電器的定義、分類與典型結(jié)構(gòu)

1、電器的定義、分類與典型結(jié)構(gòu)電器的定義、分類與典型結(jié)構(gòu)一、電器的定義一、電器的定義 電器電器- - -用用于控制電路或?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換及于控制電路或?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換及檢測(cè)電參數(shù)的硬件設(shè)備或裝置檢測(cè)電參數(shù)的硬件設(shè)備或裝置。 凡凡是根據(jù)外部指令或預(yù)定的功能，自動(dòng)或手動(dòng)、是根據(jù)外部指令或預(yù)定的功能，自動(dòng)或手動(dòng)、連續(xù)或斷續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象連續(xù)或斷續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、檢測(cè)和能量變換的電氣設(shè)備都屬電器的切換、控制、檢測(cè)和能量變換的電氣設(shè)備都屬電器的范疇的范疇。二、電器的分類二、電器的分類 我們一般把強(qiáng)電領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題稱之電氣工程，而我們一般把強(qiáng)電領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題稱之

2、電氣工程，而把弱電領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題稱之電子工程，電器是強(qiáng)電把弱電領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題稱之電子工程，電器是強(qiáng)電領(lǐng)域的概念，因此可以說(shuō)電氣工程領(lǐng)域的硬件都屬領(lǐng)域的概念，因此可以說(shuō)電氣工程領(lǐng)域的硬件都屬電器的范疇，電器是電氣工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。電器的范疇，電器是電氣工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。( (電機(jī)、電機(jī)、變壓器、輸電線、電光電熱等單列變壓器、輸電線、電光電熱等單列) ) 我們把用于功率控制的電力電子裝置作為廣義的電我們把用于功率控制的電力電子裝置作為廣義的電器對(duì)待，因?yàn)殡娖鞯闹悄芑瘜⒃絹?lái)越依賴電力電子器對(duì)待，因?yàn)殡娖鞯闹悄芑瘜⒃絹?lái)越依賴電力電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一般按工作職能和使用領(lǐng)域分類一般按工作職能和使用領(lǐng)域分

3、類 高壓電器高壓電器額定工作電壓在額定工作電壓在1 1kVkV以上，主要用以上，主要用于電力系統(tǒng)，少量用于脈沖功率技術(shù)和特種電源于電力系統(tǒng)，少量用于脈沖功率技術(shù)和特種電源中。一般包括：斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、避中。一般包括：斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、避雷器、互感器與電抗器等雷器、互感器與電抗器等二、電器的分類二、電器的分類 低壓與家用電器低壓與家用電器額定工作電壓在額定工作電壓在1 1kVkV以下，以下，主要用于電力拖動(dòng)和家庭電氣設(shè)施，包括：斷路主要用于電力拖動(dòng)和家庭電氣設(shè)施，包括：斷路器、接觸器、組合（自動(dòng)）開(kāi)關(guān)、低壓熔斷器、器、接觸器、組合（自動(dòng)）開(kāi)關(guān)、低壓熔斷器、低壓避雷器、磁力啟動(dòng)器

4、，家用電熱、制冷、電低壓避雷器、磁力啟動(dòng)器，家用電熱、制冷、電動(dòng)工具和照明等動(dòng)工具和照明等二、電器的分類二、電器的分類 測(cè)測(cè)量量電器電器電量電量傳感器（包括電流互感傳感器（包括電流互感/ /傳感傳感器，電壓互感器，電壓互感/ /傳感器），非電量（輸出為電量傳感器），非電量（輸出為電量的）傳感器的）傳感器 能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電器電器高壓高壓電容器、電抗器、電磁鐵，電容器、電抗器、電磁鐵，電熱、電聲、電光電機(jī)等電熱、電聲、電光電機(jī)等。 特種特種電器電器礦礦用電器、航空、艦船與鐵道電用電器、航空、艦船與鐵道電器器 二、電器的分類二、電器的分類我們可用執(zhí)行通斷任務(wù)時(shí)的轉(zhuǎn)換深度我們可用執(zhí)行通斷任務(wù)時(shí)的轉(zhuǎn)換

5、深度 h來(lái)描述：來(lái)描述： - - h =Rh =Ro o/R/Rc c； 電器開(kāi)路阻抗電器開(kāi)路阻抗/ /閉合阻抗閉合阻抗 有觸點(diǎn)電器有觸點(diǎn)電器: : h=h=101010-1410-14 無(wú)觸點(diǎn)電器無(wú)觸點(diǎn)電器: :h=h=10104-74-7 電力系統(tǒng)中的高、低壓電器以開(kāi)關(guān)電器為主；電力系統(tǒng)中的高、低壓電器以開(kāi)關(guān)電器為主； 開(kāi)關(guān)電器中又以斷路器為主要的和典型開(kāi)關(guān)電器中又以斷路器為主要的和典型的研究對(duì)象，工作條件最苛刻，以三相交流電源為的研究對(duì)象，工作條件最苛刻，以三相交流電源為主。主。 從產(chǎn)業(yè)分工和結(jié)構(gòu)方面，我們還可以把從產(chǎn)業(yè)分工和結(jié)構(gòu)方面，我們還可以把電器分為電器元件和成套電器，后者一般要結(jié)

6、合純電器分為電器元件和成套電器，后者一般要結(jié)合純電子控制裝置組成一個(gè)功能系統(tǒng)，實(shí)際上已成為廣電子控制裝置組成一個(gè)功能系統(tǒng)，實(shí)際上已成為廣義的電器了。義的電器了。三、電器的典型結(jié)構(gòu)三、電器的典型結(jié)構(gòu)1 1）高壓開(kāi)關(guān)電器）高壓開(kāi)關(guān)電器 高壓斷路器是最典型的高壓開(kāi)關(guān)電器，作為短路保護(hù)可以分?jǐn)鄮兹f(wàn)安培的短路電流。典型的真空斷路器由滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、框架和輔助開(kāi)關(guān)等組成。滅弧室由彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)作指令由開(kāi)關(guān)柜上的繼電保護(hù)系統(tǒng)給出，開(kāi)關(guān)上的若干組輔助觸點(diǎn)可反映開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，并可供外部電路使用。 真空滅弧室是開(kāi)關(guān)的核心，當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)接到指令開(kāi)始分閘操作時(shí)，處于閉合狀態(tài)的真空滅弧室觸頭分離拉出電弧，在交

7、變電流零點(diǎn)時(shí)電弧熄滅，完成電路分?jǐn)喙δ?。真空斷路?12kV系列1 1）高壓開(kāi)關(guān)電器）高壓開(kāi)關(guān)電器 真空開(kāi)關(guān)對(duì)其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求嚴(yán)格，隨時(shí)準(zhǔn)備動(dòng)作，決不允許拒動(dòng)或誤動(dòng)，一般采用儲(chǔ)能的方式排除其能源故障帶來(lái)的隱患。目前中壓領(lǐng)域最新進(jìn)展是永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以與電子計(jì)算機(jī)控制匹配達(dá)到很高的時(shí)間控制精度，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作相位控制，因之也稱作電子操動(dòng)。1 1）高壓開(kāi)關(guān)電器）高壓開(kāi)關(guān)電器開(kāi)關(guān)的框架主要應(yīng)有絕緣方面的保證，固定處于高電位的滅弧室。此外還 附加有進(jìn)行自診斷裝置，有的高壓開(kāi)關(guān)整體封閉在一個(gè)絕緣氣體柜內(nèi)。2 2）低壓開(kāi)關(guān)電器）低壓開(kāi)關(guān)電器 塑殼空氣開(kāi)關(guān)是典型的低壓電器，一般由滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、骨架和外殼

8、以及過(guò)流脫扣裝置等組成。以前低壓系統(tǒng)大量使用各種熔斷器，塑殼開(kāi)關(guān)中有過(guò)流保護(hù)脫扣裝置，各分支可以省去熔斷器，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。 塑殼斷路器采用了先進(jìn)的滅弧系統(tǒng)，使開(kāi)關(guān)利用電弧自身能量分割成許多小段，很容易在短路電流達(dá)到峰值前將其熄滅，從而使實(shí)際電弧的電流峰值和能量遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到預(yù)期值，我們稱之限流開(kāi)斷。 限流的最大意義在于，降低了整個(gè)系統(tǒng)可能承受的電流極限，在系統(tǒng)電動(dòng)力和熱穩(wěn)定方面有了更好的保證。此外由于實(shí)際承受的電弧能量較小，滅弧室的體積也可以做的較小，這是限流斷路器的又一優(yōu)越性。 低壓斷路器3 3）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器 目前電力系統(tǒng)中最典型的測(cè)量電器是各種電流互感器和電壓互感器。

9、功率計(jì)量主要的計(jì)算測(cè)得的電流和電壓。 電力系統(tǒng)用的電流互感器也稱Ct，其一般結(jié)構(gòu)是在環(huán)型鐵心上繞一定匝數(shù)的二次線圈，主電流穿過(guò)環(huán)型線圈視作單匝的一次線圈。低壓互感器與高壓互感器的結(jié)構(gòu)基本一致，只是一次和二次線圈之間的絕緣水平的差異。 3 3）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器 新型測(cè)量電器也在向智能化方向發(fā)展，稱之智能檢測(cè)，所用硬件有本質(zhì)上的改變：能量需求大大降低，數(shù)字輸出，本身自診斷等。能量轉(zhuǎn)換電器范圍很廣，實(shí)際上電機(jī)是應(yīng)用最廣的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，但它的研究已自成體系，成為專門(mén)的學(xué)科。3 3）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器）測(cè)量與能量轉(zhuǎn)換電器除電機(jī)以外的電磁（機(jī)械）、電熱、電光、電聲等雖然都有自己專門(mén)領(lǐng)域，但都仍屬于電器范疇。這部分器件直接與人們的日常生活相關(guān)，與電能的使用相關(guān)，是我們電氣工程的邊界，是我們必須掌握的知識(shí)。如電熱器：直接歐姆熱、渦流效應(yīng)（電磁灶）、中頻加熱、微波加熱、電弧爐、等離子體焚燒等等。4 4）家用電器）家用電器 隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，家用電器的用電量在電能消耗中的比例越來(lái)越大，反映了家用電器的使用量的急劇增加。雖然其內(nèi)涵主要是上述能量轉(zhuǎn)換電器，但更多的結(jié)合了電子技術(shù)，技術(shù)含量越來(lái)越高。因此，有必要把它們單列一類，進(jìn)行分析研究。當(dāng)然，現(xiàn)代高檔的音像設(shè)備和太陽(yáng)能設(shè)備、電動(dòng)車(chē)等，主要是相關(guān)領(lǐng)域的研究對(duì)象，只在家電中歸類。 5 5）成套電器和電