第四章三相机控制电路(选学).doc

第四章 变压器与电动机 第一节 变压器 一、变压器的基本结构 变压器可将某一电压数值的交流电转换成同频率的另一电压数值的交流电，它主要由铁心和两个或两个以上的绕组组成。 1、铁心 变压器铁心的作用是构成磁路。为了减小涡流和磁滞损耗，铁心用具有绝缘层的硅钢片叠成。在一些专用的小型变压器中，也有采用铁氧体或坡莫合金替代硅钢片的。 变压器的铁心一般分为心式和壳式两大类，其结构和符号如图1所示。心式变压器在两侧铁心柱上安置绕组，壳式变压器在中间铁心柱上安置绕组。 图1 变压器的结构和图形符号 2、绕组 小容量变压器的绕组多用高强度漆包线绕制。变压器一般有两个或以上的绕组，接电源的绕组称为一次绕组，接负载的绕组称为二次绕组。 变压器在工作时铁心和绕组都会发热，小容量变压器采用自冷式，即将其放置在空气中自然冷却；中容量电力变压器采用油冷式，即将其放置在有散热管(片)的油箱中；大容量变压器还要用油泵使冷却液在油箱与散热管(片)中作强制循环。 变压器的工作原理 图2为变压器空载运行原理图。变压器空载运行是指一次绕组接电源、二次绕组开路的状态。 在外加电压μ1作用下，一次绕组N1中通过的电流i。称为空载电流。i0产生工作磁通，又称励磁电流。在其作用下，二次绕组N2两端将感应出电动势。在理想状态下变压器的电压变换关系为 = =k （4.1） 式(4．1)表明变压器一次、二次绕组电压的有效值与一次、二次绕组的匝数成正比，比值k称为变压比。 当二次绕组接人负载ZL时称为变压器有载运行。图3为变压器有载运行原理图。一次绕组电流有效值为I1，二次绕组电流有效值为I2，在理想情况下有 == (4.2) 式(4．2)表明变压器一次、二次绕组电流的有效值与一次、二次绕组匝数成反比。 图2 变压器空载运行原理图 图3 变压器有载运行原理图 [例4．1] 有一台降压变压器，一次绕组电压为220 V，二次绕组电压为110 V，一次绕组为2 200匝，若二次绕组接人阻抗为10 Ω的阻抗，问变压器的变比、二次绕组匝数、一次、二次绕组中电流各为多少? [解] 根据式（4.1）可得变压器变比为 k===2 二次绕组匝数为 N2==匝=1100匝 二次绕组电流为 I2==A=11A 根据式(4．2)可得一次绕组电流为 I1=I2=×11A=5.5A 第二节 电焊变压器 电弧焊接是在焊条与焊件之间燃起电弧，用电弧的高温使金属熔化进行焊接。电焊变压器就是为满足电弧焊接的需要而设计制造的特殊的变压器。图4是其原理和外形图。 为了起弧较容易，电焊变压器的空载电压一般为60—80 V，当电弧起燃后，焊接电流通过电抗器产生电压降。凋节电抗器上的旋柄可改变电抗的大小以控制焊接电流及焊接电压。维持电弧工作电压一般为25—30 V。 图4 电焊变压器 第三节 三相异步电动机 （一）三相异步电动机的基本结构与旋转磁场 一、三相异步电动机的基本结构 电动机的结构主要分两部分：定子和转子。图5所示为具有笼型转子的三相交流异步电动机的外形和结构。 图5 三相笼型异步电动机结构 1、定子 定子是电动机的固定部分，主要由铁心和绕在铁心上的三相绕组构成。铁心一般由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，其内圆周均匀分布一定数量的槽孔，用以嵌置三相定子绕组。每相绕组分布在几个槽内，整个绕组和铁心固定在机壳上，如图2所示。 图2 电动机定子 定子中三相绕组的六个接线端子从接线盒中引出，其排列如图3所示。使用时可以根据情况将定子绕组接成星形或三角形。 图3 三相异步电动机定子接线盒 当电动机每相绕组的额定电压等于电源的相电压时，绕组应作星形联结；当电动机每相绕组的额定电压等于电源的线电压时，绕组应作三角形联结。 2、转子 转子是电动机的旋转部分，由转子铁心和转子绕组组成。转子铁心是由硅钢片叠压而成的圆柱体，其外圆周冲有槽孔，以便嵌置转子绕组，如图4（a）所示。 转子绕组根据构造分成两种：笼型和绕线型。 笼型转子是在转子铁心槽内压进铜条，铜条两端分别焊在两个铜环（端环）上，如图4（b）所示。由于转子绕组的形状像一个笼子，故称其为笼型转子。为了节省铜材料，中、小型电动机一般都将熔化的铝浇铸在转子铁心槽中，连同短路端环以及风扇叶片一次浇铸成形。这样的转子不仅制造简单而且坚固耐用，如图4（c）所示。