1、 變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統和電子變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統和電子線路中應用廣泛。線路中應用廣泛。 變壓器的磁路變壓器的磁路由高導磁硅鋼片疊成由高導磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心1u2uLZ1i2i+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心 變電壓：變電壓：電力系統電力系統 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 一次一次繞組繞組鐵心鐵心二次二次繞組繞組 儀器儀器36V降壓降壓實驗室實驗室380 / 220V降壓降壓 發電廠發電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓變電站變電站

2、10kV降壓降壓降壓降壓1u2uLZ1i2i+N1N2l1l22e+1e+1U2U1I2ILZ+1E+2E+1m1=j4.44EN f2222=( +j)UERXI2m2=j4.44EN f1111=( +j)UERXI111=EZ I222=EZ I+1U2U1I2ILZ+1E+2E+2Z1Z 1122=ENkEN1122UNkUN結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。+1U2U1I2ILZ+1E+2E+2Z1Z 有載時，鐵心有載時，鐵心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢共繞組磁通勢共同產生的合成同產生的合成磁通。磁通。+|Z|2i1u

3、2e1i1e1N2N+2u2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi102211NiNiNi 空載磁勢空載磁勢有載磁勢有載磁勢一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI KNNII11221 結論：一次、二次側電流與匝數成反比。結論：一次、二次側電流與匝數成反比。 +1U2U1I2ILZ+1U1IZ+2L2UZI11ZUI22122L212ZUkUUkkZIIIk2LZk Z 結論：結論： 變壓器一次側的等效阻抗模，為二次側所帶變壓器一次側的等效阻抗模，為二次側所帶負載的阻抗模

4、的負載的阻抗模的k 2 倍。倍。 ：信號源信號源I UR0RL+108800LL21 RRNNKI U1N2U2ILR2N+如圖，交流信號源如圖，交流信號源的電動勢的電動勢 U= 120V，內阻，內阻 R 0=800 ，負載為揚聲器，其等負載為揚聲器，其等效電阻為效電阻為RL=8 。要求。要求:（1）若要負載上獲得最大功率，用若要負載上獲得最大功率，用變壓器進行阻抗變換，求變壓變壓器進行阻抗變換，求變壓器的匝數比和信號源輸出的功器的匝數比和信號源輸出的功率；（率；（2）當將負載直接與信）當將負載直接與信號源聯接時號源聯接時,信號源輸出多大信號源輸出多大功率？功率？ W5480080080012

5、02L2L0. RRRUP0LRR W1760888001202L2L0. RRRUP（2，為：為：KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+電壓表電壓表被測電壓被測電壓=電壓表讀數電壓表讀數 N1/N2VR N1（匝數多）（匝數多）保險絲保險絲 N2（匝數少）（匝數少）u （被測電壓）（被測電壓）電流表電流表被測電流被測電流=電流表讀數電流表讀數 N2/N1（被測電流）（被測電流）ARi1i2 2 U2I2U2N2 O2 2222=( +j)UERXI222=EZ I 2N22N%100%UUUU %100%1002212PPPPP 機座機座：鑄鋼或鑄鐵：鑄

6、鋼或鑄鐵端蓋端蓋：固定于機座：固定于機座 鼠籠轉子鼠籠轉子(1) 鼠籠式轉子鼠籠式轉子 鐵芯槽內放銅條，端鐵芯槽內放銅條，端 部用短路環形成一體。部用短路環形成一體。 或鑄鋁形成轉子繞組。或鑄鋁形成轉子繞組。 (2) 繞線式轉子繞線式轉子 結構簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改結構簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。變電動機的機械特性。 結構復雜、價格較貴、維護工作量大；轉子結構復雜、價格較貴、維護工作量大；轉子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。外加電阻可人為改變電動機的機械特性。 1m2m3msinsin120sin120iItiItiIt2iU1U2V1V2W1W2

7、1i3i3i1i2iitmIo0n規定規定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入3i1i2iitmIo3i2i1ii tU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSNAU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相電流產生的合成磁場是一旋轉的磁場分析可知：三相電流產生的合成磁場是一旋轉的磁場 即：即：2. .0t 60t 任意調換兩根電源進線任意調換兩根電源進線(電路如圖

8、電路如圖)0mI3i2i1i tiomINSNS2iU1U2V1V2W1W21i3i0t 即：即：1p3i2i1ioimI tU1U2V2W1V1W2NS2iU1U2V1V2W1W21i3iW1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iU2U1U1U2V1V2V1V2W1W2W1W2 極對數極對數2p旋轉磁場的磁極對數旋轉磁場的磁極對數與三相繞組的排列有關與三相繞組的排列有關W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iNSSNU1U1W1W2V2V2V1V1U2U2W1W20mI3i2i1i tiomI分分）轉轉 /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分分

9、）轉轉 /( 30000 np=1時時)/( 6010分分轉轉pfn 2p180分）轉/( 50011p360分）轉/( 0003極對數極對數每個電流周期每個電流周期磁場轉過的空間角度磁場轉過的空間角度同步轉速同步轉速)f(Hz501 3p120分）轉/( 00014p分分）轉轉/( 75090旋轉磁場轉速旋轉磁場轉速n0與頻率與頻率f1和極對數和極對數p有關。有關。U1U2V2W1V1W2分分）轉轉/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS0nn 如果如果:0nn %s)91( 轉子轉速亦可由轉差率求得轉子轉速亦可由轉差率求得0)(1nns %10000 nnns例例3-33-3一臺三

10、相異步電動機，其額定轉速一臺三相異步電動機，其額定轉速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。極對數和額定負載下的轉差率。解：解：根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：速的關系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns 直流電動機雖然比三相交流異步電動機結構復雜直流電動機雖然比三相交流異步電動機結構復雜，維修也不便，但由于它的調速性能較好和起動轉矩，維修也不便，但由于它的調速性能較好和起動轉矩較大，

11、因此，對較大，因此，對調速要求較高調速要求較高的生產機械或者需要的生產機械或者需要較較大起動轉矩大起動轉矩的生產機械往往采用直流電動機驅動。的生產機械往往采用直流電動機驅動。 NSNS 直流電機由定直流電機由定子子(磁極磁極)、轉子、轉子(電樞電樞)和機座等和機座等部分構成。部分構成。 由鐵心、繞組（線圈）、換向器組成。由鐵心、繞組（線圈）、換向器組成。由永久磁鐵做成。由永久磁鐵做成。磁極上繞線圈，線圈中通過直流電，磁極上繞線圈，線圈中通過直流電， 形成電磁鐵。形成電磁鐵。磁極上的線圈通以直流電產生磁通，稱磁極上的線圈通以直流電產生磁通，稱 為勵磁。為勵磁。 直流電機按照勵磁直流電機按照勵磁方

12、式可分為他勵電動機、方式可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機并勵電動機、串勵電動機和復勵電動機。和復勵電動機。UaUfIaM+_+_IffRaRIaUM+_IffRaR+_IE UIa+_IfM復勵復勵U+_IMIa IU+SbNacdU+U+電刷電刷換向片換向片U+IFFTn U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷 CE: 與電機結構有關的常數與電機結構有關的常數n: 電動機轉速電動機轉速 ：磁通磁通U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷 aaaaRInCRIEUERaIaE+UM 02TTT aaRIEU 勵磁繞組與電樞并聯勵磁繞組與電樞并聯由圖可求得由圖可

13、求得aaREUI IfIIaUM+_fRaR+_EffRUI aafIIII 由上分析可知：由上分析可知： 當電源電壓當電源電壓U和勵磁回路的電阻和勵磁回路的電阻Rf一定時一定時, 勵磁電勵磁電流流If和磁通和磁通則則即：并勵電動機的磁通即：并勵電動機的磁通 由以下公式由以下公式IfIIaUM+_fRaR+_Ea2CC CETERUnTaaCCETUEI REanT TI Innn 0a2TEC CRnT0CEUn令：令：a2TE:C CRnT轉速降0E:CUn理理想想空空載載轉轉速速式中：式中：n0nNTNn0T改變電樞電壓和電樞回路串電改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線阻可得人工

14、特性曲線 有一并勵電動機，其額定數據如下有一并勵電動機，其額定數據如下:P=22KW, UN=110V, nN=1000r/min, = 0.84, 并已知并已知Rf= 27.5 ，Ra= 0.04 , 試求試求: (1) 額定電流額定電流I , 額定額定 電樞電流電樞電流Ia及及額定勵磁電流額定勵磁電流If ; (2) 損耗功率損耗功率 PaCu , 及及 PO ; (3) 額定轉矩額定轉矩T; (4) 反電動勢反電動勢E。解：解：(1) P2是輸出功率，額定輸入功率為是輸出功率，額定輸入功率為KW19.2684. 02221 PPA2381101019.2631 UPI額定電流額定電流額定

15、勵磁電流額定勵磁電流A45 .27110ff RuI額定電樞電流額定電樞電流A2344238fa III （2）電樞電路銅損）電樞電路銅損W219023404. 02a2aaCu IRPW44045 .272f2ffCu IRP勵磁電路銅損勵磁電路銅損總損失功率總損失功率W4190220002619021 PPP空載損耗功率空載損耗功率W200021904190aCu10 PPPm.N210100022955095502 nPT（3）額定轉矩）額定轉矩（4）反電動勢）反電動勢V6 .10023404. 0110aa IRUE ( 步進電機是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖步進電機是利用電磁鐵的作用

16、原理，將脈沖信號轉換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈信號轉換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，步進電機轉動一定角度，帶動機械移動一小段沖，步進電機轉動一定角度，帶動機械移動一小段距離。距離。 種類種類：勵磁式勵磁式和和兩種。兩種。 下面以反應式步進電機為例說明步進電機的下面以反應式步進電機為例說明步進電機的結構和工作原理。結構和工作原理。如下：如下：ABCIAIBIC 定子內圓周定子內圓周均勻分布著六個均勻分布著六個磁極，磁極上有磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩勵磁繞組，每兩個相對的繞組組個相對的繞組組成一相。轉子有成一相。轉子有四個齒。四個齒。定子定子轉子轉子 CABBCA3412 C

17、ABBCA3412 同理，同理，B相通電時，轉子會轉過相通電時，轉子會轉過30 角，角，2、4齒和齒和B、B 磁極軸線對齊；當磁極軸線對齊；當C相通電時，相通電時，轉子再轉過轉子再轉過30 角，角，1、3齒和齒和C 、C磁極軸線磁極軸線對齊。對齊。1C342CABBA 這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環周期，一個循環周期包括三個工作脈沖，一個循環周期，一個循環周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。所以稱為三相單三拍工作方式。 按按AB C A 的順序給三相繞組的順序給三相繞組輪流通電，轉子便一步一步轉動起來。每一拍轉輪流通電，轉子便

18、一步一步轉動起來。每一拍轉過過30( (步距角步距角) )，每個通電循環周期，每個通電循環周期( (3拍拍) )轉過轉過90( (一個齒距角一個齒距角) )。 按按AAB B BC C CA的順序給三相的順序給三相繞組輪流通電。繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制這種方式可以獲得更精確的控制特性。特性。 CABBCA3412CABBCA3412 A相通電，相通電，轉子轉子1 1、3 3齒與齒與A、A 對齊。對齊。 A、B相同時通電，相同時通電，A、A 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，齒，轉子轉轉子轉過過15 ，到達左圖到達左圖所示位置。所示位置。 CABBCA3412 B B 相通電，相通電，轉子轉子2、4齒與齒與B、B 對齊對齊, ,又轉又轉過過15 。3412CABBCA B、C相同時通電，相同時通電，C 、C 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，轉子再轉齒，轉子再轉過過15 。 三相反應式步進電動機的一個通電循環周三相反應式步進電動機的一個通電循環周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每個循每個循環周期分為六拍。每拍轉子轉過環周期分為六拍。每拍轉子轉過15 （步距角），（步距角），一一個通電循環周期個通電循環周期(