電工培訓(xùn)教材

1、1電工培訓(xùn)教材電工培訓(xùn)教材發(fā)布日期2010-10-06培訓(xùn)科 編制 濱州魏橋熱電二分公司濱州魏橋熱電二分公司特種作業(yè)培訓(xùn)教材系列讀本特種作業(yè)培訓(xùn)教材系列讀本2目目 錄錄第一章 電路的基本概念和基本定律.3第二章 磁路的基本概念和基本定律.4第三章 三相交流電的相關(guān)知識(shí).6第四章 常用電工儀表.20第五章 發(fā)電機(jī)相關(guān)知識(shí).22第六章 變壓器的相關(guān)知識(shí).25第七章 電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí).27第八章 直流系統(tǒng).29第九章 預(yù)防觸電.313第一章第一章 電路的基本概念和基本定律電路的基本概念和基本定律一、電路基本概述一、電路基本概述1.電流流經(jīng)的路徑叫電路，它是為了某種需要由某些電工設(shè)備或元件按一定方式組

2、合起來的，它的作用是 A：實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換；B：傳遞和處理信號(hào)（如擴(kuò)音機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)） 。一般電路由電源、負(fù)載和連接導(dǎo)線（中間環(huán)節(jié)）組成。（1）電源是一種將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能或電信號(hào)的裝置，如：發(fā)電機(jī)、電池和各種信號(hào)源。（2）負(fù)載是將電能或電信號(hào)轉(zhuǎn)換成其它形勢(shì)的能量或信號(hào)的用電裝置。如電燈、電動(dòng)機(jī)、電爐等都是負(fù)載，是取用電能的設(shè)備，它們分別將電能轉(zhuǎn)換為光能、機(jī)械能、熱能。（3）變壓器和輸電線是中間環(huán)節(jié)，是連接電源和負(fù)載的部分，它起傳輸和分配電能的作用。2. 電路分為外電路和內(nèi)電路。從電源一端經(jīng)過負(fù)載再回到電源另一端的電路，稱為外電路；電源內(nèi)部的通路稱為內(nèi)電路。3電路有三種狀態(tài)：通

3、路、開路和短路。（1）通路是連接負(fù)載的正常狀態(tài)；（2）開路是 R或電路中某處的連接導(dǎo)線斷線，電路中的電流 I0，電源的開路電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，電源不輸出電能。例如生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電流互感器二次側(cè)開路，開路電壓很高，將對(duì)工作人員和設(shè)備造成很大威脅；（3）短路是相線與相線之間或相線與大地之間的非正常連接，短路時(shí)，外電路的電阻可視為零，電流有捷徑可通，不再流過負(fù)載。因?yàn)樵陔娏鞯幕芈分袃H有很小的電源內(nèi)阻，所以這時(shí)的電流很大，此電流稱為短路電流。 短路也可發(fā)生在負(fù)載端或線路的任何處。 產(chǎn)生短路的原因往往是由于絕緣損壞或接線不慎，因此經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況是一項(xiàng)很重要的安全措施。為了防止短路事故所引起

4、的后果，通常在電路中接入熔斷器或自動(dòng)斷路器，以便發(fā)生短路時(shí)，能迅速將故障電路自動(dòng)切除。4、電路中產(chǎn)生電流的條件：（1）電路中有電源供電；（2）電路必須是閉合回路；5、電路的功能：（1）傳遞和分配電能。如電力系統(tǒng)，它是由發(fā)電機(jī)，升壓變壓器，輸電線、降壓變壓器、供配電線路和各種高、低壓電器組成。 （2）傳遞和處理信號(hào)。如電視機(jī)，它接收到載有聲像的電磁波后，通過電路使之轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再加到揚(yáng)聲器和顯象管上還原成原來的聲像。二、基本定律二、基本定律2.1.2.1.電路基本定律電路基本定律2.1.1.2.1.1.歐姆定律：歐姆定律：它是分析電路的基本定律之一。通常流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。使

5、用于直流電路，表達(dá)式為：I=U/R.；由公式可知，當(dāng)所加電壓一定時(shí)，電阻愈大，則電流愈小。很顯然，電阻具有對(duì)電流起阻礙作用的物理性質(zhì)。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它是一個(gè)表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。42.1.2.2.1.2.焦耳焦耳楞次定律：楞次定律：電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象。叫做電流的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明：電流通過某段導(dǎo)體或用電器時(shí)所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻及通過的時(shí)間成正比，這一定律成為焦耳楞次定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：Q=I2Rt，電流熱效應(yīng)有利有弊。利用這一現(xiàn)象制成許多電器，如電燈、電爐、電烙鐵等。但熱效應(yīng)會(huì)使導(dǎo)線發(fā)熱、電器設(shè)備溫度升高等。2.22.2 基爾霍夫定律

6、：基爾霍夫定律：一個(gè)電路的各部分會(huì)有電流和電壓，這些電流之間、電壓之間是如何相互聯(lián)系，統(tǒng)一在電路整體之中的呢？這就是電路的基本定律基爾霍夫定律要說明的問題。支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔、支路電流和支路電壓是電路分析的對(duì)象，電路的基本定律也用它們來表示。2.2.1.2.2.1.基爾霍夫第基爾霍夫第 1 1 定律定律：又稱節(jié)點(diǎn)電流定律，它指出在任一瞬間，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。即I 進(jìn)=I 出。2.2.2.2.2.2.基爾霍夫第基爾霍夫第 2 2 定律定律：又稱回路電壓定律。它指出在任意閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。用公式表示為U=0.對(duì)于不能用串聯(lián)、并聯(lián)簡(jiǎn)化的復(fù)

7、雜直流電路，在分析和計(jì)算電路時(shí)，除了借助歐姆定律和電阻串、并聯(lián)知識(shí)外，還要運(yùn)用基爾霍夫定律。第二章第二章 磁路的基本概念和基本定律磁路的基本概念和基本定律在很多電工設(shè)備（象變壓器、電機(jī)、電磁鐵等）中，不僅有電路的問題，同時(shí)還有磁路的問題，這一章，我們就學(xué)習(xí)磁的相關(guān)知識(shí)。一、磁鐵及其性質(zhì)：一、磁鐵及其性質(zhì)：人們把物體能夠吸引鐵、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)叫做磁性，把具有磁性的物體叫做磁體（磁鐵） 。磁體兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。任何磁體都具有兩個(gè)磁極，而且無論把磁體怎樣分割總保持有兩個(gè)異性磁極，也就是說，N 極和 S 極總是成對(duì)出現(xiàn)的。與電荷間的相互作用力相似，磁極間也存在相互的作用力，且同極性相互

8、排斥，異極性相互吸引。1 11 1 磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁鐵周圍和電流周圍都存在磁場(chǎng)。磁場(chǎng)具有力和能的特征。磁感應(yīng)線能形象地描述磁場(chǎng)。它們是互不交叉的閉合曲線，在磁體外部有 N 極指向 S 極，在磁體內(nèi)部由 S 極指向 N 極，磁感應(yīng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的 磁場(chǎng)方向，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。1 12 2 描述磁場(chǎng)的物理量：描述磁場(chǎng)的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 B B：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受電磁力 F 與電流 I 和導(dǎo)線有效長(zhǎng)度L 的乘積 IL 的比值即為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即 BF/IL，單位：特斯拉。磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量

9、，它與電流之間的方向關(guān)系可用右手螺旋定則來確定。磁通磁通：磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 和與它垂直方向的某一截面積 S 的乘積，稱為通過該面積的磁通，即BS，由上式可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看作與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過的磁通，5故又稱為磁通密度，單位是伏.秒，通常稱為“韋” 。磁通是描述磁場(chǎng)在空間分布的物理量。磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 u u 是說明媒體介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。1 13 3 定則定則電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則（又稱右手螺旋法則）來判斷。安培定則既適用于判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，也可用于在已知磁場(chǎng)方向時(shí)判斷電流的方向。1.直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以右手拇指的指向表示電流方向，彎曲四指的指向即為磁

10、場(chǎng)方向。2.環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)：以右手彎曲的四指表示電流方向，拇指所指的方向即為磁場(chǎng)方向。3通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的受力方向，用左手定則來判斷。平伸左手，使拇指垂直其余四指，手心正對(duì)磁場(chǎng)的方向，四指指向表示電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)體的受力方向。可用下式來表示：FBILsinaF通電導(dǎo)體受到的電磁力B磁感應(yīng)強(qiáng)度I導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度L導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度a電流方向與磁感應(yīng)線的夾角從上式可以看出：當(dāng)從上式可以看出：當(dāng) a a9090時(shí)，時(shí)，sin90sin901 1，導(dǎo)體受到的電磁力最大；當(dāng)，導(dǎo)體受到的電磁力最大；當(dāng) a a00時(shí)，時(shí)，sin0sin00 0，此時(shí)導(dǎo)體受到的電磁力最小，為零。，此時(shí)導(dǎo)體

11、受到的電磁力最小，為零。1 14 4 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象我們把變動(dòng)磁場(chǎng)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，也稱“動(dòng)磁生電” 。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。1.直導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小為 e=Blvsina,可用右手定則判斷。e=Blvsinae=BlvsinaB磁感應(yīng)強(qiáng)度V導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度a速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角L導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度e感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右手定則內(nèi)容：右手定則內(nèi)容：平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對(duì)磁場(chǎng)方向，以拇指指向表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。2.線圈中磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)穿過線圈中的磁

12、通量發(fā)生變化時(shí)，在線圈回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。二、楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律2.12.1 楞次定律：楞次定律：指出了變化的磁通與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在方向上的關(guān)系。即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。也就是說，當(dāng)線圈中的磁通要增加時(shí)感應(yīng)電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁通去阻礙它的增加；當(dāng)線圈中的磁通要減少時(shí)，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通將阻礙它減少；如果線圈中原來的磁6通量不變，則感應(yīng)電流為零。該定律可用來判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向，具體步驟為：（1）首先判斷原磁通的方向及其變化趨勢(shì)（增加或減少） 。（2）確定感應(yīng)電流的磁通方向和原磁通是同向還是反向。（3）根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生

13、的磁通方向，用右手螺旋定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向。應(yīng)當(dāng)注意：必須把線圈或直導(dǎo)線看成一個(gè)電源，在線圈或直導(dǎo)線內(nèi)部，感應(yīng)電流從電源的“”端流到“”端；在其外部，從“”端經(jīng)負(fù)載流回“”端。在線圈或直導(dǎo)體的內(nèi)部，感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同。2 22 2 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）成正比。即 e=-/t（單匝線圈）式中的負(fù)號(hào)，表示了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和磁通變化的趨勢(shì)相反。e=-n/te=-n/tn線圈匝數(shù) n 匝線圈的磁通變化量t-磁通變化所需時(shí)間 e e在t 時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值在實(shí)際應(yīng)用中常用楞次定律來判斷感

14、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，而用法拉第電磁感應(yīng)定律來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小（取絕對(duì)值） 。這兩個(gè)定律是電磁感應(yīng)的基本定律。三、自感和互感自感和互感31 由于電流線圈本身所產(chǎn)生的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫自感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱自感。線圈中通過每單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱為自感系數(shù)，也稱電感，用 L 表示 L/I 單位亨利（H） 。自感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。其大小不僅與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關(guān)，而且與線圈中媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有密切的關(guān)系。自感電動(dòng)勢(shì)的方向也可用楞次定律來判斷，即線圈中的外電流增大時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相反；外電流減小時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相同。自感電動(dòng)勢(shì)的大小

15、也遵從法拉第電磁感應(yīng)定律。自感對(duì)人們來說既有利又有弊。例如：日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動(dòng)勢(shì)來點(diǎn)燃燈管的，同時(shí)也利用它來限制燈管的電流；但是在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感兩端的自感電動(dòng)勢(shì)很高，在開關(guān)處會(huì)產(chǎn)生電弧，容易燒壞開關(guān)或損壞設(shè)備的元器件，這要盡量避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡(jiǎn)單的辦法是在開關(guān)或電感兩端并接一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杌螂娙?，或先將電阻電容串接然后并接到電感兩端，讓自感電流有一條能量釋放的通路。32 由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈感應(yīng)的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱互感?；ジ须妱?dòng)勢(shì)的大小正比于穿過本線圈磁通的變化率，或正比于另一個(gè)線圈中電流的變化率。當(dāng)兩個(gè)線圈

16、互相平行且第一個(gè)線圈的磁通變化全部影響到第二個(gè)線圈時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最大；當(dāng)兩個(gè)線圈互相垂直時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最小。和自感一樣，互感也有利有弊。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的各種變壓器、電動(dòng)機(jī)都是利用互感原理工作的。但在電子電路中，若線圈的位置安放不當(dāng)，各線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)互相干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)電路無法工作。為此，人們常把胡不相干的線圈的間距拉大或把兩個(gè)線圈的位置垂直布置，在某些場(chǎng)合下還須用鐵磁材料把線圈或其它元件封閉起來進(jìn)行磁屏蔽。7第三章第三章 三相交流電的相關(guān)知識(shí)三相交流電的相關(guān)知識(shí)一、概述一、概述1 1、1 1 交流電的概念交流電的概念如果電流或電壓每經(jīng)過一定時(shí)間 （T ）就重復(fù)變化一次，則此種

17、電流、電壓稱為周期性交流電流或電壓。如正弦波、方波、三角波、鋸齒波 等。 記做： u u( (t t) ) = = u u( (t t + + T T ) ) TutuTt1 1、2 2 正弦交流電路 如果在電路中電動(dòng)勢(shì)的大小與方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，由此產(chǎn)生的電流、電壓大小和方向也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。正弦量的特征表現(xiàn)在變化的快慢、大小及初始值三個(gè)方面，而它們分別由頻率、幅值和初相位來確定，所以， 頻率、幅值和初相位稱為確定正弦量的三要素。1、3 正弦交流電的優(yōu)越性：便于傳輸、便于運(yùn)算、有利于電器設(shè)備的運(yùn)行。1、4 正弦交流電的方向正弦交流電也有正方向,一般按正半周的方向

18、假設(shè)。1、5 直流電和交流電的根本區(qū)別：直流電的方向不隨時(shí)間的變化而變化，交流電的方向隨著時(shí)間的變化而變化。 二、正弦波的特征量二、正弦波的特征量最大值、角頻率、初相位t it mI2.1.12.1.1 正弦波特征量之一最大值正弦波特征量之一最大值因?yàn)榻涣麟姷拇笮∈请S時(shí)間而變化的，所以在研究交流電路時(shí)采用最大值就不夠方便，通常用有效值來表示。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓 220V，也是指供電電壓的有效值。若購得一臺(tái)耐壓為 300V 的電器，是否可用于 220V 的線路上?tIim sinIm為正弦電流的最大值電電器器 220V最高耐壓最高耐壓 =300Vt

19、Ii sin28最大值：正弦交流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值叫正弦交流電的最大值，又稱峰值、振幅，用 Em、Um、Im 表示有效值：使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上，如果在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的大小叫做相應(yīng)交流電的有效值，用 E、U、I 表示。正弦交流電表示方法有三：解析法、波形圖、失量圖。2.1.22.1.2 正弦波特征量之二正弦波特征量之二 - 角頻率角頻率t T描述變化周期的幾種方法 1. 周期 T： 變化一周所需的時(shí)間。 單位：秒，毫秒.2. 頻率 f： 每秒變化的次數(shù)。單位：赫茲，千赫茲 .3. 角頻率 ： 每秒變化的弧度。單位：弧度/秒2.1.32.1

20、.3 正弦波特征量之三正弦波特征量之三 - 初相位初相位：t = 0 時(shí)的相位，稱為初相位或初相角。）（t：正弦波的相位角或相位it 說明：給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，常用于描述多個(gè)正弦波相互間的關(guān)系。2.22.2 兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系同同相相位位1i1221t2itIim sinTf1fT22 2i1i12021領(lǐng)先于領(lǐng)先于1i2it9021落后于落后于2i1i2it1相相位位落落后后21i小結(jié)：交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間稱為周期，用 T 表示交流電在一秒內(nèi)重復(fù)的次數(shù)稱為頻率，f 表示，f=1/T正弦交流電每秒內(nèi)變化的電角度稱為角頻率式 e=Emsin(wt+

21、)中（wt ）稱為交流電的相位或相角，反應(yīng)正弦交流電的進(jìn)程,t=0 時(shí)的相位叫初相位或初相。兩個(gè)同頻率交流電的相位之差叫相位差。如果一個(gè)交流電比另一個(gè)交流電提前達(dá)到零值或最大值叫前者超前、后者滯后，習(xí)慣上超前和滯后的角度以不超過 180為限。綜上所述：正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，綜上所述：正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍，角頻率反映了正弦量的變化快慢，初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。它們是表征正弦交流電的三個(gè)重要的物理量。因此，常把最大值初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。它們是表征正弦交流電的三個(gè)重要的物理量。因此，常把最大值（有效值）（有效值）

22、、角頻率（頻率）、角頻率（頻率） 、初相位稱為正弦交流電的三要素。、初相位稱為正弦交流電的三要素。3.3. 單一參數(shù)的正弦交流電路單一參數(shù)的正弦交流電路3.13.1 電阻電路電阻電路根據(jù) 歐姆定律 iRu uiRtItRURuitUusin2sin2sin2設(shè) 則電阻電路中電流、電壓的關(guān)系電阻電路中的功率瞬時(shí)功率 p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積 uiRtItRURuitUusin2sin2sin2)(sin2)(sin2tUutIiRuiRiup/2210uipwt 結(jié)論：1、P0（耗能元件）2、P 隨時(shí)間變化3、P 與 U2、I2 成比例小結(jié)：小結(jié)：1 1、純電阻交流電路中，電壓與電流同向，即

23、相位差為零；電壓與電流頻率相同；電壓與電流、純電阻交流電路中，電壓與電流同向，即相位差為零；電壓與電流頻率相同；電壓與電流的有效值關(guān)系為：的有效值關(guān)系為：I=U/RI=U/R2 2、電阻要消耗功率，是耗能元件。、電阻要消耗功率，是耗能元件。3.23.2 電感電路電感電路基本關(guān)系式：dtdiLu 基本關(guān)系式：基本關(guān)系式：則：tIisin2設(shè)設(shè)電感電路中電流、電壓的關(guān)系設(shè)：1. 頻率相同2. 相位相差 90 （u 領(lǐng)先 i 90 ）iut90tt)90sin(2)90sin(2cos2tUtLItLIdtdiLutIisin2)90sin(2)90sin(2tUtLIu11UILII3. 有效值L

24、IU 感抗（感抗（）則：）則：LXL定義：1.1. 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 p p ：iLuLuitiuiuiui+ P P儲(chǔ)存儲(chǔ)存能量能量P 0tP 0P 0P 0tP 0P 0P XC ，或，或 XL XC , 或或 XL =XC 。CXLXCL1 、3.23.2 阻抗三角形電壓三角形功率三角形RUCLUURLCRULUCUIUSQPCLXX ZRU173. 3.1 功率因數(shù)的提高日常生活中很多負(fù)載為感性的， 其等效電路及相量關(guān)系如下圖。uiRLRuLuUIRULU其中消耗的有功功率為：P = PR = UICOS COS I當(dāng)當(dāng)U、P 一定時(shí)，一定時(shí)，希望將希望將提高提高說明：由負(fù)載性質(zhì)決定。

25、與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。cosCOS 18純純電電阻阻電電路路)0(1COS10COSR-L-C串串聯(lián)聯(lián)電電路路)9090(純純電電感感電電路路或或純純電電容容電電路路0COS)90(電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī) 空空載載滿滿載載3.02.0COS9.07.0COS日日光光燈燈（R-L-C串串聯(lián)聯(lián)電電路路）6.05.0COS常常用用電電路路的的功功率率因因數(shù)數(shù)十3.3.2 提高功率因數(shù)的原則提高功率因數(shù)的原則：必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。提高功率因數(shù)的措施:1. 提高自然功率因數(shù)。主要是指合理選用電動(dòng)機(jī)，即不要用大容量的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)小功率負(fù)載

26、，另外，盡量不要讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。2. 并聯(lián)補(bǔ)償法。在感性電路兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙?。并電容并電?uiRLRuLu串電容功率因數(shù)可以提高，甚至可以補(bǔ)償?shù)?1，但不可以這樣做！ 原因是：在外加電壓不變的情況下，負(fù)載得不到所需的額定工作電壓。原因是：在外加電壓不變的情況下，負(fù)載得不到所需的額定工作電壓。四對(duì)稱三相交流電四對(duì)稱三相交流電4.14.1 三相交流電的優(yōu)點(diǎn)：1三相發(fā)電機(jī)比尺寸相同的單相發(fā)電機(jī)輸出的功率要大。2三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和制造不比單相發(fā)電機(jī)復(fù)雜多少，且使用、維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比單相發(fā)電機(jī)的振動(dòng)要小。193在同樣條件下輸送同樣大的功率時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，三相輸電線比單相輸電線節(jié)約 25左右的

27、材料。4.24.2 三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)解析式為：eu=Emsin(wt+0)ev=Emsin(wt-120)ew=Emsin(wt+120)4.34.3 對(duì)稱三相交流電動(dòng)勢(shì)的特征是：三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等、頻率相同、初相位互差最大值相等、頻率相同、初相位互差120120。三三相相交交流流電電路路：三三種種電電壓壓初初相相位位各各差差1 12 20 0 。BuCuAu t當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，多采用三相三線制供電；當(dāng)三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，采用三相四線制供電。4.4 三相對(duì)稱負(fù)載的各量關(guān)系根據(jù)需要與可能，可將三相對(duì)稱負(fù)載接成星形或三角形。無論是哪種接法，每相負(fù)載均可看做是單相電路，所以仍可用討論單相電路的

28、方法來討論各相負(fù)載中電流與電壓的相位關(guān)系和數(shù)量關(guān)系。三相對(duì)稱負(fù)載的功率關(guān)系為：五：不對(duì)稱負(fù)載及交流電在導(dǎo)體中的概念五：不對(duì)稱負(fù)載及交流電在導(dǎo)體中的概念5.1 由單相負(fù)載組成的三相電路或由照明和動(dòng)力負(fù)載混合組成的三相電路，一般都不對(duì)稱，這時(shí)應(yīng)采用三相四線制。中線的作用就在它能保證三相負(fù)載成為三個(gè)互不影響的獨(dú)立電路，當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，它能平衡各相電壓，也能使負(fù)載正常工作，電路發(fā)生故障時(shí)還可縮小故障的影響范圍。特別值得注意的是，供電系統(tǒng)的中線上不允許接熔斷器，也不允許裝開關(guān)。當(dāng)然，要力求三相負(fù)載平衡以減小中線電流。5.2 在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的形狀如漩渦的感應(yīng)電流叫渦流。cos3cos3線線相相YYYYI

29、UIUPcoscos33線線相相IUIUP20弊：使鐵心發(fā)熱，損耗增大。此外，渦流還有去磁作用，會(huì)削弱原磁場(chǎng)。利：高頻感應(yīng)熔煉爐和工頻感應(yīng)爐都是利用渦流產(chǎn)生高溫使金屬融化的。5.3 交流電流趨于沿導(dǎo)線表面流動(dòng)的現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。弊：由于集膚效應(yīng)的影響，在高頻電流通過導(dǎo)線時(shí)，其中心幾乎無電流，這在實(shí)際上就減小了導(dǎo)線的有效截面積，使電阻增加，這對(duì)傳輸高頻電流來說是不利的。利：高頻淬火。第四章第四章 常用電工儀表常用電工儀表一、萬用表一、萬用表 萬用表是一種具有多種用途和多個(gè)量程的直讀式儀表。一般的萬用表可以用來測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓、交流電流（鉗型電流表）和電阻等。 萬用表的使用注意事項(xiàng)

30、1、正確使用接線柱（或插孔） 紅色表筆的進(jìn)線應(yīng)接到萬用表的紅色接線柱上或標(biāo)有“+”號(hào)的插孔內(nèi)，黑色表筆的進(jìn)線應(yīng)接到萬用表的黑色接線柱上或標(biāo)有“-”號(hào)的插孔內(nèi)。測(cè)量直流時(shí)應(yīng)用紅表筆接正極、黑表筆接負(fù)極，這樣可以避免因?yàn)闃O性接反而燒壞表頭或打彎指針。使用歐姆檔測(cè)量電阻時(shí)，因使用表內(nèi)的電池，其紅表筆是接電池的負(fù)極、黑表筆接電池的正極。這一點(diǎn)在測(cè)試晶體二極管和三極管時(shí)更要注意。有的萬用表還有專用的歐姆檔接線柱，或?qū)Ｓ玫慕?、直?2500V 的接線柱、或大電流接線柱等。它們的另一公用柱都用黑色接線柱。測(cè)電流時(shí)，表應(yīng)和電路串聯(lián)；測(cè)電壓時(shí)，表應(yīng)和電路并聯(lián)。 2、正確選擇檔位 萬用表檔位包括測(cè)量種類的選擇和量

31、程的選擇，檔位選擇錯(cuò)了，就有可能燒壞萬用表，例如測(cè)電壓時(shí)，將檔位錯(cuò)放在歐姆檔或電流檔。有的萬用表面板上有兩個(gè)檔位旋鈕，一個(gè)選擇測(cè)量種類，另一個(gè)選擇測(cè)量量程。使用時(shí)，應(yīng)先選擇測(cè)量種類，后選擇測(cè)量量程；若不清楚所測(cè)值的量程，應(yīng)先選用較大大量程，后選用較小的量程。另外，為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，量程的選擇應(yīng)使讀數(shù)在標(biāo)度尺的一定刻度范圍內(nèi)，例如，在測(cè)量電流和電壓時(shí)，應(yīng)使指針的偏轉(zhuǎn)在滿刻度偏轉(zhuǎn)的 1/2 以上；測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)使被測(cè)電阻盡量接近標(biāo)度尺的中心等。 若用萬用表歐姆檔測(cè)試晶體管參數(shù)時(shí)，不要用檔，此檔電流過大；或檔，此檔電壓1RkR 10過高，以免損壞晶體管。 萬用表在使用完畢后，應(yīng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“OF

32、F”檔或交流電壓的最高檔，這樣，可以防止下次測(cè)量時(shí)，由于粗心而將表燒壞。 3、測(cè)量之前要調(diào)零 為了測(cè)量準(zhǔn)確，在測(cè)量之前要看萬用表的指針是否指在零位上，如不指零，應(yīng)調(diào)整表蓋上的機(jī)械零位調(diào)節(jié)器，使之指零。在測(cè)量電阻之前，還要進(jìn)行歐姆調(diào)零。歐姆調(diào)零是將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至相應(yīng)的電阻檔上，將兩表筆短接，然后調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指零。每次換歐姆檔都要重復(fù)這一步驟。歐姆調(diào)21零時(shí)間要短，以減少電池的消耗。如果調(diào)不到零位，則說明電池電壓已經(jīng)太低，不能再用了，應(yīng)更換新電池。 4、正確讀數(shù) 萬用表的標(biāo)度盤上有多條標(biāo)度尺，它們分別在測(cè)量不同對(duì)象時(shí)使用。例如，標(biāo)有“DC”或“-”的標(biāo)度尺是測(cè)量直流時(shí)用；標(biāo)有“AC”或“”

33、的標(biāo)度尺是測(cè)量交流時(shí)用；標(biāo)有“”的標(biāo)度尺是測(cè)量電阻用的等等。讀數(shù)時(shí)，表要放平，目光應(yīng)與表面垂直。有的萬用表在表面的刻度線下還有一條弧形鏡子，讀數(shù)時(shí)，表針應(yīng)與鏡中的影子重合，這樣，讀數(shù)才準(zhǔn)確。 5、注意安全1）測(cè)量電阻時(shí)，嚴(yán)禁被測(cè)電阻在帶電的情況下測(cè)量；2）測(cè)量高壓電時(shí)，要使用符合電壓等級(jí)的表筆，握表筆的手不要觸到金屬觸針上；3）測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)戴上絕緣手套；4）測(cè)量電壓和電流時(shí)，不要帶電旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋鈕。二、兆歐表二、兆歐表 兆歐表是用來測(cè)量絕緣電阻的儀表，它本身裝有高壓手搖直流發(fā)電機(jī)，測(cè)量時(shí)要搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，故又稱作搖表。測(cè)量高壓電氣設(shè)備的絕緣電阻用搖表是必要的，因?yàn)樵诘蛪合聹y(cè)量的絕緣電阻值

34、并不能反映在高壓工作時(shí)的真實(shí)絕緣電阻值。 兆歐表的使用注意事項(xiàng)： 1、表的選擇 兆歐表的選擇包括兩方面，一是電壓值；另一是測(cè)量范圍。兆歐表的電壓有250V、500V、1000V、2500V、5000V 等幾種，我們常用的有 500V、1000V、2500V 三種。測(cè)量范圍有050M，0500M，01000M，02000M，05000M，010000M等。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)量電氣設(shè)備的額定電壓，及其絕緣電阻的要求而定。 2、使用前的檢查 使用前的檢查一般有兩項(xiàng)：一是將接線端子開路，搖動(dòng)手柄使發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速(120r/min)，看指針是否指“” ；另一是將“線”和“地”接線端子短路，輕輕搖動(dòng)手柄

35、，看指針是否指“0” 。如果指針指示不對(duì)，則需修理后再使用。 3、注意安全1）不可在設(shè)備帶電的情況下測(cè)量其絕緣電阻；2）對(duì)有電容的高壓設(shè)備，在其停電后，應(yīng)先驗(yàn)電，還必須進(jìn)行充分放電后方可測(cè)絕緣電阻；3）用搖表搖過的設(shè)備也要及時(shí)放電；4）搖測(cè)絕緣時(shí)應(yīng)戴上絕緣手套；5）雷雨天，禁止對(duì)設(shè)備進(jìn)行搖測(cè)絕緣電阻。 4、表的接線端子連接22 一般測(cè)量時(shí)，被測(cè)電阻接在“線” （L）和“地” （E）端子間。測(cè)量表面泄漏電流比較大的設(shè)備時(shí)，以電纜為例，除了表面擦拭干凈外，應(yīng)將電纜線芯接“線” 、電纜外皮接“地” 、電纜絕緣表面層接“屏”端子。這樣表面泄漏電流就不經(jīng)表頭而經(jīng)“屏”端子，從而消除表面泄漏電流的影響，達(dá)

36、到測(cè)量的準(zhǔn)確性。另外，連接線一定要絕緣良好，否則，會(huì)影響測(cè)量絕緣電阻值。當(dāng)連接線較長(zhǎng)時(shí)，還要將連接線固定好，避免發(fā)生連接線碰到其它的帶電設(shè)備上，造成短路事故。 5、手搖發(fā)電機(jī)的操作 開始測(cè)量時(shí)，手搖速度應(yīng)該慢些，以防被測(cè)絕緣損壞或有短路時(shí)，造成搖表的損壞。測(cè)量時(shí)，要求轉(zhuǎn)速達(dá)到 120r/min，且要保持勻速，否則，發(fā)電機(jī)的電壓過低，將影響測(cè)量結(jié)果。 6、讀數(shù) 讀數(shù)要等指針穩(wěn)定指示時(shí)才讀，否則，會(huì)由于電容電流、吸收電流影響測(cè)量的結(jié)果。如果由于某些大型設(shè)備的電容較大，指針一直穩(wěn)定不下來，則取 60s 后的讀數(shù)。另外，由于兆歐表是無定位的表，所以表要放平，否則也會(huì)帶來讀數(shù)的誤差。 7、測(cè)量結(jié)果的的比

37、較與換算 為了比較，將測(cè)量結(jié)果換算至前次測(cè)量或廠家測(cè)量溫度下的數(shù)值。其換算公式如下 1016 . 1tTTtRR式中 換算到時(shí)的絕緣電阻值（M） ；tRCt 時(shí)所測(cè)量的絕緣電阻值（M） ；TRCT在測(cè)量絕緣電阻時(shí)的溫度（） ；TC換算的溫度（） 。 tC第五章第五章 發(fā)電機(jī)相關(guān)知識(shí)發(fā)電機(jī)相關(guān)知識(shí)一、同步發(fā)電機(jī)的分類一、同步發(fā)電機(jī)的分類同步發(fā)電機(jī)因用途不同，結(jié)構(gòu)也相差甚大，一般可按其原動(dòng)機(jī)的類型、本體結(jié)構(gòu)和安裝方式進(jìn)行分類。（1）按原動(dòng)機(jī)的類別，同步發(fā)電機(jī)可分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)及柴油發(fā)電機(jī)等。（2）按冷卻介質(zhì)，可分為空氣冷卻、氫氣冷卻和水冷卻等。（3）按主軸安裝方式，可分為臥

38、式安裝和立式安裝等。（4）按本體結(jié)構(gòu)，可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式等。同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要是由原動(dòng)機(jī)的特性決定的。如汽輪發(fā)電機(jī)，由于轉(zhuǎn)速高達(dá) 3000r/min，故極對(duì)數(shù)少，轉(zhuǎn)子采用隱極式，臥式安裝；水輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速（一般在 750 及 r/min 以下）故其極對(duì)數(shù)多，轉(zhuǎn)子采用凸極式，立式安裝。二、發(fā)電機(jī)的型號(hào)二、發(fā)電機(jī)的型號(hào)23發(fā)電機(jī)的型號(hào)表示該臺(tái)發(fā)電機(jī)的類型和特點(diǎn)。我國發(fā)電機(jī)型號(hào)的現(xiàn)行標(biāo)注法采用漢語拼音法。下面是幾個(gè)常用符號(hào)的意義： T（位于第一字） 同步；Q（位于第一或第二字） 氣輪機(jī)；Q（位于第三字） 氫冷；F 發(fā)電機(jī)；N 氫內(nèi)冷；S 或 SS 水冷；W無刷勵(lì)磁。例如：TQN 表示

39、氫內(nèi)冷同步汽輪發(fā)電機(jī)；QFS 表示水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)；QFQS 表示定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵心氫冷的汽輪發(fā)電機(jī)。我公司的 QFW-60-2 為無刷勵(lì)磁汽輪發(fā)電機(jī)（功率為60MW；極數(shù)為 2）三、同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)三、同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)為使發(fā)電機(jī)按設(shè)計(jì)技術(shù)條件運(yùn)行，在發(fā)電機(jī)出廠時(shí)都在其銘牌上標(biāo)注出額定技術(shù)數(shù)據(jù)。這些額定技術(shù)數(shù)據(jù)主要有：（1 1）額定容量）額定容量：是指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率，用 KVA 或 MVA 表示；（2 2）額定功率）額定功率：是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，用 KW 或 MW 表示；（3 3）額定定子電壓）額定定子電壓：指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)

40、條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組出線端的額定線電壓，用 KV 表示；（4 4）額定定子電流）額定定子電流：指發(fā)電機(jī)定子繞組出線的額定線電流，用 A 表示；（5 5）額定功率因數(shù)）額定功率因數(shù)：指發(fā)電機(jī)在額定功率下運(yùn)行時(shí)，定子電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值，即值；cos（6 6）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速：指正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用 r/min（每分鐘轉(zhuǎn)速）表示。我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均為 3000r/min；（7 7）額定頻率）額定頻率：我國電網(wǎng)的額定頻率為 50HZ（即每分鐘 50 周） ；（8 8）額定勵(lì)磁電壓）額定勵(lì)磁電壓：指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流達(dá)到額定值時(shí)，額定出力運(yùn)行在穩(wěn)定溫度時(shí)的勵(lì)磁電壓，用

41、V 或 KV 表示；（9 9）額定勵(lì)磁電流）額定勵(lì)磁電流：指發(fā)電機(jī)在額定出力時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通過的勵(lì)磁電流，用 A 或 KA 表示；(10)(10)額定溫度額定溫度：指發(fā)電機(jī)在額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最高允許溫度（） ；C(11)(11)效率：效率：指發(fā)電機(jī)輸出與輸入能量之比百分值，一般額定效率在 93%98%之間。四、發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)四、發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)4.14.1 定子定子 汽輪發(fā)電機(jī)的定子由機(jī)座、定子鐵芯和定子繞組三部分組成。 4.1.1 機(jī)座 汽輪發(fā)電機(jī)的機(jī)座一般都是用鋼板焊接而成，除了使用、安裝、運(yùn)輸方便外，還需要有足夠的強(qiáng)度和鋼度。機(jī)座是支撐和固定鐵芯及繞組等部件用的。整個(gè)轉(zhuǎn)子也通過它安裝、固

42、定在基礎(chǔ)上。此外，它還要求有足夠的通風(fēng)裝置。 4.1.2 定子鐵芯(電樞鐵芯) 同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯呈圓環(huán)形。在它的內(nèi)圓部分有放置線圈的槽。為了減少同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的損耗和發(fā)熱，定子鐵芯用硅鋼片疊成，一般采用 0.35mm 厚的無取向冷軋硅鋼片，并兩面涂有絕緣層。24 4.1.3 定子繞組(電樞繞組) 定子繞組是由嵌在定于鐵芯槽內(nèi)的許多線圈按一定規(guī)律連接而成。定子線圈的兩條邊放在鐵芯槽內(nèi)的部分叫做“直線部分” ，它是能切割磁力線而感應(yīng)電勢(shì)的，因而也叫“有效邊” ；鐵芯槽外部連接兩直線部分不切割磁力線的導(dǎo)體稱為線圈的端接部分，簡(jiǎn)稱端部。另外，絕緣也是定子線圈的一個(gè)重要組成部分。4.24.2 轉(zhuǎn)子

43、轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、護(hù)環(huán)、滑環(huán)以及風(fēng)扇等部件組成。 4.2.1 轉(zhuǎn)子鐵芯 汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯既要有良好導(dǎo)磁性能，又要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，是汽輪發(fā)電機(jī)的最關(guān)鍵部件之一，一般采用整塊鋼錠鍛制而成。鐵芯的材料采用鉻鉬或鉻鉬鎳合金鋼。在鐵芯上設(shè)有兩邊對(duì)稱的槽，槽與槽之間的部分叫做齒，有大齒和小齒。槽中安放轉(zhuǎn)子線圈。 4.2.2 轉(zhuǎn)子繞組(勵(lì)磁繞組) 轉(zhuǎn)子繞組由冷拉含銀銅排制成線圈，轉(zhuǎn)子繞組就是將所有轉(zhuǎn)子槽中的線圈連接起來，兩頭將繞組引出，連接到滑環(huán)上。其中轉(zhuǎn)子線圈絕緣也是一個(gè)重要部分。4.2.3 護(hù)環(huán)和中心環(huán) 護(hù)環(huán)是一個(gè)厚壁金屬圓筒，用來保護(hù)轉(zhuǎn)子繞組的端部，使其緊密地壓在護(hù)環(huán)與

44、轉(zhuǎn)軸之間，不會(huì)因?yàn)殡x心力而甩出。而中心環(huán)則用來支持護(hù)環(huán)，并阻止轉(zhuǎn)子繞組端部沿軸向移動(dòng)。 4.2.4 其它部件風(fēng)扇是供發(fā)電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)用的，一般裝在轉(zhuǎn)子兩側(cè)。旋轉(zhuǎn)二極管的作用是將外部通入的交流電通過它轉(zhuǎn)變成直流電而進(jìn)入到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組。五、同步發(fā)電機(jī)的工作原理五、同步發(fā)電機(jī)的工作原理同步發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。所謂電磁感應(yīng)就是導(dǎo)體切割磁力線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，將導(dǎo)體連接成閉合回路，就有電流通過的現(xiàn)象。 導(dǎo)體鑲嵌在鐵芯的槽里，鐵芯是固定不動(dòng)的稱為定子(靜子)。磁極是轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為轉(zhuǎn)子。它是由勵(lì)磁繞組和鐵芯組成的。勵(lì)磁繞組通過滑環(huán)與外部勵(lì)磁回路相連，定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)的基本組

45、成部分。 那么，三相交流電是如何產(chǎn)生的呢那么，三相交流電是如何產(chǎn)生的呢? ?直流電通入轉(zhuǎn)子繞組后，就產(chǎn)生了穩(wěn)恒的磁場(chǎng)，沿定子鐵芯內(nèi)圓，每相隔 120 度。分別安放著三相繞組 AX、BY、CZ。當(dāng)轉(zhuǎn)子被汽輪機(jī)拖動(dòng)以 3000rpm 旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組便切割磁力線，就在其中感應(yīng)出電勢(shì)來，感應(yīng)電勢(shì)的方向可由右手定則來確定。由于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以定子繞組切割磁力線的方向不斷變化，在其中感應(yīng)的電勢(shì)方向就不斷變化，因而形成交變電勢(shì)即交流電勢(shì)。 交流電勢(shì)的額定頻率為 f，它決定于發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù) P 和轉(zhuǎn)速 n，其計(jì)算公式為：f= pn60(Hz)。我國規(guī)定交流電的頻率為 50HZ，即：P=1 n=

46、3000rpm。 交流電勢(shì)的相位關(guān)系：轉(zhuǎn)子以 3000rpm 轉(zhuǎn)速不停地旋轉(zhuǎn) A、B、C 三相繞組先后切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線，所以三相繞組中電勢(shì)的相位是不同的，因?yàn)槎ㄗ永@組在安放時(shí)，空間角度相差 120 度，相序?yàn)?5ABC。何為同步呢?當(dāng)發(fā)電機(jī)并列帶負(fù)荷后，三相繞組中的定子電流(電樞電流)將合成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，交流磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子同速度、同方向旋轉(zhuǎn)，這就叫同步。第六章第六章 變壓器的相關(guān)知識(shí)變壓器的相關(guān)知識(shí)一、變壓器的分類一、變壓器的分類 變壓器的種類很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來進(jìn)行分類。按用途分類，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠

47、用變壓器） 、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器） 、特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器和電焊變壓器等） 。按繞組數(shù)目分類，可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分類，可分為心式變壓器和殼式變壓器。按相數(shù)分類，可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式） 、干式變壓器、充氣式變壓器。電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為 10KVA630KVA） 、中型變壓器（容量為800KVA6300KVA） 、大型變壓器（容量為 8000KVA6300

48、0KVA）和特大型變壓器（容量為 90000KVA 及以上） 。二、變壓器的概述二、變壓器的概述變壓器是發(fā)電廠和變電所的重要元件之一.為了減小電能傳輸過程不必要的損耗需要利用變壓器提高電壓等級(jí),而在用戶又需要利用變壓器將系統(tǒng)輸送來的高壓電能降低到用戶所需要的電壓等級(jí),所以在電力系統(tǒng)中變壓器在傳輸和分配電能上是不可缺少的元件.按變壓器的結(jié)構(gòu)可將變壓器制成三相的也可制成單相的，但一臺(tái)三相變壓器比三臺(tái)單相變壓器組成的變壓器組,其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要好得多,所以,單相變壓器只用于容量很大,制造和運(yùn)輸困難的場(chǎng)合.我公司變壓器多數(shù)采用三相變壓器。變壓器可制成雙繞組的,也可制成三繞組的,少數(shù)有四繞組的,這可根據(jù)用戶和

49、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求制成.目前，我公司變壓器均采用雙繞組變壓器。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備,它是依據(jù)電磁感應(yīng)原理把某種電壓和電流值,變?yōu)橥活l率的另一種或幾種電壓和電流值.三、變壓器的型號(hào)：三、變壓器的型號(hào)：變壓器的型號(hào)、規(guī)格一般由文字符號(hào)和數(shù)字按以下方式表示。12345/6其表示的意義為：1相數(shù)：D單相（在末位時(shí)表示移動(dòng)式） ；S三相；O自耦變壓器；（在型號(hào)首位表示降壓，在末位表示升壓） ；G干式（一般不表示） ；F分裂變壓器；C干式澆注式絕緣；X表示消弧繞組。262冷卻方式：F油浸風(fēng)冷式；J油浸自冷；W水冷式；P強(qiáng)迫油循環(huán)；D強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)等。3L鋁繞組（銅繞組不表示）或防雷；Z有載調(diào)壓（無勵(lì)磁

50、調(diào)壓不表示） ；S三繞組（雙繞組不表示） 。4設(shè)計(jì)序號(hào)。5額定容量（KVA） 。6高壓繞組額定電壓（KV） 。另外，在型號(hào)后可加注防護(hù)類型代號(hào)，如 TH 為濕熱帶，TA 為干熱帶等。四、變壓器的技術(shù)參數(shù)：四、變壓器的技術(shù)參數(shù)：額定容量額定容量：變壓器在額定電壓、額定電流時(shí)連續(xù)運(yùn)行所能輸送的容量。用 KVA 或 MVA 表示；額定電壓額定電壓：變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行所能承受的工作電壓。用 KV 表示；額定電流額定電流：變壓器允許長(zhǎng)期通過的工作電流。用 A 表示；空載損耗空載損耗：變壓器二次開路在額定電壓時(shí)，變壓器鐵心所產(chǎn)生的損耗。用 KW 表示；短路損耗短路損耗：將變壓器的二次繞組短路，流經(jīng)一次繞組的

51、電流為額定電流時(shí)，變壓器繞組導(dǎo)體所消耗的功率。用 KW 表示；阻抗電壓阻抗電壓：將變壓器二次繞組短路，使一次側(cè)電壓逐漸升高，當(dāng)二次繞組的短路電流達(dá)到額定值時(shí)，此時(shí)一次側(cè)電壓與額定電壓比值百分?jǐn)?shù)，即是阻抗電壓。五、變壓器的構(gòu)造：五、變壓器的構(gòu)造：變壓器由器身、油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置、出線裝置和變壓器油等部分組成。其中，器身包括鐵心、繞組、絕緣、引線及分接開關(guān)；油箱包括油箱本體及附件；冷卻裝置包括軸流風(fēng)機(jī)、散熱器或冷卻器等；保護(hù)裝置包括儲(chǔ)油柜、油表、防爆管、吸濕器、測(cè)溫元件、凈油器、繼電器等；出線裝置包括高、中、低壓套管等。下面分析各部件的作用：（1 1）鐵心）鐵心：變壓器的鐵心是磁力線的通路，

52、起集中和加強(qiáng)磁通的作用，同時(shí)用以支持繞組。（2 2）繞組）繞組：變壓器的繞組是電流的通路，靠繞組通入電流，并利用電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（3 3）油箱）油箱：油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器主體放在油箱中，箱內(nèi)充滿變壓器油。（4 4）油枕）油枕：油枕也叫輔助油箱或儲(chǔ)油柜，其容積一般為變壓器油箱所裝油體積的 8%10%。其作用是變壓器內(nèi)部充滿油，而由于油枕內(nèi)油位在一定限度，當(dāng)油在不同溫度下膨脹和收縮時(shí)有回旋余地，并且油枕內(nèi)空余的位置小，使油和空氣接觸得少，減少了油受潮和氧化的可能性，另外，儲(chǔ)油柜內(nèi)的油比油箱上部的油溫低得多，幾乎不和油箱內(nèi)的油發(fā)生對(duì)流。（5 5）瓦斯繼電器）瓦斯繼電器：用來反

53、映變壓器的內(nèi)部故障。（6 6）防爆管（壓力釋放閥）防爆管（壓力釋放閥）：防爆管安裝在變壓器的油箱蓋上。其作用是當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，產(chǎn)生高壓，油里面的氣體便沖破玻璃管（或壓力釋放閥）排到油箱外，釋放壓力，從而保護(hù)變壓器油箱不被破壞。（7 7） 呼吸器呼吸器：呼吸器內(nèi)裝有干燥劑即硅膠，用來吸收空氣中的水分。27（8 8）溫度計(jì)）溫度計(jì)：溫度計(jì)的測(cè)點(diǎn)安裝在油箱蓋上的測(cè)溫筒內(nèi)，用來測(cè)量油箱內(nèi)的上層油溫。（9 9）套管）套管：套管是將變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。它既是引線對(duì)地（外殼）的絕緣，又擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。（1010）冷卻裝置）冷卻裝置：冷卻裝置是將變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量

54、散發(fā)出去的設(shè)備。（1111）凈油器）凈油器：又稱溫差濾過器。它的主要部分是用鋼板焊成的圓筒形浸油罐，安裝在變壓器油箱的一側(cè)，罐內(nèi)充滿硅膠、活性氧化鋁等吸附劑。在運(yùn)行中，由于上層油和下層油之間的溫差，于是變壓器油從上向下流動(dòng)經(jīng)過浸油器形成對(duì)流，油與吸附劑接觸，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到凈化。延長(zhǎng)油的使用壽命。強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的凈油器是靠油流壓差使變壓器油流經(jīng)凈油泵，達(dá)到凈化的目的。 六、變壓器的工作原理六、變壓器的工作原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的，其結(jié)構(gòu)主要部分是兩個(gè)（或兩個(gè)以上）互相絕緣的繞組，套在一個(gè)共同的鐵心上，兩個(gè)繞組之間通過磁場(chǎng)而耦合，但在電的方面沒有任何

55、的聯(lián)系，能量的轉(zhuǎn)換以磁場(chǎng)為媒介。在兩個(gè)繞組中，把接到電源的一個(gè)稱為一次繞組，而把接到負(fù)載的一個(gè)稱為二次繞組。當(dāng)一次繞組接到交流電源時(shí)，在外施電壓的作用下，一次繞組中通過交流電流，并在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，其頻率和外施電壓的頻率一致，這個(gè)交變磁通同時(shí)交鏈著一次、二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通在一、二次繞組感應(yīng)出相同頻率的電動(dòng)勢(shì)，二次繞組有了電動(dòng)勢(shì)便向負(fù)載輸出電能，實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。 利用一次、二次繞組匝數(shù)的不同及不同的繞組連接法，可使一、二次繞組有不同的電壓、電流和相數(shù)。第七章第七章 電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)一、電機(jī)的主要類型：一、電機(jī)的主要類型：按功能分為：1） 發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為

56、電能；2） 電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；3） 變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器分別用于改變電能的電壓、頻率、電流及相位；4） 控制電機(jī)作為自控系統(tǒng)中的元件。按實(shí)際結(jié)構(gòu)分為：同步電機(jī)換的機(jī)電裝置是實(shí)現(xiàn)電能或電訊號(hào)轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)交流電機(jī)直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)遞的電磁裝置是實(shí)現(xiàn)電能或電訊號(hào)傳變壓器電機(jī)二、異步電動(dòng)機(jī)概述二、異步電動(dòng)機(jī)概述異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子間無直接接觸，也沒有電的聯(lián)系，靠電磁感應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，故稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總在同步電動(dòng)機(jī)以下，故又稱異步電動(dòng)機(jī)。完整的名稱應(yīng)為感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)。28異步電動(dòng)機(jī)有公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)，和其它各種機(jī)械相比，它的構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉，已獲得最廣泛的應(yīng)用

57、。同時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)也有一些缺點(diǎn)：a、它的轉(zhuǎn)速不易調(diào)節(jié)，但是大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求并不高，所以異步電動(dòng)機(jī)適用于轉(zhuǎn)速為基本不變的負(fù)載。例如電廠中的風(fēng)機(jī)、水泵、管道閥門等。b、普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性不好，為了改善啟動(dòng)特性，較大容量的電動(dòng)機(jī)采用繞線式。c、它的激磁電流必須由電網(wǎng)供給，且功率因數(shù)總是滯后的，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。異步電動(dòng)機(jī)雖有上述缺點(diǎn)，但均能設(shè)法得到部分改善。因而各行各業(yè)無一不大量使用異步電動(dòng)機(jī)。三、電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：三、電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：Y 鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)；YR 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)；YK 大型高速（快速）異步電動(dòng)機(jī)；YRK大型繞線轉(zhuǎn)子高速（快速）異步電動(dòng)機(jī)；四、電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)：四

58、、電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)：1）額定功率額定功率：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，由軸端輸出的機(jī)械功率，單位為 KW；2）額定電壓額定電壓：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓，單位為 V；3）額定頻率額定頻率：指外加電壓的頻率。我國電網(wǎng)頻率為 50HZ，故國內(nèi)用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定頻率為 50HZ；4）額定電流額定電流：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定功率輸出時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入的線電流，單位為 A；5）額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定功率輸出時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；6）定子繞組接法定子繞組接法：表示在額定電壓下，電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式，例如：定子繞組接成 Y 形或形。若電壓

59、不變，而把定子繞組接線接錯(cuò)，則電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀。此外，銘牌上還標(biāo)出了定子相數(shù)、絕緣等級(jí)、工作方式和允許溫升，對(duì)繞線型轉(zhuǎn)子還將標(biāo)明轉(zhuǎn)子繞組接法、轉(zhuǎn)子電壓（指定子施加額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的線電壓）和額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子線電流等數(shù)據(jù)。五、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)五、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)有一個(gè)固定的部分叫定子。有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的部分叫轉(zhuǎn)子。由這兩個(gè)部分再加上外殼、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等輔助部分所組成。三相異步電動(dòng)機(jī)是異步電動(dòng)機(jī)最通用的形式。其定子繞組有三相對(duì)稱的繞組，當(dāng)有對(duì)稱的三相電流通入時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子三相繞組的繞結(jié)有三種形式：a、同心式繞組，b、鏈?zhǔn)嚼@組，c、交叉式繞組。容量小的電動(dòng)機(jī)

60、采用單層繞組，容量大的采用雙層繞組。異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心是在內(nèi)圓周上沖有齒和槽的空心圓筒形鐵芯。定子是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。內(nèi)有交變的磁場(chǎng)，為了減小磁滯和渦流損耗。定子鐵芯由 0.5 毫米厚的硅鋼片迭成，定子鐵芯內(nèi)圓周上的槽一般有三種形式：a、半閉口槽，b、開口槽，c、半開口槽。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組組成閉路，不和定子繞組相聯(lián)接。轉(zhuǎn)子繞組有兩種形式：a、鼠籠繞組，b、繞線式繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯通常利用定子鐵心套裁下來的同一規(guī)格材料迭成，轉(zhuǎn)子鐵芯的外層有槽，轉(zhuǎn)子繞組就在槽內(nèi)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組去掉鐵芯后就象一個(gè)鼠籠一樣，故稱鼠籠電動(dòng)機(jī)。六、電動(dòng)機(jī)的工作原理六、電動(dòng)機(jī)的工作原理29感應(yīng)電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)。其定子