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电工学第七版课件(第八版的也可以将就用,改不了多少)第07章 交流电动机(5h)

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电工学第七版课件(第八版的也可以将就用,改不了多少)第01章 电路的基本概念与基本定律(3h)

电工学第七版课件(第八版的也可以将就用,改不了多少)第01章 电路的基本概念与基本定律(3h)
I P U 60 220
25/43
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A 0.273 A
第1章 电路的基本概念与基本定律
在220V电压下工作时的电阻
R U I 220 0.273 8 06
一个月用电 W = Pt = 60W(3 30) h = 0.06kW 90h = 5.4kW. h 电气设备的三种运行状态 额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理安全可靠)
(2)由于激励在电路各部分产生的电压和电流 称为响应。
7/43
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第1章 电路的基本概念与基本定律
1. 2 电路模型
为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电 路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或 其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电 路相对应的电路模型。
过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏) 欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不经济)
26/43
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第1章 电路的基本概念与基本定律
1.5.2 电源开路
开关 断开 特征:
I=0 E
Ro
I
U0

R
U = U0 = E 电源端电压 ( 开路电压 ) 负载功率 P= 0 I 有 源 电路中某处断开时的特征: 电 1. 开路处的电流等于零； 路 I =0 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定。
R
表达式中有两套正负号： (1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。 注意：用欧姆定律列方 通常取 U、I 参考方向相同。 程时，一定要在图中标

电工学课件--第七章--电动机教学内容

电工学课件--第七章--电动机教学内容
返回
定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
返回
第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性

《电子电工学》第7章交流电动机

《电子电工学》第7章交流电动机
360°
结论： 结论： 在定子绕组中通以三相交流电后， 在定子绕组中通以三相交流电后，产生磁极对数 P=1的旋转磁场，且电流变化一个周期，合成磁场在 的旋转磁场， 的旋转磁场 且电流变化一个周期， 空间旋转一周360°。 空间旋转一周 ° 2.旋转方向 旋转方向 三相绕组按U1-V1-W1相序连接产生的旋转磁场 三相绕组按 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。若将三根电 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 3.旋转磁场的转速：同步转速n0 旋转磁场的转速：同步转速 旋转磁场的转速
0〈S〈1
3.电磁转矩 电磁转矩
是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的， 是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的，对转轴形 成的力矩的总和。 成的力矩的总和。 可以证明： 可以证明：
′ T = CT U
2 1
R + (sX 20 )
2 2
sR 2
2
电动机平稳运行时， 电动机平稳运行时，满足转矩平衡方程式
（二）降压起动
起动时先降低定子绕组上的电压，待转速升高到额定值 起动时先降低定子绕组上的电压， 再把电压恢复到额定值。 时，再把电压恢复到额定值。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 适用于轻载或空载情况下起动。 适用于轻载或空载情况下起动。
电动机才能正常起动。 只有满足 1/3 Tst＞TL时，电动机才能正常起动。
Y-△降压起动的条件 △
• 正常运行时电动机定子绕 组是三角形连接。 组是三角形连接。 • 在起动转矩大于3倍的负 载转矩时可以采用。 载转矩时可以采用。
QS FU

电工学第七版上册秦曾煌

电工学第七版上册秦曾煌
i1
U1
U2 U'1
W'2 U'2
i3
W'1 V'2 W1 W2 V'1
V2
V1
i2
V2 W1
U2
U1 W2
V1
V1 W2 U1
U2
W1
V2
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W1
V2
U1
N
• W2
•
U2 S
V1
S
V1 •
U2
W2 •
N
U1
V2
W1
30 V2
W1
U2 S
•
V1 •
W2 N
U1
U1
n N
cos2
O
1s
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7.4 三相异步电动机转矩与机械特性
7. 4. 1 转矩公式 T Φ , I2 ,cos 2 T KTΦI2 cos 2
常数，与电 旋转磁场
转子电路的
机结构有关 每极磁通 转子电流 功率因数
由前面分析知：
I2 cos 2
sE20
R22
(
sX
R2
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势
转子转动时 的感应电势
3. 转子感抗X 2
X2 2f2Lσ2 2 s f1Lσ2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 X2 最大
X20= 2 f1L2
即X2= sX20
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p = 1时
旋转磁场的转速 n0 60 50 3000 (转/分）

电工学(第七版上册)电工技术(课件)

电工学(第七版上册)电工技术(课件)
供配电系统包括变压器、开关设备、导线等设备， 这些设备的作用是保障电能的安全传输和分配。
3
供配电系统的电压等级
供配电系统的电压等级分为高压、中压和低压， 不同电压等级适用于不同的输配电需求。
安全用电的基本知识
触电及其危害
触电是指人体成为导电路径的一部分，从而形成电流通过人体， 造成伤害甚至死亡。
安全用电的措施
高斯定理
在静电场中，穿过任意闭合曲 面的电场强度通量等于该闭合 曲面内所包围的电荷的代数和 除以真空中的介电常数。
电流与磁场
电流
电荷的定向移动形成电流，电流的大小等于单位 时间内通过导体横截面的电荷量，电流的单位是 安培。
磁力线
为了形象地描述磁场中各点的磁感应强度方向和 大小，在磁场中画出一些曲线，曲线上每一点的 切线方向都与该点的磁感应强度方向一致，这些 曲线称为磁力线。
节能型家用电器
购买节能型家用电器，如节能空调、节能冰 箱等，以降低能耗。
合理安排用电时间
错峰用电，尽量在电力低谷时段使用大功率 电器，以降低电费支出。
THANK YOU
感谢聆听
掌握电路的基本概念、 基本理论和基本分析方 法。
02
电工学基础知识
电荷与电场
01
02
03
04
电荷
电荷是物质的基本粒子，具有 正负两种电荷。电荷的单位是 库仑。
电场
电荷周围存在电场，电场对放 入其中的电荷产生力的作用。 电场强度是描述电场强弱和方 向的物理量。
电场线
为了形象地描述电场中各点的 电场强度方向和大小，在电场 中画出一些曲线，曲线上每一 点的切线方向都与该点的电场 强度方向一致，这些曲线称为 电场线。
有功功率表示实际消耗的能量，无功功率表示储能元件之间交换 的能量。

电工学 电子技术( 第七版 秦增煌)完整 第7章ppt课件

电工学 电子技术( 第七版 秦增煌)完整 第7章ppt课件
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 7.9 三相异步电动机的选择 7.10 同步电动机(略) 7.11 单相异步电动机

F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
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电磁转矩的产生
▲ 用右手定则判断转 子绕组中感应电流的方 向
▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力的 方向
电磁力→电磁转矩 T
T 与 n0 同方向。
C
B
iB
B
X
Z
C
A Y
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C
C' Z
Y' B'
Y
B
iB
C
Y A
N
•Z
•
X
S
B
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA iB iC
0
极对数 p 2
旋转磁场的磁极对数
t 与三相绕组的排列有关
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4.旋转磁场的转速(speed)
电动机的分类： 交流电动机

电工学课件第七章

（2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y
解： （1）Ist =7 IN =720=140A
（2） I lY 1
I l
3
7.4
Ist Y = Ist /3=140/3=47A
#
电工学课件第七章
§ 9.5 三相异步电动机的选择 一、三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
异步电动机
磁极数(极对数 p=2)
三相定子绕组：产生旋转磁场
定子绕组 （三相）
定子
转子：在旋转磁场作用下，产 生感应电动势或电流。
U
V’
W’
线绕式 鼠笼式
W
转子
V U’
鼠笼转子
电工学课件第七章
机座
7.1.2 异步电动机的工作原理-----旋转磁场的产生 异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
V’
n U
1
W’
W
V
U’
()电流入
7.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
电动机
异步机 同步机
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
电工学课件第七章
U
定子 三相异步机的结构
V’
W’
转子 W
V U’
电工学课件第七章
7.1.1 三相异步机的结构
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
正常 运行
UP Z A
C
X
YB
A
UP' Z X
CY
起动
B 7.4U P 来自1 3 UP1

电工学课件--第七章__电动机

返回
2、旋转磁场的转向
旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。
电流的相序：A－B－C 电流的相序：B－A － C
n1
n1
改变电流相序，即任意对调电源的两根火线， 可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。
返回
3、旋转磁场的转速
○ ○ ○
定子每相一个线圈，旋转磁场为 二极。旋转磁场的磁极对数 P=1 电流变化一周，磁场也旋转一周。 磁场的转速 n1=60 f 1 (r/min)
sm
1
U1 ’
电压不足，会造成电流增 s 大，电机发热。
返回
临界转差率sm与R2成正比。
最大转矩Tmax与R2无关。
R2’ < R2”
Tmax
T R2’ R2”
1
2. 机械特性 sm’ sm”
s
在电源电压U1不变时，电动机的转速n 和电 磁转矩T 间的关系称为电动机的机械特性。
返回
n = f (T) 机械特性曲线可由转矩特性曲线得来： n n > nm(AB段）： 为稳定工 n1 A 作区（s 较小），具有硬特 nN 性，即电动机具有自动适应 nm B 负载能力。
返回
电机的接线方式
Y-connection: 400 V; 50 Hz; Υ
W2 U2 V2
U1
V1
W1
L1 (U) L2 (V) L3 (W) PE W2 U2 V2
U1
V1
W1
L1 (U) L2 (V) L3 (W) PE
-connection: 230 V; 50 Hz;
电机的接线方式
当负载转矩TL>Tmax时，电动机将发生闷车停 转。定子电流急剧升高，电动机过热导致烧 毁。 称最大转矩与额定转矩的比值λ为过载系数。

电工学(第七版上册)电工技术(课件)

件。
B.欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压与电流取关联参考方向：
i
R
u = Ri
+u
i Gu
G=1/R称为电阻元件的电 导电阻的单位： (欧)，电导的单位：S (西)
(2)电压和电流取非关联参考方向：
i
R
u
+
u –Ri i –Gu
注：以上关系式
(1)只适用于线性电阻，( R 为常数）
1.4 电 路 元 件
电路元件是电路中最基本的组成单元。电路元件通 过其端子与外部相连接；元件的特性则通过与端子有 关的物理量描述。每一种元件反映某种确定的电磁性 质。集总参数元件假定：在任何时刻，流入二端元件 的一个端子的电流一定等于另一端子流出的电流，两 个端子之间的电压为单值量。由集总元件构成的电路 称为集总电路，或具有集总参数的电路。用集总元件 及其组合模拟实际的部件和器件以及用集总电路作为 实际的电路模型是有条件的，本书的第18章将加以讨 论。本书的其余各章只考虑集总电路。电路元件按与 外部连接的端子数目可分为二端、三端、四端元件等。 还可以分为无源元件和有源元件，线性元件和非线性 元件，时不变元件与时变元件等等。
电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
+
i u
–
p = ui 表示元件吸收的功率 P>0 吸收正功率 (吸收) P<0 吸收负功率 (发出)

北京科技大学电工学课件第7章


∵
cos2
R2 R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1N1Φm
∴ 转矩公式
转矩与电压的平 方成正比
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
7-39
三相电动机的机械特性
前提：R2 X20 U1一定时 机械特性：T = f (s)，n = f (T)。
根据转矩公式:
T
特性 曲线
T
K
转子功率因数
cos2
R2
R22
X
2 2
R2 R22 (sX 20 )2
I2 和
cos2
与 转
I2
E2
R22
X
2 2
I2 , cos2
sE20 R22 (sX 20 )2
I2
起动瞬间I2 大，转子的
功率因数小
差
率
cos2
s
0
的
1
s
关 系
cos2
R2
R22
X
2 2
R2 R22 (sX 20 )2
+-+-ee2 2
R2
则： u1 N1Φm1cos1t
U1m N1Φm1 N1Φm 2 f1
E1 U1 4.44 f1N1Φm
f1
pn0 60
7-32
同理得转子边： E2 4.44 f2 N 2Φm
f2 ：转子感应电动势的频率
N 2 ：转子线圈匝数
f2 : 取决于转子和旋转磁场的相对速度
7-35
课堂练习
1、若将电动机转子抽掉，给定子加额定电压，会 产生何后果？
解：空气隙变大，磁通无法经转子铁心闭合，磁路磁阻Rm增大，磁通势F增大， 电流增大，严重的会烧毁。 U ≈ 4.44fNΦm
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750 (转/分）
120
90
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。
19 /97
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第7章 交流电动机
7. 2. 2 电动机的转动原理
1. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
V2
v
U1
n0
F
W2
N
60 f1 n0 (转/分） W1 F p 旋转磁场
U1
第7章 交流电动机
动画
i2 V 1
i3
V2 U2 W2 W1
W2
0 o
A U1 A U1
t
W2
V2
S
结论： 任意调换两根 V1 电源进线，则旋转 磁场反转。 t 0
S
V1 U2
V2
N
W1
N
U2
W1 13 /97
t 60
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第7章 交流电动机
3.旋转磁场的极对数P
I2
E2 R X sE 20
2 2 2 2

s 0 I 2 0 (n n0 )
R X 5. 转子电路的功率因数 cos2 s很小时 2 SX 20 R R2
2 2
2 R2 (sX 20 ) 2
s 1 I 2max
E 20
2 20
cos 2
2 2 R2 X 2 R2 2
pn0 f1 60
f 1= 电源频率 f
25 /97
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第7章 交流电动机
7. 3. 2 转子电路
n (1 s )n0 n0 n 60 f 1 s n0 n 100% f sf p 0 2 1
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度(n0)固定，而转 子导体与旋转磁场间的相对速度(n0-n)随转子的转速不 同而变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 转子感应电势频率 f 2定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2
n0 n 1000 975 100% 2.5% s 100% 1000 n0
22 /97
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第7章 交流电动机
第17讲（结束）
习题
无
23 /97
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第7章 交流电动机
7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
X20= 2 f1L2 即X2= sX20
27 /97
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当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有
第7章 交流电动机
4. 转子电流 I2 转子绕组的感应电流
n (1 s )n0 n0 n 60 f 1 s n0 n 100% f sf p 0 2 1
i1
U1 U2 U'1
W1
U2
V2
U1
W2
V1
W'2 U' 2 W'1 V'
2
i3
W1
W2
V'1
V2 V1
V1
W2
U 1
U2
W1
i2
V2
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第7章 交流电动机 1
i
U1 U2
动画
U'1
2
W1
U2
V2
U1

N
W2
W'2 U'2 W'1 V'
18 /97
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第7章 交流电动机
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
60 f1 n0 (转/分) p
每个电流周期 同步转速 极对数 磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz)
p 1
p2
p3
p4
360
180
3000(转/分）
1500(转/分） 1000(转/分）
i1
U1
W2 U2 V2 V1
Im
i i 1
i2 i3
t
o
i3
i2
W1
U1 V2
N
W2
当三相定子绕组按 图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即：W1来自SU2V1
p 1
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t 0
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第7章 交流电动机
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
第7章 交流电动机
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第7章 交流电动机
——中国矿业大学研制 ——西南大学改编
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第7章 交流电动机
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 7.9 三相异步电动机的选择 7.10 同步电动机(略) 7.11 单相异步电动机
7.1 三相异步电动机的构造
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
U1 --- U2 V1 --- V2 W1--- W2
机座：铸钢或铸铁
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第7章 交流电动机
笼型
2.转子
绕线型 笼型转子
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1)笼型转子
铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。
i1
变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 E1 、E2 频率相同，都等 于电源频率。
i2
－
+
u1
－
e1
e 1
+ f1
+ －
－
e2
+
－
+
e 2
f2
U1 4.44 f N 1
异步电动机每相电路
24 /97
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第7章 交流电动机
方向:顺时针 切割转子导体
V1
S
U2
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
电磁转矩T
Bli
左手定则
电磁力F
n
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第7章 交流电动机
7. 2. 3 转差率 电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转 子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即
首端流入，尾端流出。
尾端流入，首端流出。
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(•)电流出
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第7章 交流电动机
Im 三相电流合成磁 场 的分布情况 动画 o
i
i1
i2 i3
t
n0
U1 V2
600
60
V2
W2 U1 V2
U1 W2
N
NW
W1
2
W1 U2
S
S
U2 V1
W1
S
U2
N
V1
V1
t 0 合成磁场 方向向下
i i 1
i1
U1 W2 U2 V2 V1
i3 I m si n t 120
Im
i2 i3
t
i3
i2
W1
o
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第7章 交流电动机
i i i i 3 2 1 Im
o
()电流入 V2
U1
n0
W2 V1
t W1
U2
规定
i : “+”
i : “–”
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第7章 交流电动机
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第7章 交流电动机
笼型电动机与绕线型电动机的的比较： 笼型： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改 变电动机的机械特性。
绕线型： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
即E2= s E20
转子转动时 的感应电势
当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有
E20= 4.44 f 1N2
转子静止时 的感应电势 3. 转子感抗X 2
X 2 2f 2 Lσ 2 2 s f1 Lσ 2
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第7章 交流电动机
7.2 三相异步电动机的转动原理
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第7章 交流电动机
7. 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)
i1 I m si nt
i2 I m si n t 120
U2
V2
U1

30
W2