电气工程基础电气设备的原理与功能.pptVIP

电气设备的原理与功能合肥工业大学电气工程系娄振袖louzhenxiu@163.com 办公室：逸夫楼1104 第二章教学目的; 同步电机的工作原理及结构特点;一、同步电机的工作原理;二、同步电机的结构形式;隐极同步电机结构实物图;凸极同步电机;凸极同步电机结构实物图;三、 同步电机的励磁方式;四、 同步电机的冷却方式;五、同步电机的额定值;变压器结构、空载及负载运行;1 概述一、变压器的分类;二、变压器的基本结构;; 心柱截面是内接于圆的多级矩形，铁轭与心柱截面相等。;2、绕组 绕组是变压器的电路部分，由包有绝缘材料的铜(或铝)导线绕制而成。装配时低压绕组靠着铁心，高压绕组套在低压绕组外面，高低压绕组间设置有油道(或气道)，以加强绝缘和散热。将绕组装配到铁心上成为器身。 ;3、油箱 除了干式变压器以外，电力变压器的器身都放在油箱中，箱内充满变压器油，其目的是提高绝缘强度(因变压器油绝缘性能比空气好)、加强散热。;4、套管 变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须经过绝缘套管，以使高压引线和接地的油箱绝缘。绝缘套管一般是瓷质的，为了增加爬电距离，套管外形做成多级伞形，10kV～35kV套管采用充油结构，如图所示。;三、变压器的额定值;2 变压器的空载运行一、空载运行时的磁通、感应电动势;主磁通Φ：其磁力线沿铁心闭合，同时与一次侧绕组、二次侧绕组相交链的磁通。;一次侧绕组的漏磁通Φ1σ：其磁力线主要沿非铁磁材料(油、空气)闭合，仅为一次侧绕组相交链的磁通。;主磁通和漏磁通的区别： 所经磁路的磁阻不同：主磁通沿铁心闭合，磁阻为非常数，存在饱和现象，Φ与i0呈非线性关系；漏磁通主要沿非铁磁材料(油、空气)闭合，磁阻为常数，Φ1σ与i0呈线性关系。 所起的作用不同：主磁通同时与一次侧绕组、二次侧绕组相交链，起能量传递媒介的作用；漏磁通Φ1σ仅与一次侧绕组相交链，不能传递能量，仅起电压降的作用。 大小不同：主磁通占总磁通的绝大部分；漏磁通只占很小的一部分。 ;感应电动势 假定正向： Φ与i呈右手螺旋关系； e与i同方向。 主磁通在一次绕组（匝数N1）,二次绕组（匝数N2）中感应电动势的瞬时值为： e1= -N1dΦ／dt e2= -N2dΦ／dt ;感应电动势有效值 设空载电流i0的频率为f，Φ=Φmsinωt，Φm表示主磁通的最大值，则正弦稳态下感应电动势有效值复量为： 正弦稳态下感应电动势有效值为： E1=4.44fN1Φm E2=4.44fN2Φm;漏电动势 一次绕组漏磁通漏磁通Φ1σ在一次侧绕组中感应漏电动势为 在正弦稳态下： ;二、电压方程式和变比 ;变比：一次绕组的电动势E1与二次绕组的电动势E2之比，用k表示： k = E1／E2 注意：1) 变比 k = E1／E2 ≈ U1／U20? ?，U20为二次绕组的空载电压。2) 在三相变压器中，k指相电动势之比；3) 变比k常用下式计算：单相变压器：k = U1N／U2N三相变压器：k = U1Nφ／U2Nφ;3 变压器的负载运行一、负载运行时的电磁过程;二、磁动势平衡方程式; 将上一页的第二个式子同除以N1 ,得;三、电压平衡方程式;异步电机;一、异步电机的基本工作原理;一、异步电机的基本工作原理;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;二、异步电机的基本结构;三、异步电动机的额定值;? 异步电动机功率、转矩平衡方程式;名称;名称; 功率平衡方程为： P1= Pem+pcu1 + ?pFe Pem=pcu2+Pmec 机械功率平衡方程式：Pmec=P2+pmec+pad 电磁功率、转子绕组回路铜耗、总机械功率三者之间的关系为： Pem： pcu2 ：Pmec=1：s：(1-s);二、转矩平衡方程式 异步电动机机械功率平衡关系式 Pmec=P2+pmec+pad的两边同除以转子机械角速度Ω=2πn/60，即得对应的转矩平衡方程式。 Tem=T2+T0 Tem= Pmec／Ω 为电磁转矩；T2= P2／Ω为负载制动转矩；T0=(pmec+pad +p0)／Ω 为空载制动转矩。; Tem= Pmec/Ω =Pmec