第四版电机第一单元.docVIP

绪 论 一．电机在国民经济建设中的作用 电能的产生、传输、分配控制和转换都是既方便又高效率的，所以它成了各种能量转换的中间环节。电能被利用到国民经济建设中的各个方面。因此，发电量的大小已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志，平均每人耗电量也成了衡量人民物质生活水平的重要依据之一。 电机已普遍应用在国民经济和人们生活的各个方面，发挥着十分重要的作用。 二、电机发展简史 1821年法拉第发明电流在磁场中受到力的作用实验以后，出现了电动机的雏形。 到19世纪末，直流电机、变压器、交流电机的基本形式已大体形成。 进入20世纪后，三相笼型电动机的大量应用，社会生产力得到极大的提高，从而进入了电气化时代，完成了人类现代科学技术进步史上的第二次技术革命。 近代电机发展的主要成就表现在以下几个方面： 1、电机容量的不断提高。 2、中、小电机的技术及经济指标不断地提高。 3、电机制造中不断应用新材料、新技术。 4．新型的特种电机不断出现。 三、我国电机制造工业的发展简况 解放前我国电机制造业十分落后，主要是装配修理，最大发电机单机容量不超过200kW，交流电动机不超过220kW，变压器不超过2000kVA。 解放后我国电机制造业有了迅速发展，技术水平也有较大提高。1958年浙江大学和上海电机厂共同研制成世界上第一台12MW双水内冷发电机，震动了国际电工界；1969年上海电机厂又生产出125MW双水内冷汽轮发电机；1987年制成600MW定子水内冷、转子氢内冷大型汽轮发电机。目前国内正在进行设计及试制1000MW的巨型发电设备。电力变压器目前早能生产330~503kV电压等级，单台容量为550MVA，基本接近当前世界先进水平。 在中、小型电动机方面，直流电机从Z3系列过渡到Z4系列，目前已大批量生产适用于整流器供电的系列。交流异步电动机也由J、JO系列过渡到J2、JO2系列，目前已大批量生产Y系列。Y系列和Z4系列均符合国际电工委员会标准，技术指标先进，又能国际通用，有利于进出口，设备的配套。 80年代以后，永磁电机发展成为电机中新的一族，小至毫瓦级，大至1~000kW，种类也很多。 四、本课程的任务和要求 本课程是电工专业的专业理论课。通过学习，要求掌握变压器、异步串动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识；对同步电动机和特种电动机要有一定的了解；培养对电动机故障的分析、判断和进行电动机实验的能力，为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论基础。 第一单元 变压器的分类、结构和原理 课题一　变压器的分类和用途 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 原理： 变压器的一次绕组通电后在铁心中产生一个正弦交变磁通，该磁通又在一次、二次绕组中感应出电动势E1和E2。当二次绕组接有负载ZfZ时，就会输出电压U2和电流I2，这就是变压器传输电能的过程。 变压器的工作原理实际上就是利用电磁感应原理，把一次的电能传送给二次侧的负载，如图：1—1所示。 2、效率： 变压器的效率一般很高，电力变压器可达95％以上，巨型电力变压器高达99％以上。在电能的输送过程中，高压输电一可以节省导线和其他架设费用，二可以减少送电时导线上的损耗。 ３．用途： 发电机的输出电压不可能很高，通常需要通过变压器来升压。而电能被送到用电区后，又要通过降压变压器来降压，这种升降往往要经过多次才能达到要求。所以，变压器在电力系统中的用量是很大的。 据统计，在电力系统中每1kW发电机功率需配备5~8kVA容量的变压器。 电力系统中使用的电力变压器，可分为升压、降压和配电变压器。电力变压器运行电压高、容量大。除此之外，还可做成具有稳压、陡降、移相、改变波形等特性的变压器。用在测量系统中的仪用变压器，可以测大电流、高电压；用于实验室的自耦变压器，可任意调节电压；用于焊接的电焊变压器，具有陡降输出特性；用于电子扩音电路的变压器，可进行阻抗匹配；脉冲变压器可以传送脉冲波，等等。 分类： 变压器的种类很多，按相数分为单相、三相、多相变压器；按冷却方式分为干式、油浸式和充气式变压器；按用途分为电力变压器和专用变压器，如电炉变压器、电焊变压器、仪用变压器、整流变压器，等等。 课题二　变压器的结构与冷却方式 电力变压器基本结构有：铁心、绕组。为了满足其密封、安全、冷却等要求，另有油箱、气体继电器、分接开关等。 一、绕组 绕组是变压器的电路部分，常用绝缘铜线或铝线绕制而成，也有用铝箔或铜箔绕制的。接电源的绕组称一次绕组；接负载的绕组称二次绕组。也可按绕组所接电压高低分为高压绕组和低压绕组。按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两种类型。 1．同心绕组 同心绕组是将一次