泡或潮气，经过烘热后海出，油或树脂即行填充原来的空隙。因为油类物质的介质常数较 大，所以A缓绝缘能力较O级绝缘为强。普通漆包线的漆膜也属于A级绝缘。在早期的中 小型电机中，A级绝缭应用最广。0年代后，由于绝缘材料工业的发展，中小型电机现已 多采用E级绝缘。 E级绝缭包括由各种有机合成树脂所制成的绝缘篾，如酚醛树脂、环氧树脂、聚脂薄 膜等。 B级绝缘包括用无机物质如云母、石棉、玻璃丝和有机粘合物，以及以A级绝缘为村 底的云母纸、石棉板、玻璃漆布等，B级绝像在大中型电机中采用顾广。 F级绝缘是用耐热有机漆（如聚脂漆）粘合的无机物质，如云母、石棉、玻璃丝等 H级绝缘包括耐热硅有机树脂、硅有机廉，以及用它们作为粘合物的无机绝缘材料， 如硅有机云母带等。H级绝繚由于价格昂贵，所以仅用于对尺寸和重量限制得特别严格的 电机。 C级绝嫌包括各种无机物质，如云母、瓷、玻璃、石英等，但不用任何有机帖合物。 这类绝缘物质的耐热能力极高。它们的物理性质使它们不适用于电机的绕组绝缘。℃级绝 僚在物电线上应用很多。在电机工业中利用瓷做成变压器的绝缘套管，用于高压的引出 ,变压圈油为一特种矿物油，在变压器中它同时起绝缘和散热两种作用。 为了保证广大人民的生活需要，在选用绝缘材料时，应当尽量节约棉、麻、丝、阀等 人民生活所需的物质。 电机上有些钻构部件是专为散热而设置的。旋转电机的机轴上常装有风南，借以增加 空气的对流作用。在大中型电机里，沿营定于或转子的轴向，每隔一定的长度，常有通风 情的设受。有时电机的外表应用被形表面、以增加散热面积。较大的电机有时需用附加冷 却设备，例如鼓风机、循环水系统等。 电机上有些结构都件是专为机械支排用的。例如帆座、端盖、轴与轴承、螺杆、木块 间隔等。在漏磁场附近，任何机根支排，最好应用非磁性物质。例如置于槽口的楔，中小 型电机用木材或竹片，大型电机用磷背铜等材料。定子绕组端部的箍环应当用黄铜或非避 性铜制成。转子外围的锦线是采用非磁性钢丝。钢的成分中如含有25%镍或12%锰，即可 完全使其失去磁性。 制造电机所用的材料，种类极多，以上所述仅是大薇的情况 通过学习电机在國民经济中的作用，电机的发展历史和趋势，读者应理解电机的重要 性。它是工业生产中最主要的能量转换机罐，亦是现代自动控制方面的一种意婴控制元件， 它不仅是工厂中最常见的机城，亦是现代化家庭中所不能缺少的。虽然一般的电机理论相 对已较成燕，可是随营计算工具的迅猛发展，材料工艺的日新月异，电机在设计、制适、 性能研究等事方面仍大有可为。希望通过本章的学习，能提高读者学习本课程的自觉性和 积极性。 2
本章还重点复习了有关磁场、磁 表1-2 路的基本概念，读者必须掌握磁的 电路和础路的类比 些物理量的意义及其在SI制中的单位 电 路 和各单位之间的关系。例如Wb为磁通 (V 的单位、但是由感应电势的关系中可 以证明磁通的单位可以写成Vs,即 电阻R=e÷(Q) 数o:GH') Wb等于Vs 电导G★() 蓝锌A=古(H) 工程上常将磁场化为磁路来处理， 电 奢效您麻 所调等效磁路或磁路的模拟电路均是 求解磁路的有效而简单的方法。 (0 R 电路和磁路的类比如表1-2所示】 铁磁材料的磁导率为非线性的， 它是B的函数。因此、在求解磁路时 U=IR 应与解非线性电路一样处理。但鉴于 节点 T=0 铁蓝材料的“，大达数千，而电机中又 EU-EIR EIN-EM /Edl -L 存在着4，=1的空气隙，铁芯部分一般 密皮 (A/m) 8=gT) 只耗所需总磁势的百分之几到十几。 电导*。=S/m 留的光”=是(H/m) 换句话说，铁芯部分所需磁势的计算 即使不太情确，也不会给整个磁路计算带来明显影响。可以选用线性区的从，作为常数来进 行快芯段的简化计算，甚至在估算时干脆略去些芯段的影响，就大大简化了计算过程。 电机磁路的计算，将在本书直流电机篇中进行。 电感是沟通电、磁关系的一个重要参量，电磁感应定律也可由电忠来表达，即 d e= 电机学中常常把某些感应电势用电抗电压降来处理，这样做易于建立电机的数学模型。于 是、针对电机中的各种磁通，引出了相应的各种电抗。可以老不夸张地说，研究电机的关 睫在于研究电机的各种电抗。读者在今后的学习中，应给予充分重视 电机可逆性原理告诉我们，发电机和电动机是一种电机的两种不同运行方式而已。实 际上，某些电机常称为发电机（或电动机），只说明该类电机作为发电机（或电动机）时有 较多优点。故命名之，而不是说只能用作发电机（或电动机）。 电机学是一门工程性质的课程，因此对电机的材料应有一定认识，有些数据还应记忆 在心，如常用绝缘材料的级别及其极限容许遏度、又如各种物理量的单位及在电机中这些 量值的范田等。 思考题 11如何区别功率和能量？为什么电机的容量用功率表示、而不用能量表示？“ 1-2在照路计算中，全电沫定律有什么用处？如何用法？
【3公式0日。=-N兰。=-L,都是电猫感应定律的不问写法， 它们之间有什么差别？廓一种写法最有普遍性？从一种写法改为另一种写法需要什么附加 条件？ 1~4如何把e=-d品和e=B10两个外表不同的式子统-起来？ 1-5在什么情况下应把电磁感应定律写成e。+。?试举例说明之。 1-6一台电机在同一时间决不能既是发电机又是电动机，为什么说发电机作用和电 动机作用同时存在于一台电机中？ 1-1一铁环的平均半径为30cm,铁环的横截面积为一直径等于5cm的圆形，在陕环 上绕有线图，当线图中的电流为5A时，在铁芯中产生的磁通为0.003Wb,试求线图应有 的匝数。 铁环所用的材料为钢其磁化曲线数据见表1-3， 表1-8 铸铜的磁化曲线骏据 s0000为0的100湖 B) a西hs060.n0805 H从0一0为一段，从0一50为另-设。②用查表方快。设腾费的数爵庄给定的两点之间。可用箱值批，即图 定在相邻的两点之调，曲线的一小段可用直线来代表，然后料用立线方程式来求解 1-2设题1-1肤芯中所产生的磁通减小一半，线圈的匝数仍同题1-1中所求得的数值， 问此时线圈应流过多少电流？ 1-3如线圈中的电流为4A,线圈的臣数仍同题1-1中所求得的数值，问铁芯中的磁 通为多少？ 1-4设题1-1中的铁环不是闭合的，而是留有长度为1mm的空气隙： 1)如线圈中的电流仍为5A,铁芯中的磁通仍为0.003Wb,问线围的匝数应为 多少？ (2)如线图中的电流仍为5八，线圈的匝敷仍同题1-1中所求得的数值，问铁芯中的 磁通为多少？ 提示：此题么须用试探法求解，即先很设一蓝道，计算出所需的电速，比较所得的结果是香与编 定的电流相符，通过几次计算，可求出与哈定电液相近的两点。再利用瓣值法求解。 1-5设有一100匝长方形线框，如图1-17所示，线框的尺寸为，Q=10cm,b=2欢cm。 线圈在均匀磁场中环绕着连接长边中心点的轴线以均匀转速n=l00心r/min旋转，均匀磁场 24
177237 的磁通密度B=0.8T。试求 (1)线图中感应电势的时间表示式； (2)感应电势的最大值及出现最大值时的位置： (3)惑应电势的有效值 1-6设题1-5中的磁场为 一交变磁场，交变频率为50Hz. 碰场的最大磁通密度Bm=0.8 《1)设线图不动，线圈平面与磁力线垂直时，求线圈中 感应电势的表示式： 图117题1-5的附国 (2)设线圈不动，线圈平面与磁力线间有0的夹角时，求线圈惑应电势的表示式： 《3)设线圈以n=1000rmin的速度旋转，且当线圈平面垂直于磁力线时磁通适达 最大值，求线圈中感应电势的表示式。 解(1)线图中的最大磁链 Ψm=NDm=100×8000×10×20×10-=1.6(wb) 0=2f=2x×50=314(1/s) 当磁通有最大值时取：=0 故得 0=Ψc0sa1=1.65cos314r e=-dp/dr=1.6×314sin314r=502sin314r(V) (2)当线圈平面与磁力线间有60°夹角时 Ψm=Ndm3in60°=1.6×0.866=1.385(wb) 当磁通有最大值时取：=0 e=1.385×314sin314r=435sin314 (3)线圈的旋转机械角速度 9=2xn/60=2x×1000/60=104.7(1/s 当磁通有最大值时取！=0，此时线图的磁链也有最大值 Ψm=1.6wb =cosor 'cosQr =(m/2)[cos (a-R)1 +cos (w+)t] =0,8[cos209.3f+cos18.7r] 故得 e=-dpd1=167sin209.3t+335sin418.71(V) 1-7线圈尺寸同题(1-6)，位于均匀的恒定磁场中，磁通密度B=0.8T,设在线圈中 通以10A电流： (1)当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边所受的力是多少？作用的方向如何？作 用在该线圈上的转矩为多少？ (2)线圈受力矩后便要转动，试求线围在不同位置时的转矩表达式
第一篇变 压 器 第二章变压器的类别和结构 第一节变压器的主要类别 应用变压器可以把交流电源电压按使用要求升高或降低。因此在电力系统中大量电能 的输送和分配，在工业企业中各种电气设备的电能利用，以及其它凡需要政变交流电压的 各种场合，变压器都获得了广泛的应用。例如，在电力暴统中，要把发电厂生产的大量电 能输送到用电区城需采用高压输电。因为输送一定的功率，电压愈高，线路中的电流意 小，电能损耗以及电压降裕也就愈小，线路的用铜量也愈省。目前国内主要采用220kV或 500kV高压输电。而发电机的电压受到绝缘的限制一殷只能有10.5~20啡V,因此需应用变 压器升高电压。当电能传送到用电区域后，为了用电安全，又膏应用变压器降低电压。 为各种不同目的而制造的变压器差别极大。它们的容量范围可从数伏·安到数十万千伏 安，电压等级可从数伏至数十万伏，本书所要讨论的变压器主要为应用在电力系统中供输电 和配电用的变压器，统称电力变压器。在我国，它们都是按照标准工业频率50州z而制造的。 用来升高电压的变压器称为升压变压器，用来降低电压的变压器称为降压变压器。升 压变压器和降压变压器仅是应用上的区别名词，除了为与电网电压相适应面有不同的额定 电压以外，在原理和结构上并无差别。 通常变压器都为双绕组变年器，即在铁花中有两个绕组， 一个为初级绕组一个为 级绕组。升压变压器的初级绕组是低正绕组，次级绕组是高压绕组。降压变压器则相反、 它的初级绕组是高压绕组，次级绕组是低压绕组。 容量较大的变压器，有时也可能有三个绕组，用以连接三种不同电压的线路，此种变 压器称为三绕组变压器。在特殊情况下，也有应用更多绕组的变压器。近来，大容量电厂 中用作厂用电变压器的分裂变压器，就是一种特殊的多绕组变压器。 为了加强绝缘和改善冷却散热条件，其铁芯和绕组都一起浸入禳清了变压器油的油箱 中，故称为油漫式变压器。在特殊情况下，例如用于矿山照明，为了安全，也用干式变压器。 如把初缓，次级绕组合为一个绕组，则称为自棋变压疆。自賴变压器常用于电压级差较 学花者飘尖的经*名食阳代员 >电禅明变压器通幅管线降中的变压浴、用于测量仅表的电压互8器和电流互路数务舞 ®誉如此等种变压器的基本原理仍是相同的。在作理论分析之前，先简述变压器的 基率结物