电机维修与拆装技术

《电机维修与拆装技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机维修与拆装技术（275页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电机维修与拆装技术,主编 何军 电子工业出版社,电机与维修概述,电机类型电机常用的分类方式有两种：一是按功能分，有发电机、 电动机、变压器和控制电机四大类；二是按电机结构或转速分， 有变压器和旋转电机。,两种方法归纳如下：,电机,变压器,直流电机,直流电动机,直流发电机,交流电机,同步电机,异步电机,同步发电机,同步电动机,异步发电机,异步电动机,控制电机,绪 论,电机及拖动是一门理论性很强的专业技术课，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、动力学等学科知识的综 合。用理论分析电机及维修的实际问题时，必须结合电机的 具体结构，采用工程观点和分析方法。掌握基本理论的同时 ，还要注意培养实践操作

2、技能和计算方法。,课程的特点及学习方法,为了学好本门课程，必须做到以下几点： 1、抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素； 2、抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性； 3、要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电机的共性和特点，加深对原理和性能的理解； 4、理论联系实际，重视科学实验和工程实践； 5、充分预习和复习。,绪 论,1.1 变压器的基本工作原理和结构,1.2 单相变压器的空载运行,1.3 单相变压器的负载运行,1.4变压器的参数测定,1.5 三相变压器,1.6 变压器的运行特性,变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种

3、电压等级的交流电能.,1.7 变压器的并联运行,第一章 变压器,.8 其它变压器,连接发电机与电网的升压变压器,三相干式变压器,接触调压器,电源变压器,环形变压器,控制变压器,1.1.1 变压器的基本结构,铁心绕组其他部件,变压器的基本结构,1.1 变压器的基本工作原理和结构,1.铁心铁心由心柱和铁轭两部分组成。心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。,心式变压器:结构 心柱被绕组所包围，如图11所示。特点 心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，

4、所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器:结构 铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图12所示。特点 壳式变压器的机械强度较好，常用于低电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。,2.绕组,定义,变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。,一次绕组 :,输入电能的绕组。,二次绕组:,输出电能的绕组。,高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。,从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。,同心式,结构,同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。,特点,同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。,交迭式,结构,交迭式绕组的高、低

5、压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置。 交迭式绕组用于特种变压器中。,特点,3.其他部件,油箱,变压器油,典型的油浸电力变压器,散热器,绝缘套管,分接开关,继电保护装置等部件,1.1.2 基本工作原理和分类,一、基本工作原理,变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。,只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变交流电压的目的。,二、分类,按用途分：电力变压器和特种变压器。,按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。,按相数分：单相变压器、三相变压器和

6、多相变压器。,按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。,按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。,按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。,1.1.3 型号与额定值,一、型号,型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为,如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。,二、额定值,此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。,指长期运行时所能承受的工作电压,指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。,指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。

7、在三相变压器中指的是线电流,.2.1 电磁关系,一、空载运行时的物理情况,.2 单相变压器的空载运行,主磁通与漏磁通的区别,二、各电磁量参考方向的规定,强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。,1）性质上： 0与 1成非线性关系；I0与 1 成线性关系； 2）数量上： 0占99%以上，1仅占1%以下； 3）作用上： 0起传递能量的作用， 1 起漏抗压降作用。,三、感应电动势分析,1、主磁通感应的电动势主电动势,设,则,有效值,相量,同理，二次主电动势也有同样的结论。,可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦规律变化，时间相位上

8、滞后主磁通900。主电动势的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。,21,2、漏磁通感应的电动势漏电动势,漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即,根据主电动势的分析方法，同样有,由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为常数,所以漏电抗X1很小且为常数,它不随电源电压负载情况而变。,.2.2 空载电流和空载损耗,一、空载电流,1、组成与作用,2、性质和大小,性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质也称励磁电流；,空载电流 I0 包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产生主磁通无功分量I0Q；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗

9、有功分量I0P。,大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数I0%来表示：,23,二、空载损耗,空载损耗约占额定容量的0.2%1%，而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗，改进方法是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。,变压器空载时，一次侧从电源吸收少量的有功功率P0，用来供给铁损PFe 和绕组铜损I02 R1。由于I0和R1 均很小，所以P0 PFe ，即空载损耗近似等于铁损。,三、变压比,四、等效电路,一次侧的电动势平衡方程为,基于 表示法， 感应的 也用电抗压降表示，由于 在铁心中引起 ，所以还要引入一个电阻 ，用 等效 ，即

10、,所以,空载时等效电路为,由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个 元件的电路。在 一定的情况下， 大小取决于 的大小。从运行角度讲，希望 越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大 ，减小 ，提高运行效率和功率因数。,.3 单相变压器的负载运行,1.3.1 负载运行时的电磁关系,变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。,空载时,由一次磁通势 产生主磁通 ,负载时,产生 的磁通势为一、二次的合成磁通势 。由于 的大小取决于 ，只要 保持不变，由空载到负载， 基本不变，因此有磁通势平衡方程,或,用电流形式表示,表明:变压器的负载电流分成两个分

11、量,一个是励磁电流 , 用来产生主磁通,另一个是负载分量 , 用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少。,1.3.2 能量传输,负载运行时,忽略空载电流有:,表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不同，不仅能变电压，同时也能变电流。,因为,即变压器还可改变阻抗,1.3.3 折算,折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。,目的：用一个等效的电路代替实际的变压器。,折算原则：1）保持二次侧磁通势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。,方法：（将二次侧折算到

12、一次侧）,折算后的方程式及等效电路,根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。,T型等效电路,近似等效电路,简化等效电路,其中,为短路电阻；,为短路电抗；,为短路阻抗。,由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的1020倍。,.4 变压器的参数测定,一、空载实验,1、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。,2、接线图,5）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取励磁参数；,6）若要得到高压侧参数，须折算；,7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值

13、；,4）求出参数,3、要求及分析,1）低压侧加电压，高压侧开路；,和,测出,向调节,范围内单方,在,电压,。,2,.,1,0,),2,0,0,20,1,P,I,U,U,U,N,二、短路实验,1、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。,2、接线图,3、要求及分析,1）高压侧加电压，低压侧短路；,3）同时记录实验室的室温；,4）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为。,5）参数计算,6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。,）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值。,4、短路电压：,当短路电流为额定值时一次所加的

14、电压，称为短路电压，记作,短路电压常用百分值表示：,短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响变压器的运行性能。,从正常运行角度看，希望它小些，这样可使副边电压随负载波动小些；从限制短路电流角度，希望它大些,相应的短路电流就小些。,.5 三相变压器,.5.1 磁路系统,一、组式磁路变压器,二、心式磁路变压器,特点是：三相磁路彼此无关联。,特点是：三相磁路彼此有关联。,.5.2 电路系统,一、变压器的端头标号,二、单相变压器的极性,一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。,一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。,三、三相变压器的联接组别,

15、联接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。,三相变压器的联接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。,理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（线电压）的相位差总是300的整数倍。因此可以采用时钟表示法 作为时钟的分针，指向12点， 作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。,拓展应用：如果绕组首端与同名端不属同一端，则在原来 联结组号上加6。如果相序右移一个，则在原来 联结组号上加4。,.6 变压器的运行特性,.6. 电压变化率,用相量图可以推导出电压变化率的表达式：,定义：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即,电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。,由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。,为了保证二次端电压在允许范围之内,通常在变压器的高压侧设置抽头,并装设分接开关,调节变压器高压绕组的工作匝数,来调节变压器的二次电压。,