电机变压器教案全（推荐5篇）

第一篇：电机变压器教案全

绪言

一、电机在电能产生、传输、转换中的的作用

1、电能的产生。原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。

2变压器的作用。广泛用于远距离输电。

3、电动机的作用。

由此可见、电机、变压器在电能利用的三个重要环节上（产生、传输、转换），都起到不可替代的作用。

二、电机发展概况：

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技术、新材料。

4、新型的特种电机不断出现。

三、本课程的任务和要求

掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识。第一单元

变压器的分类、结构和工作原理

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。

一．变压器的用途

1、变压器的工作原理实际上是利用电磁感应原理，把一次的电能传给二次的负载。

2、变压器的效率一般很高，容量越大，效率越高。

3、在电能的输送过程中，总是把电压提高，因为传输一定的电功率，电压越高，电流也就越小。这样即可以节省导线(截面积小)和其他架设费用也可以减少送电时导线上的损耗(PI2R)

4、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。

5、改变交流电压、交流电流、变换阻抗及改变相位。二．变压器的分类

表1—1

课题二 变压器的结构与冷却方式 一 变压器的结构（油浸式为例）

变压器的主要部分是绕组和铁心，由他们组成器身。

图见书7—12页

1变压器的绕组

（1）作用：绕组是变压器的电路部分。（2）材料：常用绝缘铜线或铝线绕制而成。（3）绕组命名：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。（4）绕组类型：按绕组绕制方式不同可分为同心绕组和交叠绕组两种类型。A 同心绕组

同心绕组是将一次、二次侧线圈套在同一铁心柱的内外层，一般低压绕组在内层，高压绕组在外层。

图见书7页 B交叠绕组 将高、低压线圈绕成饼状，沿铁心轴向交叠放置，一般两端靠近铁轭处放置低压绕组，有利于绝缘。多用于壳式、干式变压器及电炉变压器中。图见书7页。2变压器的铁心

（1）作用：铁心是主磁通Φm的通道，也是安放绕组的骨架。为了提高铁心导磁能力，使变压器容量增大，体积减小，效率提高，采用性能好的导磁材料是很关键的。

（2）材料：用硅钢片叠装而成。有冷轧和热轧之分。（3）类型：铁心因线圈的位置不同，可分成芯式和壳式两类。

A 芯式指线圈包着铁心，适用于大容量、高电压。电力变压器大多采用此结构。

B壳式是铁心包着线圈，工艺复杂，除小型干式变压器外很少采用。图见书5页

(4)装配工艺：分为对接式和叠接式。二 主要附件 1油箱：里面装满了变压器油。

变压器油保护铁心和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。2 储油柜：也称为油枕。隔绝空气，避免潮湿空气侵入。3气体继电器（瓦斯继电器）：11页图1--5 当变压器发生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。使气体继电器动作，切断电源，避免故障扩大。4分接开关：

用来控制输出电压在允许范围内变动。一般装在一次侧（高压边）。分无励磁调压和有载调压两种。5绝缘套管：将绕组输入输出从箱内引到箱外。由外部的磁套和中间导电杆组成。

6.安全气道和压力释放阀：安全气道又称防爆管。保护油箱防止爆裂。现改用压力释放阀。

7测温装置：就是热保护装置。监测油温和绕组温度。三 冷却方式

1变压器的发热： 变压器在室温为35℃额定工作时，绕组中温度最高，铁心次之。冷却方式：9页

课题三 变压器的原理

一．工作原理：把变压器一次侧接在交流电源上，一次侧有交变电流流过，这个电流将在铁心中产生交变磁通，从而在一次侧产生自感电动势，在二次侧产生互感电动势，将能量传递给负载。由于一次侧、二次侧匝数不等，所以输出电压也发生变化。二．空载运行

1.空载运行：变压器一次侧加额定电压，二次侧开路即为空载运行。图见书13页 2.理想变压器

不计绕组的电阻、铁心的损耗、磁通中的漏磁通和磁路饱和的影响，这样的变压器就称为理想变压器。它只是单纯的电感电路。

（1）空载电流：空载运行时流过一次侧绕组的电流。作用：产生主磁通，为Pcu,Pfe提供能量。（2）向量图的画法：（3）感应电动势E的计算：由法拉第电磁感应定律

EP=-NΔΦ/Δt 可推出 E=4.44fNΦm Φm---主磁通幅值，Wb;f-----频率,Hz;E-----感应电动势有效值,V.U1=E1=4.44fN1Φm Φm= U1/4.44fN1 当U1,f一定时，Φm为一定值。

U02=E2=4.44FN2Φm(4)变压器的变压比K K的定义是一次侧绕组相电动势E1与二次侧绕组相电动势E2之比。

可得公式：K=E1/E2=U1/U02=N1/N2 N1-----一次侧绕组匝数;N2-----二次侧绕组匝数.3实际变压器

(1)漏磁通及其产生的电压降 图及方程式见书14页(2)励磁电流IO和空载损耗PO 实际变压器的铁心中有铁耗（磁滞与涡流损耗），它会消耗一部分输入功率。铁耗角δ很小。PO较小。

详见书14页

一、负载运行

1、原理图及电压方程式 ： 详见书15页（1）当输入电压U1不变时，输出电压U2的稳定性主要由Zs1、Zs2决定。

（2）二次侧电路的功率因数主要由负载决定。

2、磁动式平衡方程式及电流比 ： 详见书15页 2.电压方程式 3阻抗变换

变压器一次侧接交流电源，对电源来说是一个负载。其输入阻抗为Z1=U1/I1,而变压器二次侧输出又接了负载，电压、电流、负载之间存在Z2=U2/I2=Zfz关系。经过变压器把Z2接到电源上和不要变压器直接把Z2接到电源上,两者是完全不一样的，这里变压器起到改变阻抗的作用。

图见书17页 变换公式

由于 U1=KU2 I1=I2/K Z1=U1/I1 Z2=U2/I

2可得阻抗变换公式

Z1=U1/I1=KU2/I2/K= K2U2/I2= K2Z2

这说明负载Z2经过变压器以后阻抗扩大了K2倍。阻抗匹配：负载阻抗等于电源内阻时，负载才能得到最大输出功率。

例1—1

见书17页

变压器的外特性

变压器一次侧输入额定电压和二次侧负载功率因数一定时，二次侧输出电压与输出电流的关系称为变压器的外特性，也称为输出特性。通常用曲线表示。图见书18页

当二次侧感性或阻性负载电流I2增加时，由于漏阻抗Zs1、Zs2 的影响，使输出电压下降，即外特性是下降的。

如果负载变成容性时，负载电流增加使输出电压升高，即外特性是上翘的。5电压调整率

一般情况负载都是电感性的，所以变压器输出电压U2是随输出电流I2的增加而略有下降的，下降的程度与Zs1、Zs2及cos2有关，通常用电压调整率ΔU来表示电压变化的程度。

详见书18页 变压器的损耗和效率（1）铁耗PFe（2）铜耗PCu

PCu=（I2/I2N）2PCuN 2PK 负荷系数= I2/I2N

铜耗PCu是随负载电流I2的变化而变化的，所以也称可变损耗。

（3）效率 

是输出功率与输入功率之比。

公式见书18页 效率曲线见书20页

当PCu = PFe 时变压器的效率最高。此时： m=POPK

例1—2 见书20页

课题四 变压器的空载试验与短路试验

一、空载试验

1、目的和方法 本实验可测定变比K、空载电流Io、空载损耗功率Po和励磁阻抗Zm等。

试验电路见书22页

2、试验内容和步骤

3、试验的实际意义

（1）可以测出变压器的铁耗PFe,空载损耗是铁耗和铜耗之和，即PO=PFe+PCu,因为空载电流Io很小，所以铜耗可忽略不计，可近似认为PO PFe，而PFem2，当一次侧电压U1不变时，m不变，PFe为常数，所以PFe也称不变损耗。

（2）通过空载损耗Po的测试，可以检查铁心材料的质量、装配工艺的质量和绕组的匝数是否正确、有否匝间短路。

二 单相变压器短路试验 1目的 本实验的目的是测出变压器的额定铜耗PCuN、短路电压UK、短路阻抗ZK。2 试验电路见书24页 3 试验内容和步骤 4 短路试验的实际意义

（1）测出PCuN  PK(功率表的读数），可供变压器计算铜耗用。

（2）测出UK和ZK，它反映一次侧绕组在额定电流时的内部压将及内部阻抗，可以用来分析变压器的运行性能。

详见书25页 三 试验应注意事项

第二单元 变压器绕组的极性与连接 课题一 单相变压器绕组的极性

一、极性的意义

直流电源的极性、交流电源的极性、单相变压器的极性 1单相变压器绕组的极性：指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生感应电动势的相位之间的相互关系，通常用同名端来标记。

同名端：被同一磁通所穿过的两线圈电动势极性相同的一端就称为同名端。用“*”“.”表示。

异名端:不是同极性的两端就称为异名端。

没有被同一个交变磁通所贯穿的线圈，它们之间就不存在同名端的问题。

例题2-1 28页 2.绕组的连接和极性的重要性

1、绕组串联时

（1）正向串联：也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大，E=E1+E2 图见书28页。

（2）反向串联：也称尾尾相连（或首首相连），总电动势为两个电动势之差，电动势将变小

E=E1-E2，图28页。

（3）正因为正、反向串联的总电动势相差很大，所以常用此法来判别两个绕组的同名端。

2、绕组并联时：图见书28页（1）同极性并联：

E1与E2大小一样，则两个绕组回路内部的总电动势为零，不会产生内部环流。I环=(E1-E2)/（Z1+Z2）=0。变压器并联应符合这种条件。

 E1与E2大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为零，外部不接负载时，也会产生一定的环流。I环=(E1-E2)/（Z1+Z2）

严重时甚至烧坏绕组。2）反极性并联：图见书29页

两个绕组回路内部的环流I环=(E1-E2)/（Z1+Z2）将很大，甚至烧坏线圈，这种接法是不允许的。

二、变压器绕组极性的测定

1、直观法：通过绕制方向判定极性 见书28页

2、仪表测试法：

（1）直流法 ：用1.5V或2--6V的蓄电池和直流电流表或直流电压表。见书29---30页（2）交流法：见书31----33页 例2--2 课题二 三相变压器及连接及连接组别 一、三相变压器的磁路结构

1、三相组式变压器的磁路

它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。图见书34页。

2、三相芯式变压器的磁路

三相芯式变压器有三个铁心柱，供三相磁通分别通过。在=++=0 三相电压平衡时，磁路也是对称的，总磁通UVW总通过。图见书34页。，所以就不需要另外的铁心来供总

变压器铁心必须接地，以防感应电压或漏电。而且铁心只能一点接地，以免形成闭合回路，产生环流。二、三相芯式变压器绕组的连接

1、三相绕组的首尾判别

判别的准则是：磁路对称，三相总磁通为零。如果一次侧一相

0，结果磁通首尾接错，会破坏三相磁通的相位平衡，即总就不能从铁心中返回，而要从空气和油箱中绕走。这就使磁阻大大增加，使空载电流IO也随之增加，尤其是反接的一相空载电流IO更大，后果是严重的，所以决不允许接错首尾。首尾的判别方法：见书35页。（1）直流法（2）交流法 2三相绕组的连接（1）星形接法 39页

二次侧星形接法，如果首尾接反的话，会出现三相电动势不对称，明显反映在三个线电压大小不一样，其中两个线电压与相电压一样大，仅有一相线电压为3倍相电压大，因此可用测量二次侧线电压的大小来判断二次侧星型接法是否接对。

A星型接法的优点： B星型接法的缺点：(2)三角形接法 39页

A 可分为正相序和反相序两种接法。见书39页

一次侧一相首尾接反，会使空载电流IO急剧增加，后果是严重的，所以决不允许接错首尾。

二次侧绕组正确接法时，闭合回路的三相电动势之和为总=E+E =0，所以也就不产生环流。这时任意 +E零，即EUWV打开回路中一个节点，测量该节点两端所得的电压，成为三角形的开口电压，其值应该为零。

若其中一相接反，则E总=2E相 它将在闭合回路中产生很大的环流，是绝不允许的。因此，只要测量一下三角形接法的开口电压是否为零，就可以断定二次侧三角形接法是否接对了。

图见书39页

B三角形接法的优点：见书39页 C三角形接法的缺点：见书39页 三 用交流法测定三相变压器绕组的极性 1.试验线路 2．操作步骤

（1）测定一次侧三相绕组的首尾（2）测定每相一次侧、二次侧绕组的极性 课题三 三相变压器绕组的连接组别

一、连接组

一次侧绕组三角形接法用D表示，星型接法用Y表示，有中线时用YN表示。二次侧绕组分别用d、y、yn表示。

一次侧、二次侧绕组的不同接法，形成了不同的连接组别，也反映出三相变压器高、低压绕组线电动势的相位关系。用时钟表示法。

时钟表示法：把一次侧线电压向量为长针，永远指向12点位置；相对应二次侧线电压向量为短针，它指几点钟，连接组别的标号就是几。

3国家标准规定了五种常用的连接组：

Y.yn0 Y,d11 YN,d11 YN,y0 Y,y0

二、连接组别的判别方法：见书42-43页 课题四 电力变压器的铭牌及参数的简单计算

一、电力变压器的铭牌

铭牌上记载了变压器的型号及各种额定数据。书44页

1、型号和含义：表示变压器的结构特点、额定容量（kVA）和高压侧的电压等级（kV）。例SL9—800/10 44页

2、额定电压（U1N /U2N）详见书44页 单位是V。

3、额定电流（I1N/I2N）详见书44页

4、额定容量（SN）单位是kVA,也称视在功率。

5、额定频率 6 温升T ：详见书44页 冷却方式、绝缘水平、其它数据：详见书44页

二、新型变压器简介 ：详见书45---46页

三、变压器参数的简单计算 ：详见书44---45页 第三单元 变压器并联运行、维护和检修 课题一 三相变压器的并联运行

一、并联运行的原因

（1）当某台变压器需要检修或故障时，就可以由备用变压器并列运行，以保证不停电，从而提高了供电质量。

（2）当负载随昼夜、季节而波动时，可根据需要将某些变压器断开（称为解列）或投入（称为并列）以提高运行效率，减少不必要的损耗。

（3）随着社会经济的发展，供电站的用户不断增加，需扩展容量而增加变压器并列的台数。

当然并列的台数也不能太多，因为如单台机组容量太小，会增加损耗，增加投资和成本，也会使运行操作复杂化。

二、变压器并联运行的条件

必须符合以下三个条件的变压器才可以并连运行

1、一次侧、二次侧的电压分别相等，即变比K相等。两个线圈要并联必须要电压相等、极性相同，才不会产生环流。I环 =

E21E22 ''ZKZ1K2 如果两台二次侧电压不同的变压器负载运行时，两台变压器的承载也不平衡，电压偏大的一台承载过大。为此规定了两台变压器的一次侧、二次侧的电压分别相等，变压比K的误差不允许超过0.5%。

2、连接组别应相同

如果连接组别不同，即使二次侧电压大小一样，但因相位不同，他们并联后，仍会产生内部电动势差，而导致产生环流。

3、短路阻抗（阻抗电压）要相等

前面两个条件是关系到并联时是否会产生内部环流，而这个条件关系到运行时的负载分配是否合理。

公式说明了一个重要规则，即变压器并联运行时的负载分配（即电流分配）与变压器的阻抗电压成反比。因此要求它们的UK都一样。如果它们的UK不相等，那么UK小的变压器承受的电流就相对大些，就首先过载。

并联运行的变压器容量之比不宜大于3：1，UK要尽量接近，相差不大于10%。

三 并联运行的接线 课题二 变压器的维护及检修 第四单元 特殊用途的变压器

课题一 自耦变压器

自耦变压器一次侧、二次侧共用一个绕组，一次侧、二次侧绕组不但有磁的联系，还有电的联系。图见书54页。

U1/U2 ≈E1/E2=N1/N2 =K ≥1 I=1N21I2= I2

KN1211绕组中公共部分的电流：I= I-I=(K-1)I

当K接近于1时绕组中公共部分的电流I就很小，因此共用部分绕组导线的截面积可以减小很多，减少了变压器的体积和质量，这是它的一大优点。如果K ＞2,则I＞I,就没有太

1大的优越性了。通常K=1.2---2之间。自耦变压器输出的视在功率为 S2=U2I2=U2(I+I1)=U2I+U2I1=S2'+S2“

S2'= U2I是两绕组之间电磁感应传递的能量，S2”= U2I1是通过电路直接从一次侧传递过来的。这是自耦变压器能量传递方式上与一般变压器区别所在，而且这两部分传递能量之比，完全取决于变比K。详见书56页。

自耦变压器的用途及缺点见书55页。

课题二 仪用变压器

一、电流互感器 1.结构和工作原理

电流互感器结构上与普通双绕组变压器相似，也有铁心和一次侧、二次侧绕组，但它的一次侧绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗，串联在被测的电路中，流过被测电流，被测电流的大小由用户负载决定。电流互感器的二次侧绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路，由于这些线圈的阻抗都很小，所以二次侧近似于短路状态。

图见书57页

U20 U10

mU1m0,I00

NIN0 根据磁势平衡方程式有：I1122 I1N2 I2KII2N1若不考虑相位关系：I1KII2 KI---电流互感器的额定电流比

I2----二次侧所接电流表的读数

乘以KI就是一次侧的被测大电流的数值。电流互感器的工作特点：见书57页

1、电流互感器的选用

二次侧的额定电流为5A（1A)。详见书57-58页

二、电压互感器

1、结构和工作原理

原理和普通降压变压器一样，不同的是它的变压比更准确；一次侧接有高电压，而二次侧接有电压表或其他仪表（功率表、电能表等）的电压线圈，这些负载的阻抗都很大，电压互感器近似运行在二次侧开路的空载状态。图见书43页

U1N1K U2--二次侧电压表上的读数 U2N2 只要乘变比K就是一次侧的高压电压值

2、电压互感器的选用

一般电压互感器二次侧额定电压都规定为100V。电压互感器使用中的注意事项：见书59页 三 电流互感器与电压互感器的比较（59页）

课题三 电焊变压器

电焊变压器是交流弧焊机的主要组成部分，它实质上是一个特殊性能的降压变压器。为了保证焊接质量和电弧燃烧的稳定性，电焊变压器应满足以下条件：

（1）二次侧空载电压应为60——75V，以保证容易起弧。同时为了安全，空载电压最高不超过85V。

（2）具有陡降的外特性，即当负载电流增大时，二次侧输出电压应急剧下降，图见书61页。通常额定运行时的输出电压U为30V左右（即电弧上电压）。

2N（3）短路电流I不能太大，以免损坏电焊机，同时要求K变压器有足够的电动稳定性和热稳定性。见书60页。（4）为了适应不同的加工材料、工件大小和焊条，焊接电流应能在一定范围内调节。见书60页。

一、带可调电抗器的电焊变压器

1、外加电抗器式：见书61页。

2、共轭式：见书61页。

二、磁分路动铁式电焊变压器：见书61-62页。

三、动圈式电焊变压器：见书62页。

第二章 三相异步电动机

电动机是一种将电能转换成机械能的动力设备，应用十分广泛。按所需电源的不同分为交流电动机和直流电动机，交流电动机按工作原理不同又分为同步电动机和异步电动机。异步电动机又分为三相电动机和单相电动机。单相电动机功率小，多用于小型机械设备或家用电器，三相电动机功率大，多用于工矿企业中。

第一节 旋转磁场

一、定子旋转磁场的产生

有效边：线圈中嵌入铁心被旋转磁场主磁通切割的导体部分。

端部：线圈中不嵌入铁心，仅起连接作用的部分。图见书52页

旋转磁场的产生必须要有两个条件：

（1）三相绕组必须对称，在定子铁心空间上互差1200电角度；

（2）通入三相对称绕组的电流必须对称，大小、频率相同，相位相差1200。

二、旋转磁场的旋转方向 图见书53页

结论：电动机的转向是由接入三相绕组的电流相序决定的，只要调换电动机任意两相绕组所接的电源接线（相序）,旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。

三、旋转磁场的旋转速度 图见书53--54页

三相异步电动机定子绕组如有p对磁极，旋转磁场的转速ns为：ns=60f1 f1---三相交流电频率，HZ;p ns---旋转磁场转速，r/min； p----磁极对数。

脉动磁场：磁场不再旋转，而是固定在线圈的轴线上，只是磁场的大小随电流的变化而变化。

图见书54页 如果通入三相异步电动机的三相交流电断了一相，定子绕组将产生脉动磁场。这种缺相运行是不正常的，会造成流过绕组的电流太大而烧毁，必须立即切断电源检修。

第五单元 电动机的基础知识 课题一 电动机的种类和用途

电动机的分类方法很多75页

一 防护型式分电动机的种类、特点和用途(表5-1)二 按电能种类分电动机的主要种类、性能及用途（表5-2）

课题二 三相异步电动机的结构

三相异步电动机均由定子和转子两大部分组成。图见书57页

一、定子部分：电动机的静止部分称为定子，主要有定子铁心、定子绕组和机座等部件。

1、定子铁心：是电动机磁路的一部分并放置定子绕组。为了减小定子铁心中的损耗，铁心一般用厚0.35-0.5mm、表面有绝缘层的硅钢片叠状而成。详见书77页。

2、定子绕组：作用是通入三相对称交流电，产生旋转磁场。详见书77页。

3、机座：的作用是固定定子铁心，并以两个端盖支撑转子，同时保护整台电动机的电磁部分和散发电动机运行中产生的热量。详见书77页。

二、转子部分

转子是电动机的旋转部分，由转子铁心、转子绕组、转轴、风叶等组成。

1、转子铁心：详见书78页。

2、转子绕组：的作用是产生感生电动势和电流，并在旋转磁场的作用下产生电磁力矩而使转子转动。根据结构不同分为笼性和绕线型两种。详见书79页。

三、其他部分（详见书79页。）

四、铭牌：它简要标出了一些主要技术数据，共正确选用电动机之用。(详见书98-100页。)

课题四 异步电动机的工作原理一、三相异步电动机的转动原理 1.旋转磁场的产生（93页）n1=

60f p2.转子感生电流的产生:详见书93页 3.转子电磁力矩的产生：详见书94页

二、异步电动机的转动特点及转差率

异步电动机转子导体上电流是感应产生的，所以也称为感应电动机。如果转子转速达到旋转磁场转速，则两者之间相对静止，转子转速和旋转磁场转速做到同步，因此旋转磁场转速也可称为同步转速。此时转子上导体无切割磁力线运动，转子导体不能感应电动势，当然也不可能有感生电流和电磁转距。所以感应电动机的转速总是小于旋转磁场的转速（同步转速），故称为异步电动机。

通常将同步转速ns与转子转速n之差对同步转速ns之比成为转差率，用S表示。

S=nsn n = ns(1-S)ns转差率S是电动机的一个重要参数，在运行状态下0﹤S﹤1 例题见书94页

三 三相异步电动机主要参数及相互关系 1.三相异步电动机主要参数

CSr2U12（1）电磁转矩 T=T0+T2=CmmI2COS2≈ 22f1[r2(SX02)]T—电磁转矩，N.m T0--空载转矩，指空载时电动机本身的摩擦力矩，N.m； T2--轴上输出的转矩，当稳定运行时等于负载转矩，N.m； Cm--电动机转矩常数，与电动机结构有关； COS2--转子每相功率因数； C---电机结构常数。

电磁转矩与电压的平方成正比，电压的变化将显著地影响电动机的输出转矩。

（2）额定功率

（3）转子每相绕组电流I2

曲线图见书95页(4)转子电路的功率因数：

(5)效率：输出功率与输入功率之比的百分比。

P2PP100%1100% P1P1 电动机功率越大，效率一般也越高。2 三相异步电动机的功率平衡方程式：

P1=△P0+△Pcu+P2=△Pfe+△P+△Pcu+P2=△P+P2 异步电动机的损耗主要存在于：

（1）定子与转子上的铜耗PCu，它与流过定、转子电流的平方成正比，因此与负载大小有关。

（2）铁心中的磁滞、涡流损耗，统称为铁损耗PFe，它与定子上所加电压的平方成正比。

（3）电动机的机械摩擦、风阻力等，统称为机械损耗P，它与电动机转速的平方成正比。3 三相异步电动机的机械特性

三相异步电动机的机械特性曲线：电磁转矩T与转速n(S)之间的关系曲线。见书96页

（1）机械特性曲线上的特殊点：

A电动机启动瞬间，n=0,即S=1,可得启动转矩或称为堵转转矩Tst。

B但转子速度达到同步转速，即n=ns时，S=0,此时I2=0,电机转矩T=0,是一种理想状态。

C 电动机额定负载TN运行时，转速为nN，转差率为SN。

当S=Sm=r2/XO2时，转矩T达到最大值：

CU12 Tm

f1(2X02)当r2= XO2时，Sm=1，电动机有最大启动力矩Tst=Tm，能重载启动。曲线见书97页。

过载系数；Tm 其值通常为1.8—2.5。TN1、稳定工作区与非稳定工作区：

异步电动机的机械特性曲线可以分成稳定工作区和非稳定工作区两部分。

（1）稳定工作区：在SmS0范围内，忽略SX02可得：

CSU12 T 可见随S的增加(转速下降），驱动转矩Tf1r2相应增加，这个区域称为稳定运行区。详见书66页

（2）非稳定工作区：在1＞S＞Sm，忽略r2可得：

Cr2U12 T 可见随S的增加(转速下降），驱动转矩T2f1SX02相应减少，这个区域称为不稳定运行区。详见书66页 结论：

（1）在稳定运行区内，负载变化时电动机转速变化很小，属于硬机械特性；

（2）异步电动机有较大过载能力；

（3）电源电压发生变化时，电动机转矩变化较大，转速略有变化，电压过低容易损坏电动机。

（4）加大转子电路的电阻可以增大电动机的启动转矩，也可用于调速，但机械特性变软。

（5）除风机型负载外，一般负载不能在非稳定运行区工作。例5-2 5-3 见书97页

三相异步电动机的转矩与电压、功率的关系 其工作原理与变压器有相似之处，可以把电动机的定子当成变压器的一次侧，两者的一次侧电路各电量关系基本相同；转子当成变压器的二次侧，不过异步电动机的转子是转动的。

一、定子电路： E1=4.44K1N1f1m

E1---定子绕组感应电动势有效值，V;K1---定子绕组的绕组系数，K1 ＜1，约为0.9 N1---定子每相绕组的匝数；

f1---定子绕组感应电动势频率，等于所加电源频率；

m---每极旋转磁通最大值，Wb。

U1≈E1=4.44K1N1f1m(忽略定子绕组电阻r1和漏电抗Xs1上的电压时)

二、转子电路：

1、转子绕组的感应电动势和频率 旋转磁场转速ns与转子转速n之间的速度差决定了转子中感应电动势频率f2。f2=Sf1 转子绕组感应电动势为：

E2=4.44K2N2f2m=4.44K2N2Sf1m=SEO2 EO2=4.44K2N2f1m

K2 –转子绕组的绕组系数； N2--转子每相绕组的匝数； EO2--转子不转时的感应电动势；V。

2、转子绕组的阻抗 Xs2=2f2L2= 2Sf1L2=SXO2L2--每相转子绕组的漏电感，H;XO2---每相转子未转时的漏电抗，；Xs2---每相转子 转动时的漏电抗，。转子阻抗为：见书页

3、转子电流和功率因数

三、异步电动机的转矩与电压的关系：

四、异步电动机的转矩与功率：

XO2=2f1L2

1、转矩和功率的关系：T2=9.55T2--电动机的输出转矩，N.m； P2--电动机的输出功率，W;n---电动机的转速，r/min。

2、额定转矩；

P2 n当电动机处于额定状态运行时，P2=PN,n=nN，可得：TN=9.55PN 本公式适用于任何电动机。nN

五、异步电动机的效率：

课题五 电动机的铭牌和型号

第六单元 三相异步电动机的运行

课题一 三相异步电动机的启动

电动机的启动是指电动机加入电压开始转动到正常运转为止的过程。在生产过程中，电动机要经常启动与停机。因此，对启动提出下列要求；

1电动机应有足够大的启动转矩，以使启动时间尽量短。2保证足够启动转矩的前提下，启动电流尽可能小。3转速尽可能平滑上升，减少对电动机及负载的冲击。4启动设备尽量简单、经济、可靠、维护方便。

大启动电流将引起两种情况，一是大启动电流在线路上产生很大的电压降，影响同一线路上其他负载的正常工作，严重时还可能使本电动机的启动转矩太小而不能启动。二是经常需要启动的电动机，往往造成绕组过热，绝缘老化，从而缩短电动机的使用寿命。

为了避免大启动电流对电机、电网的不良影响，要采取适当的启动方法来降低启动电流，满足上述条件。

一、笼型异步电动机的直接启动 条件：电动机直接启动又成为全压启动，启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，一台电动机只需满足下述三个条件中的一个，即能直接启动：见书101页 2 优点

二、笼型异步电动机的降压启动

降压启动是指在电动机启动是降低加在定子绕组上的电压，启动结束时加额定电压。能减少启动电流，但也大大减少了启动转矩，故只适用于空载或轻载启动，常用的启动方法有：

1、自耦变压器（补偿器）降压启动：见书102页

2、星---三角（Y---△）启动: 见书102页

3、延边三角形启动：见书102页

4、定子串电阻（或电抗）降压启动：见书103页

三、绕线转子电动机的启动

三相绕线转子异步电动机有转子串联电阻及转子串接频敏变阻器两种启动方法。

1、转子串接电阻启动：这种启动方法既减少了启动电流，又有较大的启动转矩，适合电动机重载启动。见书103页

2、转子串接频敏变阻器启动：缺点是功率因数低，启动转矩不很大，如重载启动，仍应采用转子串联电阻启动。

课题二 异步电动机的调速

调速：改变异步电动机的转速。从异步电动机转速公式：n = ns(1-S)=

60f1（1-S）p可以看出，异步电动机调速有三种方法：（1）改变定子绕组的磁极对数p----变极调速；（2）改变电动机的转差率S----转子串联电阻，或改变定子绕组上的电压；

（3）改变供给电动机电源的频率f1--变频调速。

一、变极调速：只适用于笼型转子。

优点是所需设备简单，缺点时电动机绕组引出头多，调速只能有级调节，级数少。往往与机械调速配套使用，已达到相互补充，扩大调速范围的目的。

二、改变转差率调速：

1、变阻调速：是通过改变电动机转子电路的外接电阻实现的，因此只适用于绕线转子电动机的调速。详见书105页 主要应用于起重、运输机械的调速。

变阻调速原理与转子串联电阻启动是一样的，但应该注意到启动用的转子外接串联电阻功率往往较小，不能用于调速；而调速用的外接串联电阻功率较大，可以用作启动。

2、变压调速：是改变电动机定子绕组上的电压，可得到一组不同的机械特性曲线，从而改变转速。

详见书105页。变频调速：是改变电动机电源的频率，应用最广的是恒磁通调速，或称为恒转矩调速，将转速往额定转速以下调节。由U1≈E1=4.44K1N1f1m可看出，降低交流电源频率f1，如果电压U1不变，则主磁通m将增加，铁心饱和损耗增大，导致电动机发热。为此通常要求主磁通保持不变：即在改变频率的同时改变电源电压，并保持U1/ f1为常数。

异步电动机的变频调速有三种方式：

（1）恒磁通调速：见书106页（2）恒电流调速：见书106页（3）恒功率控制：见书106页

变频调速具有质量轻、体积小、惯性小、效率高等优点，价格也在逐步下降。随着计算机技术的发展，采用矢量控制技术，是目前交流调速的发展方向。

课题三 三相异步电动机的反转和制动一、三相异步电动机的反转

电动机的转向取决于旋转磁场方向，而改变旋转磁场的方向，只要改变接入定子绕组的三相交流电电源相序，即电动机任意两相绕组与交流电源接线互相对调。从而实现了电动机正、反转的转换。线路图见书109页。

二、三相异步电动机的制动

电动机与电源断开之后，为了使电动机迅速准确地停转，通常采用的制动方法有机械制动和电气制动，电气制动又分反接制动、能耗制动和再生制动。

1、机械制动：是利用机械装置使电动机在电源切断以后迅速停转的方法。常用的机械制动有电磁离合器和电磁抱闸。

电磁抱闸结构图及工作原理见书110页

2、电气制动

（1）反接制动：反接制动是改变正在转动的电动机定子绕组中任意两相与电源接线的相序，是旋转磁场转向与原来相反，从而使转子受到反力矩作用，转速迅速下降到零。但电动机转速接近零时，立即切断电源，以免电动机反转。

电动机正常运转时的转差率S<1,在反接制动开始瞬间，电动机转速n还来不及改变，但旋转磁场已反向，此时转差率位S2。转子与旋转磁场的相对速度非常大，转子感生电流比启动瞬间的电流还大，因此经常反接制动，电流冲击大，电动机会过热，甚至损坏；电磁转矩从驱动立刻变为制动，对电动机转轴及传动部分有很大的机械冲击。因此反接制动时通常接入限流电阻，以缓和电流和机械冲击，详见书110页。

（2）能耗制动：原理见书111页。

这种制动方法是利用转子惯性转动切割磁通而产生制动转矩，把转子的动能消耗在转子回路的电阻上，所以成为能耗制动。它的优点是制动能力较强，能耗少，制动较平稳，对电网及机械设备冲击小；但在低速时制动力矩也随之减小，不宜制停，需要直流电源。

（3）再生制动（发电制动）：由于外力的作用（一般指势能负荷，如起重机在下放重物时），电动机的转速n超过同步转速ns,电动机处于发电状态，定子电流方向反了，电动机转子导体的受力方向也反了，驱动力矩变为制动力矩，即电动机是将机械能转化为电能，向电网反向送电。详见书111页。

第七单元 单相异步电动机

单相异步电动机是利用单相电源供电的一种小容量交流电动机。它具有结构简单，运行可靠，维修方便等优点。特别是可以直接用220V交流电源供电，所以得到广泛应用，例如风扇、洗衣机、冰箱、小型车床等。不足之处是它与同容量的三相异步电动机相比较，体积较大，运行性能较差，效率较低。因此，一般制成小型和微型系列，容量一般在几十瓦到几百瓦之间。

课题一 单相异步电动机的工作原理及分类

一、单相异步电动机的原理

脉动磁场的分解和合成：见书117、118页

在n=0处，两个力矩大小相等，方向相反，合力矩T=0,说明了缺项的三相异步电动机不会自行启动的原因；在n0处，两个力矩大小不相等，方向相反，合力矩T0，从而也说明了运行中的三相异步电动机如缺相后仍会继续转动的原因。缺相运行的三相异步电动机工作的两相绕组可能会流过超过额定值的电流，时间稍长会过热损坏。由图可知：单相绕组产生的脉动磁场是没有启动力矩的，但启动后电动机就有力矩了，电动机正反向都可转，方向有所加外力方向决定。

二、单相异步电动机的结构及分类

分类：罩极式和分相式电动机 1.罩极式电动机

罩极式异步电动机定子铁心通常由厚0.5mm的硅钢片叠压而成，每个磁极极面的1/3处开有小槽，在极柱上套上铜制的短路环，就好像把这部分磁极罩起来一样，所以称罩极式异步电动机。励磁绕组套在整个磁极上，必须正确连接，以使其上下刚好产生一对磁极。如果是四极电动机，则磁极极性应按N、S、N、S的顺序排列。当励磁绕组内通入单相交流电时，磁场变化情况：见书104页。

从以上分析可以看出，罩极电动机磁极的磁通分布在空间上是移动的，由未罩部分向被罩部分移动，好似旋转磁场一样，从而使笼型结构的转子获得启动转距，并且也决定了电动机的转向是由未罩部分向被罩部分旋转。其转向是由定子的内部结构决定的，改变电源接线不能改变电动机的转向。

罩极电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本低、运行时噪声小、维护方便。按磁极形式的不同，可分为凸极式和隐极式两种，其中凸极式机构较为常见。主要缺点是启动性能及运行性能较差，效率和功率因数都较低，方向不能改变。主要用于小功率空载启动的场合，如各种仪表风扇等。2.分相式电动机

为了获得单相电动机的启动转矩，通常在单相电动机的定子上安装两套绕组，两套绕组的空间位置相差900电角度。一套是工作绕组（主绕组），长期接电源工作；另一套是启动绕组（副绕组、辅助绕组），以产生启动转矩和固定电动机转向，根据启动方式的不同，有以下几种电动机，见书119页。

（1）电阻启动单相异步电动机

（2）电容运行（电容）异步电动机 见书119页

(3)单相电容启动异步电动机 见书120页。(4)双值电容单相异步电动机 见书120页

三 单相异步电动机的启动开关主要有以下三种： 1.电磁启动继电器 2.离心开关 3.PTC元件

课题三单相异步电动机的运行

一、反转 1.改变接线

单相异步电动机反转，必须要旋转磁场反转，即把工作绕组或启动绕组中的一组首端和末端与电源的接线对调。因为异步电动机的转向是从电流相位超前的绕组向电流相位落后的绕组旋转的，如果把其中的一个绕组反接，等于把这个绕组的电流相位改变了1800，假若原来这个绕组是超前900，则改接后变成了滞后900，结果旋转磁场的方向随之改变。2.改变电容器的连接 图见书125页图7-13 3外部接线无法改变罩极式电动机的转向，因为它的转向是由内部结构决定的，所以它一般用于不需改变转向的场合。

二、调速

在风机型负载情况下，调速一般有以下方法：

1、串电抗器调速：见书126页

2、电动机绕组内部抽头调速：见书126页

3、晶闸管调速：见书126页

4、变频调速：见书126页

第八单元 直流电动机

直流电机具有可逆性，它可以做发电机用，也可以做电动机用。

直流发电机的作用是将机械能转换成直流电能，可以作为电解、电镀、电焊以及自动控制系统的直流电源。应当指出，随着晶闸管可控变流技术的发展，一种新型的直流电源基本取代了直流发电机。

直流电动机的作用是将直流电能转换成机械能，虽然其结构较复杂，使用、维护较麻烦，价格昂贵；但由于其启动、调速性能良好，仍广泛应用于轧钢机、高炉卷扬、电力机车、金属切削等工作负载变化较大、要求频繁启动、改变方向、平滑地调速的生产机械上。

课题一 直流电机的原理、构造及铭牌

直流发电机模型图见书页

一、直流发电机工作原理： 直流发电机在原动机的拖动下旋转，电枢上的导体切割磁力线产生交变电动势，在通过换向器的整流作用，在电刷间获得直流电压输出，从而实现了将机械能转换成直流电能的目的。分析过程见书页

一直流电动机的工作原理：

直流电动机是根据通电导体在磁场内受力而运动的原理制成的。

图及分析过程见书130页

直流电动机的工作原理：直流电动机在外加电压的作用下，在导体中形成电流，载流导体在磁场中将受电磁力的作用，由于换向器的换向作用，导体进入异性磁极时，导体中的电流方向也相应改变，从而保证了电磁转矩的方向不变，使直流电动机能连续旋转，把直流电能转换成机械能输出。

直流电机的运行是可逆的。当它作为发电机运行时，外加转矩拖动转子旋转，线圈产生感应电动势，接通负载以后提供电流，从而将机械能转变成电能。当它作为电动机运行时，通电的线圈导体在磁场中受力，产生电磁转矩并拖动机械负载转

第二篇：电机与变压器课程标准

电机与变压器课程标准

课程名称：

电机与变压器

适用专业：

中等职业学校电气技术应用（电气设备安装与维护）专业

1．前言

1．1课程性质

电机与变压器是中等职业学校电气技术应用（电气设备安装与维护）专业的一门专业课程，也是电气技术应用（电气设备安装与维护）专业的一门专业必修课程。通过学习该课程，使学生对电机与变压器的基本结构、工作原理及使用维护知识有一定的了解。主要内容包括：变压器、交流异步电动机、直流电机、同步电机与特种电机的结构、原理、主要特性及使用维护知识。

1．2设计思路

以电气技术应用（电气设备安装与维护）专业中的变压器与电动机的基本操作任务为依据设置本课程。课程内容的选取紧紧围绕完成电机与变压器课程所需的职业能力培养目标，同时充分考虑本专业中职生对相关理论知识的需要，并融入维修电工职业资格鉴定四级的相关要求。

本课程建议为120课时。

2、课程目标

通过本课程的学习，对电工类学生进行电机、变压器基础知识教学，使学生能够初步掌握电动机和变压器的结构、原理、特性和一般使用维护方法。达到维修电工岗位四级职业标准的相关要求，在完成本课程相关岗位的学习任务中培养学生诚实守信、善于沟通合作的品质，并在此基础上达到以下职业能力培养目标。

l

掌握常用变压器的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。

l

掌握常用交流异步电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。

l

掌握常用直流电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。

l

了解同步电机与特种电机的结构、原理、主要性能和用途。

l

培养学生对电机、变压器进行一般检测和一般故障分析的能力。

l

了解与本课程有关的新工艺、新技术。

l

初步具有查阅电机、变压器有关资料和手册的能力。

3.课程内容和要求

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

变压器的分类、结构和原理

教学内容：

一、变压器的分类和用途

二、变压器的结构与冷却方式

三、变压器的原理

四、变压器的空载试验和短路试验

教学要求：

1、了解变压器的常用分类及用途

2、了解变压器的结构和主要附件的作用

3、掌握单相变压器的工作原理

4、熟练掌握变压器空载运行时电压变换关系、变化及负载运行时的电流变换关系和阻抗变换计算

5、掌握变压器的外特性、了解其运行时损耗、效率及其简单计算

6、掌握变压器空载和短路试验的目的和实际意义

1、利用多媒体展示变压器的实物照片，使学生有一定的感性认识。

2、通过动画效果的演示，使学生能掌握单相变压器的工作原理。

3、通过变压器的空载试验和短路试验，使学生对变压器运行时的损耗和效率有一定的了解。

变压器绕组的极性测定与连接

教学内容：

一、单相变压器绕组的极性二、三相变压器绕组的连接及连接组别

三、用交流法测定三相变压器绕组极性

四、电力变压器的铭牌参数

教学要求：

1、熟悉单相变压器绕组极性的概念和判别的方法

2、了解三相变压器的组成和三相绕组的首尾判别

1、利用多媒体演示，使学生熟悉变压器绕组极性的概念。

2、在课堂上通过直观法以及仪表测试法的操作演示，使学生熟悉变压器绕组极性的测定方法

3、通过交流法测定三相变压器绕组极性的实验，使学生掌握该测定方法

4、通过变压器铭牌实物的展示及分析，让学生更加直

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

3、掌握三相变压器的连接组别概念，了解常用三相变压器连接组别的判别方法，会用交流法测定三相变压器绕组极性

4、了解电力变压器铭牌参数的意义，能进行变压器简单的参数计算

观地了解变压器名牌参数的意义，增加学生的感性认识。

变压器的并联运行维护和检修

教学内容：

一、三相变压器的并联运行

二、变压器的维护及检修

教学要求：

1、掌握变压器并联运行的条件。

2、了解变压器运行中的日常维护项目，知道变压器的常见故障处理方法和原则。

让学生观看变压器日常维护的相关视频，使学生更加直观的了解变压器常见故障的处理方法。

特殊用途的变压器

教学内容：

一、自耦变压器

二、仪用变压器

三、电焊变压器

四、小型单相变压器的设计（选学）

教学要求：

1、了解自耦变压器的工作原理和自耦变压器的运行特点

2、掌握仪用变压器的结构及使用注意事项

3、了解电焊变压器的结构特点、外特性以及输出电流的调节方法

4、清楚小型单相变压器的设计方法及绕制方法

1、运用多媒体技术，将特殊变压器的实物照片给学生看，增加他们的感性认识。

2、通过观看小型单相变压器制作的视频，让学生对于小型变压器的制作过程有直观的认识。

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

电动机的基础知识

教学内容：

一、电动机的种类和用途

二、异步电动机的结构三、三相异步电动机的拆装

四、异步电动机的工作原理

五、电动机的铭牌和型号

教学要求：

1、了解交流电动机的分类和用途，理解铭牌数据的意义

2、掌握旋转磁场的产生及三相异步电动机的工作原理

3、了解三相异步电动机的基本结构及其主要性能

4、掌握异步电动机的机械特性，理解转差率的意义

5、通过电动机拆装实训，清楚三相异步电动机一般拆装流程

1、通过多媒体课件的演示，让学生直观的观看到电动机的实物照片，对电动机的种类和用途有感性的认识。

2、通过观看相关电动机拆装的视频，让学生了解电动机的拆装流程，并且使学生掌握电动机的结构。

3、通过电动机铭牌的实物展示，让学生直观的认识铭牌，并且理解名牌上数据的意义。

三相异步电动机的运行

教学内容：

一、三相异步电动机启动二、三相异步电动机的调速三、三相异步电动机的反转与制动四、三相异步电动机的启动、反转和制动试验五、三相绕线式异步电动机的调速

教学要求：

1、了解笼型转子异步电动机的启动方法和特点，熟悉绕线转子异步电动机的启动方法。

2、了解三相异步电动机的各种调速方法及特点；清楚绕线转子异步电动机转子绕组串电阻调速时的特点。

1、运用多媒体课件，给学生演示异步电动机启动、调速以及制动的原理

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

三相异步电动机的运行

3、了解三相异步电动机反转和制动的实现方法、原理及其应用。

2、采用理论知识与技能训练一体化的教学模式，帮助学生建立如何选择异步电动机的启动、反转和制动方法的应用能力，培养学生的实际操作能力。

三相异步电动机的运行

教学内容：

一、单相异步电动机的原理、结构及分类

二、单相异步电动机的绕组和嵌线

三、单相异步电动机的运行

四、单相异步电动机的常见故障及处理

五、小功率三相电动机改为单相电动机运行

教学要求：

1、掌握单相异步电动机的结构、工作原理和启动方法。

2、了解一般单相电容式异步电动机定子绕组的结构及展开图的绘制方法。

3、了解单相异步电动机实现反转和调速的方法。

4、了解三相小型异步电动机改为单相电动机运行时的连接方法。

5、了解单相异步电动机的常见故障及分析方法。

1、通过多媒体课件的演示，让学生直观地了解单相电动机与三相电动机的区别，掌握单相电动机的分类及结构。

2、通过教学挂图以及多媒体课件的演示，让学生掌握单相电动机的原理。

3、采用动手操作演示为主，讲解为辅的方法，组织学生开展家用电风扇常见故障的维修操作，培养学生独立思考和解决问题的能力。

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

直流电动机

教学内容：

一、直流电动机的原理、构造、分类及铭牌

二、直流电动机的基本性能分析

三、直流电动机运行

四、直流电动机的逆运行—直流发电机

五、直流他励电机试验

教学要求：

1、掌握直流电动机的基本工作原理

2、熟悉直流电动机的结构与分类，理解铭牌数据的意义。

3、了解直流电动机电枢绕组的特点，熟悉绘制直流电动机电枢绕组展开图方法。

4、清楚直流电动机电枢电动势、电磁功率和电磁转矩等有关概念，会进行简单计算。

5、了解直流电动机电枢反应和换向过程，掌握改善换向的方法。

6、理解直流电动机的功率、转矩、电动势平衡方程式及其物理意义，并能进行简单计算。

7、掌握直流电动机的机械特性。

8、熟悉直流电动机的启动、调速、反转和制动的方法及其特点。

9、了解直流发电机的工作特性和主要特点。

1、采用多媒体的教学方式，将直流电动机的基本结构及其工作原理用动画的形式看学生观看，让学生能够比较直观的了解直流电动机的基本工作情况。

2、在进行直流电动机电枢电动势、电磁功率以及电磁转矩等参数的运算时，不采用教师为主的传统教学模式，而是教师先对理论知识进行纲要性的分析，然后通过让学生分组，自己动手计算，将计算结果呈现出来。计算结束后，让学生将计算结果以及过程在黑板上进行讨论，由教师进行点评。

序号

工作

任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

课时

三相同步电动机

教学内容：

一、同步发电机的工作原理

二、同步发电机的基本结构及应用

三、同步发电机的励磁方式和并联运行

四、同步电动机的工作原理和启动方法

五、同步电动机功率因数的调整和同步补偿机

教学要求：

1、了解同步发电机的主要结构和性能特点。

2、掌握同步发电机的基本工作原理。

3、熟悉同步发电机并联运行的条件和励磁方式。

4、了解同步电动机的工作原理和启动方法。

5、了解同步电动机功率因数的调整原理和同步补偿的作用。

1、通过多媒体课件的演示，结合实际生产中的例子，向学生展示同步发电机的结构和性能特点

2、通过与异步电动机工作原理的比较，让学生更加清楚地掌握同步电动机的工作原理。

特种电机

教学内容：

一、测速发电机

二、伺服电动机

三、步进电动机

四、永磁电动机

五、直线电动机

六、超声波电动机

教学要求：

1、了解常用的特种电机的主要结构、特点和工作原理

2、了解一些常用的特种电动机的用途

在教学过程中，通过多媒体课件以及视频的结合，使学生在一些贴近生活的实际事例中了解一些常用的特种电动机的作用。

其他

机动

考核

总课时

1205、实施建议5、1教材编写

（1）依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。

（2）以“工作任务”为主线来设计教材，结合职业技能鉴定要求，以岗位需要即“必需、够用”为原则来确定教学内容，根据完成专业教学任务的需要来组织教材内容。

（3）教材应体现通用性、实用性、先进性，要反映本专业的新工艺、新技术、新知识，教学活动的选择和设计要科学、具体、可操作。

（4）教材文字表述要精练、准确，内容展现应做到图文并茂，力求易学、易懂。

5、2教学建议

（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用任务引领、项目教学的方法，提高学生的学习兴趣，激发学生的成就感。

（2）在教学过程中，教学过程要本着学生为主体的思想，由具体到抽象讲授知识，采用启发式教学，引导学生逐步掌握知识和技能，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习主动性。

（3）在教学过程中，要充分运用实物、挂图、多媒体等教学手段直观演示教学内容。

（4）针对培养有一定理论基础的中级技能人才的目标，在注重理论教学的同时，做到理论与实践相结合，合理安排理论课与实训课的教学内容。注意本课程与维修电工技能训练、电力拖动控制线路与技能训练等课程的联系。

（5）在教学过程中，要及时关注电子技术课程领域的新工艺、新技术、新设备的发展趋势，贴近企业生产现场，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生的职业能力和创新精神。

5、3教学评价

（1）以学习目标为评价标准，采用阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价模式。

（2）关注评价的多元化，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评定学生成绩。

（3）应注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在电子技术课程学习和应用上有创新的学生应给予特别鼓励，综合评价学生的能力。

5、4资源利用

（1）注重多媒体教学资源库、多媒体教学课件和多媒体仿真软件等现代化教学资源的开发和利用，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源的利用率。

（2）积极开发和利用网络课程资源，充分利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网络信息资源。

（3）充分利用学校的实训设施设备，将教学与实训合一，满足学生综合职业能力培养的要求。

第三篇：电机--变压器的拆卸

变压器的拆卸

一、拆卸前的准备

（1）了解变压器的运行状况及各种缺陷

1）查阅上次变压器大修总结报告和技术档案

2）查阅运行记录，了解变压器运行中已经暴露的缺陷和异常情况 3）检查渗漏油部位并做好标记

4）查阅试验记录（包括油的化验和色谱分析），了解变压器的绝缘情况 5）进行大修前的试验，确定附加检修项目

（2）制定检修技术和组织措施

1）制定人员的组织及分工

2）制定检修项目及进度表、设备明细表和必要的施工图 3）制定主要材料明细表等

（3）确定变压器检修中的特殊项目。在检修中，可能对老、旧变压器的某些部件做程度不同的改进或消除某些特殊的重大缺陷等，这些都要事先经过技术人员的研究来决定，并列出特殊项目。

（4）施工场地要求。变压器的检修工作，应在专门的修理场所进行，必要时应做好防雨、防潮、防尘和消防等工作。检修时应与带电设备保持一定的安全距离，准备充足的施工电源及照明，安排好储油容器、大型机具、拆卸附件的放置地点和消防器材的合理布置等。

二、拆卸步骤

（1）1）办理工作票；2）设备停电后，拆除变压器的高低压套管连接引线；

3）断开风扇、温度计、气体继电器等附件的电源线，并用胶布把线头包扎好，做好记号；4）拆开氮气管；5）拆掉变压器接地线及变压器轮下垫铁，在变压器轨道上做好定位标记，以便检修后变压器复位

（2）放出变压器油，清洗油箱。放油时应预先检查好油管，以防跑油。

（3）拆卸套管、储油柜、安全气道、冷却器、气体继电器、净油器、温度计等附件。拆卸60KV以上电压等级的充油套管时，引线需要专用的尼龙绳慢慢系下去。拆下来的套管需垂直地放置在套管架上（4）拆卸分接开关操作杆或有载分接开关顶盖及有关部件

（5）对于采用桶式油箱的中小型变压器，拆卸油箱顶盖与箱壳之间的连接螺铨，将器身吊出油箱。在器身吊出之前，应拆除心部与顶盖之间的连接物。

对于采用钟罩式油箱的大型变压器，拆卸中腰法兰的连接螺铨，吊起钟罩后，器身便全部暴露在空气中。

拆卸注意事项：

（1）冷却器、安全气道、净油器及储油柜拆下来后，应用盖板密封以防雨水浸入变压器内。

（2）拆卸套管时应注意不要碰坏瓷套。拆下的套管、油位计、温度计等易损件应妥善保管，并做好防潮措施。

（3）拆卸下的螺铨等零件应清洗干净，妥善保管。

（4）拆卸有载分接开关时，分接头置于中间位置或按制造厂规定执行；拆卸无励磁分接开关操作杆时，应记录分接开关的位置，并做好标记。（5）吊心（或吊罩）一般在室内进行，以保持器身清洁。若在露天，应选择无水汽、无尘土、无灰尘及无污染的晴天进行。【器身暴露在空气中的时间不应超过以下规定：空气相对湿度不大于65%时为16h；空气相对湿度不大于75%时为12h】（6）起吊之前，要详细检查钢丝绳的强度和吊环、U形挂环的可靠性。起吊时，钢丝绳的夹角不应大于30°，起吊100mm左右应停顿检查悬挂及捆绑情况，确认可靠后再继续起吊。

（7）吊心和吊钟罩时应有专人指挥，油箱一旁有人监视，以防器身及其零件与油箱碰撞损坏。

第四篇：高压电机 变压器 高压开关检验总结

热连轧厂高压电机、变压器、高压开关

检修情况汇报

一、检修时间：2012年 12月24日-2013年1月1日

二、检修设备：热连轧厂14台高压电机、36台变压器、87

台高压开关柜检修和试验

三、检修班组：电机1-3班、试验班、变压器1-2班、开关

班、高压试验班

四、检修情况：

热连轧厂生产线由于粗轧机下位电机绕组故障导致全线停产检修，12月24日经商议由动力部承担全产线14台大型高压电机、36台变压器、87台高压开关柜检修和试验工作。热轧厂产品目前市场行情较好，此次意外停产，直接影响到公司经济效益，因此总公司对此次检修格外重视。由于近几年热轧厂产线大型高压电机、变压器、高压开关柜检修较少，对设备状况隐患颇为担忧。动力部接受任务时距离停产已经过了两周，留下的工期不到一周，接到任务后我部领导高度重视，充分认识到本次检修的重要性，提前召开本次检修相关人员会议，合理搭配检修力量，制定详细的检修方案、施工网络图和安全措施等，为检修的顺利进行做好充分的准备。

12月24日根据热轧厂要求办理相关安全手续，制定检

修方案和安全措施，倒运必要工具材料物资，查看现场。

14台高压电机检修试验：

12月25日8：00 根据施工方案，我们对粗轧机上位电机及精轧机F2电机进行了开盖检查，包括定子线圈、槽楔、铁芯、线圈端部以及转子滑环、端部软连接，转子线圈等多出确认有无缺陷，经过仔细排查，发现粗扎上位定子线圈端部绝缘层有轻微脱落，并为露出线圈，针对以上缺陷，我们及时做了处理，将故障点重新涂抹绝缘漆，并包扎好。故障处理完毕，试验班对粗轧上位电机进行直阻和绝缘测试，与以往数据比较，得出结论电机试验数据合格。

12月26日对精轧机F1、F3开盖常规检查，粗轧机上位清洗、以及再次绝缘试验。精轧机F2清洗、检查及试验。

12月27日粗轧机上位机壳、端盖复装。精轧机F2端盖复装。粗轧机7000KW F1、F3清洗、检查、处理缺陷、试验。卷筒电机3台开盖检查、清洗、试验。清洗后在查找缺陷时发现F3转子短路环上有几处过热发黑的痕迹，表面防电晕的漆轻微脱落，经由厂家现场查看确认后，对发黑处重新涂抹绝缘漆。根据原定计划精轧F4、F5、F6不在本次检修范围内，27日下午接到热轧厂通知，把F4-F6加入此次检修计划并且工期不变，接到通知后，我们部门并无怨言，主动加班加点追赶工期，27日又完成精轧F4-F6三台电机的开盖检查及试验。

12月28日对精轧机F4-F6完成清洗检查，并对F1-F6进行气隙测量，试验完毕，经分析比对确认合格后，对六台电机进行复装。粗轧立辊电机2台900KW、精轧飞剪电机1台850KW也完成了开盖检查、清洗、试验等全部工作。

12月29日根据热轧厂要求，对精轧F1-F6电机进行再次绝缘测量，数据均符合标准。

12月31日粗轧机下位电机定子端部有一处磕碰痕迹，线圈外绝缘层破坏明显，根据损坏情况，我们在内层均匀涂抹绝缘漆，并用高压绝缘带包扎好。

1月1日根据热轧厂要求处理精轧机几处异音情况，发现两台电机滑环内侧大盖与轴间挡板螺栓有松动，紧固后异音消除。

36台变压器检修试验：

12月24日下午我们承担了热轧厂卷取1#——4#整流变、粗轧1#——4#动力变等共计36台电力变压器的检修任务，在确认完成各项停电手续和安全措施之后，我们对5台变压器的瓷瓶进行了仔细擦拭、清理，并对佛手的压接情况进行了仔细的检查、压接和试验，处理佛手压接松动2处，所有检修和试验工作于下午17：20顺利完成。2012年12月25日，我们共计完成8台变压器检修和试验工作，处理佛手压接松动3处及渗油2处。2012年12月26日，我们共计完成14台变压器检修和试验工作，处理佛手压接松动4处及

加油2台。2012年12月27日，我们共计完成9台变压器检修和试验工作，处理佛手压接松动2处及加油1台。在本次检修中，我们共发现多处问题，并一一进行了处理，受到热轧厂现场负责人的一致好评。

87台高压开关柜检修试验：

从12月24日上午接到任务，我们制定了检修计划，通过现场勘查明确了安全注意事项，对人员进行了大体分工，12月24日下午我们紧急出动对粗轧区域供加热炉的其中6台开关进行了检修、试验及机构处理；由于24日的工作没有达到预期，25日，我们加派人手，分成2组，齐头并进，完成了24台开关的检修，在检修过程我们发现3台开关的合闸灯坏了，容易造成操作人员误判，影响生产，及时告知生产厂，达到了预期目标；26日，完成了30台开关的检修，在检修过程中，我们对精轧F3整流变高压开关柜AH114开关拉不到试验位臵进行了处理，经过测试发现并处理了H422精轧1#照明检修变、精轧F3整流变高压开关柜AH114开关直流电阻大；由于热轧厂送电，H420 1#受电无法推至工作位，我们紧急安排人员中午加班进行了处理。27日，我们对卷取、新高压水区域的27台开关进行了检修，新高压水I段进线柜H371开关的航空插头无法固定，容易造成开关偷跳甚至是频繁分合闸，我们利用废旧的航空插头的固件进行了更换，达到了很好的效果。

在本次检修中，我部的干部职工克服了天气寒冷的不利条件，在工期短任务重的前提下，牺牲了周末及元旦休息时间，保质、保量、保安全的同时提前完成了检修任务，也为我公司完成绩效目标做出了突出的贡献。

五、存在问题和建议

针对热连轧厂生产线由于粗轧机下位电机绕组故障导致全线停产检修的问题，以及近期总公司发生的多起电机、变压器、高压开关柜故障，严重影响了正常生产秩序。为了切实保障高压电机、变压器、高压输变电系统安全、优质、高效运行，杜绝高压电机、变压器、高压开关设备由于自身绝缘老化、内部变形等隐患所引发的严重事故，实现高压设备系统的安全、可靠运行，我部认为各生产厂应做到以下几点：

1、高压电机运行一年必须中修一次。

2、变压器运行一年必须中修一次。

3、热轧厂开关的现存状况堪忧，高压开关运行一年必须进

行检修、机构检查。建议对开关机械特性测试，对开关自身的机械特性进行测试。

4、热轧厂开关总体存在安装缺陷，操作时易造成航空插头

损坏，一旦航空插头无法固定时，很容易造成开关无法及时的分合闸甚至出现偷跳的可能性，建议操作时注意

并对航空插头上下的卡子进行检查，如果有一个甚至两个都损坏得情况必须立即更换。

5、鉴于当前高压设备运行时间较长，建议对各高压母线进

行清扫、检查有无放电，已经有生产厂出现10台开关的母线有10处放电的情况。

6、高压电气设备在新装、大修和改造后必须进行交接试验

并留存纸质试验报告（以盖有检修工程公司试验专用章为准），否则不得投入运行。

能源动力部

二〇一三年一月七日

第五篇：变压器教案

变压器

教学目标

一、知识目标

1、知道的构造．知道是用来改变交流电压的装置．

2、理解互感现象，理解的工作原理．

3、掌握理想工作规律并能运用解决实际问题．

4、理解理想的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．

5、理解的输入功率等于输出功率．能用的功率关系解决简单的的电流关系问题．

6、理解在远距离输电时，利用可以大大降低传输线路的电能消耗的原因．

7、知道课本中介绍的几种常见的．

二、能力目标

1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯．

2、从工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．

3、从理想概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．

三、情感目标

1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美．

2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．

3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．

教学建议

教材分析及相应的教法建议

1、在学习本章之前，首先应明确的是，是用来改变交变电流电压的．不能改变恒定电流的电压．互感现象是工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．

2、在分析的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”；一般情况下，忽略的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”的工作原理的内容．利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量；在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电．在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能（原线圈中的交变电流）转换成磁场能（铁心中的变化磁场），磁场能又转换成电能（副线圈对外输出电流）．所以，是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则在工作中只传递能量不消耗能量．

要使学生明白，理想是忽略了中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．在解决有两个副线圈的的问题时，这一点尤其重要．当然，在初学时，有两个副线圈的的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题．对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论．

3、学生对原理和中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助．

4、的电压公式是直接给出的．课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压和什么是降压，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式．利用的输出功率和输人功率相等的关系，得到了 ．建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验．引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大．

5、介绍几种常见的，是让学生能见到真实的的外型和了解的实际构造．教师应当尽可能多地找一些的给学生看一看．在生产和生活中有十分广泛的应用．课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识

6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失．这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性．

教学重点、难点、疑点及解决办法

1、重点：工作原理及工作规律．

2、难点：

（l）理解副线圈两端的电压为交变电压．

（2）推导原副线圈电流与匝数关系．

（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义．

3、疑点：铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈．

4、解决办法：

（l）通过演示实验来研究工作规律使学生能在实验基础上建立规律．

（2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系．

（3）通过运用工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义．