高能效，降低能 耗，减少对环境的影响。
环保化：采用环保材料和工 艺，降低噪音和电磁辐射，
符合绿色能源发展趋势。
集成化：将变压器与其他电 气设备集成在一起，实现多

变压器的用途分类与结构资料课件

变压器的用途分类与结构资料课件
试验变压器具有较大的容量和电压等级，能够提供高电压和大电流的测试条件，模拟电气设 备在实际运行中可能面临的极端情况。
试验变压器通常安装在实验室或试验室内，用于对各种类型的电气设备进行测试和验证。
CHAPTER 03
变压器的结构
铁芯
铁芯是变压器中最重要的组成部 分之一，由硅钢片叠装而成，具
有良好的磁导性。
声音检查
正常的变压器运行声音应该是平稳、低沉的。若听到异常声音，如嗡嗡声、嘎吱 声等，可能表明变压器内部有故障。
振动检查
轻微的振动是正常现象，但若振动过大或异常，可能表示变压器内部组件松动或 故障。
检查外绝缘
外观检查
确保变压器外观无破损、无污垢，特别是瓷套管部分应保持 清洁、完好。
绝缘电阻测试
定期进行绝缘电阻测试，以确保变压器的外绝缘性能良好。
仪用变压器
仪用变压器主要用于提供仪器仪表所 需的电源，同时能够将电压、电流等 参数转换为适合仪器仪表测量的信号。
仪用变压器通常采用干式结构，具有 较长的使用寿命和较小的维护成本。
仪用变压器具有较小的体积和重量， 能够方便地携带和移动，适用于现场 测试和测量工作。
试验变压 器
试验变压器主要用于对电气设备进行耐压试验和其他相关试验，以确保电气设备的安全性和 可靠性。
变压器的用途分类与结 构资料课件
• 变压器的基本概念 • 变压器的用途分类 • 变压器的结构
CHAPTER 01
变压器的基本概念
变压器的定义
总结词
变压器是一种利用电磁感应原理 改变交流电压的设备。
详细描述
变压器是一种电气设备，它利用 电磁感应原理，可以在输入和输 出之间实现电压、电流和阻抗的 变换。
电源变压器通常用于电子设备、 家用电器、工业设备等领域。

电机与变压器

电机与变压器

分接无励磁调压开关 本开关适用于频率50、60Hz、额定电压10、35Kv、额定 电流20-250A，三相油浸式变压器，调压部位有中部和中性点 两种，可直接固定在变压器箱盖或箱壁处，在无励磁状态下分 接调换。
分接开关：通过改变高压绕组抽头，增加或减少绕组匝数来改 变电压比。 ∵：U1/U2=W1/W2，U1W2=U2W1， ∴：U2=U1W2/W1。 一般变压器均为无载调压，需停电进行：常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三挡 +5%、0%、-5%（一次为10.5KV、10KV、0.95KV二次为 380V、400V、420V），出厂时一般置于Ⅱ挡。

铁心
既是磁路，也是套装绕组的骨架 包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）
由0.35～0.5mm厚硅钢片叠成或非晶合金制成
结构上分为：芯式和壳式，电力变压器主要用芯式
芯式变压器
铁 铁 心 21 柱1 2 轭 铁 心 2 1柱1 2
低压绕组
铁
轭
高压绕组 (a) 单相心式变压器示意图 （b）心式变压器
6、压力释放阀 当变压器内部发生严重故障而产生大量气体 时，油箱内压力迅速增加，为防止变压器发 生爆炸，油箱上安装压力释放阀。
本节结束
课题三 变压器的原理
变压器原理
变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信 号的一种电器，是电能传递或作为信号传输的重要元件。主要构件是初级线 圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、 匹配阻抗，安全隔离等。 变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱 和变压器） 变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合 一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组 线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈 耦合及磁交链之程度。 而跨于此线圈的电压称之为一次电压。在二次线圈的感应电压可能大 于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此， 变压器区分为升压与降压变压器两种。

电机学讲义 第一篇：变压器


可否发现各个物理量都是有一定方向的？ 随意画的 or 按照一定物理规律？实际上， 加点 由以上电路图， 的相量表示该量随时间做正弦变化，规定的方向只起到一个参考坐标的作用。不代表物理量的真实方向， 若 规定向南为正，若实际往南走，则 V＝＋1m/s;若实际是往北走，则 V＝－1m/s。 单相变压器中有两套电路，为了使列写的电路方程有统一的表达式，电机学课本人为规定了各个物理量
0
基尔霍夫第一定律
n
i 0 e iR
基尔霍夫第二定律
Ni H
k 1
k k
l
基尔霍夫第二定律
附：磁路的欧姆定律的推导： 若铁心上绕有通有电流 I 的 N 匝线圈，铁心的截面积为 A，磁路的平均长度为 L，材料的导磁率为 μ，不计漏磁通， 且各截面上的磁通密度为平均并垂直于各截面则：
电机学 第二次课
1
磁路知识： 如同电流流过的路径称为电路一样。磁通通过的路径为磁路。 由于铁心的导磁性质比空气好的多，所以绝大部分磁通在铁心中通过，这部分磁通称为主磁通。经过空 气隙闭和的磁路为漏磁通。 用以产生磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈，其电流称为励磁电流（或激磁电流） 。 对于电路的计算同学们是熟悉的，实际上磁路和电路有很多地方可以类比。通过与电路的类比关系，可 以对磁路做定量计算。
概念：
：因（电流）和果（磁场）不是线性比例。电流越大，磁场增长越缓慢。 饱 和（亦称非线性） 自变量（ i, F , H ) ，因变量（ , , B )
磁化曲线： B
H
关系曲线，横坐标 H，纵坐标 B
剩磁 Br ：撤去励磁，铁磁物质仍具有磁性。
矫顽力 Hc
： 若彻底消除剩磁， 需反向施加外磁场， 对应的磁场强度叫做矫顽力。

《电机与拖动》第3章-变压器精选全文

15
3.2 变压器的结构和工作原理
一、 变压器的基本结构及分类
1．变压器的基本结构
电力变压器结构示意图如图3-8所示。
铁心：由铁芯柱和铁轭构成，既是变压器的支撑骨架，
变
又是它的主磁路。
压
器 的 组
绕组：变压器的电路部分，分为同心绕组和交叠式绕组，分别 如图3-12、3-13所示。
成 附件：由油箱、绝缘套管、分接开关、储油柜、安全气道构
图3-3 自藕变压器
图3-4 电压互感器
图3-5 电流互感器
8
任务1 变压器的外形观察与铭牌解读
2、观察变压器的铭牌
阅读变压器铭牌中各项参数，了解其铭牌参数的含义，将铭牌数 据记录在表3-1中中
产品型压 高压 低压
表1-1 直流电动机的铭牌数据
额定频率 冷却方式
（3）按相数分类：分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。
（4）按冷却介质和冷却方式分类：分为干式变压器、油浸变压器和 充气式冷却变压器。
19
3.2 变压器的结构和工作原理
二、变压器的基本工作原理
变压器的结构是在一个闭合铁芯上套有两个绕组，其原理如图
3-14所示。
这两个绕组具有不同的匝数且互相绝
缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联
（1）型号 变压器的型号表示一台变压器的系列形式和产品规 格，包括变压器结构特点、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。 变压器的型号用字母和数字表示，其各位字母或数字的含义如图3-16 所示。
图3-16 电力变压器型号含义说明
22
3.2 变压器的结构和工作原理
（2）变压器主要系列 目前我国生产的变压器系列产品有SJL1 （三相油浸自冷式铝线电力变压器）、SFPL1（三相强油风冷铝线变 压器）、SFPSL1（三相强油风冷三铝线电力变压器）等，目前国内自 己设计并大量生产的产品系列有SL7（三相油浸自冷式铝线电力变压 器）、S7（三相油浸自冷式铜线电力变压器）、SCL1（三相环氧树脂 浇注干式变压器）以及SF7、SZ7、SZL7等系列。

《电机与变压器》(1)磁路、变压器的用途、结构和类型


, 其中磁阻: Rm

l
S
磁路欧姆定律中的磁阻Rm与磁导率μ有关，因此对铁芯磁路 来讲是一个变量，定量计算很复杂，因此没有电路欧姆定律应 用得那么广泛，通常只用来定性分析磁路的情况。
电机与变压器
3. 铁磁物质的磁性能
1)高导磁性
铁磁材料之所以具有高导磁性。是因为在其
内部具有一种特殊的物质结构—磁畴。这些
显然，磁畴是由分子电流产生的。
电机与变压器
2）铁磁材料的磁饱和性、磁滞性和剩磁性
铁磁材料反复磁化一 周所构成的曲线称为 磁滞回线。
磁滞回线中B的变化 总是落后于H的变化 说明铁磁材料具有磁 滞性。
磁滞回线中H为零时 B并不为零 的现象 说明铁磁材料具有 剩磁性。
bc段是磁化曲线的膝部
B
c
b
C点以后是饱和段
显然，铁磁物质的磁导率不是常量，而是一个范围，即随 外部条件变化。铁磁性物质的相对磁导率大大大于1。
电机与变压器
(4) 磁场强度
磁场强度也是表征磁场中某点强弱和方向的物理量，用大
写字母“H”表示。H也是矢量，H的方向也是置于磁场中该
点小磁针N极的指向。
磁感应强度是描述磁路介
磁场强度和磁
质的磁场某点强弱和方向的
目录
铁磁线圈与磁路 变压器的用途和基本工作原理 变压器的结构组成 变压器的类型
电机与变压器
学习目的与要点
电工技术中不仅要讨论电路问题，还要讨论磁路问题。 很多电工设备与磁路有关，如电力系统中广泛应用的变 压器、电动机、发电机、电磁铁及电工测量仪表等。
为更好的学习变压器、电机、电器的工作特性及应 用，首先应理解有关磁路的问题。磁路问题与磁场有关， 与磁介质有关，而且磁场往往还与电流相关联，因此本 讲先从磁路、磁场及其基本物理量进行研究。

新编电机与变压器教学大纲

《电机与变压器》教学大纲适用于机电技术应用专业120学时一．课程的地位与任务电机与变压器是中等职业技术学校电工类专业的一门专业课。

在电能的生产、传输、变配以及使用过程中，大量使用了变压器与电机。

它们已普遍应用在国民经济和人民生活的各个方面，发挥着十分重要的作用。

二．课程简述1．课程目标：通过本课程的学习，使学生掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识；对同步电机和特种电机有一定的了解；培养对电动机的故障处理、判断和分析。

2．教学方法：（1）贯彻国家关于职业资格证书与学业证书并重的政策精神，确保毕业生到中级工以上标准，满足用人单位需求，不负高级技校的称号。

（2）坚持能能力为主，重视实践能力之培养，突出技工教育特色，弱化难度过大的定量计算，较多采用定性分析，直观教学（3）随时补充有关杂志、资料中的新内容（如数字化仪表、分时和远程电度表）。

三．教学要求及时数分配1、绪言（1）教学内容（1）电机在国民经济建设中的作用（2）电机发展史（3）我国电机制造工业的发展状况（2）教学要求（1）了解电机的发展概况（2）明确学习电机与变压器的内容及重要性。

（3）重点和难点重点：学习本课程的方法难点：发展概况2、变压器的结构与工作原理（1）教学内容（1）变压器的用途、分类、结构（2）变压器的工作原理（3）变压器的故障维修及相关实验（2）教学要求（1）使学生了解变压器的用途、分类及构成；（2）掌握变压器的工作原理；（3）了解常见变压器的故障及处理方法（3）重点和难点重点：变压器的工作原理难点：变压器的外特性3、变压器的连接与并联运行（1）教学内容（1）单相变压器的绕组极性；（2）三相变压器及连接组别；（3）三相变压器的并联运行（2）教学要求（1）理解单相变压器绕组的极性判别；（2）了解三相变压器的并联运行；（3）重点和难点重点：单相变压器绕组的极性判别难点：电力变压器的参数计算4.专用变压器（1）教学内容（1）仪用变压器（2）电焊变压器（3）自耦变压器（2）教学要求（1）了解3种变压器的结构（2）掌握3种变压器的用途（3）重点和难点重点：3种变压器的用途难点：3种变压器的工作原理5.三相异步电动机（1）教学内容（1）三相异步电动机的工作原理及分类（2）三相异步电动机的结构（3）异步电动机的启动、调速和制动（2）教学要求（1）理解三相异步电动机的工作原理及分类（2）掌握异步电动机的启动、调速和制动（3）重点和难点（4）重点：异步电动机的反转和制动难点：三相异步电动机的机械特性6.三相异步电动机的绕组（1）教学内容（1）三相异步电动机的绕组概述（2）三相单层绕组（3）三相双层绕组（2）教学要求（1）了解三相异步电动机的绕组（3）重点和难点重点：三相异步电动机的绕组难点：三相双层绕组7.单相异步电动机（1）教学内容（1）单相异步电动机的工作原理（2）单相电容异步电动机（3）单相罩极式异步电动机（2）教学要求（1）理解单相异步电动机的工作原理（2）了解单相电容、罩极异步电动机（3）重点和难点重点：单相异步电动机的工作原理难点：单相罩极异步电动机8.直流电机（1）教学内容（1）直流电机的基本原理（2）直流电机的结构与分类（3）直流电机的启动、调速和制动（2）教学要求（1）掌握直流电机的基本原理（2）掌握直流电机的启动、调速和制动方法（3）重点和难点重点：直流电机的基本原理难点：电机的机械特性9.三相同步电机（1）教学内容（1）三相同步发电机的工作原理（2）同步电机的基本结构、启动方法。

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1Wb=108Mx
电机与变压器
(2) 磁感应强度
磁感应强度是表征磁场中某点强弱和方向的物理量。用大写 字母“B”表示。B是矢量，B的方向就是置于磁场中该点小磁 针N极的指向。匀强磁场中，B的大小可用载流导体在磁场中所 受到的电磁力来定义。即： F B Il 式中，电磁力F的单位是牛顿[N]、电流I的单位是安培[A]、 导体的有效长度l(与磁场方向相垂直方向的长度投影)单位是米 [m]时，磁感应强度B的单位是特斯拉[T]。 由Φ=BS可知，匀强磁场中某截面S上B值越大，穿过该截 面上的磁力线总量越多。因此，磁感应强度也常称为磁通密 度。磁感应强度的国际单位制中还有较小的单位高斯[Gs]， 特斯拉和高斯之间的换算关系为： 1T=104Gs
r
0
显然，相对磁导率无量纲，其值越大，表明该类物质的 导磁性能越好；反之，导磁性能越差。
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根据相对磁导率的不同，自然界的物质大致可分为两大类： 1) 非磁性物质 如空气、塑料、铜、铝、橡胶等。这些物质的导磁能力很 差，磁导率均与真空的磁导率非常接近，它们的相对磁导率均 约等于1。非磁性物质的磁导率可认为是常量。 2) 铁磁性物质
如铁、镍、钴、钢及其合金等。这些物质的导磁能力非常强， 其磁导率一般为真空的几百、几千乃至几万、几十万倍。如铸 铁，其相对磁导率μr≈200～400；铸钢的相对磁导率 μr≈500～2200；硅钢的μr≈7000~10000；坡莫合金的 μr≈20000~200000。 显然，铁磁物质的磁导率不是常量，而是一个范围，即随 外部条件变化。铁磁性物质的相对磁导率大大大于1。
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1. 磁路的基本物理量
线圈通电后使铁芯磁化，形成铁芯磁路。 Φ u i
磁通Φ
(1) 磁通 通过磁路横截面的磁力线总量称 为磁通，用“Φ”来表示。单位是 韦伯[Wb]。
均匀磁场中，磁通Φ等于磁感应强度B与垂直于磁场方向 的面积S的乘积，即： BS 磁通是标量。其大小反映了与磁场相垂直的某个截面上 的磁场强弱情况。磁通的国际单位制中还有较小的单位称 为麦克斯韦[Mx]，韦伯和麦克斯韦之间的换算关系为：
有外磁场作用时 铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子电流 圈流向一致，这些分子电流产生的磁场叠加 起来，就形成了一个个天然的小磁性区域— 磁畴。不同铁磁物质内部磁畴的数量不同。
显然，磁畴是由分子电流产生的。
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2）铁磁材料的磁饱和性、磁滞性和剩磁性
铁磁材料反复磁化一 周所构成的曲线称为 磁滞回线。 磁滞回线中B的变化 总是落后于H的变化 说明铁磁材料具有磁 滞性。
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(3) 磁导率μ
磁导率是反映自然界物质导磁能力的物理量，用希腊字母 “μ”表示 。物质的种类很多，且导磁能力也各不相同，为了 有效地区别它们各自的导磁能力，我们引入一个参照标准— 真空的磁导率μ0: 7
0 4 10 H/m
自然界中各种物质的磁导率均与真空的磁导率相比，可得到 不同的比值，我们把这个比值称为相对磁导率，用“μr”表示， 即：
H B

[A/m]
磁场强度H的单位有安每米和安每厘米，二者之间的换算 关系为： 1A/m=10-2A/cm
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2. 磁路欧姆定律
交流铁芯线圈磁路通常由硅钢片 叠压制成，导磁率很高。当套在铁 芯上的线圈通电后，铁芯迅速被磁 化，成为一个人为集中的强磁场。
电路部分
磁路部分 Φ
i
u
电流通过N匝线圈所形成的磁 交流铁芯线圈示意图 动势用Fm=NI表示，磁路对 磁通所呈现的阻碍作用用磁阻Rm表示，磁动势、磁通和磁阻三 者之间的关系可表述为： F IN l , 其中磁阻 : Rm Rm Rm S 磁路欧姆定律 磁路欧姆定律中的磁阻Rm与磁导率μ有关，因此对铁芯磁路 来讲是一个变量，定量计算很复杂，因此没有电路欧姆定律应 用得那么广泛，通常只用来定性分析磁路的情况。
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(4) 磁场强度
磁场强度也是表征磁场中某点强弱和方向的物理量，用大 写字母“H”表示。H也是矢量，H的方向也是置于磁场中该 点小磁针N极的指向。 磁感应强度是描述磁路介 磁场强度和磁 质的磁场某点强弱和方向的 感应强度有何 物理量，与介质的导磁率有 区别和联系？ 关；磁场强度是描述电流的 磁场强弱和方向的物理量。 与介质的导磁率无关。它们之间的联系为：
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3. 铁磁物质的磁性能
1)高导磁性
铁磁材料之所以具有高导磁性。是因为在其 内部具有一种特殊的物质结构—磁畴。这些
磁畴相当于一个个小磁铁。
通常情况下，铁磁材料 内部的磁畴排列杂乱无 章，其磁性相互抵消， 因此对外不显示磁性。
磁畴是怎么 形成的？
磁畴在外界磁场的作用下 ，均发生归顺性转向，使 铁磁材料内部形成一个很 强的附加磁场。
0B cb abc段是磁化曲线的膝部
C点以后是饱和段 ab段是上升段
H
起始磁化曲线 反映了什么？
目 录
铁磁线圈与磁路 变压器的用途和基本工作原理 变压器的结构组成 变压器的类型
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学习目的与要点
电工技术中不仅要讨论电路问题，还要讨论磁路问题。 很多电工设备与磁路有关，如电力系统中广泛应用的变 压器、电动机、发电机、电磁铁及电工测量仪表等。 为更好的学习变压器、电机、电器的工作特性及应 用，首先应理解有关磁路的问题。磁路问题与磁场有关， 与磁介质有关，而且磁场往往还与电流相关联，因此本 讲先从磁路、磁场及其基本物理量进行研究。 通过本次学习，要求理解磁场的基本物理量、磁性 材料的磁性能、交流铁心线圈电路；熟悉变压器的结构 组成；掌握变压器的基本工作原理；了解磁路及其基本 定律等。
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铁芯线圈、磁路
工程应用实际中，大量的电气设备都含有线圈和铁心。 当绕在铁芯上的线圈通电后，铁芯就会被磁化而形成铁芯 磁路，磁路又会影响线圈的电路。因此，电工技术不仅有 电路问题，同时也有磁路问题。
+ －
(a) 电磁铁的磁路
(b) 变压器的磁路
(c) 直流电机的磁路
常用电气设备铁芯示意图中红色虚线表示磁路中的工作 主磁通的路径；紫色虚线表示通过空气闭合的极少部分漏 磁通。