第二章电气业基础 课件1.ppt

第 2 章 电气专业基础 沈阳特种设备检测研究院 李旭辉 2.1.1 直流电路 2.1.1.1 电路的组成和作用 1. 电路的组成 把各种电气设备和元件按照一定的连接方式构成的电流通路称为电路。 2. 电路的作用 （1）进行电能的传输和转换。 （2）进行信号的传递和处理。（3）测量。 （4）存储信息。 表2.1 常用的几种理想电路元件及其图形符号 2.1.1.3 电路基本物理量 1. 电流 2. 电压 3. 电动势 4. 电位 5. 功率 2.1.1.4 电阻元件、电感元件和电路元件 2.1.1.4 电阻元件、电感元件和电路元件 2. 电感元件电感元件是一种能够储存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。电感器是用绝缘导线在绝缘骨架上绕制而成的线圈，所以也称电感线圈。 3. 电容元件电容元件是一种能够储存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。 2.1.2 正弦交流电路 2.1.3 变压器 2.1.4 现代电力电子器件及其应用 2.1.4.2 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 2.1.4.5 变频器变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。变频器靠内部 IGBT 的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛地应用。 2.2 电机拖动和自动控制基础 2.2.1 常用低压电器介绍 2.2.1.1 手动电器 1. 刀开关 （1）刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。 （2）刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。 （3）刀开关的种类很多。按极数（刀片数）分为单极、双极和三极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按转换方向分为单投和双投等。 （4）刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。 （5）刀开关的额定电压通常为 250V和 500V，额定电流在 1500A以下。 刀开关的电气符号 文字符号：QS 2. 按钮 按钮常用于接通、断开控制电路，它的结构和电路符号见图 2.28。按钮上的触点分为常开触点和常闭触点，由于按钮的结构特点，按钮只起发出“接通”和“断开”信号的作用。 2.2.1.2 自动电器 1. 熔断器熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。 2. 交流接触器 接触器是一种自动开关，是电力拖动中主要的控制电器之一，它分为直流和交流两类。其中，交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路。图 2.30 是交流接触器的主要结构图。接触器主要由电磁铁和触头两部分组成。它是利用电磁铁的吸引力而动作的。当电磁线圈通电后，吸引山字形动铁心 （上铁心），而使常开触头闭合。 3. 中间继电器 中间继电器的结构与接触器基本相同，只是体积较小，触点较多，通常用来传递信号和同时控制多个电路，也可以用来控制小容量的电动机或其他执行元件。 4. 热继电器 热继电器是用来保护电动机，使之免受长期过载危害的继电器。 整定电流与电动机的额定电流基本上一致。 5. 行程开关 行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。 2.2.2 三相异步电动机把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。 2.2.2.1 三相异步电动机的基本构造 三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图 2.34 所示。 2.2.2.2 三相异步电动机的工作原理（略） 2.2.3 永磁电机 永磁电机就是采用磁钢（或永久磁铁）励磁的电机 2.2.4 电机拖动2.2.4.2 三相异步电动机的制动 与直流电动机一样，三相异步电动机也有电动和制动两种运行状态。电动运行状态的特点：电磁转矩 T 与转速 n 同方向。这时电动机从电网吸取电功率，输出机械功率，机械特性位于第一和第三象限。制动运行状态的特点是：电磁转矩 T 与转速 n 反方向，转矩 T 对电动机起制动作用。制动时，电动机将轴上吸收的机械能转换成电能，该电能或者消耗于转子电路中，或者反馈回电网。制