新員工電氣知識培訓課件

新員工電氣知識培訓課件第一頁，共123頁。CUCC2、電氣設(shè)備的分類：

（1）、發(fā)電設(shè)備

（2）、電力傳輸設(shè)備（3）、用電（負荷）設(shè)備（4）、控制設(shè)備電氣設(shè)備第二頁，共123頁。第一節(jié)發(fā)電設(shè)備

CUCC一、發(fā)電設(shè)備：將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置。

二、常用產(chǎn)生電能的方法：1、動能轉(zhuǎn)換為電能2、熱能轉(zhuǎn)換為電能3、核能轉(zhuǎn)換為電能4、化學能轉(zhuǎn)換為電能5、太陽能轉(zhuǎn)換為電能電能的產(chǎn)生第三頁，共123頁。CUCC二、常用產(chǎn)生電能的方法：1、動能轉(zhuǎn)換為電能A、水力發(fā)電：水力發(fā)電利用的水能主要是蘊藏于水體中的位能。它是由建筑物來集中天然水流的落差，形成水頭，并以水庫匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量；基本設(shè)備是水輪發(fā)電機組。當水流通過水輪機時，水輪機受水流推動而轉(zhuǎn)動，水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，將機械能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)過變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶。優(yōu)點：水能為自然界的再生性能源，隨著水文循環(huán)，可重復再生利用。水力發(fā)電在運行中不消耗燃料,運行管理費和發(fā)電成本遠比燃煤電站低。水力發(fā)電在水能轉(zhuǎn)化為電能的過程中不發(fā)生化學變化，不排泄有害物質(zhì)，對環(huán)境影響小，因此水力發(fā)電所獲得的是一種清潔的能源。缺點：一次性投入大，易受干旱影響。

中小水電站一般理想轉(zhuǎn)化率只有60%-65%

電能的產(chǎn)生第四頁，共123頁。CUCC水力發(fā)電原理電能的產(chǎn)生第五頁，共123頁。CUCC水力發(fā)電機械能電能電能的產(chǎn)生第六頁，共123頁。CUCC三峽大壩：世界最大水利工程，年發(fā)電量為846.9億千瓦時

電能的產(chǎn)生第七頁，共123頁。CUCCB、機械能發(fā)電常見的有汽油、柴油發(fā)電機汽車發(fā)電機電能的產(chǎn)生第八頁，共123頁。CUCCC、風力發(fā)電機：單機容量為0.25KW～2.5MW電能的產(chǎn)生第九頁，共123頁。CUCC2、熱能轉(zhuǎn)換為電能

A、火力發(fā)電：利用煤、石油、天然氣作為燃料發(fā)電，基本生產(chǎn)過程:燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成高溫、高壓水蒸汽（將燃料的化學能轉(zhuǎn)變成熱能），蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)（熱能轉(zhuǎn)換成機械能），然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能?；鹆Πl(fā)電的效率<0.4

缺點：效率低能源利用率低污染嚴重能源、水資源消耗巨大

電能的產(chǎn)生第十頁，共123頁。CUCCB、地熱轉(zhuǎn)換為電能

地熱發(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術(shù)。其基本原理與火力發(fā)電類似，也是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，首先把地熱能轉(zhuǎn)換為機械能，再把機械能轉(zhuǎn)換為電能。地熱發(fā)電實際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程或稱為地熱發(fā)電，效率為0.064-0.18.地熱能是來自地球深處的可再生熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水深處的循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能的儲量比人們所利用的能量總量還要多，大部分集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶。地熱能不但是無污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過補充的速度，那么地熱發(fā)電，熱能還是可再生的。

相對于風能、太陽能等可再生能源，地熱是唯一不受天氣、季節(jié)變化影響的可再生能源，地熱最大的優(yōu)勢在于其穩(wěn)定性、連續(xù)性和利用率高，無污染，無能源消耗。

中國第一大地熱發(fā)電站西藏羊八井地熱電站是中國地熱發(fā)電的典型，我國的地熱發(fā)電利用比較落后，主要原因是人力資源匱乏。電能的產(chǎn)生第十一頁，共123頁。CUCC3、核能轉(zhuǎn)換為電能

利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。核能發(fā)電核能內(nèi)能機械能電能電能的產(chǎn)生第十二頁，共123頁。CUCC3、核能轉(zhuǎn)換為電能

優(yōu)點：

1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。

2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。

3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途。

4.核燃料能量密度比起化石燃料高幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

5.核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。

電能的產(chǎn)生第十三頁，共123頁。CUCC3、核能轉(zhuǎn)換為電能

缺點：

1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。

2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里，故核能電廠的熱污染較嚴重。

3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務(wù)風險較高。

4.興建核電廠一次性投入大，且較易引發(fā)政治歧見紛爭。

5.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。電能的產(chǎn)生第十四頁，共123頁。CUCC4、化學能直接轉(zhuǎn)換為電能

A、化學電池：既可產(chǎn)生電能，又可存儲電能充電：電能轉(zhuǎn)化為化學能供電：化學能轉(zhuǎn)化為電能極板（鉛）硫酸蓄電池電能的產(chǎn)生第十五頁，共123頁。CUCCB、燃料電池：產(chǎn)生電能

燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能，直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。當源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時，它可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）及質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）等。燃料電池不受卡諾循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，潔凈、無污染、噪聲低，模塊結(jié)構(gòu)、積木性強、比功率高，既可以集中供電，也適合分散供電。電能的產(chǎn)生第十六頁，共123頁。CUCCB、燃料電池：產(chǎn)生電能

燃料電池發(fā)電，是將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要進行燃燒，沒有轉(zhuǎn)動部件，效率可達40%～60%，可以直接進入企業(yè)、飯店、賓館、家庭實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用，沒有輸電輸熱損失，綜合能源效率可達80%，裝置為積木式結(jié)構(gòu)，容量可小到只為手機供電、大到和目前的火力發(fā)電廠相比，非常靈活。氫燃料電池示意圖

電能的產(chǎn)生第十七頁，共123頁。CUCC5、太陽能轉(zhuǎn)換為電能

太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。原理：太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由p區(qū)流向n區(qū)，電子由n區(qū)流向p區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。

太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。電能的產(chǎn)生第十八頁，共123頁。CUCC太陽能電池

太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導地位。太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率為10%-15%，一般情況下，太陽能電池與蓄電池組配合使用，一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發(fā)的電不能滿足負載需要時，又可把蓄電池組的電能送往負載。電能的產(chǎn)生第十九頁，共123頁。CUCC太陽能電池的優(yōu)缺點

環(huán)保，只用陽光，綠色能源，而且在偏遠地區(qū)使用不需要鋪設(shè)電纜，可以單獨使用，使用靈活，樓頂，車頂都可以用。缺點是光電轉(zhuǎn)化率很低，需要很大的面積，成本太高。太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率為10%-15%，一般情況下，太陽能電池與蓄電池組配合使用，一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發(fā)的電不能滿足負載需要時，又可把蓄電池組的電能送往負載。電能的產(chǎn)生第二十頁，共123頁。CUCC三、電的類型1、直流電：大小和方向不隨時間的變化而變化的電壓或電流。簡寫：DC直流電源符號波形圖+-+-電的類型第二十一頁，共123頁。CUCC三、電的類型2、交流電：

大小和方向隨時間的變化而變化的電壓或電流。簡寫：AC符號：A、單相交流電交流電第二十二頁，共123頁。CUCC三、電的類型變化周期的描述周期T：波形變化一周所需時間單位：秒、毫秒頻率f：單位時間內(nèi)完成周期的次數(shù)單位：Hz、KHz、MHz。。。角頻率ω：波形每秒變化的弧度單位：弧度/秒交流電第二十三頁，共123頁。CUCC三、電的類型周期T、頻率f和角頻率ω的關(guān)系三要素：①、交流電的最大值Um；②、交流電的角頻率ω；③、交流電的初相角φ。交流電第二十四頁，共123頁。CUCC三、電的類型表達式：B、三相交流電：是由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成的電源。

A相電壓：

B相電壓：

C相電壓：交流電第二十五頁，共123頁。CUCC三、電的類型C、單相、三相交流電的形成：

相電壓：三相電壓任一相對中性線（零線）間電壓（或稱單相）。相電壓用線電壓：三相電壓，火線與火線之間的電壓。線電壓用來表示來表示交流電第二十六頁，共123頁。CUCC三、電的類型D、三相交流電的特性：

星形（Y）接法：三相四線制中性線（零線N）的作用：1、可提供兩種等級的電壓。2、可減小因三相負載不平衡導致三相電壓偏差過大。交流電第二十七頁，共123頁。CUCC三、電的類型E、三相交流電的特性：

國家規(guī)范的導線顏色：A相用黃色，B相用綠色，C相用紅色，N線用藍色，PE（保護）線用黃綠雙色。三角形（⊿）接法：交流電第二十八頁，共123頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備

需要電能的地方分布很廣，而電站相對來說比較集中，因此要把電站的電能向外輸送，有的需要輸送到遠方，這就涉及電能的輸送問題．電能的傳輸?shù)诙彭摚?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備電能的傳輸?shù)谌?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備內(nèi)蒙古火發(fā)電站新疆風力發(fā)電站張家口發(fā)電廠三峽水力發(fā)電站浙江秦山核電站廣州大亞灣核電站電能的傳輸?shù)谌豁摚?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備1電能的突出優(yōu)點是便于遠距離輸送

電能通過輸電線就可以輸送到遠方。相對于煤炭、石油等能源的輸送需要大量的交通運載工具來說，這是它突出的優(yōu)點。2輸送電能的基本要求：可靠—保證供電線路可靠地工作，少有故障保質(zhì)—保證電能的質(zhì)量（電壓和頻率穩(wěn)定）經(jīng)濟—輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗少電能的傳輸?shù)谌?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備實際的遠距離輸電示意圖電能的傳輸?shù)谌?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備電力傳輸設(shè)備升壓變壓器降壓變壓器102V用戶高壓輸電105→106V發(fā)電站104V電能的傳輸?shù)谌捻?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備一、電能輸送范圍1、低壓輸電線路：220V或380v輸電電壓220V，輸電功率100kW以下，距離為幾百米以內(nèi)。（廠區(qū)內(nèi)）2、高壓輸電線路：35kV或110kV輸電電壓35kV或110kV，輸電功率100kW以下，距離為幾十千米到上百千米。（集寧到后旗）3、超高壓輸電線路：330KV、500KV、750KV輸電電壓220kV以上，輸電功率10萬kW以上，距離為幾百千米以上。（內(nèi)蒙古發(fā)電廠到北京）三峽到上海輸電功率300兆瓦特高壓輸電線路電能的傳輸?shù)谌屙?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備二、電能輸送中存在的問題輸電線路的損耗，是電能在傳輸過程中最大的問題！電能的傳輸?shù)谌?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備二、電能輸送中存在的問題線路損耗的產(chǎn)生：任何輸電線路都有電阻存在，有電阻就有功率損失．

導體電阻的產(chǎn)生：

電阻率，是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。在常溫下（20℃時），某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米時的導體的電阻，叫做這種材料的電阻率。公式R=ρL/S其中的ρ就是電阻率，l為材料的長度，s為面積?？梢钥闯?，材料的電阻大小正比于材料的長度，而反比于其面積。電阻率電阻電能的傳輸?shù)谌唔?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備二、電能輸送中存在的問題線路損耗的產(chǎn)生：任何輸電線路都有電阻存在，有電阻就有功率損失．

設(shè)輸電電流為I，輸電線路電阻為R，則輸電線上的功率損失為：如果輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電線的總長度為l，橫截面積為S，電阻率為

則功率損失可表示為：電能的傳輸?shù)谌隧?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備三、減小線路損耗的措施

（1）減小輸電線的電阻R①減小輸電線長度L：由于輸電距離一定，所以在實際中不可能用減小輸電線長度L來減小線路電阻R．②減小電阻率：目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導線材料．③增大導線的橫截面積S，這要多耗資金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難．電能的傳輸?shù)谌彭摚?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備常用金屬導體在20℃時的電阻率金2.40×10-8

銀1.65×10-8銅1.75×10-8鋁2.83×10-8鐵9.78×10-8常態(tài)下導電性能最好的依次是銀、銅、鋁，這三種材料是最常用的，常被用來作為導線等，其中銅用的最為廣，幾乎現(xiàn)在的導線都是銅的（精密儀器，特殊場合除外）鋁線由于化學性質(zhì)不穩(wěn)定容易氧化已被淘汰。由于鋁密度小，取材廣泛，且價格比銅便宜，目前被廣泛用于電力系統(tǒng)中傳輸電力的架空輸電線路。為解決鋁材剛性不足缺陷，一般采用鋼芯鋁絞線，即鋁絞線內(nèi)部包有一根鋼線，以提高強度。銀導電性能最好但由于成本高很少被采用，只有在高要求場合才被使用，如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。順便說下金，在某些場合儀器上觸點也有用金的，那是因為金的化學性質(zhì)穩(wěn)定故采用，并不是因為其電阻率小所至。電能的傳輸?shù)谒氖?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備三、減小線路損耗的措施（2）減小輸電電流I

減小輸電電流I，就等于減小輸送功率P：由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失．

（3）提高輸電電壓U：在輸送功率P不變，輸電線電阻R不變的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，輸電線上的功率損失降為原來的1/n2倍．

采用高壓輸電方式是減小輸電線路上功率損失的最有效、最經(jīng)濟的措施！電能的傳輸?shù)谒氖豁?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備高壓輸電既能減小功率損失，又能減小電壓損失，但在實際輸送電能時，還需綜合考慮各種因素，依照不同的情況，選擇合適的輸電電壓．電能的傳輸?shù)谒氖?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備四、我國電力網(wǎng)額定電壓等級1、電力系統(tǒng)的組成：發(fā)電廠、輸電線路、變電所、配電線路和用電設(shè)備。電能的傳輸?shù)谒氖?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備2、額定電壓：是電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備規(guī)定的正常工作電壓，即與電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備某些運行特性有關(guān)的標稱電壓。輸電線路電壓等級：(kv50Hz)0.22、0.38、3、6、10、35、60、110、220、330、500、750安全電壓等級：（v50Hz）42、36、24、12、6電能的傳輸?shù)谒氖捻?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備3、習慣上稱10kv以下為配電線路，35kv、60kv以上為輸電線路，110kv、220kv為高壓輸電線路，330kv以上稱超高壓線路；把60kv以電網(wǎng)下稱地域電網(wǎng)，110kv、220kv電網(wǎng)稱區(qū)域電網(wǎng)，把1kv以下的設(shè)備及電力裝置稱低壓設(shè)備；1kv以上稱高壓設(shè)備。電能的傳輸?shù)谒氖屙摚?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備4、不斷發(fā)展的電能輸送方式

A、直流輸送方式

逆變設(shè)備整流設(shè)備電能的傳輸?shù)谒氖?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備直流輸電方式的優(yōu)點：（1）輸送相同功率時，線路造價低：交流輸電架空線路通常采用3根導線，而直流只需1根(單極)或2根(雙極)導線。因此，直流輸電可節(jié)省大量輸電材料，同時也可減少大量的運輸、安裝費。(2)線路有功損耗?。河捎谥绷骷芸站€路僅使用1根或2根導線，所以有功損耗較小，并且具有“空間電荷”效應(yīng)，其電暈損耗和無線電干擾均比交流架空線路要小。電能的傳輸?shù)谒氖唔?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備直流輸電方式的優(yōu)點：（3）適宜于海下輸電：在有色金屬和絕緣材料相同的條件下，直流時的允許工作電壓比在交流下約高3倍。2根心線的直流電纜線路輸送的功率PDC比3根心線的交流電纜線路輸送的功率PAC大得多。運行中，沒有磁感應(yīng)損耗，用于直流時，則基本上只有心線的電阻損耗，而且絕緣的老化也慢得多，使用壽命相應(yīng)也較長。(4)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題：在交流輸電系統(tǒng)中，所有連接在電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機必須保持同步運行。如果采用直流線路連接兩個交流系統(tǒng)，由于直流線路沒有電抗，所以不存在上述的穩(wěn)定問題，也就是說直流輸電不受輸電距離的限制。電能的傳輸?shù)谒氖隧?，?23頁。CUCC第二節(jié)電力傳輸設(shè)備B、超導輸電超導技術(shù)應(yīng)用于輸電，可以降低電力在輸電線路上的損耗，把電力幾乎無損耗地輸送給用戶。據(jù)統(tǒng)計，目前的銅或鋁導線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，光是在中國，每年的電力損失即達1000多億度。若改為超導輸電，節(jié)省的電能相當于新建數(shù)十個大型發(fā)電廠。超導體：在足夠低的溫度和足夠弱的磁場下，其電阻率為零的物質(zhì)。電能的傳輸?shù)谒氖彭?，?23頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備一、用電（負荷）設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為其他能量的設(shè)備。電能-----機械能電動機電能-----熱能加熱器電能-----光能照明燈電氣設(shè)備第五十頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備1、電能轉(zhuǎn)換為機械能---電動機交流電動機定義：

是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為各種機械的動力源。低壓用電設(shè)備第五十一頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備1、電能轉(zhuǎn)換為機械能---電動機電動機的分類低壓用電設(shè)備第五十二頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備A、直流電動機定義：將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)動裝置。

結(jié)構(gòu)特點：電動機定子繞組提供勵磁磁場直流電源通過碳刷向轉(zhuǎn)子電樞繞組傳輸電流，向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。

低壓用電設(shè)備第五十三頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備A、直流電動機

結(jié)構(gòu)特點：電動機定子繞組提供勵磁磁場直流電源通過碳刷向轉(zhuǎn)子電樞繞組傳輸電流，向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。

優(yōu)點：調(diào)速性能好，調(diào)速范圍廣，過載能力強。啟動轉(zhuǎn)矩大，適用于重負荷。缺點：價格高，調(diào)速時須有專用調(diào)速設(shè)備。結(jié)構(gòu)復雜，不便于維修。電氣符號低壓用電設(shè)備第五十四頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備A、直流電動機電氣符號我單位最大直流電機額定直流電壓：660v額定功率：710kw額定電流：1103A低壓用電設(shè)備第五十五頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備B、直流無刷電動機無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動控制器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷電機是指無電刷和換向器(或集電環(huán))的電機，又稱無換向器電機。優(yōu)點：機械特性、調(diào)速性能優(yōu)良，壽命長、噪音小，因無電刷，故故障率低，常用于電腦硬盤等高精密儀器中。缺點：結(jié)構(gòu)復雜，需專用控制電路，因自身特點，功率只能在100kw以下。低壓用電設(shè)備第五十六頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備B、直流無刷電動機用于電動自行車驅(qū)動小風扇低壓用電設(shè)備第五十七頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C、交流電動機定義：交流電動機，是將交流電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種裝置?；竟ぷ髟恚航涣麟妱訖C定子繞組中通入交流電后，便會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在電磁感應(yīng)原理作用下，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)產(chǎn)生電流，此電流在轉(zhuǎn)子繞組中形成閉合回路，便產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場，在轉(zhuǎn)子磁場和定子旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用下，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。低壓用電設(shè)備第五十八頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-1、單相交流異步電動機定義：采用單相交流電源的電動機

，是將交流電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種裝置。原理：單相電機有兩個繞組，即起動繞組和運行繞組。兩個繞組在空間上相差90度。在起動繞組上串聯(lián)了一個容量較大的電容器，當運行繞組和起動繞組通過單相交流電時，由于電容器作用使起動繞組中的電流在時間上比運行繞組的電流超前90度角，先到達最大值。在時間和空間上形成兩個相同的脈沖磁場，使定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，電機轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流與旋轉(zhuǎn)磁場互相作用產(chǎn)生電磁場轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)起來。低壓用電設(shè)備第五十九頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-1、單相交流異步電動機的兩種運行方式低壓用電設(shè)備第六十頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-1、單相交流異步電動機小型加工機械用家電用低壓用電設(shè)備第六十一頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-2、單相串激交流電動機單相串勵電動機俗稱串激電機或通用，因激磁繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作而得名。單相串勵電動機屬于交、直流兩用電動機，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流電源工作，電機主要由定子轉(zhuǎn)子及支架三部分組成，定子由凸極鐵心和勵磁繞組組成，轉(zhuǎn)子由隱極鐵心、電樞繞組、換向器及轉(zhuǎn)軸等組成。勵磁繞組與電樞繞組之間通過電刷和換向器形成串聯(lián)回路。低壓用電設(shè)備第六十二頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-2、單相串激交流電動機低壓用電設(shè)備第六十三頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-2、單相串激交流電動機串激電機因轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍廣，啟動扭矩大的特點被廣泛的應(yīng)用于電動工具，廚房用品，地板護理產(chǎn)品領(lǐng)域。低壓用電設(shè)備第六十四頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)：三相電機定子繞組在空間上互差120°角，當定子三相繞組通入三相交流電即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流又產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場，定子、轉(zhuǎn)子磁場在相互作用下，電機轉(zhuǎn)子就發(fā)生了旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因轉(zhuǎn)子磁場是在定子磁場的作用下產(chǎn)生的，故定子磁場轉(zhuǎn)速總是大于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的，所以稱“異步”電機。鼠籠式三相交流異步電動機：因其轉(zhuǎn)子繞組采用鑄鋁或鑄銅工藝制作，形狀像一只圓筒形籠子，所以稱為鼠籠式。低壓用電設(shè)備第六十五頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第六十六頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第六十七頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第六十八頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第六十九頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第七十頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機鼠籠式三相交流異步電動機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，成本低。缺點：常規(guī)調(diào)速困難，機械特性稍差，不適合重載啟動，功率因數(shù)低。主回路電氣符號低壓用電設(shè)備第七十一頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機繞線式三相交流異步電動機：其轉(zhuǎn)子繞組采用絕緣銅線或扁銅線繞制，繞組經(jīng)三組滑環(huán)引出，通過電刷接至啟動裝置。主回路電氣符號低壓用電設(shè)備第七十二頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機繞線式三相交流異步電動機主回路低壓用電設(shè)備第七十三頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機繞線式三相交流異步電動機低壓用電設(shè)備第七十四頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機繞線式三相交流異步電動機無刷啟動器低壓用電設(shè)備第七十五頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-3、三相交流異步電動機繞線式三相交流異步電動機優(yōu)點：啟動力矩大，能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)調(diào)速，可以重載啟動。缺點：結(jié)構(gòu)復雜，需專用啟動裝置，維護不方便，常規(guī)調(diào)速范圍小，轉(zhuǎn)速不平滑，目前逐漸被鼠籠式電機+變頻器的組合取代。低壓用電設(shè)備第七十六頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-4、同步電動機電氣設(shè)備同步：指電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速完全與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相同。同步電機的主要運行方式有三種，即作為發(fā)電機、電動機和補償機運行。作為發(fā)電機運行是同步電機最主要的運行方式，作為電動機運行是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動機的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場合，應(yīng)用大型同步電動機可以提高運行效率。近年來，小型同步電動機在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。同步電機還可以接于電網(wǎng)作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載，靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率，以達到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。第七十七頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-4、同步電動機電氣設(shè)備同步：指電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速完全與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相同。第七十八頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-5、變壓器電氣設(shè)備變壓器是一種靜止的電機，它可以將一種頻率的交流電壓轉(zhuǎn)換為另一種同頻率的交流電壓的設(shè)備。變壓器分類：1、電力變壓器2、電爐變壓器3、整流變壓器4、儀用變壓器5、無線電變壓器變壓器的用途廣泛，大的如電力系統(tǒng)傳輸電能的電力變壓器、配電變壓器、專給煉鋼爐供電的電爐變壓器、大型電解電鍍、直流電力機車供電的整流變壓器，小到儀用變壓器、控制變壓器，直到僅傳輸信號的非常小的無線電變壓器。第七十九頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-5、變壓器電氣設(shè)備第八十頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-5、變壓器電氣設(shè)備油冷式電力變壓器第八十一頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-5、變壓器電氣設(shè)備配電變壓器油冷式干式第八十二頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備C-5、變壓器小型變壓器低壓用電設(shè)備第八十三頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備2、電能轉(zhuǎn)換為熱能電熱器:利用電流的熱效應(yīng)來加熱的設(shè)備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大，熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。當電流通過電阻時，電流作功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。低壓用電設(shè)備第八十四頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備電熱設(shè)備電取暖器電加熱器低壓用電設(shè)備第八十五頁，共123頁。CUCC第三節(jié)用電設(shè)備3、電能轉(zhuǎn)換為光能實例：各類型的照明設(shè)備低壓用電設(shè)備第八十六頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件低壓電器種類繁多，功能各樣，構(gòu)造各異，用途廣泛，工作原理各不相同，常用低壓電器的分類方法也很多。1．按用途或控制對象分類（1）配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中。要求系統(tǒng)發(fā)生故障時準確動作、可靠工作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，使電器不會被損壞。常用的配電電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器等。（2）控制電器：主要用于電氣傳動系統(tǒng)中。要求壽命長、體積小、重量輕且動作迅速、準確、可靠。常用的控制電器有接觸器、繼電器、起動器、主令電器、電磁鐵等。第八十七頁，共123頁。CUCC2．按動作方式分類（1）自動電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來信號的作用，自動完成接通或分斷等動作，如接觸器、繼電器等。（2）手動電器：用手動操作來進行切換的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。

低壓電氣元件3．按觸點類型分類（1）有觸點電器：利用觸點的接通和分斷來切換電路，如接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。（2）無觸點電器：無可分離可見的觸點。主要利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)，即導通和截止來實現(xiàn)電路的通、斷控制，如接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、電子式時間繼電器、固態(tài)繼電器等。第八十八頁，共123頁。CUCC4．按工作原理分類（1）電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動作的電器，如接觸器、繼電器、電磁鐵等。（2）非電量控制電器：依靠物理變化量（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作的電器，如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。低壓電氣元件常用電氣元件簡述一、低壓斷路器：

(又稱自動開關(guān))是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，還可以接通和分斷短路電流的開關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過載、短路、欠壓和漏電保護等。第八十九頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件低壓斷路器工作原理符號：QF分勵脫扣器遠控按鈕過載保護過流保護失壓保護過電流脫扣器失電壓脫扣器熱脫扣器QFQF斷路器圖形符號第九十頁，共123頁。CUCC低壓斷路器的分類方式很多，按使用類別分，有選擇型(保護裝置參數(shù)可調(diào))和非選擇型(保護裝置參數(shù)不可調(diào)),按滅弧介質(zhì)分，有空氣式和真空式。低壓斷路器容量范圍很大，最小為1A，而最大可達5000A。低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護。

低壓電氣元件DW型MTE型第九十一頁，共123頁。CUCC小容量自動空氣開關(guān)低壓電氣元件NH系列自動空氣開關(guān)DZ系列自動空氣開關(guān)第九十二頁，共123頁。CUCC二、接觸器：接觸器主要用于控制電動機、電熱設(shè)備、電焊機、電容器組等，能頻繁地接通或斷開交直流主電路，實現(xiàn)遠距離自動控制。它具有低電壓釋放保護功能，在電力拖動自動控制線路中被廣泛應(yīng)用。低壓電氣元件主要分為交流接觸器和直流接觸器，控制電流6A-600A第九十三頁，共123頁。CUCC接觸器原理：低壓電氣元件符號：KM第九十四頁，共123頁。CUCC常用大容量接觸器：低壓電氣元件LC-D系列接觸器：CJ20系列接觸器：第九十五頁，共123頁。CUCC真空接觸器：低壓電氣元件ZKTJ系列真空接觸器：第九十六頁，共123頁。CUCC常用小容量接觸器：低壓電氣元件CJX2系列：LC1-D系列：NC2系列：CJ20系列：第九十七頁，共123頁。CUCC三、熱繼電器：熱繼電器主要是用于電氣設(shè)備（主要是電動機）的過負荷保護。熱繼電器是一種利用電流熱效應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動機允許過載特性相近的反時限動作特性，主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機的過負荷和斷相保護。低壓電氣元件三相異步電動機在實際運行中，常會遇到因電氣或機械原因等引起的過電流（過載和斷相）現(xiàn)象。如果過電流不嚴重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許的；如果過電流情況嚴重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機絕緣老化，甚至燒毀電動機，因此，在電動機回路中應(yīng)設(shè)置電動機保護裝置。常用的電動機保護裝置種類很多，使用最多、最普遍的是雙金屬片式熱繼電器。

。第九十八頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件雙金屬片式熱繼電器均為三相式，有帶斷相保護和不帶斷相保護兩種，額定電流0.1-630A。熱繼電器工作原理第九十九頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件常用熱繼電器JR20型LR型LR-D型第一百頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件四、按鈕是一種常用的控制電器元件，常用來接通或斷開‘控制電路’（其中電流很?。瑥亩_到控制電動機或其他電氣設(shè)備運行狀態(tài)的一種開關(guān)。

按鈕從外形和操作方式上可以分為平鈕和急停按鈕，急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕，除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱桿式、帶燈式等多種類型。

紅色按鈕用于“停止”、“斷電”或“事故”。綠色按鈕優(yōu)先用于“起動”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。第一百零一頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件按鈕結(jié)構(gòu)組合按鈕按鈕常開按鈕常閉急停按鈕按鈕符號第一百零二頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件常見按鈕急停按鈕停止按鈕啟動按鈕第一百零三頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件五、轉(zhuǎn)換開關(guān)：轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔位、多觸點、能夠控制多回路的電器，主要用于各種控制設(shè)備中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測量等，也可用于控制小容量電動機的起動、換向、調(diào)速。工作原理：萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點組件疊裝而成的多回路控制電器。它由操作機構(gòu)、定位裝置和觸點等三部分組成。原理示意圖第一百零四頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件常見轉(zhuǎn)換開關(guān)LW-15型LA型LW-12型第一百零五頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件六、中間繼電器：俗稱中繼，它的原理和交流接觸器一樣，都是由固定鐵芯、動鐵芯、彈簧、動觸點、靜觸點、線圈、接線端子和外殼組成。線圈通電，動鐵芯在電磁力作用下動作吸合，帶動動觸點動作，使常閉觸點分開，常開觸點閉合；線圈斷電，動鐵芯在彈簧的作用下帶動動觸點復位。

作用：1.代替小型接觸器，直接驅(qū)動小負載，如小電磁閥等。2．增加接點數(shù)量3．轉(zhuǎn)接擴容，如PLC驅(qū)動中繼，中繼再驅(qū)動接觸器。4．轉(zhuǎn)換接點電壓類型，如中繼線圈電壓為24v，其觸點可接220v或380v電壓，控制相應(yīng)的電氣設(shè)備。第一百零六頁，共123頁。CUCC低壓電氣元件常用中間繼電器第一百零七頁，共123頁。CUCC七、控制器低壓控制器第一百零八頁，共123頁。CUCC1、PLC：可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。

對PLC的要求：（1）.使用靈活、通用性強——PLC的硬件是標準化的，加之PLC的產(chǎn)品已系列化，功能模塊品種多，可以靈活組成各種不同大小和不同功能的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入輸出信號線。當需要變更控制系統(tǒng)的功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個PLC裝置用于不同的控制對象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。低壓控制器第一百零九頁，共123頁。CUCC對PLC的要求：（2）.可靠性高、抗干擾能力強——微機功能強大但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾，電源波動，機械振動，溫度和濕度的變化，都可能導致一般通用微機不能正常工作；傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)抗干擾能力強，但由于存在大量的機械觸點（易磨損、燒蝕）而壽命短，系統(tǒng)可靠性差。PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高，從實際使用情況來看，PLC控制系統(tǒng)的平均無故障時間一般可達4～5萬小時。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，能適應(yīng)有各種強烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場，并具有故障自診斷能力。如一般PLC能抗1000V、1ms脈沖的干擾，其工作環(huán)境溫度為0～60℃，無需強迫風冷。

（3）.接口簡單、維護方便——PLC的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計，有較強的帶負載能力（輸入輸出可直接與交流220V，直流24V等強電相連），接口電路一般亦為模塊式，便于維修更換。有的PLC甚至可以帶電插拔輸入輸出模塊，可不脫機停電而直接更換故障模塊，大大縮短了故障修復時間。

低壓控制器第一百一十頁，共123頁