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(共22张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
项目3
在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
能够拆装三相异步电动机
能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
目录
任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.3 认识三相异步电动机的控制电路
任务引入
三相异步电动机的控制电路有很多种，如单向控制电路、点动控制电路和正反转控制电路等。其中，三相异步电动机的正反转控制电路主要有按钮互锁正反转控制电路、交流接触器互锁正反转控制电路和按钮与交流接触器双重互锁正反转控制电路等形式。
请选择合适的工具和器材，对三相异步电动机的正反转控制电路进行调试。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三相异步电动机的控制电路 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 常用低压电器 ●
单向控制电路 ●
点动控制电路 ●
正反转控制电路 ●
实训任务 调试三相异步电动机的正反转控制电路 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
相关知识
3.3.2 单向控制电路
下面以笼型三相异步电动机为例，介绍三相异步电动机的几种基本控制电路。下述三相异步电动机均指笼型三相异步电动机。
如右图所示为采用交流接触器控制的单向控制电路，它是一种在三相异步电动机中被广泛采用的连续运行控制电路。该电路可分为左、右两部分，分别为主电路和控制电路。
相关知识
采用交流接触器控制的单向控制电路的工作原理如下。
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3.3.3 点动控制电路
为了满足实际需要，有时还需要对三相异步电动机进行点动控制。三相异步电动机的点动控制电路是指三相异步电动机由按钮控制，按下按钮三相异步电动机开始转动、松开按钮三相异步电动机停止转动的控制电路。
如右图所示为点动控制电路，它采用的是一种短时间、断续的控制方式，主要用于设备或部件的快速移动和校正，如机床刀架、横梁和立柱的快速移动等。
相关知识
在三相异步电动机的点动控制电路中，可通过按钮控制交流接触器线圈回路的通断，通过交流接触器主触点接通或断开三相异步电动机电源电路，从而实现三相异步电动机的点动控制。该电路的工作原理如下。
相关知识
3.3.4 正反转控制电路
生产机械的运动部件往往需要实现正反两个方向的运动，如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转、起重机的上升与下降等，这就要求三相异步电动机能做正反转运动。由三相异步电动机的工作原理可知，改变三相异步电动机三相交流电源中任意两相的相序，即可改变三相异步电动机的转动方向。
相关知识
1．按钮互锁正反转控制电路
按钮互锁正反转控制电路如右图所示。该电路要求交流接触器和不能同时通电，否则它们的主触点就会同时闭合，从而造成和两相电源短路。因此，该电路采用了复合按钮和。
相关知识
该电路的工作原理如下。
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2．交流接触器互锁正反转控制电路
交流接触器互锁正反转控制电路如右图所示。与按钮互锁正反转控制电路相比，该电路用和的辅助动断触点代替了复合按钮的动断触点，用动合按钮代替了复合按钮的动合触点。在和的线圈回路中，与线圈串联的辅助动断触点为互锁触点。闭合QF，按下，的线圈通电， 的主触点和自锁触点闭合， 的互锁触点断开，三相异步电动机将连续正向转动。
此时，若要使三相异步电动机反向转动，则必须先按，使的线圈断电、 的各触点复位；待三相异步电动机停转后按下，使的线圈通电、 的主触点和自锁触点闭合、 的互锁触点断开。
相关知识
3．按钮与交流接触器双重互锁正反转控制电路
按钮与交流接触器双重互锁正反转控制电路如右图所示。该电路可不按停止按钮而直接按反向或正向启动按钮即可改变三相异步电动机的转动方向，且当交流接触器的主触点发生熔焊故障时，该电路不会发生电源相间短路故障。
学习成果评价
指导教师根据学生对本项目的实际学习成果对其进行评价，学生配合指导教师共同完成如下表所示的学习成果评价表。
班级 组号 日期
姓名 学号 指导教师
学习成果/项目名称 变压器与三相异步电动机 评价项目 评价内容 评价方式 满分/分 评分/分
知识
40% 磁路的基本物理量和基本定律 理论测试 4
变压器的工作原理和外特性 6
三相异步电动机的基本结构和工作原理 6
三相异步电动机的启动方法 6
常用低压电器 6
单向控制电路和点动控制电路 6
正反转控制电路 6
学习成果评价
评价项目 评价内容 评价方式 满分/分 评分/分
技能
40% 测试单相变压器的变比和外特性 实践操作 12
拆装三相异步电动机 12
调试三相异步电动机的正反转控制电路 16
素养
20% 积极参加教学活动，主动学习、思考、讨论 综合评判 6
认真负责，按时完成学习、实践任务 4
团结协作，与组员之间密切配合 4
服从指挥，遵守课堂和实训室纪律 4
守正创新，自信自强 2
合计 100
自我评价 教师评价
谢 谢(共17张PPT)
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项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
项目3
在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
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学习目标
知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
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掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
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任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.3 认识三相异步电动机的控制电路
任务引入
三相异步电动机的控制电路有很多种，如单向控制电路、点动控制电路和正反转控制电路等。其中，三相异步电动机的正反转控制电路主要有按钮互锁正反转控制电路、交流接触器互锁正反转控制电路和按钮与交流接触器双重互锁正反转控制电路等形式。
请选择合适的工具和器材，对三相异步电动机的正反转控制电路进行调试。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三相异步电动机的控制电路 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 常用低压电器 ●
单向控制电路 ●
点动控制电路 ●
正反转控制电路 ●
实训任务 调试三相异步电动机的正反转控制电路 ●
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任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
相关知识
3.3.1 常用低压电器
低压电器是指用于额定交流电压1 000 V及以下或额定直流电压1 500 V及以下的电路，在电能的生产、输送、分配和使用中，起着开关、控制、调节和保护作用的电气设备。
低压电器的品种繁多，结构各异。根据用途的不同，低压电器可分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器等；根据动作方式的不同，低压电器可分为自动电器和手动电器两种；根据有无触点，低压电器可分为有触点电器和无触点电器两种。常用的低压电器有熔断器、刀开关、组合开关、低压断路器、按钮、行程开关、交流接触器和继电器等，下面分别进行介绍。
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1．熔断器
熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，以此来分断电路的一种电器，其图形符号如右图所示。熔断器作为短路保护器和过电流保护器，广泛应用于低压配电系统、低压控制系统和各种成套电气设备中。
常用的熔断器有插入式熔断器（RC）、螺旋式熔断器（RL）、无填料封闭管式熔断器（RM）、有填料封闭管式熔断器（RT）和快速熔断器（RS）等。
2．刀开关
刀开关是指带有刀形动触点且刀形动触点在闭合位置与底座上的静触点相契合的开关。刀开关是一种结构简单、应用广泛的手动电器，主要用于控制不频繁接通和分断的空载电路及小电流电路，也用于隔离电路的电源。
刀开关可分为普通刀开关和熔断器式刀开关两种，根据极数的不同，它们均可分为单极、双极和三极等类型。普通刀开关的图形符号如右图所示。
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3．组合开关
组合开关属于转换开关，它一般由一组或三组触点组合而成，其图形符号如右图所示。在控制电路中，组合开关常作为电源的引入开关，用于控制小容量三相异步电动机的直接启动或停止运行，也可用于控制小容量三相异步电动机的转向及转速。常用的组合开关有HZ5系列、HZ10系列和HZ15系列等。
4．低压断路器
低压断路器又称自动空气开关，它除了具有手动开关的功能，可用于接通和分断正常负荷电路和过载电路之外，还装有多种脱扣器，可自动进行失压保护、欠电压保护、过载保护和短路保护等。低压断路器适合电能分配、三相异步电动机的不频繁启动控制等场合，用来保护电源电路及三相异步电动机。低压断路器的图形符号如右图所示。常用的低压断路器有DZ系列和DW系列等。
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5．按钮
按钮属于典型的主令电器，是一种由人力操作并具有储能复位功能的控制开关。按钮通常用于短时间接通或断开小电流控制电路。按钮的种类很多，如右图所示为典型按钮的图形符号。
6．行程开关
行程开关是指用于反映运动机械的行程并发出命令，控制其运动方向或行程大小的开关，它属于位置开关，是一种常用的小电流主令电器。行程开关利用机械运动部件的碰撞使其触点动作，以控制电路的通断，从而控制运动机械的行程。行程开关通常用于运动机械自动停止、反向运动、变速运动和自动往返运动等的控制。
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7．交流接触器
交流接触器是一种用于交流电路的接触器，它能够快速切断电路，可频繁地接通和分断大电流控制电路，而且还具有低电压保护功能。交流接触器的图形符号如图3-25所示。
8．继电器
继电器是一种根据某种物理量的变化，使其自身执行机构动作的电器。常用的继电器有热继电器、时间继电器、速度继电器等，下面分别进行介绍。
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2）时间继电器
时间继电器又称延时继电器，是一种当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需要经过规定的准确时间才产生跳跃式变化的一种继电器，它主要用于实现触点电路的延时接通或断开。时间继电器的类型很多，常用的有电磁式、空气式、电动式、电子式等。不同类型的时间继电器，其延时时间的设定方式和控制精度也不相同。
时间继电器的延时方式有通电延时和断电延时两种。
通电延时继电器
断电延时继电器
相关知识
3）速度继电器
速度继电器是一种利用转轴的转速来切换电路的自动电器，它主要用于三相异步电动机的反接制动电路。
速度继电器与三相异步电动机同轴相连，当三相异步电动机旋转时，速度继电器的转子随之转动，在空间产生切割速度继电器定子绕组的旋转磁场，从而使速度继电器的定子绕组产生感应电流。该感应电流又在旋转磁场的作用下产生电磁转矩，使速度继电器的定子沿转子的转动方向偏转，与定子装在一起的摆杆也随之摆动，从而推动触点动作，使动合触点闭合、动断触点断开。当三相异步电动机的转速降低到一定数值时，该电磁转矩减小，速度继电器的各触点复位。(共17张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
项目3
在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
能够拆装三相异步电动机
能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
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任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.2 认识三相异步电动机
任务引入
在过去，家用电器一般都使用单相交流电源（一些小型的家用电器也使用直流电源），但近年来随着变频技术的快速发展和普及，电源可在变频过程中将单相交流电转换成频率可调的三相交流电，从而使运行性能更好的三相异步电动机逐渐应用于家用电器。
请选择合适的工具和器材，对三相异步电动机进行拆装，并判断三相异步电动机的类型。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三相异步电动机 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 三相异步电动机的基本结构 ●
三相异步电动机的工作原理 ●
三相异步电动机的启动方法 ●
实训任务 拆装三相异步电动机 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
相关知识
电机是变压器、发电机和电动机的总称，是根据电磁感应原理制成的、可实现电能传递与转换的一种电磁装置。其中，把机械能转换成电能的电机称为发电机，而把电能转换成机械能的电机称为电动机。电机的种类较多，具体分类如下图所示。
相关知识
3.2.3 三相异步电动机的启动方法
三相异步电动机的启动是指其从静止状态过渡到稳定运行状态的过程。三相异步电动机在启动时既要把启动电流限制在一定数值之内，又要保证具有足够大的启动转矩，以便缩短启动时间，提高生产效率。
下面以笼型三相异步电动机为例，介绍三相异步电动机的启动方法。笼型三相异步电动机常用的启动方法有直接启动和降压启动两种。
1．直接启动
直接启动又称全压启动，是指利用刀开关或接触器将笼型三相异步电动机直接接到具有额定电压的电源上。这种启动方法操作简单，设备少，成本低，但启动电流大，启动转矩小，因此只适用于小容量笼型三相异步电动机的启动。
相关知识
对较大容量的笼型三相异步电动机，可参考以下经验公式进行核定，即
式中：
——电源的总容量，单位为千伏安（kV·A）；
——笼型三相异步电动机的额定功率，单位为千瓦（kW）。
只有满足式上式，笼型三相异步电动机才能直接启动。
相关知识
2．降压启动
降压启动是指启动时减小加在笼型三相异步电动机定子绕组上的电压，启动过程结束后再将其增大至额定电压的启动方法。常用的降压启动有Y-△降压启动和自耦变压器降压启动两种。
Y-△降压启动适用于正常运行时定子绕组做△联结的笼型三相异步电动机。在启动时，可先将定子绕组做Y联结，启动结束时再做△联结。这样，启动时定子绕组上的电压就可以减小为额定电压的。
如下图所示为Y-△降压启动电路。
1）Y-△降压启动
相关知识
由以上两式可知
即Y-△降压启动时的启动电流为直接启动时的1/3。
由于启动转矩与电压的平方成正比，因此Y-△降压启动时的启动转矩也减小到直接启动时的1/3。
Y-△降压启动具有操作方便、启动设备简单、运行可靠等特点。
相关知识
自耦变压器降压启动适用于容量较大或正常运行时定子绕组做Y联结的笼型三相异步电动机，它利用自耦变压器将电源电压减小后再加到笼型三相异步电动机的定子绕组上，以减小启动电流。
如右图所示为自耦变压器降压启动电路。启动时，将开关扳到“启动”位置，自耦变压器一次侧接电源，二次侧接笼型三相异步电动机定子绕组，以实现降压启动。当转速接近额定转速时，再将开关扳向“运行”位置，从而断开自耦变压器，使笼型三相异步电动机直接接电源运行。
2）自耦变压器降压启动
相关知识
因为自耦变压器的一、二次电压之比等于一、二次绕组的匝数之比，且启动电流与启动电压成正比，所以引入自耦变压器前后启动电流的关系为
式中：
——电源向自耦变压器一次侧提供的降压启动电流，单位为安（A）；
——电源向笼型三相异步电动机提供的直接启动电流，单位为安（A）；
K ——自耦变压器的变比。
由上式可知，引入自耦变压器后的降压启动电流为直接启动电流的1/。由于启动转矩与电源电压的平方成正比，因此引入自耦变压器后的降压启动转矩也为直接启动转矩的1/。(共19张PPT)
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项目3 变压器与三相异步电动机
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项目5 三极管及其应用
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项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
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在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
项目导读
项目导读
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知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
能够拆装三相异步电动机
能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
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任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.2 认识三相异步电动机
任务引入
在过去，家用电器一般都使用单相交流电源（一些小型的家用电器也使用直流电源），但近年来随着变频技术的快速发展和普及，电源可在变频过程中将单相交流电转换成频率可调的三相交流电，从而使运行性能更好的三相异步电动机逐渐应用于家用电器。
请选择合适的工具和器材，对三相异步电动机进行拆装，并判断三相异步电动机的类型。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三相异步电动机 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 三相异步电动机的基本结构 ●
三相异步电动机的工作原理 ●
三相异步电动机的启动方法 ●
实训任务 拆装三相异步电动机 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
相关知识
电机是变压器、发电机和电动机的总称，是根据电磁感应原理制成的、可实现电能传递与转换的一种电磁装置。其中，把机械能转换成电能的电机称为发电机，而把电能转换成机械能的电机称为电动机。电机的种类较多，具体分类如下图所示。
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3.2.2 三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理可通过下面的小试验进行简单模拟。如下图所示，磁极与转子之间没有机械联系。当转动外面的磁极时，转子随着磁极沿同一方向一起转动。磁极转得越快，转子转得也越快。磁极反转，转子也反转。该试验说明，使三相异步电动机工作的关键是有旋转磁场。
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1．旋转磁场
三相异步电动机的定子铁芯中嵌放有三相对称绕组。设三相对称绕组做Y联结，当其接入三相电源后，三相对称绕组中将有三相对称电流通过，如下图所示。取三相对称电流的参考方向为从绕组始端指向末端，三相对称电流分别为
1）旋转磁场的产生
由于各相绕组中的电流是交变的，这些电流所产生的磁场也是交变的，因此三相对称电流所产生的合磁场是一个旋转磁场。
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旋转磁场的转向与三相对称电流的相序一致。当三相对称电流的相序为U→V→W时，旋转磁场按U1→V1→W1方向进行顺时针旋转。若任意调换三相对称电流相序中的两相，如将其变为U→W→V，则旋转磁场将按U1→W1→V1方向进行逆时针旋转。
2）旋转磁场的转向
三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关，而旋转磁场的转速则取决于磁场的磁极对数。由上述分析可知，当有一对磁极时，电流变化一周，旋转磁场在空间旋转一周；当有两对磁极时，电流变化一周，旋转磁场在空间旋转1/2周。
3）旋转磁场的转速
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依此类推，当有p对磁极时，电流变化一周，旋转磁场就在空间旋转1/n=p周，即有p对磁极的旋转磁场的转速应为
式中：
——旋转磁场的转速，单位为转/分（r/min）；
——定子绕组中电流的频率，单位为赫（Hz）；
——磁极对数。
旋转磁场的转速又称同步转速。国产三相异步电动机定子绕组额定电流的频率 为 。于是，根据式上式可知，对应于不同的磁极对数，旋转磁场的转速是不同的常数，如表3-9（详见教材）所示。
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2．三相异步电动机的转动原理
如右图所示为三相异步电动机转子转动的简化原理图，其中N、S表示两极旋转磁场的磁极，转子中只画出了两根铜条用于示意。设旋转磁场以 的转速顺时针旋转，则旋转磁场与静止的转子铜条之间就存在相对运动，相当于转子铜条切割磁力线，铜条中就会产生感应电压和感应电流，其方向可由右手定则确定。
通电的铜条在旋转磁场中将会受到电磁力的作用，电磁力的方向可用左手定则判断。电磁力作用到三相异步电动机的转轴上将会产生电磁转矩，从而带动转子以转速n转动，其转动方向与旋转磁场的转向相同。
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3．转差率
尽管三相异步电动机转子的转动方向与旋转磁场的转向相同，但转子的转速不能与旋转磁场的转速相等，且必须使。
这是因为若两者相等，则转子与旋转磁场之间将没有相对运动，转子中就不会产生感应电压和感应电流，也不会有电磁转矩，转子就不可能继续以转速 转动了。因此，转子的转速与旋转磁场的转速之间必须有一定差值，即它们不同步，三相异步电动机就是因此得名的。
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为了便于分析计算，人们引入了转差率s
转差率是分析三相异步电动机的一个重要参数。在三相异步电动机的启动瞬间， 转差率最大；若转子的转速达到旋转磁场的转速，则转差率为0 。因此，转差率的变化范围为0～1，一般用百分数表示。通常，三相异步电动机在额定负载时的转差率为1%～9%。
上式也可写为(共15张PPT)
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项目3 变压器与三相异步电动机
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变压器与三相异步电动机
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在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
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能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
目录
任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.2 认识三相异步电动机
任务引入
在过去，家用电器一般都使用单相交流电源（一些小型的家用电器也使用直流电源），但近年来随着变频技术的快速发展和普及，电源可在变频过程中将单相交流电转换成频率可调的三相交流电，从而使运行性能更好的三相异步电动机逐渐应用于家用电器。
请选择合适的工具和器材，对三相异步电动机进行拆装，并判断三相异步电动机的类型。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三相异步电动机 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 三相异步电动机的基本结构 ●
三相异步电动机的工作原理 ●
三相异步电动机的启动方法 ●
实训任务 拆装三相异步电动机 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
相关知识
电机是变压器、发电机和电动机的总称，是根据电磁感应原理制成的、可实现电能传递与转换的一种电磁装置。其中，把机械能转换成电能的电机称为发电机，而把电能转换成机械能的电机称为电动机。电机的种类较多，具体分类如下图所示。
相关知识
3.2.1 三相异步电动机的基本结构
如下图所示为三相异步电动机的基本结构，它主要由定子和转子两大部分组成。
相关知识
1．定子
定子主要由机座、定子铁芯和定子绕组等组成。
1）机座
机座是由铸铁或铸钢制成的，它是三相异步电动机的外壳，起着支撑三相异步电动机的作用。通常要求机座具有良好的散热性能，因此机座的外表面一般铸有散热片。
2）定子铁芯
定子铁芯是三相异步电动机磁路的一部分。为了减少铁损，定子铁芯一般由互相绝缘的硅钢片叠成，其内表面有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。
3）定子绕组
定子绕组是三相异步电动机电路的一部分，它由三个完全相同的绕组组成，每个绕组为一相，三个绕组在空间上分别相差120°。三个绕组的始端和末端都被引至接线盒内，可根据需要做Y联结或△联结。
相关知识
2．转子
转子主要由转子铁芯和转子绕组两部分组成。
相关知识
笼型绕组是在转子铁芯的每个槽中插入一根铜条（导条），在铜条两端各用一个铜环（端环）把铜条连接起来，这样的转子称为铜排转子，若把铁芯拿出来，则整个转子绕组的外形很像一个鼠笼。
绕线型绕组与定子绕组相同，也为三相绕组，它一般连接成Y形，3根引出线分别接到转轴的3个相互绝缘的集电环上，通过3个电刷与外电路相连。
还可以用铸铝的方法，把铜条、铜环及风叶用铝液一次浇铸成形，这样的转子称为铸铝转子。(共22张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
项目3
在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
能够拆装三相异步电动机
能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
目录
任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.1 认识变压器
任务引入
变压器是一种常见的输配电设备，它广泛应用于工业、农业、交通、民生服务等领域。变压器利用电磁感应原理来实现电能的传递、分配和控制，具有变换电压、变换电流和变换阻抗的功能。
变压器有单相变压器、三相变压器、自耦变压器、仪用互感器等类型。其中，单相变压器是指一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器，它是变压器的基础类型，具有结构简单、体积小、损耗低等特点。
请选择合适的工具和器材，对单相变压器的变比及外特性进行测试，并绘制单相变压器的外特性曲线。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识变压器 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 磁路的基本物理量 ●
磁路的基本定律 ●
变压器的分类和基本结构 ●
变压器的铭牌数据和工作原理 ●
变压器的外特性 ●
实训任务 测试单相变压器的变比和外特性 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
3.1.2 变压器
相关知识
根据用途的不同，变压器可分为电力变压器和特殊变压器两大类。其中，电力变压器是一种在电力系统中进行输配电的变压器，常用的有升压变压器、降压变压器、配电变压器等；特殊变压器是针对特殊需要而制造的变压器，如整流变压器、工频试验变压器、矿用变压器、冲击变压器、电焊变压器和电压互感器等。
根据电源相数的不同，变压器可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器三种。
1．变压器的分类
相关知识
2．变压器的基本结构
铁芯是变压器的磁路部分，它由铁芯柱和铁轭两部分组成。其中，铁芯柱上套有绕组；铁轭上不套绕组，用于连接铁芯柱以使磁路闭合。为了减小磁滞损耗及涡流损耗，铁芯通常由表面涂有绝缘漆、厚度为0.35 mm或0.5 mm的硅钢片叠装而成。
1）铁芯
绕组是指用于共同工作的互联的线匝和（或）线圈的组合，它是变压器的电路部分，可由一个或多个线圈串联组成。其中，线圈通常由具有良好绝缘的漆包线、纱包线等绕制而成；线圈的层与层之间和匝与匝之间、线圈与铁芯之间及不同线圈之间都要进行绝缘处理。
2）绕组
相关知识
变压器工作时，与电源连接的绕组称为一次绕组（或初级绕组、原边绕组），与负载连接的绕组称为二次绕组（或次级绕组、副边绕组）。
通常，一、二次绕组的匝数不相等，匝数较多的绕组，其工作电压较大，称为高压绕组；匝数较少的绕组，其工作电压较小，称为低压绕组。为了便于在线圈和铁芯之间进行绝缘处理，通常将低压绕组安装在靠近铁芯的内层，将高压绕组套在低压绕组的外面。
根据铁芯和绕组组合方式的不同，变压器可分为芯式变压器和壳式变压器两种，如下图所示。
相关知识
3．变压器的铭牌数据。
相关知识
4．变压器的工作原理
变压器的工作原理即电磁感应原理。若在变压器的一次绕组中接入交流电，一次绕组的磁通势产生的交变磁通将同时穿过一次绕组和二次绕组，并分别产生感应电压。下面以双绕组的单相变压器为例进行介绍。
变压器的结构和图形符号如下图所示。
相关知识
在上图中，对于一次绕组，由KVL可知
1）电压变换
忽略绕组电压降和漏磁通感应电压，则
对于二次绕组，由KVL可知
若将上图中的开关S断开，变压器空载，则有
相关知识
其中，K为变压器的变比，即一、二次绕组的匝数之比。
由上式可以看出，当变压器的输入电压一定时，只要改变一、二次绕组的匝数之比，就可得到不同的输出电压。
若将上图中的开关S闭合，即变压器连接负载，则在感应电压的作用下，二次绕组中将有电流通过。二次绕组的磁通势也会产生磁通，一次绕组中将产生感应电流，这会使得一次绕组中的电流发生变化。
将变压器空载时一次绕组的电流记作，将接入负载后一次绕组的电流记作。于是，在变压器空载时，主磁通由一次绕组的磁通势决定；变压器接入负载后，主磁通由一、二次绕组的合成磁通势决定。
2）电流变换
相关知识
当U和f不变时， 和也基本不变。也就是说，无论空载还是负载，铁芯中主磁通的最大值都基本不变，因此
由于空载电流很小，其有效值为一次绕组额定电流的2%～10%，可忽略不计，因此，一、二次绕组的电流变换关系为
上式表明变压器一、二次绕组的电流之比与它们的匝数成反比。其中，一次绕组的电流由变压器所接负载的电流决定。
相关知识
变压器不但能变换电压和电流，还能变换阻抗。在如下图所示的变压器中，设一、二次绕组的内阻、漏磁通及空载电流均忽略不计，则负载的阻抗模为
3）阻抗变换
方框部分可以用一个阻抗模来等效代替，如下图所示。则有
相关知识
由上式可得
因此
上式表明，负载阻抗模经过变压器的阻抗变换后，扩大了倍。为了达到电路的匹配状态，使负载获得最大输出功率，可采用具有合适变比的变压器，把负载阻抗模变换为所需要的数值，这种方法称为阻抗匹配。
相关知识
5．变压器的外特性
变压器带负载运行时，二次绕组上存在阻抗，可产生电压降，这就使得二次绕组的电压随负载电流的变化而变化。变压器的外特性是指在电源电压和负载功率因数不变的条件下，二次绕组的电压随电流变化的规律，即，如下图所示。对电阻性和电感性负载而言，电压随电流的增大而减小，而电容性负载则相反。
相关知识
通常情况下，电压的变化越小越好。从空载到额定负载，二次绕组电压的变化程度用电压变化率ΔU表示，即
电压变化率是变压器的主要性能指标之一，它反映了变压器输出电压的稳定性。在一般的变压器中，由于其电阻和漏磁通均很小，因此电压变化率也较小，约为5%。(共18张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
变压器与三相异步电动机
项目3
在自然界，磁与电的关系密不可分：电流可以在其周围产生磁场，并且变化的电流会使磁场的磁通发生变化，这就是电流的磁效应；磁通的变化会使磁场内的导线产生感应电压，从而在闭合电路中形成感应电流，这就是电磁感应原理。在电磁转化的实际应用中，通常在线圈中加入铁芯，组成铁芯线圈电路，它可以将通电线圈周围的磁力线都集中到铁芯中，从而显著增加磁场强度。利用铁芯线圈电路可制成多种电气设备，如发电机、变压器和电动机等。
本项目主要介绍变压器和三相异步电动机的基本知识，并对三相异步电动机控制电路进行分析和测试。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够对单相变压器的变比及外特性进行测试
能够拆装三相异步电动机
能够调试三相异步电动机的控制电路
技能目标
树立科技成才、技能报国的人生理想
树立勇于探索、追求真理的职业精神
素质目标
掌握磁路的基本物理量和基本定律
掌握变压器的工作原理和外特性
掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法
掌握常用低压电器的作用和三相异步电动机控制电路的工作原理
目录
任务3.1 认识变压器
任务3.2 认识三相异步电动机
任务3.3 认识三相异步电动机
的控制电路
任务3.1 认识变压器
任务引入
变压器是一种常见的输配电设备，它广泛应用于工业、农业、交通、民生服务等领域。变压器利用电磁感应原理来实现电能的传递、分配和控制，具有变换电压、变换电流和变换阻抗的功能。
变压器有单相变压器、三相变压器、自耦变压器、仪用互感器等类型。其中，单相变压器是指一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器，它是变压器的基础类型，具有结构简单、体积小、损耗低等特点。
请选择合适的工具和器材，对单相变压器的变比及外特性进行测试，并绘制单相变压器的外特性曲线。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识变压器 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 磁路的基本物理量 ●
磁路的基本定律 ●
变压器的分类和基本结构 ●
变压器的铭牌数据和工作原理 ●
变压器的外特性 ●
实训任务 测试单相变压器的变比和外特性 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
3.1.1 磁路
相关知识
线圈通电后，其周围和内部会产生磁场。空心载流线圈产生的磁场较弱，为了得到较强的磁场并加以有效利用，工程上常用铁磁性材料做成一定形状的铁芯，然后将线圈绕在铁芯上组成铁芯线圈电路。当线圈中通过电流时，铁芯即被磁化，从而使电流产生的磁场大大增强。对于铁芯线圈电路，通电线圈的磁通将集中通过铁芯，这种磁通集中通过的路径便称为磁路。
磁感应强度B是表示磁场中某点磁场的强弱和方向的物理量，它是一个矢量。若磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则这样的磁场称为均匀磁场。
1．磁路的基本物理量
1）磁感应强度
相关知识
在均匀磁场中，磁感应强度在数值上可看作是与磁场方向相垂直的单位面积内所通过的磁通，因此磁感应强度又称磁通密度，即
在国际单位制中，磁感应强度的单位为特（T）。磁感应强度的方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则来确定。
磁导率μ是用于衡量物质导磁能力大小的物理量，其单位为亨每米（H/m）。真空中的磁导率为一个常数，用表示，即。为了便于比较，通常用相对磁导率来表示不同物质的导磁能力，即
2）磁导率
相关知识
磁场强度H是分析磁场时所引入的一个辅助物理量，空间中某点的磁场强度与该点磁感应强度的关系为
3）磁场强度
磁场强度也是矢量，在均匀磁介质中，磁场强度的方向与磁感应强度的方向一致。在国际单位制中，磁场强度的单位为安每米（A/m）。
相关知识
实验表明，在铁芯线圈电路中，线圈的电流越大，线圈的匝数越多，产生的磁通就越多。通常把线圈匝数与线圈电流的乘积NI称为磁通势，用F表示，即
2．磁路的欧姆定律
磁通势相当于电路中的电动势，它是一个标量，其单位为安（A）。
磁路中的磁通等于作用在该磁路上的磁通势F除以磁路的磁阻，这就是磁路的欧姆定律，即
相关知识
式中：
L ——磁路的平均长度，单位为米（m）；
S ——磁路的横截面积，单位为平方米（m2）；
——磁路的磁阻，，单位为每亨（1/H）。
由于铁磁性材料的磁导率 不是常数，因此磁路的欧姆定律通常不能用于定量计算，只能用于定性分析。磁路与电路有着许多相似之处，两者的比较如表3-5所示。
相关知识
表3-5 磁路和电路的比较
相关知识
若线圈的匝数为N，则整个线圈的感应电压为
式中：
u ——线圈在时间内产生的感应电压，单位为伏（V）；
N ——线圈的匝数；
——在时间内磁通的变化量，单位为韦伯（Wb）；
——磁通的变化时间，单位为秒（s）。
上述感应电压与磁通变化率之间的关系称为电磁感应定律。
3．电磁感应定律
感应电压的大小与磁通变化的快慢（磁通变化率）有关，即
相关知识

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