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文檔簡介
電工電子技術(shù)項目教程(第三版PPT)
全套PPT課件Contents目錄項目一直流電路基本知識
任務(wù)一電路基本概念及電路元件任務(wù)二基爾霍夫定律及應(yīng)用任務(wù)三電阻電路的等效變換
項目二
正弦交流電路基本知識
任務(wù)四正弦交流電路基本概念及正弦量相量表示任務(wù)五單一元件的正弦交流電路任務(wù)六交流電路功率、功率因數(shù)任務(wù)七三相交流電源任務(wù)八三相電路中負載連接任務(wù)九三相交流電路功率
項目三
三相異步電動機電氣控制任務(wù)十常用低壓電器使用分析任務(wù)十一三相異步電動機啟動控制任務(wù)十二三相異步電動機電氣制動控制任務(wù)十三三相異步電動機條件控制Contents目錄
項目四
基本放大電路
任務(wù)十四半導(dǎo)體器件任務(wù)十五放大電路性能指標及測試任務(wù)十六共發(fā)射極放大電路及其應(yīng)用*任務(wù)十七共集電極放大電路及其應(yīng)用任務(wù)十八功率放大電路及其應(yīng)用
項目五
集成運算放大器應(yīng)用
任務(wù)十九集成運算放大器任務(wù)二十放大電路中的負反饋及其應(yīng)用任務(wù)二十一集成運算放大器的線性應(yīng)用
項目六
直流穩(wěn)壓電源安裝與調(diào)試
任務(wù)二十二整流濾波電路任務(wù)二十三穩(wěn)壓電路Contents目錄
項目七
邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
任務(wù)二十四數(shù)制與編碼任務(wù)二十五邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法任務(wù)二十六邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法
項目八組合邏輯電路的應(yīng)用
任務(wù)二十七集成門電路及其應(yīng)用*任務(wù)二十八組合邏輯電路分析和設(shè)計任務(wù)二十九常用集成組合邏輯部件及其應(yīng)用
任務(wù)九
時序邏輯電路的應(yīng)用
任務(wù)三十觸發(fā)器及其應(yīng)用任務(wù)三十一計數(shù)器及其應(yīng)用任務(wù)三十二寄存器及其應(yīng)用任務(wù)三十三集成555定時器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)導(dǎo)航任務(wù)重點難點關(guān)鍵能力電路基本概念及電路元件電路的組成和作用;電路基本物理量的概念、符號、單位;理想電路元件的圖形符號、文字符號。電路基本物理量的物理意義;理想電路元件的性質(zhì)。能根據(jù)電壓、電流的正負判斷電壓、電流的實際方向;會計算元件的功率;能畫出實際電路的電路模型?;鶢柣舴蚨杉皯?yīng)用電路的基本術(shù)語;基爾霍夫電流定律;基爾霍夫電壓定律;支路電流法。KCL、KVL方程的推廣應(yīng)用;支路電流法的具體應(yīng)用。會列寫KCL方程;會列寫KVL方程;能靈活使用支路電流法求解電路。電阻電路的等效變換電阻的串聯(lián)電路;電阻的并聯(lián)電路;電阻的混聯(lián)電路。電阻混聯(lián)電路的化簡。能對電阻串聯(lián)電路進行化簡;能對電阻并聯(lián)電路進行化簡;能通過對電阻電路的化簡求解電路。項目一直流電路基本知識任務(wù)一:電路基本概念及電路元件能力目標:熟悉電路的組成,了解電路的作用。理解電路的基本物理量(電流、電壓、電位、電動勢、電能、電功率)的概念,掌握電路的基本物理量的符號及其單位。了解理想電路元件與實際電路元件在電特性上的不同,能畫出實際電路的電路模型。
一、電路基本概念1.電路組成和作用
電流所通過的路徑稱為電路。它是為了滿足功能需要,由電氣器件或設(shè)備按照某種特定方式連接而形成的整體。手電筒電路電路組成電源負載中間環(huán)節(jié)提供電能的設(shè)備,如發(fā)電機、電池、信號源等是提供電能的設(shè)備,它將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能,如電池、發(fā)電機、信號源等用電設(shè)備,它將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量,如電燈、電動機、空調(diào)、冰箱等。連接電源與負載,在電路中起著傳輸和分配電能、控制和保護電氣設(shè)備的作用,如導(dǎo)線、開關(guān)、接觸器等輔助設(shè)備。電源
負載
中間環(huán)節(jié)
電路的作用(1)實現(xiàn)能量的傳輸和轉(zhuǎn)換
電力系統(tǒng)
熱能、水能或原子能等轉(zhuǎn)換成電能
電能轉(zhuǎn)換為機械能、熱能、光能等電能傳輸
電路的作用(2)是實現(xiàn)信號的傳遞和處理
接受電磁波信號
接收機電路調(diào)諧、檢波、放大等電路變換或處理成音頻信號
音頻信號還原聲音(1)電流在電源作用下電荷的定向移動形成。其大小用電流強度表示,簡稱電流。電流產(chǎn)生條件
電源供電電路必須是閉合2.電路基本物理量☆電流強度等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。大寫
I
表示直流電流,小寫i
表示電流的一般符號。或電流單位SI制(國際單位制)1kA=103A,1A=103mA,1A=106μAA(安[培]),kA(千安)、mA(毫安)、μA(微安)
電流實際方向
習(xí)慣上規(guī)定為正電荷運動方向
簡單直流電路,電流的實際方向是由電源的正極性端流出的。復(fù)雜直流電流,電流的實際方向往往難于判斷;交流電路中由于電流的方向是隨時間變化的,它的實際方向也就不能確定。
電流參考方向任意假定,實線箭頭表示,標在電路圖上電流參考方向
電流實際方向
i﹥0,表明電流的實際方向與參考方向一致電流參考方向
電流實際方向
i﹤0,表明電流的實際方向與參考方向相反
例:指出圖示元件中電流的實際方向
電流為負,表明電流的實際方向與參考方向相反,即電流的實際方向是由a指向b。沒有標注電流的參考方向,無法判定電流的實際方向
。產(chǎn)生電流的根本原因
(2)電壓
電壓就是電場力將單位正電荷從電路中一點移至電路中另一點所做的功,用數(shù)學(xué)式可表達為
★國際單位制(SI)中,電壓的單位為伏特,簡稱伏(V)★單位換算kV(千伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)
1kV=103V,1V=103mV,1V=106μV電壓的方向參考方向高電位指向低電位,即電位降的方向。電壓也稱電壓降,簡稱壓降。實際方向
任意假定,標在電路圖上。通常用一對“+”、“-”極性符號表示;也可用箭頭表示,箭頭方向為高電位端指向低電位端。電壓參考方向a點標以“+”,極性為正,稱為高電位b點標以“-”,極性為負,稱為低電位
電壓參考方向與實際方向關(guān)系
ab電壓參考方向電壓實際方向u>0+-ab電壓參考方向電壓實際方向u<0+-
在電路圖中,電壓的參考方向可以用箭頭表示,也可以用“+”、“-”極性表示,還可以用雙下標表示,如下圖所示,并有uab=-uba。電壓參考方向或極性的表示abuabuab+-例:判斷圖示元件中電壓的真實極性。電壓為負,表明電壓的實際極性與參考極性相反,即電壓的真實極性是a點為負,b點為正
沒有標注電壓的參考方向,無法判定電壓的真實極性
電流電壓的關(guān)聯(lián)參考方向為什么要在電路圖中標示參考方向?參考方向是為了給方程式中各量前面的正、負號以依據(jù)aiRub關(guān)聯(lián)參考方向下:
u=iRaiRub非關(guān)聯(lián)參考方向下:
u=-iR說明:①選用哪一種,原則上任意。習(xí)慣上:無源元件取關(guān)聯(lián)參考方向;有源元件取非關(guān)聯(lián)參考方向。②u、i
參考方向一經(jīng)確定,計算過程中不得改變。③電路圖中標出的方向均為參考方向。(3)電位說明:電位是可正、可負的。
例如:Va>0,表示a點電位高于參考點電位。
通常規(guī)定參考點的電位為零,因此參考點又稱為零電位參考點。
工程上常選大地、設(shè)備外殼或接地點為參考點。電路中某點與參考點之間的電壓稱為該點的電位。a點的電位Va就是a點到參考點0的電壓Ua0,即Va
=Ua0。電位的單位為伏特,簡稱伏(V)電位表示圖R1R2VaVbba0
如圖所示,以電路中的0點為參考點,則有Va=Ua0,Vb=Ub0。對電位參考點的幾點說明:
(1)計算電路中各點的電位時,必須首先選擇零電位參考點;
(2)參考點的選擇是任意的,但一經(jīng)選定,在計算過程中便不得隨意更改;
(3)參考點選得不同,各點的電位也隨之而異,但兩點間的電壓卻與參考點的選擇無關(guān);(4)等電位:若a、b兩點間的電壓則表示a、b兩點間等電位。(4)電動勢
電動勢的實際方向規(guī)定為由電源負極指向電源正極,即電位升高的方向。因此電動勢的大小與電源電壓相等而實際方向與電壓相反。
電源力將單位正電荷從電源負極經(jīng)過電源內(nèi)部移動到電源正極所做的功稱為電源的電動勢,用符號“E”表示。電動勢的單位為伏特,簡稱伏(V)
電能的單位是焦耳,簡稱焦,用符號J表示。在工程和生活中,電能的常用單位是kWh(千瓦時,俗稱“度”)。1kWh俗稱1度電,即1千瓦的用電設(shè)備在1小時內(nèi)用的電能。1kWh=103W×3600s=3.6×106J
繳納電費時,都是以電能的千瓦時為單位計價的。例如,一個100W的燈泡持續(xù)照明10h(小時),消耗的電能為1度電。(5)電能電流所做的功稱為電功,又叫電能,用W表示,即功率單位SI單位W(瓦)。在電力系統(tǒng)中,常用kW(千瓦)或MW(兆瓦),弱電工程中,常用mW(毫瓦)
1MW=106W,1kW=103W,1W=103mW(6)電功率電路中單位時間內(nèi)產(chǎn)生或消耗的電能稱為電功率,用P表示,即功率正負判斷元件的性質(zhì),即該元件是產(chǎn)生能量還是消耗能量。P﹥0元件是吸收(消耗)功率,具有負載特性
P﹤0元件是發(fā)出(產(chǎn)生)功率,具有電源特性功率計算當電流、電壓取關(guān)聯(lián)參考方向時,P=UI;當電流、電壓取非關(guān)聯(lián)參考方向時,P=-UI。
例
圖中I1=3A,I2=10A,I3=-7A,U1=-20V,U2=20V,U3=-20V。計算各元件功率,說明是發(fā)出功率還是吸收功率P1=U1I1=(-20)×3W=-60W,元件1發(fā)出功率
元件1的電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向元件2的電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向元件3的電壓電流為非關(guān)聯(lián)參考方向P2=U2I2=20×10W=200W,元件2吸收功率
P3=-U3I3=-(-20)×(-7)W=-140W,元件3發(fā)出功率產(chǎn)品在給定工作條件下保證電氣設(shè)備安全運行而規(guī)定的容許值。它是指導(dǎo)用戶正確使用電器設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)。
如額定電壓UN、額定電流IN和額定功率PN額定值通常標在設(shè)備的銘牌上或在說明書中給出。例如,一盞白熾燈上標有“220V、60W”,表示這盞燈的額定電壓為220V,額定功率為60W。
滿載=額定電流輕載?額定電流
過載?額定電流3.電氣設(shè)備額定值理想元件將實際電路元件理想化,即突出其主要的電磁性質(zhì),忽略次要因素。如:實際電爐
理想電阻元件
通電后產(chǎn)生大量的熱(電流的熱效應(yīng)),呈電阻性;由于有電流通過還要產(chǎn)生磁場(電流的磁效應(yīng)),它又呈電感性。但其電感微小,是次要因素,可以忽略
理想化實際電路元件的電磁現(xiàn)象按性質(zhì)可分為提供電能、消耗電能、儲存電場量和儲存磁場能電源元件-----提供電能電感元件-----儲存磁場能電阻元件-----消耗電能電容元件-----儲存電場能常用理想元件二、理想元件電路模型理想電路元件又分有有源和無源兩大類RC+
US–IS電阻元件電容元件理想電壓源理想電流源L無源二端元件有源二端元件電感元件電路模型由理想電路元件所組成的電路
電源
燈泡
開關(guān)
任務(wù)二:基爾霍夫定律及應(yīng)用能力目標:理解電路的基本術(shù)語。掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容,會列寫KCL、KVL方程。熟悉支路電流法的步驟,能靈活使用支路電流法求解電路。(1)支路電路中流過同一電流的電路分支。
含有電源元件的支路稱為有源支路,不含電源元件的支路稱為無源支路。支路中流過的電流稱為支路電流。支路兩端的電壓稱為支路電壓。圖中有三條支路,adc支路和abc支路為有源支路,支路電流分別為I1和I2,ac支路為無源支路,支路電流為I3
。一、電路的基本術(shù)語三條或三條以上支路的公共連接點
圖中有a、c兩個節(jié)點,而b點和d點不是節(jié)點電路中任意一條閉合的路徑
圖中有acda、abca、abcda三個回路內(nèi)部不再包含其他支路的回路稱為網(wǎng)孔,也稱獨立回路
圖中有acda、abca兩個網(wǎng)孔(2)節(jié)點(3)回路(4)網(wǎng)孔也稱節(jié)點電流定律,簡寫為KCL
基本內(nèi)容
任一時刻,流入任一節(jié)點的支路電流之和必定等于從該節(jié)點流出的支路電流之和。
數(shù)學(xué)表達式
(節(jié)點電流方程或KCL方程)
上式說明,若規(guī)定流入節(jié)點的電流為正,流出節(jié)點的電流為負,那么,基爾霍夫電流定律的內(nèi)容又可以表述為:任一時刻,流入(或流出)任一節(jié)點的支路電流的代數(shù)和恒等于零。節(jié)點aI1-I2+I3-I4=0I1+I3=I2+I4
二、基爾霍夫電流定律I1I2I3I4a或即流入任一封閉面的支路電流之和等于流出該封閉面的支路電流之和推廣應(yīng)用
任一假定的封閉面
(廣義節(jié)點)假定一封閉面(圖中虛線所示)根據(jù)KCL有I2=I1+I3
也稱回路電壓定律,簡寫為KVL
基本內(nèi)容
列寫KVL方程時先選定回路繞行方向,當回路內(nèi)電壓的參考方向與回路繞行方向一致時,該電壓前取“+”號;反之,該電壓前取“-”號。
任一時刻,沿任一回路繞行一周,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零數(shù)學(xué)表達式
(回路電壓方程或KVL方程)
abca回路
-I2R2-I3R3+US2=0
三、基爾霍夫電壓定律adba回路
adbca回路
I1R1+I3R3-US1=0
I1R1-I2R2+US2-US1=0
adbca回路
I1R1-I2R2=US1-US2所有電阻上電壓代數(shù)和所有電壓源電壓代數(shù)和
流過電阻的電流參考方向與回路繞行方向一致,電阻上電壓前取“+”號
電壓源電壓參考方向與回路繞行方向相反,電壓源電壓前取“+”號
推廣應(yīng)用
電路中任意假想的閉合回路(廣義回路)
回路電壓方程
-IRUS
+U+-IR+US-U=0
U=IR+US
解得
例:如圖1-14所示電路,已知US1=12V,US2=3V,R1=3Ω,R2=9Ω,R3=10Ω,求Uab。
對節(jié)點c,由KCL可得
對回路1,由KVL可得解:
對回路2,由KVL可得
所以
A以支路電流為待求變量,通過列寫節(jié)點的KCL方程和回路的KVL方程,聯(lián)立方程組,從而求解各支路電流
求解步驟如下:
對于有n個節(jié)點、b條支路的電路
(1)在電路圖中標出各支路電流的參考方向和回路的繞行方向。(2)根據(jù)KCL列出(n-1)個獨立的節(jié)點電流方程。
(3)根據(jù)KVL列出[b-(n-1)]個獨立的回路電壓方程。(4)聯(lián)解方程組,求解各支路電流。四、支路電流法(2)求各電阻上吸收的功率例:
用支路電流法求解電路中各支路電流及各電阻上吸收的功率。解:(1)求各支路電流。
該電路有三條支路、兩個節(jié)點。各支路電流的參考方向和回路繞行方向如圖所示。
列寫?yīng)毩⒒芈返腒VL方程
回路2
聯(lián)立方程組,得到
電阻R2吸收的功率支路電流I1、I2、I3的值為負,說明實際方向與參考方向相反。
列寫節(jié)點a的KCL方程回路1
電阻R1吸收的功率電阻R3吸收的功率任務(wù)三:電阻電路的等效變換能力目標:熟悉電阻串聯(lián)電路的特點。熟悉電路并聯(lián)電路的特點。能通過對電阻電路的化簡求解電路。
電路中,若干個電阻依次首尾相連,各電阻流過同一電流,這種連接方式稱為電阻的串聯(lián)。設(shè)n個電阻串聯(lián)等效電阻特點一、電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)時,各電阻上的電壓說明:
在串聯(lián)電路中,當外加電壓一定時,各串聯(lián)電阻上的電壓與其電阻值成正比。
U1:U2:…:Un
=R1:R2:…:Rn分壓作用電阻串聯(lián)時,每個電阻的功率與電阻的關(guān)系為P1:P2:…:Pn
=R1:R2:…:Rn各電阻吸收的功率為
兩個線性電阻串聯(lián)電路IR1R2U1U2U+-R=R1+R2P1=I2R1,P2=I2R2(2)在表頭中串聯(lián)電阻Rb,如圖所示。例:
如圖所示,已知萬用表表頭額定電流(又稱表頭靈敏度,是指表頭指針從標度尺零點偏轉(zhuǎn)到滿標度時所通過的電流)Ia=50μA,萬用表電阻為3kΩ,問該萬用表能否直接用來測量U=10V的電壓?若不能,應(yīng)串聯(lián)多大的電阻?解:(1)表頭能承受的電壓
因萬用表滿度偏轉(zhuǎn)時,電流為Ia=50μA,所以Ua=IaRa=50×10-6×3×103=0.15(V)若將10V電壓直接接入,表頭會因電流過大而燒壞。
電路中,若干個電阻首尾分別相連,各個電阻承受同一電壓,這種連接方式稱為電阻的并聯(lián)。設(shè)n個電阻并聯(lián)UIR+-IInI2R2I1R1Rn+U-特點二、電阻并聯(lián)等效電阻IInI2R2I1R1Rn+U-UIR+-分流作用電阻并聯(lián)時,每個電阻的功率與電阻的關(guān)系為:同理推出并聯(lián)的每個電阻吸收的功率也與它們的阻值成反比。
并聯(lián)電阻具有分流作用,如:電阻Rk
越大,分流越小,反之Rk
越小,分流越大。說明:兩個電阻并聯(lián),電阻小分流大;電阻大分流小。
IR2I2R1I1兩電阻并聯(lián):等效電阻:分流公式:使用條件:
I1
、I2
及I
參考方向一致。功率:分流電阻Rb上承受的電壓Ub等于表頭承受的電壓Ua,即例:
如圖所示,已知萬用表表頭額定電流Ia=0.05mA,萬用表電阻為3kΩ,現(xiàn)欲測I=10mA的電流,應(yīng)并聯(lián)多大的電阻?解:設(shè)表頭并聯(lián)電阻為Rb,由圖可知
故分析電阻混聯(lián)電路的一般步驟為:(1)計算各串聯(lián)和并聯(lián)部分的等效電阻,再計算總的等效電阻。(2)應(yīng)用歐姆定律,由總電壓和總等效電阻求得總電流。(3)根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓公式和并聯(lián)電阻的分流公式,逐步求出各電阻的電流、電壓以及功率等。電路中,既有電阻的串聯(lián),又有電阻的并聯(lián),這種連接方式稱為電阻的混聯(lián)。三、電阻混聯(lián)例
電路如圖所示,試求ab兩端的等效電阻。解:
由a、b端向里看,R2和R3,R4和R5均連接在相同的兩點之間,因此是并聯(lián)關(guān)系,把這4個電阻兩兩并聯(lián)后,電路中除了a、b兩點不再有節(jié)點,所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。所以,ab兩端的等效電阻為:
Rab=R1+R6+(R2//R3)+(R4//R5)學(xué)習(xí)導(dǎo)航任務(wù)重點難點關(guān)鍵能力交流電的特點及表示方法1.正弦交流電的概念及其三要素;2.理解交流電有效值的概念及其與最大值的關(guān)系;
1.交流電有效值計算;2.正弦量解析式、波形圖的相互轉(zhuǎn)換1.掌握正弦量三要素的概念、交流電有效值、最大值之間的關(guān)系;2.理解正弦量的初相與相位差的概念。3..掌握正弦量的相量表示法。正弦交流線路R、L、C元件電壓與電流相量關(guān)系。
R、L、C元件電壓與電流的相量關(guān)系與相量圖,感抗、容抗計算。
1.掌握R、L、C及RLC的交流電路;2.掌握容抗、感抗、阻抗的含義及其決定因素;3.掌握電阻、電感、電容元件兩端電壓與通過其電流的大小和相位關(guān)系。交流電路的功率、功率因數(shù)1.交流電路瞬時功率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因素等概念;2.交流電路有功功率、無功功率、視在功率的計算方法,3.功率因素提高的意義和方法。提高功率因數(shù)的有關(guān)計算。1.掌握有功功率、無功功率、視在功率以及功率因數(shù)的含義;2.掌握功率因素提高的意義和方法。三相交流電源1.對稱三相電壓的特點;2.三相電源的相序;3.三相電源的Y形聯(lián)結(jié);4.Y形電源的相電壓、線電壓及其關(guān)系。1.三相負載星形、三角形連接的特點;2.相電壓、線電壓的知識。1.理解交流電的產(chǎn)生及輸送過程;2.掌握三相負載星形、三角形連接的特點。三相電路中負載的連接1.三相對稱星形負載電路的特點及計算;2.三相對稱三角形負載電路的特點及計算。
1根據(jù)三相交流電源的參數(shù)正確選擇三相負載的聯(lián)接方式;2.三相對稱負載電路的計算。1.掌握三相負載星型和三角形連接的特點;2.掌握兩種連接方式下,線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系;3.了解中線的作用。三相交流電路的功率三相電路的功率計算公式。三相電路的功率因數(shù)。掌握三相對稱負載電路的功率的計算。項目二
正弦交流電路原理分析能力目標:
了解正弦交流電的周期、頻率、角頻率、幅值、初相位、相位差等特征量,理解正弦交流電的解析式、波形圖、相量圖、三要素等概念。任務(wù)四:正弦交流電路的基本概念
正弦量的相量表示掌握正弦交流量有效值、平均值與最大值之間的關(guān)系,以及同頻率正弦量的相位差的計算。一.正弦交流電路的基本概念隨時間按正弦規(guī)律變化的電壓、電流稱為正弦電壓和正弦電流。表達式為:i1.
正弦交流電的周期、頻率和角頻率角頻率ω:正弦量單位時間內(nèi)變化的弧度數(shù)。角頻率與周期及頻率的關(guān)系:周期T:正弦量完整變化一周所需要的時間。頻率f:正弦量在單位時間內(nèi)變化的周數(shù)。周期與頻率的關(guān)系:2.
正弦交流電的瞬時值、最大值和有效值瞬時值是以解析式表示的:最大值就是上式中的Im,Im反映了正弦量振蕩的幅度。有效值指與交流電熱效應(yīng)相同的直流電數(shù)值。Rii通過電阻R時,在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為QRII通過電阻R時,在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q上述直流電流I就是上述交流電流i的有效值。理論和實際都可以證明:3.
正弦交流電的相位、初相和相位差正弦量表達式中的角度。相位:t=0時的相位。初相:指兩個同頻率正弦量之間的相位差,數(shù)值上等于它們的初相之差。相位差:相位初相u、i的相位差為:如:若電壓超前電流
兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差
:ui電流滯后電壓uiωt0電流超前電壓電壓與電流同相
電流超前電壓
電壓與電流反相uiωtuiOuiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiO②不同頻率的正弦量比較無意義。
①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù),與計時起點的選擇無關(guān)。注意:tO例1:已知,,310V,50Hz,試求有效值和0.1s的瞬時值。解:例2
已知:,求哪一個超前?多少度?解:瞬時值表達式相量必須小寫波形圖i
正弦量的表示方法:重點前兩種不便于運算,重點介紹相量表示法。二.正弦量的相量表示正弦量的相量表示:相量的模表示正弦量的有效值相量的幅角表示正弦量的初相位已知例3.試用相量表示i,u
。解:例4.試寫出電流的瞬時值表達式。解:旋轉(zhuǎn)因子相量相量的幾何意義A(t)是旋轉(zhuǎn)相量旋轉(zhuǎn)相量在縱軸上的投影就是正弦函數(shù)
相量圖yiyu例5能力目標:
掌握電阻、電感、電容等元件電路中電壓電流之間各種關(guān)系。
任務(wù)五:單一元件的正弦交流線路理解瞬時功率、平均功率、無功功率的概念。掌握感抗、容抗的概念。一.純電阻交流電路1、純電阻元件電壓、電流關(guān)系設(shè)則Ri
ui=uR解析式:相量表達式:1.頻率相同;2.相位相同;3.
有效值關(guān)系:4.
相量關(guān)系;U相量圖為:I電阻元件上的電壓、電流關(guān)系可歸納為:
(1)瞬時功率
p瞬時功率用小寫!則結(jié)論:1.p隨時間變化;2.p≥0,為耗能元件。uip=UI-UIcos2tωtUI-UIcos2t2、純電阻元件的功率(2)平均功率(有功功率)P(一個周期內(nèi)的平均值)由:可得:P=UI例求:“220V、100W”和“220V、40W”燈泡的電阻?平均功率用大寫!解:顯然,在相同電壓下,負載的電阻與功率成反比。例
設(shè)則解析式:Li
u二.純電感交流電路1、純電感元件電壓、電流關(guān)系uωtuiiO電感元件上的電壓、電流關(guān)系可歸納為:①頻率相同②有效值U=IL
③電壓超前電流90相位差④相量表達式:IU相量圖:電感元件上u
超前i
90°。或其中:U=LI=2πfLI=IXL電感元件上電壓、電流的有效值關(guān)系為:XL=2πfL=ωL稱為電感元件的電抗,簡稱感抗。感抗反映了電感元件對正弦交流電流的阻礙作用;感抗的單位與電阻相同,也是歐姆【Ω】。感抗與哪些因素有關(guān)?XL與頻率成正比;與電感量L成正比直流情況下感抗為多大?電感L具有通直阻交的作用直流:f=0,XL=0,電感L視為短路交流:fXL感抗XL是頻率的函數(shù)電感電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前根據(jù):則:O2.純電感元件的功率
(1)瞬時功率
p瞬時功率用小寫!則儲能p<0+p>0分析:瞬時功率
:ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0p<0放能儲能放能電感L是儲能元件。iuopo結(jié)論:純電感不消耗能量,只和電源進行能量交換(能量的吞吐)??赡娴哪芰哭D(zhuǎn)換過程P=0,電感元件不耗能。(2)平均功率(有功功率)P問題與討論1.電源電壓不變,當電路的頻率變化時,通過電感元件的電流發(fā)生變化嗎?
Q反映了電感元件與電源之間能量交換的規(guī)模。(3)無功功率Q2.能從字面上把無功功率理解為無用之功嗎?f變化時XL隨之變化,導(dǎo)致電流i變化。不能!單位:var
例:把一個0.1H的電感接到f=50Hz,U=10V的正弦電源上,求I,如保持U不變,而電源f=5000Hz,這時I為多少?(2)當f=5000Hz時所以電感元件具有通低頻阻高頻的特性解:(1)當f=50Hz時例:一只L=20mH的電感線圈,通以
的電流。求:(1)感抗XL;(2)線圈兩端的電壓u;(3)有功功率和無功功率。解:設(shè)則解析式:Cic
u
三.純電容交流電路1、純電容元件電壓、電流關(guān)系iuiu電容元件上的電壓、電流關(guān)系可歸納為:①頻率相同②有效值
③電流超前電壓90或④相量表達式:UI相量圖:電容元件上i
超前u90°。相位差其中:IC=UC=U2πfC=U/XC電容元件上電壓、電流的有效值關(guān)系為:容抗與哪些因素有關(guān)?XC與頻率成反比;與電容量C成反比直流情況下容抗為多大?XC=稱為電容元件的電抗,簡稱容抗。容抗反映了電容元件對正弦交流電流的阻礙作用;容抗的單位與電阻相同,也是歐姆【Ω】。ωC1所以電容C具有隔直通交的作用XC直流:XC,電容C視為開路交流:f容抗XC是頻率的函數(shù)則:電容電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前O由2.電容元件的功率
(1)瞬時功率
p瞬時功率用小寫!則瞬時功率
:ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充電p<0放電+p>0充電p<0放電po所以電容C是儲能元件。結(jié)論:純電容不消耗能量,只和電源進行能量交換(能量的吞吐)。uiou,iP=0,電容元件不耗能。(2).平均功率(有功功率)P問題與討論1.電容元件在直流、高頻電路中如何?
Q反映了電容元件與電源之間能量交換的規(guī)模。(3).無功功率Q2.電感元件和電容元件有什么異同?直流時C相當于開路,高頻時C相當于短路。
L和C上的電壓、電流相位正交,且具有對偶關(guān)系;L和C都是儲能元件;它們都是在電路中都是只交換不耗能。單位:var已知:C=1μF求:I
、i例i解:電流有效值求電容電路中的電流uC+-例:瞬時值i領(lǐng)先于u90°電流有效值單一元件的電壓電流關(guān)系相量關(guān)系U=LIU=RI有效值關(guān)系瞬時值關(guān)系CLR元件單一元件電壓電流的波形圖和相量圖相量圖波形圖RLCiutiutiutu、i同相u超前i90°i超前u90°單一元件的功率CL\R無功功率平均功率或有功功率瞬時功率元件能力目標:
正確理解交流電路中各種功率的物理含義和提高功率因數(shù)的意義和原理。
任務(wù)六:交流電路的功率、功率因數(shù)熟練應(yīng)用P、Q、及S的計算公式和各種計算方法,求出交流電路的功率。一.正弦交流電路功率的基本概念設(shè):一無源N網(wǎng)絡(luò)一.瞬時功率定義代入整理后得討論:
1.p以2ω變化(u、i以ω變化);
2.
u>0,i>0
時,p>0,N
吸收功率;
3.u>0,i<0或u<0,i>0
時,p<0,N
發(fā)出功率;tjcosIUp,u,ip(t)iu0瞬時功率實用意義不大,一般討論所說的功率指一個周期平均值。2.平均功率P:=u-i:功率因數(shù)角。對無源網(wǎng)絡(luò),為其等效阻抗的阻抗角。cos
:功率因數(shù)。其中P的單位:W,kW
cosj1,純電阻0,純電抗平均功率實際上是電阻消耗的功率,亦稱為有功功率。表示電路實際消耗的功率,它不僅與電壓電流有效值有關(guān),而且與cosj有關(guān),這是交流和直流的很大區(qū)別,主要由于電壓、電流存在相位差。討論:
N為單一元件時:(含
n個R)∴對電路進行P計算時可只求PR,則3.無功功率Q表示交換功率的最大值,單位:var(乏)。Q的大小反映網(wǎng)絡(luò)與外電路交換功率的大小。是由儲能元件L、C的性質(zhì)決定的而電阻元件無功功率為零。公式計算?!嘤嬎汶娐稱時可用討論:N為單一元件時:4.視在功率S反映電氣設(shè)備的容量??傻霉β省?。S、P、Q關(guān)系:其中當XL>XC時,>0
表示u
超前i
--電路呈感性當XL<XC時,<0
表示u
滯后i
--電路呈容性當XL=XC時,=0
表示u
、i
同相--電路呈純阻性(諧振)二.功率因數(shù)提高
1.
提高功率因數(shù)的意義:①由功率△可知,在一定的P下,用電單位的越小,Q越大,S↗。為滿足用電,則供電線路的變壓器容量加大,投資↗,而設(shè)備利用率↘,網(wǎng)損↗。一般規(guī)定高壓用戶的
②設(shè)備S=Se時,用戶發(fā)電設(shè)備利用率↗。越大,P↗出力提高。③↗網(wǎng)損:↘,△U↘。(原理:QC,QL互補)的主要方法:2、提高解決辦法:并聯(lián)電容,提高功率因數(shù)(改進自身設(shè)備)。分析:j1j2LRC+_分析依據(jù):補償前后P、U不變。由相量圖可知:功率因數(shù)提高后,線路上電流減少,就可以帶更多的負載,充分利用設(shè)備的能力。再從功率這個角度來看:并聯(lián)C后,電源向負載輸送的有功UILcosj1=UIcosj2不變,但是電源向負載輸送的無功UIsinj2<UILsinj1減少了,減少的這部分無功就由電容“產(chǎn)生”來補償,使感性負載吸收的無功不變,而功率因數(shù)得到改善。例:已知:f=50Hz,U=380V,P=20kW,cosj1=0.6(滯后)。要使功率因數(shù)提高到0.9,求并聯(lián)電容C。P=20kWcosj1=0.6+_CLRC+_解:j1j2補償容量也可以用功率三角形確定:j1j2PQCQLQ單純從提高cosj看是可以,但是負載上電壓改變了。在電網(wǎng)與電網(wǎng)連接上有用這種方法的,一般用戶采用并聯(lián)電容。思考:能否用串聯(lián)電容提高cosj?能力目標:
深刻理解對稱三相正弦量的瞬時表達式、波形、相量表達式及相量圖。
任務(wù)七:三相交流電源理解對稱三相電源的連接及線相、電壓的關(guān)系,線、相電流的關(guān)系。一.三相電源1.三相電源的產(chǎn)生通常由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生,三相繞組在空間互差120°,當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,從而形成三相電源。NSooIwUZVXWY三相交流發(fā)電機示意圖
2.三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的三個正弦電壓三相電源電路符號如圖示。
UuUXVuVYWuWZU、V、W為三相電源的首端,X、Y、Z為三相電源的末端。
三相電源的特征:大小相等,頻率相同,相位互差120o。
若設(shè)U相電壓的初相角為0°,則三相電壓瞬時值表達式為:每一個理想電壓源稱為一相,其電壓稱為相電壓。波形如圖示。由波形圖可得:utwUupVuWup20三相電壓的相量表達式:由相量圖可知.WUVU.o120o120o120UU.UU.VU.WU.3.對稱三相正弦量
凡是滿足頻率相同、大小相等、相位依次互差120°的三個正弦量都稱為對稱三相正弦量,它們滿足瞬時值和或相量和為零。如上述由交流發(fā)電機產(chǎn)生的三相正弦電壓、或(、),它們對應(yīng)的電源就稱為對稱三相電源。4.對稱三相電源的相序
定義:三相電源中各相電源經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序。正序(順序):U—V—W—U負序(逆序):U—W—V—UUVWUVW相序的實際意義:對三相電動機,如果相序反了,就會反轉(zhuǎn)。MUVW123MWVU123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)低壓配電線路中規(guī)定用顏色區(qū)分各相,黃色表示U相,綠色表示V相,紅色表示W(wǎng)相二、三相電源的星形(Y形)聯(lián)結(jié)將三相電源的負極性端(末端)U2、V2、W2連接在一起,從正極性端(始端)分別引出三根輸電線
星形(Y形)聯(lián)結(jié)中性點
中性線(俗稱零線)
相線(俗稱火線)
三相四線制
星形聯(lián)接又分為帶中線與不帶中線兩種。相電壓與線電壓相線與中線之間的電壓
相電壓
相電壓有效值UP線電壓
相線與相線之間的電壓
線電壓有效值UL120120120相電壓:若是對稱三相電源,則有線電壓:火線間的電壓。30同理可得:相電壓與線電壓關(guān)系有效值關(guān)系
相位關(guān)系
線電壓超前相應(yīng)的相電壓30°
相電壓是220V
我國低壓供電系統(tǒng)
線電壓是380V
負載可根據(jù)額定電壓決定其接法:若負載額定電壓是380V,接在兩根相線之間;負載額定電壓是220V,接在相線與中線之間。
Y(Y0)聯(lián)接的對稱三相電源線電壓與相電壓的關(guān)系為:30°。分別超前、、2)相位關(guān)系:、、1)大小關(guān)系:結(jié)論:3)相電壓對稱,則線電壓也對稱。相電壓是對稱三相電壓,所以其它兩相電壓
線電壓和相電壓的關(guān)系,線電壓
分析:例1三相Y結(jié)電源為正序,相電壓試求其它兩相電壓和線電壓。2.三角形聯(lián)接(△):把三相電源的始端與末端順次連成一個閉合回路,再從兩兩的連接點引出端線。(1)聯(lián)接方式如圖示,三角形聯(lián)接的對稱三相電源沒有中點。
U1UXYWVZV1W1+++---三相三線制供電(2)線、相電壓的關(guān)系由電路圖可得線電壓相電壓
結(jié)論:
△聯(lián)接的對稱三相電源線電壓與相電壓的關(guān)系為:1)大小關(guān)系:VWVUU=..UVUUU=..WUWUU=..3)相電壓對稱,則線電壓也對稱。2)相位關(guān)系:
同相位。分別與、、、、特點:線電壓=相電壓
(3)思考:若對稱三相電源△有一相接反會怎發(fā)生什么現(xiàn)象?正確接法錯誤接法I=0,接電源中不會產(chǎn)生環(huán)流。I0,接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。
目前,交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用幾乎全是三相制,因為它具有許多優(yōu)點:
(1)在尺寸相同的情況下,三相發(fā)電機比單相發(fā)電機輸出的功率大;
(2)在輸電距離、輸電電壓、輸送功率和線路損耗相同的條件下,三相輸電比單相輸電可節(jié)省25%的有色金屬;
(3)單相電路的瞬時功率隨時間交變,而對稱三相電路的瞬時功率是恒定的,這使得三相電動機具有恒定轉(zhuǎn)矩,比單相電動機的性能好,結(jié)構(gòu)簡單、便于維護。能力目標:
熟練掌握負載的聯(lián)接方式。
任務(wù)八:三相電路中負載的連接掌握對稱三相負載的線相、電壓的關(guān)系,線、相電流的關(guān)系。
一、三相負載的連接原則負載分類
每相負載的大小和性質(zhì)完全相同
。如三相電動機、三相變壓器、三相電爐等。單相負載:有兩根接線的負載,如電風(fēng)扇、電冰箱三相負載:有三個接線端的負載,如三相電動機對稱三相負載
不對稱三相負載
各相負載不同。如三相照明電路中的負載。三相負載的連接原則負載的額定電壓等于電源提供的電壓單相負載盡量均衡地分配到三相電源上三相負載的一端連在一起與中線相接;另一端分別與相線相接的方式稱為:星形接法負載有兩種接法:UWV
NZZZUWVZZZ三相負載的首尾相連成一個閉環(huán),然后與三根相線相接的方式稱為:三角形接法二、負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路
將三相負載的一端連在一起后接到三相電源的中性線上,三相負載的另一端分別接到三相電源的相線上,這種連接方式稱為三相負載的星形(Y形)聯(lián)結(jié)
負載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路
三相負載的阻抗
ZU、
ZV、ZW
相電壓與線電壓三相負載的相電壓就是電源的相電壓三相負載的線電壓就是電源的線電壓相電流與線電流相電流
線電流流過每相負載的電流,有效值IP通過每根相線上的電流,有效值IL
線電流等于相電流
IL=IP
中線上通過的電流稱為中線電流。UWV
NZZZuUuVuW線電流iViWiU相電流iN中線電流星形聯(lián)結(jié)的對稱三相負載
負載相電壓對稱,負載相電流也是對稱
“算一相,推其余兩相”
中線電流流過中性線的電流
對稱三相負載負載相電流對稱中性線電流
把中性線去掉從而構(gòu)成三相三線制電路
三相異步電動機是三相對稱負載,三相三線制供電的。
大電網(wǎng)的三相負載可以認為基本上是對稱的,實際應(yīng)用中高壓輸電線都采用三相三線制。
三相電源對稱、三相Y接負載也對稱的情況下,三相負載電流也是對稱的,此時中線電流為零。不對稱三相負載中性線不能去掉
中性線電流
采用有中線的三相四線制電路
中性線的作用
保證負載相電壓對稱為了防止中性線突然斷開,在中性線上不準安裝開關(guān)或熔斷器
*線電壓=相電壓,線電壓領(lǐng)先于相電壓30°。UWVNZZZUWVNZUZWZV負載星形接法時的一般計算方法解題思路:
一般線電壓為已知,然后根據(jù)電壓和負載求電流。1.負載對稱時,只需計算一相。
如:則:據(jù)此可直接得出另兩相電流:(中線電流為0)2.負載對稱,只要求電流、電壓大小時,僅算一相有效值即可。例:電源線電壓為380V,三相對稱負載Y接,Z=3+j4Ω,求:各相負載中的電流及中線電流。
設(shè)解:根據(jù)對稱關(guān)系可得:
由此例可得,對稱三相電路的計算可歸結(jié)為一相電路計算,其它兩相根據(jù)對稱關(guān)系可直接寫出。負載對稱時問題及討論Y形連接三相完全對稱時,中線可以取消。稱為三相三線制。中線是否可以去掉?答:UZZZWV關(guān)于中線的結(jié)論
負載不對稱而又沒有中線時,負載上可能得到大小不等的電壓,有的超過用電設(shè)備的額定電壓,有的達不到額定電壓,都不能正常工作。比如,照明電路中各相負載不能保證完全對稱,所以絕對不能采用三相三相制供電,而且必須保證中線可靠。
中線的作用在于,使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保中線在運行中不斷開,其上不允許接保險絲也不允許接刀閘。
uuvuvwuwuΔ接負載的端電壓等于電源線電壓;負載中通過的電流稱為相電流IP;相線上通過的電流稱為線電流Il;各相負載中通過的電流分別為:各線電流與相電流的關(guān)系為:UWVZZZ線電流iwiViU相電流iUViWUiVW
三.三相負載的三角形聯(lián)接(Δ)電流相量圖-IVWIUIWU-IVIUV-IW
三相電源對稱、三相Δ接負載也對稱的情況下,三相負載中的相電流iUV、iVW、iWU也是對稱的,相線上通過的三個線電流iU、iV、iW也對稱。由相量圖還可看出,在三相對稱情況下,線電流是相電流的
倍,相位滯后與其相對應(yīng)的相電流30°。
由相量圖可看出:線、相電流關(guān)系式為:(2)負載對稱時(ZUV=ZVW=ZWU=Z
),各相電流有效值相等,相位互差120
。有效值為:(1)負載不對稱時,先算出各相電流,然后計算線電流。UWVZZZ負載對稱時三角形接法的特點注意電路中規(guī)定的正方向UWV能力目標:
理解對稱三相電路的特點及各種功率的意義。
任務(wù)九:三相交流電路的功率熟練掌握對稱三相電路的計算方法。
負載對稱時:三相總有功功率:星形接法時:三角形接法時:和接法有無關(guān)系?在三相負載對稱的條件下,三相電路的功率:無功功率:視在功率:有功功率:三相交流電路的小結(jié)(1)--三相電源三相三線制三相四線制UWVNUWVUWV三相電源一般都是對稱的,而且多用三相四線制接法。三相交流電路的小結(jié)(2)--三相負載星形負載三角形負載UWVNZZZUWVZZZ三相交流電路的小結(jié)(3)--三相電路計算負載形接法對稱負載下:各相電壓、電流單獨計算。負載不對稱時:負載對稱時:電壓對稱、電流對稱,只需計算一相。求電表讀數(shù)時,可只算有效值,不算相位。三相電路的計算要特別注意相位問題。負載Y形接法電源對稱時:三相交流電路的小結(jié)(4)--三相功率計算三相總功率:負載對稱時:和接法無關(guān)無功功率:視在功率:例:三相負載Ω,接于線電壓為380V的電源上,試求分別作星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時三相電路總的有功功率。解:每相阻抗Ω。星形聯(lián)接時,線電流A,故三相總的有功功率為三角形聯(lián)接時,線電流A,故三相總的有功功率為kWkW學(xué)習(xí)導(dǎo)航任務(wù)重點難點關(guān)鍵能力常用低壓電器常用低壓電器的用途;常用低壓電器的分類;常用低壓電器的結(jié)構(gòu);常用低壓電器的技術(shù)參數(shù)。常用低壓電器工作原理;常用低壓電器的選用。常用低壓電器的安裝。三相異步電動機啟動控制三相異步電動機結(jié)構(gòu);三相異步電動機直接啟動方法;三相異步電動機降壓啟動方法??刂齐娐吩矸治?;控制電路保護設(shè)置;自鎖、互鎖作用。常用電工工具使用;控制電路安裝工藝;三相異步電動機控制電器選用。三相異步電動機電氣制動控制制動控制目的和實現(xiàn)方法;制動控制注意事項??刂齐娐吩矸治?;控制電路的繪制??刂齐娐钒惭b工藝。三相異步電動機條件控制順序控制實現(xiàn)方法;多地控制實現(xiàn)方法??刂齐娐吩矸治觯缓唵慰刂齐娐吩O(shè)計??刂齐娐肪S修、維護;三相異步電動機控制電路設(shè)計。項目三
三相異步電動機電氣控制能力目標:(1)掌握常用低壓電氣設(shè)備基本結(jié)構(gòu)、工作原理和用途。(2)了解常用低壓電器技術(shù)數(shù)據(jù),并能正確使用。(3)掌握常用低壓電器選用方法。
任務(wù)十常用低壓電器使用分析1、按用途和控制對象分:分為低壓配電電器和低壓控制電器兩類。如低壓斷路器、熔斷器、接觸器、繼電器等。2、按工作原理分:分為電磁式和非電量控制電器。如電磁式繼電器、速度繼電器等。3、按動作方式分:分為手動電器和自動電器。如刀開關(guān)、按鈕、繼電器等。一、低壓電器分類低壓電器的概念:是指交流工作電壓在1200V、直流電壓1500V及以下的電路中,對電路進行控制、保護等作用的電器。常用分類方式有以下三種:二、常用低壓電器(1)刀開關(guān)的用途:是低壓配電電器中最簡單的一種手動控制電器,主要作用是用來隔離電源,也稱為隔離開關(guān)。HK系列刀開關(guān)外形HK系列刀開關(guān)結(jié)構(gòu)刀開關(guān)符號1、刀開關(guān)常用產(chǎn)品:HD11—HD14、HS11—HS13單、雙投刀開關(guān)系列;HK1、HK2開啟式負荷開關(guān)系列;HH3、HH4封閉式負荷開關(guān)系列和HR3刀熔開關(guān)系列;HH3、HH4系列鐵殼開關(guān)等。鐵殼開關(guān)外形鐵殼開關(guān)結(jié)構(gòu)(2)刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)及分類刀開關(guān)分類:分為單極、雙極和三極三種?;窘Y(jié)構(gòu):由操作手柄、刀片(動觸點)、觸點座(靜觸點)和底座組成。(3)刀開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)3)分斷能力:指刀開關(guān)斷開電路的最大容量。1)額定電壓:指長期工作時承受的最大電壓。2)額定電流:指長期通過的最大允許電流。4)開關(guān)安裝要有一定的高度。(4)刀開關(guān)安裝1)操作手柄不能倒裝;2)電源接線應(yīng)在上端,負載接線在下端;3)鐵殼開關(guān)不能放置在地面上操作,也不能面對開關(guān)進行操作;3)額定電流應(yīng)≧線路工作電流。
對電動機,開啟式負荷開關(guān)額定電流可取為電動機額定電流的3倍;封閉式刀開關(guān)額定電流可取為電動機額定電流的1.5倍。(5)刀開關(guān)選用方法1)根據(jù)適用條件的要求,選擇合理的類型、極數(shù)和操作方式。2)額定電壓應(yīng)≧線路電壓。主要技術(shù)數(shù)據(jù)有:額定電壓、額定電流和極數(shù)等。轉(zhuǎn)換開關(guān)外形轉(zhuǎn)換開關(guān)圖形符號
2、轉(zhuǎn)換開關(guān)(1)轉(zhuǎn)換開關(guān)的用途:轉(zhuǎn)換開關(guān)也稱為組合開關(guān),一般用來不頻繁地接通或斷開電路、換接電源或負載,也可以用來控制小容量電動機。
由動觸點(刀片)、靜觸點、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機構(gòu)和外殼組成,動觸點分別疊裝在數(shù)層絕緣墊板之間。轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇方法與刀開關(guān)相同(2)轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)3、控制按鈕按顏色分:紅、綠、黑、黃、藍、白、灰等;通常用紅色作停止按鈕,綠色作起動按鈕,黑色作點動按鈕。(1)控制按鈕用途及分類用途:分類:控制按鈕屬于主令電器,用在控制電路中,用來接通或斷開小電流電路。按功能分為:自動復(fù)位和帶鎖定功能兩種;按結(jié)構(gòu)分為:單個按鈕、雙位按鈕和三位按鈕;按操作方式分為:一般式、蘑菇頭急停式、旋轉(zhuǎn)式和鑰匙式等;由按鈕帽、橋式動觸點、靜觸點、復(fù)位彈簧和外殼組成,觸點分為常開觸點(動合觸點)、常閉觸點(動斷觸點)。按鈕外形按鈕結(jié)構(gòu)(2)控制按鈕結(jié)構(gòu)及工作原理基本結(jié)構(gòu):第一次按下后,機械結(jié)構(gòu)鎖定,松手后不能自動復(fù)位,須第二次按下后,鎖定機構(gòu)脫扣,再松手才能自動復(fù)位。按鈕圖形符號工作原理:自復(fù)式按鈕按下按鈕,動斷觸點先斷開,動合觸點后閉合;松開按鈕,在復(fù)位彈簧的作用下按鈕自動復(fù)位,即動合觸點先斷開,動斷觸點后閉合。帶自保持機構(gòu)按鈕4、空氣開關(guān)分為有塑殼式(裝置式)和萬能式(框架式)兩類。外形圖形符號(1)空氣開關(guān)用途空氣開關(guān)也是斷路器,是利用空氣熄滅開關(guān)過程中的電弧,因此稱為空氣開關(guān)。具有過載、短路、欠壓(失壓)等保護功能,在低壓電路中被廣泛使用。(2)空氣開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理1—主觸點2—自由脫扣機構(gòu)3—過電流脫扣器4—分勵脫扣器5—加熱電阻絲6—欠電壓脫扣器7—脫扣按鈕8—跳鉤9—熱脫扣器由觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)等部分構(gòu)成。主要結(jié)構(gòu):在線路電壓正常時,欠電壓脫扣器6電磁吸力吸住銜鐵,主觸點閉合。電路電壓嚴重下降或斷電后,欠電壓脫扣器6電磁吸力不足銜鐵釋放,推動杠桿向上使脫扣2與跳鉤8脫開,主觸頭斷開,切斷電源。工作原理當線路短路或嚴重過載時,電磁脫扣器3產(chǎn)生足夠大的吸力,將銜鐵吸合并撞擊杠桿,杠桿向上使脫扣2與跳鉤8脫開,在反力彈簧的作用下將三副主觸頭分斷,切斷電源。短路保護過載保護當線路發(fā)生一般性過載時,過載電流雖不能使電磁脫扣器動作,但能使熱元件5產(chǎn)生一定熱量,促使雙金屬片9受熱向上彎曲,推動杠桿向上使脫扣2與跳鉤8脫開,將主觸頭分斷,切斷電源。欠壓(失壓)保護6)應(yīng)經(jīng)常清除灰塵,防止絕緣水平降低。(3)低壓斷路器安裝1)安裝前應(yīng)擦凈脫扣器電磁鐵工作面上的防銹漆脂。2)斷路器與熔斷器配合使用時,熔斷器應(yīng)盡可能裝在斷路器之前。3)不允許隨意調(diào)整電磁脫扣器的整定值。4)使用一段時間后,應(yīng)檢查彈簧是否生銹、卡住,防止不能正常動作。5)如有嚴重的電灼傷痕跡,可用干布擦去;如觸點燒毛,可用砂紙或細銼修整,主觸點一般不允許用銼刀修整。6)欠壓脫扣器額定電壓﹦線路額定電壓。(4)低壓斷路器選用1)斷路器額定電壓≧線路的額定電壓。2)斷路器的額定電流應(yīng)≧負載電流。3)脫扣器的額定電流≧負載電流。4)極限分斷能力≧線路中最大短路電流。5)線路末端單相對地短路電流與瞬時脫扣器整定電流之比應(yīng)不小于1.25。5、交流接觸器作遠距離通、斷交流電路或控制交流電動機的頻繁起停,屬于遙控電器。外形圖形符號
交流接觸器是一種主觸點常開的、三極的、以空氣作滅弧介質(zhì)的電磁式交流接觸器。主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、其它部分組成。包括:線圈、短路環(huán)、靜鐵芯、動鐵芯、動觸頭、靜觸頭、輔助常開觸頭、輔助常閉觸頭、壓力彈簧片、反作用彈簧、緩沖彈簧、滅弧罩等原件。(1)交流接觸器用途(2)交流接觸器結(jié)構(gòu)滅弧裝置:滅弧裝置的作用是迅速切斷主觸點開斷時的電弧,如不迅速切斷,將發(fā)生主觸點燒毛、熔焊等現(xiàn)象,因此交流接觸器一般都有滅弧裝置。對于容量較大的交流接觸器,常采用滅弧柵災(zāi)弧。內(nèi)部結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng):包括線圈、靜鐵心和動鐵心(又稱銜鐵)。觸點系統(tǒng):包括主觸點和輔助觸點。主觸點允許通過較大的電流,起接通和切斷主電路的作用,通常以主觸點允許通過的最大電流(即額定電流)作為接觸器的技術(shù)參數(shù)之一。輔助觸點只允許通過較小的電流,使用時一般接在控制電路中。常開、常閉是指電磁系統(tǒng)未通電動作前觸頭的狀態(tài),即常開觸頭是指線圈未通電時,其動、靜觸頭是處于斷開狀態(tài),又稱動合觸頭;常閉觸頭是指線圈未通電時,其動、靜觸頭是閉合的,所以常閉觸頭又稱動斷觸頭。主觸點一般為常開觸頭,輔助觸頭有常開的也有常閉的。(3)交流接觸器工作原理當線圈通電時,鐵芯被磁化,吸引銜鐵向下運動,使得常閉觸頭斷開,常開觸頭閉合。當線圈斷電時,磁力消失,在反力彈簧的作用下,銜鐵回到原來位置,即使觸頭恢復(fù)到原來狀態(tài)。6)接觸器的觸頭應(yīng)定期清掃保持清潔,但不允許涂油。(4)交流接觸器安裝1)安裝前應(yīng)先作檢查:線圈的額定電壓、額定電流等技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合要求;接觸器觸點接觸是否良好,有無卡阻現(xiàn)象;新安裝的接觸器應(yīng)擦凈鐵芯表面的防銹油。2)接觸器一般應(yīng)安裝在垂直面上,傾斜度不得超過5°。對有散熱孔的接觸器,散熱孔應(yīng)放在上下位置,以利于散熱。3)安裝與接線時,切勿把零件失落在接觸器內(nèi)部,以免引起卡阻,或引起短路故障。4)應(yīng)擰緊固定螺釘,防止運行振動。5)觸點表面因電弧出現(xiàn)金屬小珠時,應(yīng)及時銼修,但銀及銀合金觸頭表面產(chǎn)生的氧化膜,由于接觸電阻很小,可不必銼修,否則會縮短觸頭的壽命。3)額定電流應(yīng)≧被控主回路額定電流。(4)交流接觸器選用1)接觸器的額定電壓應(yīng)≧負載回路的額定電壓;2)吸引線圈的額定電壓=控制電路的額定電壓等級一致;
中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)和接觸器相類似,沒有主觸點、輔助觸點之分。外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)6、中間繼電器(1)中間繼電器用途中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器,但它的觸點數(shù)量較多,觸點的額定電流較?。?A),在電路中主要用來擴展觸點的數(shù)量。(2)中間繼電器的結(jié)構(gòu)選擇中間繼電器主要考慮觸點的類型和數(shù)量,線圈額定電壓的種類和數(shù)值。圖形符號(3)中間繼電器安裝中間繼電器的安裝方法和接觸器相似,但由于其觸點容量較小,一般不能接到主電路中。
(4)中間繼電器選用
按照動作原理來分,時間繼電器有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式和數(shù)字式等類型。JS11時間繼電器CDJS18時間繼電器7、時間繼電器(1)時間繼電器用途時間繼電器是利用電磁原理和機械動作來使其觸點獲得延遲動作時間的。
傳動機構(gòu):由杠桿、推板、推桿和寶塔形彈簧等組成。(2)時間繼電器結(jié)構(gòu)空氣阻尼式動作時間由空氣通過小孔節(jié)流的原理來控制的。根據(jù)觸點延時的特點,分為通電延時與斷電延時兩種。主要由電磁系統(tǒng)、觸點、氣室及傳動機構(gòu)等組成。電磁系統(tǒng):由線圈、動鐵芯、靜鐵芯和反作用彈簧組成。觸點:分為瞬時觸點、延時觸點兩種。不同型號觸點數(shù)量不同。氣室:氣室內(nèi)有一塊橡皮薄膜和活塞隨空氣量的增減而移動,氣室上面的調(diào)節(jié)螺釘可以調(diào)節(jié)延時的長短。通電延時時間繼電器工作原理:當線圈通電后,電磁機構(gòu)活動銜鐵克服反力彈簧的阻尼,與靜鐵芯吸合,釋放空間,活塞桿在寶塔彈簧作用下向左移動,空氣由進氣孔進入氣囊。經(jīng)過一段時間后,活塞桿完成全部行程,通過杠桿壓動微動開關(guān),使常閉觸頭延時斷開,常開觸頭延時閉合。外形結(jié)構(gòu)(3)空氣阻尼式時間繼電器工作原理當線圈失電后,電磁機構(gòu)活動銜鐵在反力彈簧作用下壓縮寶塔彈簧,同時推動活塞桿移動,使微動開關(guān)瞬時復(fù)位,常閉觸頭瞬時閉合,常開觸頭瞬時閉合。當線圈失電后,電磁機構(gòu)活動銜鐵在反力彈簧作用下,與靜鐵芯分開,釋放空間,活塞杠在寶塔彈簧作用下移動,空氣由進氣孔進入氣囊,經(jīng)過一段時間后,活塞杠完成全部行程,壓縮微動開關(guān),使常閉觸頭延時閉合,常開觸頭延時斷開。斷電延時時間繼電器工作原理:當線圈通電后,電磁機構(gòu)活動銜鐵克服反力彈簧的阻尼,與靜鐵芯吸合,活動銜鐵推動推桿壓縮寶塔彈簧,推動活塞桿向右移動至右限位,同時杠桿隨著運動,使微動開關(guān)動作,使常閉觸頭瞬時斷開,常開觸頭延時閉合。2)將線圈轉(zhuǎn)180°就能將通電延時改成斷電延時。同理也可將斷電延時改為通電延時。圖形符號時間繼電器安裝1)經(jīng)常清除灰塵和油污,防止延時誤差。3)根據(jù)線路工作電壓選擇電磁機構(gòu)的線圈額定電壓。(4)時間繼電器選用1)根據(jù)使用場合、工作環(huán)境類型。2)根據(jù)控制電路要求選擇延時方式。作用:熔斷器是一種在電路中作短路保護(有時也作過載保護)的保護電器。(2)熔斷器結(jié)構(gòu)RC1A系列瓷插式熔斷器RL1系列螺旋式熔斷器RM10系列無填料封閉管式熔斷器RT0有填料封閉管式熔斷器8、熔斷器(1)熔斷器用途分類:分為瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式等類型。4)應(yīng)保證熔體與刀座接觸良好,以免因接觸電阻過大使熔體溫度升高而熔斷。(3)熔斷器安裝1)熔絲的額定電流≤熔管的額定電流。2)瓷插式熔斷器的熔絲應(yīng)順著螺釘旋緊方向繞過去;不要把熔絲繃緊,以免減小熔絲截面尺寸。3)對螺旋式熔斷器,電源線必須與瓷底座的下接線端連接,防止更換熔體時發(fā)生觸電。
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