维修电工基础理论培训课件.ppt
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1、1大家好大家好2 二二一五年五月二十六日一五年五月二十六日 电工基础知识培训电工基础知识培训-知识就是力量3电学常用名词、物理量及单位 第一章1、电路由电源、导线、控制器、负载组成的闭合回路实际电路电路模型42、电源将其它形式的能量转换为电能的装置称为电源。如电池就是把化学能转换为电能3、电源力或电场力电源是电路中的能量来源,电源都有推动电荷做定向移动的能力,把这种力叫电源力或电场力54、电流电荷的定向移动形成电流,规定正电荷的移动方向为电流的正方向I正值I负值(a)(b)6n电流的大小 在单位时间内通过导体横截面的电量 ,称为电流强度,也就是电流的大小n 电流的符号表示是:I如:1S内通过导
2、体横截面的电量(Q)是1C(库仑)则表示电流强度为1A(安培) 简称“安”电流的单位有:A、mA、AI=Qt公式:78 在实际应用中感到这些在实际应用中感到这些 基本单位太大或太小时,可以基本单位太大或太小时,可以加上表加上表1-4中的国际单位制的词头,可以扩、缩单位。中的国际单位制的词头,可以扩、缩单位。例如例如 :W1088kW V102V 2A 102mA236395、电位、电压、电动势电源有正、负极,电场力把电荷从正极(高电位)搬运到负极(低电位),所做的功,称为电源的电动势,单位是伏(V),符号是E+-高电位低电位10电路中,电场力把电荷从某点搬运到参考点(一般是负极,也称零电位点)
3、,所做的功,称为该点的电位,单位是伏(V),符号是U加下标,如UaUaUb零电位R1R2a 、b两点间的电位差,就称为这两点间的电压,单位也是V,符号是UU = Ua - Ub115、电阻电阻是电荷在物体中运动所受到的阻力,是物质本身所具有的特性,一般可分为绝缘体、导体、半导体三类。单位是欧姆()符号是R公式:R=LS一般情况下,金金属导体的电阻随温度的升高而增大 表示电阻率L 表示导体长度S 表示导体横截面积126、欧姆定律表达了电流、电压、电阻三者之间的关系。公式:I=UR上式是部分电路欧姆定律的表达式,还有一种是全电路欧姆定律的表达式。公式:I=ER+r0用于分析包含电源的全电路,其中,
4、r0 表示电源内阻用于分析不包含电源的部分电路137、电路的联结串联电路:把两个以上元件首尾相连成串,中间没有分支的电路联结称为串联电路。特点:I=I1=I2 R=R1+R2 U=U1+U2II1I214并联电路:把两个以上元件头接头尾接尾并列相连的电路联结称为并联电路。I1 I2R1I+UR2特点:I=I1+I2 U=U1=U221111RRR15混联电路:包含了串联和并联两种联接方式的电路。R1R2R316计算:u=10V R1=R2=R3=R4=R5=8欧 求流过R4的电流?R1R2R3R4R5U17思思 考考1、电池可以串联或并联使用吗?2、你能说上一两样串联电路或并联电路吗?188、
5、电路的三种状态通路断路短路199、电功、电功率电功:电流在某段电路上所做的功。等于这段电路两端的电压、通过电流与通过的时间的乘积。电功用字母W表示W-W-电功电功公式: W=UItU-U-电压电压t-t-时间时间功的国际单位是J(焦耳)另外还有:瓦*秒,千瓦*时(kw.h)1千瓦时=3.61000000焦耳注:1千瓦时就是我们所说的1度20电功率:单位时间内电流所做的功叫电功率。用字母P表示公式公式: P=W/t=UIt/t=UI: P=W/t=UIt/t=UI功率的单位有焦耳/秒,瓦特、千瓦、马力注:1马力(HP)=736瓦通常电器的容量就是指电器的额定功率。如220V,100W的灯泡。21
6、三相正弦交流电、电磁感应 第二章正弦交流电正弦交流电交流电是指电流或电压的大小和方向随时间作周期性变化。我们平时用的交流电随时间按正弦规律变化的,所以叫正弦交流电。22正弦交流电的电流一般表达式:tIim sini-电流瞬时值Im-最大值-角频率t-时间-初相角23 频率和周期频率和周期 正弦量变化一次所需要的时间(秒)称为正弦量变化一次所需要的时间(秒)称为周期(周期(T T)。)。每秒内变化的次数称为每秒内变化的次数称为频率频率( ),单位是赫兹(单位是赫兹(HzHz)。)。我国和大多数国家采用我国和大多数国家采用50Hz50Hz的电力标准,的电力标准,有些国家(美国、日本等)采用有些国家
7、(美国、日本等)采用6060HzHz。小小常常识识 正弦量变化的快慢还可用角频率来表示:正弦量变化的快慢还可用角频率来表示:fT22tT2T23Tt234T2uiOf 频率是周期的倒数频率是周期的倒数: :f=1/T 已知 =50Hz,求T 和。 解解 T=1/ = =1/50=0.02s, =2 =23.1450314rad/sfff例题例题24瞬时值、幅值、有效值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值,用小写字母表示,如 i、u、e 等。 瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值幅值或最大值,用带下标m的大写字母表示,如Im、Um、Em等。 在工程应用中常用在工程应用中常用有效值有效值表示交流电的幅度
8、。一般所讲的表示交流电的幅度。一般所讲的正弦交流电的大小,如交流电压正弦交流电的大小,如交流电压380V380V或或2 220V20V,指的都是有效值。,指的都是有效值。 有效值有效值是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流电流电流I I 流过相同的电阻流过相同的电阻R R,如果在交流电的一个周期内交流电和如果在交流电的一个周期内交流电和直流电产生的热量直流电产生的热量相等,则交流电流的相等,则交流电流的有效值有效值就等于这个直流电就等于这个直流电的电流的电流I I。25正弦电流的有效值:正弦电流的有效值:2mII正弦电压和电动势的有效值:正
9、弦电压和电动势的有效值:22mmEEUU 有效值都用大写字母表示!有效值都用大写字母表示!26 初相位初相位相位相位: : 表示正弦量的变化进程,也称表示正弦量的变化进程,也称相位角相位角。初相位初相位 t =0时的相位。tIimsin相位:相位:t初相位:初相位: 0 0it OtIim sin相位:相位:t 初相位:初相位: it 初相位初相位给出了观察正弦波的起点或参考点。给出了观察正弦波的起点或参考点。说说明明27相位差相位差 两个同频率的正弦量的相位之差或初相位之差称为相位差。则 和 的相位差为:为:2121tt 当 时, 比 超前 角。uiui21ui2tIim sin1tUum
10、sin 正弦交流电路中电压和电流的频率是相同的,但初相不正弦交流电路中电压和电流的频率是相同的,但初相不一定相同,设电路中电压和电流为:一定相同,设电路中电压和电流为:tuiO28BeCeAe0te60o240120tEetEetEemmmsinsinsinCBA三相正弦交流电三相正弦交流电三相正弦交流电相位上彼此相差120029llllllIUSIUQIUP333sincos有功功率有功功率:无功功率无功功率:视在功率:视在功率:在三相负载对称的条件下:在三相负载对称的条件下: 三相功率三相功率功率三角:S2Q2P2+=30功率因数功率因数在交流电路中,相电压与相电流相位差的余弦,叫功率因数
11、用cos表示,功率因数在数值上是有功率与视在功率的比值。功率因数的值在0-1之间功率因数低则表示电力的利用率低。例如:一台电力变压器容量是1000KW,当功率因数是1时,可以送出1000KW的有功功率,当功率因数是0.7时,只能送出700KW的有功功率。一般是由于用电系统中感性负载的存在所造成的。提高功率因数的方法是在供电系统中并联电容组。cos =P/S31感性负载:感性负载:含有电感分量的负载,感性负载的电流相位滞后于电压相位容性制裁:容性制裁:含有电容分量的负,容性负载的电流相相位超前于电压相位32电磁感应电磁感应1、磁场、磁场(1)磁极:磁体上有两个磁性最强的端部,称为磁极,N(北极)
12、,S(南极)(2)磁力线:为了形象描述磁场的强弱和方向,科学家虚构出一组曲线,叫磁 力线。(3)磁力线的方向:在磁体外面,从N极指向S极,在磁体内部从S极指向N极(4)电流产生磁场 电流越大,磁场越强,电流和磁场的方向用右手螺旋定则来确定。 右手螺旋定则:右手握拳,拇指伸直,四指表示弯曲量的方向,而拇指表示 直线量的方向。332、电磁力、电磁力一根通电导体放在磁场中,会受到力的作用而移动,这种力叫电磁力。电磁力的方向可以用左手定则来确定。 左手定则:左手伸开,四指并拢,拇指与四指垂直,并在同一平面,掌心迎向磁力线,四指指向电流方向,则拇指表示电磁力方向。3、电磁感应、电磁感应(1)一根导体在磁
13、场中,切割磁力线,导体中会产生感生电动势,电动势的正方向,可以用右手定则来确定。 右手定则:右手伸开,四指并拢,拇指与四指垂直,放在同一平面,掌心迎向磁力线,拇指指向导体运动方向,四指表示感生电动势方向,指端为“+”极。34(2)自感现象通电线圈,当线圈中的电流变化时,线圈本身就产生了感应电动势,这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。这种由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象,简称自感。在自感现象中产生的感应电动势,叫自感电动势。自感的应用与危害: 应用:日光灯的镇流器。危害:切断电闸产生的电弧 。35(3)互感现象两个靠近的线圈,一个线圈通电,它产生的磁场成为另一个线圈中的磁场
14、,如通电线圈中的磁场发生变化,不通电的线圈中的磁场随之变化,这时,不通电线圈中也会产生感生电动势,这个现象叫做互感。互感现象应用:电力变压器、电流互感器、电压互感器、中周变压器电源变压器。36u+AkNNII11221Vu+kNNUU2121变压器的一次侧与二次侧电压与电流的关系:小常识电流互感器电压互感器37三相异步电动机原理及控制 第三章38异步电动机的优点异步电动机的优点构造简单、价格便宜、工作可靠、使用维护方便在全国电动机总容量中有85以上是三相异步电动机。39笼型电机的各部件笼型电机的各部件400.5mm厚机座:铸铁或钢板焊接机座:铸铁或钢板焊接支撑铁心和固定电机支撑铁心和固定电机装
15、有三相绕组的定子41定子绕组定子绕组接线盒接线盒。通常。通常联结联结电机容量电机容量Y3kW 联结联结电机容量电机容量 kW4XAZBYCZXYBCACBZYAX42笼型笼型 转子转子: 在旋转磁场作用下,在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流产生感应电动势或电流,产生旋转力矩转轴转子铁心转子绕组0.5mm的硅钢片叠压43笼型转子笼型转子(1)笼型转子笼型转子 铁芯槽内放铜条,端铁芯槽内放铜条,端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。44(2) 绕线式转子绕线式转子三相转子绕组通常连接成星形,即三个末端连在一起,三个首端分别与转轴上的三个滑环(滑环
16、与轴绝缘且滑环间相互绝缘)相连,通过滑环和电刷接到外部的变阻器上,以便改善电机的起动和调速性能。绕线式转子绕组与外接变阻器的连接45CiAXCZBYAiBiiCiAiBitmIo旋转磁场的产生旋转磁场的产生46iCiAiBitmIo0n规定规定 i : “+” 首端流入,尾端流出。首端流入,尾端流出。 i : “” 尾端流入,首端流出。尾端流入,首端流出。 AYCBZX()电流出电流出( )电流入电流入三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时,将在电机气隙空间产生旋转磁场;(动画1,动画2)47CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600mI
17、oSNSN48AAXZBCYAAXZBCY分析可知:三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知:三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即:即:0t 60t 任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线NSNSBiAXBYCZAiCi49CYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 极对数极对数2p小常识P=1,表示二极电机,P=2,表示四极电机501160 (/)fnp转 分2p180分)转/( 50011p360分)转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)f(Hz501 3p120分)转/( 00014
18、p分分)转转/( 75090旋转磁场转速旋转磁场转速 与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。511nn1nn=52例如:例如:380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y联结联结;线电压为;线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的 表示星形表示星形联结联结下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A;三角形;三角形联结联结下线电下线电流为流为 11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A。53问题:问题:。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起
19、动电流为额定电流的4 7 倍倍; 电动机的起动电动机的起动54 7.5千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。动。星形星形-三角形三角形(Y ) 换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动5531YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2注:注: 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。 56M3M357继电控制电路继电控制电路重点系统组成:系统组成:主电路:主电路:由电动机、(接通、断开、控制电动机的)由电动机、(接通、断开、控制电动机的) 接触器主触点等电器元件组成。(电流大)接触器主触点等
20、电器元件组成。(电流大)控制电路:控制电路:由接触器线圈、继电器等电器元件组成(电流小)由接触器线圈、继电器等电器元件组成(电流小)任务:任务:根据给定的指令,依照自动控制系统的规律和具体根据给定的指令,依照自动控制系统的规律和具体 的工艺要求对主电路进行控制。的工艺要求对主电路进行控制。 58M3AB CKMFUQKMSB2CBSB159常用控制电器常用控制电器1 1、刀闸开关、刀闸开关控制对象:控制对象:380V380V,5.5kW 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起考虑到电机较大的起动电流,刀闸的额定动电流,刀闸的额定电流值应如下选择:电流值应如下选择:(3-5)3-5
21、)倍异步电机额倍异步电机额定电流定电流602 2、组合开关、组合开关又称又称转换开关转换开关,是一种转动式的闸刀开关是一种转动式的闸刀开关作用:作用:用作电源引入开关用作电源引入开关控制对象:控制对象:380V380V、5.5kW5.5kW 以下小电机以下小电机 Q电路符号:电路符号:短片短片613 3、按钮、按钮 (b) (b) 结构结构按钮常用于接通和断开按钮常用于接通和断开控制电路控制电路。按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) (a) 外形图外形图常闭触点常闭触点常闭按钮常闭按钮常开按钮常开按钮复合按钮复合按钮62复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式动触头桥
22、式动触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽动画动画634 4、熔断器、熔断器符号:符号:FU熔断器额定电流熔断器额定电流I IF F的选择:的选择:(1) (1) 电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3) (3) 频繁起动的电机频繁起动的电机(2) (2) 单台电机单台电机用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。2.5FI电动机的起动电流1.6 2FI电动机的起动电流64用于频繁地接通和断开大电流电路的
23、开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。5 5、交流接触器、交流接触器65线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁吸合衔铁吸合触点闭合触点闭合电机接通电机接通电源电源交流接触器交流接触器动画动画66交流接触器交流接触器构成构成:主要由电磁铁和触点两部分组成;:主要由电磁铁和触点两部分组成; 触点又可分为主触点和辅助触点。触点又可分为主触点和辅助触点。符号:符号:接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路(流过的电流大,需加灭弧装置)(流过的电流大,需加灭弧装置)常开常开常闭常闭接触器辅助触头用
24、于控制电路接触器辅助触头用于控制电路(流过的电流小,无需加灭弧装置)(流过的电流小,无需加灭弧装置)67简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自锁自锁停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点:特点:小电流控小电流控 制大电流。制大电流。68 继电器只能通过继电器只能通过小电流小电流。所以继电器一般用于。所以继电器一般用于控制电路控制电路中中6 6、继电器、继电器继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于:主要区别在于:接触器的主触点可以通过大电流;接触器的主触点可以通过大电流;中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器
25、电流继电器电流继电器 时间继电器(具有延时功能)时间继电器(具有延时功能)热继电器(做过载保护)热继电器(做过载保护).继电器类型:继电器类型: 69(1 1)中间继电器)中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路通常用于传递信号和同时控制多个电路 。符号:符号:线圈线圈常开触头常开触头常闭触头常闭触头外形外形70(2 2)热继电器)热继电器用于电动机的过载保护用于电动机的过载保护。(a) (a) 外形外形(b) (b) 结构结构71发热元件接入电机主电路,若长时间过载,双金属片被加发热元件接入电机主电路,若长时间过载,双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大,使其向上弯曲,杠杆被热。因
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