電機(jī)和電氣控制技術(shù)教學(xué)案

...wd......wd......wd...第1、2課時(shí)課題:電磁學(xué)根基知識(shí)教學(xué)目的和要求:補(bǔ)充了解磁場(chǎng)的基本物理量以及鐵磁材料的性質(zhì)和磁路歐姆定律，掌握交流鐵心線圈電路中的電磁關(guān)系并了解其功率損耗情況。重點(diǎn)與難點(diǎn):掌握鐵磁材料的性質(zhì)、交流鐵心線圈電路中的電磁關(guān)系及其功率損耗。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析，應(yīng)用介紹，案例教學(xué)。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):復(fù)習(xí)前期學(xué)的《電工技術(shù)根基》相關(guān)知識(shí)。一、磁路的基本物理量磁場(chǎng)可由電流產(chǎn)生，用磁感線來(lái)描述。磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可用磁感線的疏密程度來(lái)表示。磁感線可以看成是無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線。1)磁感線的回轉(zhuǎn)方向和電流方向之間的關(guān)系遵守右手螺旋法則。

2)磁感線總是閉合的，既無(wú)起點(diǎn)，也無(wú)終點(diǎn)。

3)磁場(chǎng)中的磁感線不會(huì)相交，因?yàn)榇艌?chǎng)中每一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都是確定的、唯一的。1.磁通Ф磁場(chǎng)中穿過(guò)某一截面積A的總磁線數(shù)稱為通過(guò)該面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通Ф，單位WB。磁場(chǎng)中穿過(guò)某一截面積A的總磁線數(shù)稱為通過(guò)該面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通Ф，單位WB。當(dāng)線圈中通以電流后，大局部磁感線沿鐵心、銜鐵和工作氣隙構(gòu)成回路，這局部磁通稱為主磁通；還有一局部磁通，沒(méi)有經(jīng)過(guò)氣隙和銜鐵，而是經(jīng)空氣自成回路，這局部磁通稱為漏磁通。磁通經(jīng)過(guò)的閉合路徑叫磁路。磁路和電路一樣，分為有分支磁路和無(wú)分支磁路兩種類型。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度B描述磁介質(zhì)中實(shí)際的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量，用B表示。均勻磁場(chǎng)中，假設(shè)通過(guò)與磁感線垂直的某面積A的磁通為Ф，則B=Ф/A所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也稱磁通密度，單位T3．磁場(chǎng)強(qiáng)度H是進(jìn)展磁場(chǎng)計(jì)算時(shí)引進(jìn)的一個(gè)物理量，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)外，介質(zhì)被磁化后還會(huì)產(chǎn)生附加磁場(chǎng)。單位安每米。H代表電流本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，反映了電流的勵(lì)磁能力，大小只與該電流的大小成正比，與介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)；B代表電流所產(chǎn)生的以及介質(zhì)被磁化所產(chǎn)生的總磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，其大小不僅與電流的大小有關(guān)，還與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。4．磁導(dǎo)率μ磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之比，是衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。μ=B/Hμ為導(dǎo)磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率。真空的磁導(dǎo)率為。鐵磁材料的，例如鑄鋼的μ約為的1000倍，各種硅鋼片的μ約為的6000～7000倍。5．磁場(chǎng)儲(chǔ)能磁場(chǎng)能夠儲(chǔ)存能量，這些能量是在磁場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中由其他能源的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)的。電機(jī)就是借助磁場(chǎng)儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的。二、磁性材料的性質(zhì)1．高導(dǎo)磁性磁性物質(zhì)的內(nèi)部存在著很多很小的區(qū)域，稱為“磁疇〞，磁化前，無(wú)外磁場(chǎng)的作用，雜亂無(wú)章地排列，磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外界不顯示磁性。假設(shè)將鐵磁材料放入磁場(chǎng)，在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇的軸線趨于一致，形成一個(gè)附加磁場(chǎng)，疊加在外磁場(chǎng)上，從而使合成磁場(chǎng)大為增強(qiáng)。變壓器和電機(jī)中的磁場(chǎng)是由通過(guò)線圈的電流來(lái)產(chǎn)生，這些線圈都是繞在磁性物質(zhì)〔稱為鐵心〕上的。采用鐵心后，在同樣的電流下，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁通Ф將大為增加，且比鐵心外的B和Ф大很多，一方面可用較小的電流產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，另一方面可使絕大局部磁通集中在由磁性材料限定的空間內(nèi)。2．磁飽和性如上圖中：oa段，外磁場(chǎng)H較弱，H的增加主要是與外磁場(chǎng)同方向的磁疇邊界增大的過(guò)程，B的增加緩慢；ab段，外磁場(chǎng)H較強(qiáng)，主要是磁疇沿外磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程，B迅速增大；bc段，可隨外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的磁疇越來(lái)越少，H的增加變慢，出現(xiàn)了磁飽和現(xiàn)象；cd段，類似于真空中的情況。3．磁滯性磁性材料都具有保存其磁性的傾向，B的變化總是滯后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。當(dāng)H降為零時(shí)，保存的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br稱為剩磁強(qiáng)度，永久磁鐵的磁性就是由Br產(chǎn)生的。三、磁路的歐姆定律正如電動(dòng)勢(shì)作用在一定電阻的電路上產(chǎn)生的電流遵循歐姆定律一樣，一定的磁動(dòng)勢(shì)作用在一定磁阻的磁路上可以產(chǎn)生磁通。磁通的大小同樣遵循磁路的歐姆定律。當(dāng)磁路中有空氣隙存在，磁路的磁阻Rm將顯著增加。四、鐵心損耗1．磁滯損耗Ph磁性材料被交變磁化時(shí)，磁疇之間相互摩擦，要消耗能量，對(duì)應(yīng)的功率損耗Ph=KhfBmαV式中α與材料的性質(zhì)有關(guān)，電工鋼的α為1.6——2.3，V為鐵心體積2．渦流損耗Pe磁性材料不僅是導(dǎo)磁材料，又是導(dǎo)電材料。在交變磁場(chǎng)作用下，鐵心是也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在垂直于磁通方向的鐵心平面內(nèi)產(chǎn)生旋渦狀的感應(yīng)電流表，稱渦流。渦流在鐵心電阻上的功率損耗稱渦流損耗。Pe=Ked2f2Bm2V式中d為鋼片厚度第3、4課時(shí)課題:變壓器的工作原理和構(gòu)造教學(xué)目的和要求:變壓器的一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置。要求根據(jù)電磁感應(yīng)原理掌握變壓器的工作原理、電力變壓器的基本構(gòu)造、電力變壓器額定值的計(jì)算、了解電力變壓器的型號(hào)及主要系列。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是變壓器的工作原理、電力變壓器的額定值的計(jì)算。難點(diǎn)是變壓器的工作原理、電力變壓器的構(gòu)造。教學(xué)方法:以變壓器的廣泛應(yīng)用為切入點(diǎn)，以圖片和實(shí)物為依托，說(shuō)明其工作原理。繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析，應(yīng)用介紹。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):完成課后作業(yè)變壓器：是一種靜止的電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，將某一等級(jí)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成同頻率的另一等級(jí)電壓和電流的設(shè)備。作用：變換交流電壓、變換交流電流和變換阻抗。一、變壓器的基本工作原理變壓器是在一個(gè)閉合的鐵心磁路中，套上兩個(gè)相互獨(dú)立的、絕緣的繞組，這兩個(gè)繞組之間只有磁的耦合，沒(méi)有電的聯(lián)系，如圖1-1所示。一次繞組〔也稱原繞組或初級(jí)繞組〕：接交流電源；其匝數(shù)為N1；二次繞組〔也稱副繞組或次級(jí)繞組〕：接負(fù)載；其匝數(shù)為N2。當(dāng)在一次繞組中加上交流電壓u1時(shí)在一、二次繞組中其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值分別為〔1-1〕二、變壓器的應(yīng)用與分類1.變壓器的應(yīng)用：變壓器能夠變換交變電壓、變換交變電流、變換阻抗。2.變壓器的種類按用途不同主要分為：l〕電力變壓器：供輸配電系統(tǒng)中升壓或降壓用。2〕特殊變壓器：如電爐變壓器、電焊變壓器和整流變壓器等。3〕僅用互感器：如電壓互感器與電流互感器。4〕試驗(yàn)變壓器：高壓試驗(yàn)用。5〕控制用變壓器：控制線路中使用。6〕調(diào)壓器：用來(lái)調(diào)節(jié)電壓。三、電力變壓器的基本構(gòu)造電力變壓器主要由鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及附件等局部組成。以油浸式電力變壓器為例其基本構(gòu)造如圖1－2所示。1.鐵心鐵心是變壓器的磁路局部，是繞組的支撐骨架。鐵心由心柱和磁軛兩局部組成，鐵心用厚度為0.35mm，外表涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片疊裝而成。2.繞組繞組是變壓器的電路局部，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。工作電壓高的繞組稱為高壓繞組，工作電壓低的繞組稱為低壓統(tǒng)組。3.絕緣套管絕緣套管是變壓器繞組的引出裝置，將其裝在變壓器的油箱上，實(shí)現(xiàn)帶電的變壓器繞組引出線與接地的油箱之間的絕緣。4.油箱及其附件油箱安裝變壓器的鐵心與繞組。變壓器油起絕緣和冷卻作用。電力變壓器附件還有安全氣道、測(cè)溫裝置、分接開(kāi)關(guān)、吸濕器與油表等。四、電力變壓器的額定值與主要系列1.額定值(1)額定容量SN:指的是變壓器的視在功率，單位為V·A或kV·A。a.單相變壓器的額定容量為:SN=UN1IN1=UN2IN2〔1－2〕b.三相變壓器的容量為:SN=UN1IN=UN2IN2〔1－3〕(2)額定電壓U1N和U2NUN1為一次側(cè)繞組額定電壓，它是根據(jù)變壓器的絕緣強(qiáng)度和允許發(fā)熱條件而規(guī)定的一次繞組正常工作電壓值。UN2為二次繞組額定電壓，它是當(dāng)一次繞組加上額定電壓，二次繞組的空載電壓值。對(duì)于三相變壓器，額定電壓值指的是線電壓，單位為V或kV。(3)額定電流IN1和IN2:額定電流是根據(jù)允許發(fā)熱條件所規(guī)定的繞組長(zhǎng)期允許通過(guò)的最大電流值，單位是A或KA。IN1是一次繞組的額定電流；IN2是二次繞組的額定電流。對(duì)于三相變壓器，額定電流是指線電流。(4)額定頻率f我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50HZ。2．電力變壓器的型號(hào)及主要系列第5、6課時(shí)課題:單相變壓器的空載運(yùn)行教學(xué)目的和要求:掌握單相變壓器的空載運(yùn)行特性。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是空載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)勢(shì)平衡方程式,空載電流的作用。難點(diǎn)是變壓器空載運(yùn)行時(shí)的相量圖。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):復(fù)習(xí)電工根基相關(guān)知識(shí),題解正弦量的正方向的規(guī)定。變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器的一次繞組接在額定電壓的交流電源上，而二次統(tǒng)組開(kāi)路時(shí)的工作情況，如圖1-4所示。一、空載運(yùn)行時(shí)各物理量正方向的規(guī)定正弦量的正方向通常規(guī)定如下：1〕電源電壓正方向與其電流正方向采用關(guān)聯(lián)方向，即兩者正方向一致。2〕繞組電流產(chǎn)生的磁通勢(shì)所建設(shè)的磁通，這二者的正方向符合右手螺旋定則。3〕由交變磁通φ產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)，二者的正方向符合右手螺旋定則，即它的正方向與產(chǎn)生該磁通的電流正方向一致。由上述規(guī)定，在圖l-4中標(biāo)出各電壓、電流、磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向如圖中所示。二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與漏磁電動(dòng)勢(shì)1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)假設(shè)主磁通，φ=Φmsinωt，則一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為：其有效值為：E1=4.44fN1Φm(1-5)E2=4.44fN2m(1-6)相量表示為：〔1-7〕〔1-8〕2.漏磁電動(dòng)勢(shì)變壓器一次繞組漏磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：=-jωL1=-jX1三、變壓器空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式和電壓比一次繞組電動(dòng)勢(shì)平衡方程式：(1-9)(1-10)二次繞組的端電壓等于其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：〔1-11〕變壓器一次繞組的匝數(shù)Nl與二次繞組匝數(shù)N2之比稱為變壓器的電壓比k，即k=N1/N2=E1/E2≈U1/U2(1-12)當(dāng)N2＞N1時(shí)，k＜1，則U2＞U1，為升壓變壓器；假設(shè)N2＜N1，k＞1，則U2＜U1，為降壓變壓器。假設(shè)改變電壓比k，即改變一次或二次繞組匝數(shù)，則可到達(dá)改變二次繞組輸出電壓時(shí)目的。四、空載電流和空載損耗變壓器空載運(yùn)行時(shí)，空載電流分解成兩局部：1．無(wú)功分量，用來(lái)建設(shè)磁場(chǎng)，起勵(lì)磁作用，其與主磁通同相位；2．有功分量，用來(lái)供應(yīng)變壓器鐵心損耗，其相位超前主磁通約900。即五、變壓器空載運(yùn)行時(shí)的相量圖第7、8課時(shí)課題:單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行教學(xué)目的和要求:與空載運(yùn)行時(shí)相對(duì)比，掌握單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行特性，強(qiáng)調(diào)變壓器的三個(gè)變換特性以及運(yùn)行特性。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁通勢(shì)平衡方程式和電動(dòng)勢(shì)平衡方程式，變壓器的作用，電壓變化率。難點(diǎn)是負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):復(fù)習(xí)單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的特性，預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，作對(duì)比分析。變壓器的負(fù)載運(yùn)行：是指變壓器在一次繞組加上額定正弦交流電壓，二次繞組接負(fù)載ZL的情況下的運(yùn)行狀態(tài)，如圖l-6所示。一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的各物理量負(fù)載運(yùn)行時(shí)一、二次電流關(guān)系(1-14)上式說(shuō)明變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次電流的變化同時(shí)引起一次電流的變化。二、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式1.磁通勢(shì)平衡方程式變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁通勢(shì)平衡方程式為(1-15)電流平衡方程式為(1-16)(1-16)忽略I10時(shí)，一、二次繞組電流有效值關(guān)系為I1=I2/k〔1-17〕2.電動(dòng)勢(shì)平衡方程式二次繞組中漏磁電動(dòng)勢(shì)即：〔1-18〕(1-20)(1-19)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為(1-20)(1-19)(1-19)(1-19)(1-20)(1-21)綜上所述，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式有三、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖四、變壓器的作用通過(guò)對(duì)變壓器負(fù)載運(yùn)行的分析，可以清楚地看出變壓器具有變電壓、變電流、變阻抗的作用。1.變換電壓U1/U2≈E1/E2=k=N1/N22.變換電流I1/I2≈N2/N1=1/k3.變換阻抗(1-22)(1-22)上式說(shuō)明，經(jīng)變壓器把負(fù)載阻抗變換為。通過(guò)選擇適宜的電壓比k，可把實(shí)際負(fù)載阻抗變換為所需的阻抗值，這就是變壓器的變換阻抗作用。五、變壓器的運(yùn)行特性變壓器運(yùn)行特性主要有：〔1〕外特性〔2〕效率特性。變壓器的外特性和電壓變化率變壓器的外特性：是指在一次繞組加額定電壓，負(fù)載功率因數(shù)cosφ2為額定值時(shí)，二次繞組端電壓U2隨負(fù)載電流I2的變化關(guān)系，即U2=f(I2)曲線，如圖l-9所示。在純電阻負(fù)我時(shí)，電壓變化較小；為感性負(fù)我時(shí)，電壓變化較大；而在容性負(fù)載時(shí)，端電在可能出現(xiàn)隨負(fù)載電流的增加反而上升，如圖l-9中曲線3所示。(2)電壓變化率2.變壓器的效率特性變壓器的效率特性：是指負(fù)載功率因數(shù)cosφ2不變的情況下，變壓器效率隨負(fù)載電流變化的的關(guān)系，即曲線η＝f〔I2〕，如圖1-10所示。對(duì)于電力變壓器，最大效率出現(xiàn)在I2=〔0.5～0.75〕I2N時(shí)，其額定效率ηN＝0.95－0.99。第9、10課時(shí)課題:三相變壓器教學(xué)目的和要求:掌握三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別和變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件，會(huì)用試驗(yàn)方法來(lái)確定繞組的同名端。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是掌握三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)法，會(huì)確定繞組的同名端。難點(diǎn)是用時(shí)鐘法來(lái)分析判別三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別，掌握三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件。教學(xué)方法:以三相變壓器的廣泛應(yīng)用為切入點(diǎn)，以圖片和實(shí)例為依托說(shuō)明其工作原理，繪圖說(shuō)明三相變壓器的同名端確實(shí)定、聯(lián)結(jié)組別的判定。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):復(fù)習(xí)單相變壓器的工作原理、構(gòu)造，預(yù)習(xí)三相變壓器的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)比歸納?！袢嘧儔浩鹘M：是由三個(gè)單相變壓器按一定方式連接在一起組成的?！袢嘈氖阶儔浩鳎簩⑷齻€(gè)鐵心柱用鐵軛連在一起來(lái)構(gòu)成三相心式變壓器。一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)二、三相變壓器的電路系統(tǒng)三相變壓器的電路系統(tǒng)是指三相變壓器各相的一次統(tǒng)組、二次繞組的連接情況。三相變壓器繞組的首端和尾端的標(biāo)志規(guī)定如表l-1所示。三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)有星形和三角形兩種聯(lián)結(jié)方式。如圖l-13a所示。用字母Y或y分別表示一次繞組或二次繞組的星形聯(lián)結(jié)。假設(shè)同時(shí)也把中點(diǎn)引出，則用YN或yn表示，用字母D或d分別表示一次統(tǒng)組或二次繞組的三角形聯(lián)結(jié)。我國(guó)生產(chǎn)的電力變壓器常用Yyn、Yd、YNd、Dyn等四種聯(lián)結(jié)方式，其中大寫(xiě)字母表示一次繞組的聯(lián)結(jié)方式，小寫(xiě)字母表示二次繞組的聯(lián)結(jié)方式。上下壓繞組相電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系:同名端兩個(gè)繞組中電動(dòng)勢(shì)極性一樣的兩個(gè)端點(diǎn)單相變壓器的聯(lián)結(jié)組II0II6三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)確實(shí)定觀察繞組聯(lián)結(jié)圖，判斷聯(lián)結(jié)方式；聯(lián)結(jié)圖上標(biāo)出上下壓繞組的相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)參考方向：末端指向首端畫(huà)出高壓繞組的電動(dòng)勢(shì)相量圖繞組為星形時(shí)，先確定相電動(dòng)勢(shì)，再確定線電動(dòng)勢(shì)，相電動(dòng)勢(shì)相量畫(huà)成星形；繞組為三角形時(shí)，先確定線電動(dòng)勢(shì)，再確定相電動(dòng)勢(shì)，相電動(dòng)勢(shì)相量畫(huà)成三角形。畫(huà)出低壓繞組的電動(dòng)勢(shì)相量圖都先畫(huà)相電動(dòng)勢(shì)，再畫(huà)線電動(dòng)勢(shì)相量，星形聯(lián)結(jié)時(shí)，相電動(dòng)勢(shì)相量畫(huà)成星形；三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，相電動(dòng)勢(shì)相量畫(huà)成三角形。判斷聯(lián)結(jié)組號(hào)，寫(xiě)出聯(lián)結(jié)組三、變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件：并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的額定電壓與電壓比要相等。并聯(lián)運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須一樣。并聯(lián)運(yùn)行的各變壓器的短路阻抗的相對(duì)值要相等。第11、12課時(shí)課題:其他用途的變壓器教學(xué)目的和要求:掌握自耦變壓器的工作原理和應(yīng)用。掌握電壓互感器、電流互感器的使用。掌握弧焊變壓器的使用條件。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是自耦變壓器的工作原理和電壓互感器、電流互感器使用時(shí)的本卷須知和要求。難點(diǎn)是帶電抗器和帶磁分路的弧焊變壓器的調(diào)節(jié)電流原理。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后習(xí)題的完成。本節(jié)介紹常用的自耦變壓器、儀用互感器和弧焊變壓器的工作原理及特點(diǎn)。一、自耦變壓器1．自耦變壓器的構(gòu)造特點(diǎn)是：一、二次繞組共用一個(gè)繞組。如圖l－20所示。對(duì)于降壓自耦變壓器，一次繞組的一局部充當(dāng)二次繞組；對(duì)于升壓自耦變壓器，二次繞組的一局部充當(dāng)一次繞組。因此自耦變壓器一、二次繞組之間既有磁的聯(lián)系，又有電的直接聯(lián)系。將一、二次繞組共用局部的繞組稱為公共繞組。下面以降壓自耦變壓器為例分析其工作原理。2．自耦變壓器的電壓比k=U1/U20≈E1/E2=N1/N23．自耦變壓器的變流公式(1-24)4．自耦變壓器的輸出視在功率〔即容量〕為S=U2I2=U2(I+I1)=U2I+U2I1=U2I2(1-1/k)+U2I1(1-25)5．使用本卷須知〔1〕在低壓側(cè)使用的電氣設(shè)備應(yīng)有高壓保護(hù)設(shè)備，以防過(guò)電壓；〔2〕有短路保護(hù)措施。6．種類：自耦變壓器有單相和三相兩種。一般三相自耦變壓器采用星形接法。圖1-21為三相自耦變壓器原理圖。如果將自耦變壓器的抽頭做成滑動(dòng)觸頭，就成為自耦調(diào)壓器，常用于調(diào)節(jié)試驗(yàn)電壓的大小。圖1-22為常用的環(huán)形鐵心單相自耦調(diào)壓器原理圖。二、儀用互感器儀用互感器：供測(cè)量用的變壓器。可分為電壓互感器和電流互感器。1.電壓互感器〔1〕電壓互感器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)降壓變壓器。圖l-23為電壓互感器原理圖。(1-26)(1-26)它的一次繞組N1匝數(shù)很多，直接并接在被測(cè)的高壓線路上，二次統(tǒng)組N2匝數(shù)較少，接電壓表或其他儀表的電壓線圈?！?〕使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大，會(huì)將互感器燒壞。為此在電壓互感器二次側(cè)電路中應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護(hù)。b.電壓互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防一次高壓繞組絕緣損壞時(shí)，鐵心和二次繞組帶上高電壓而觸電。c.電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)不宜接過(guò)多的儀表，否則將影響互感器的準(zhǔn)確度。2.電流互感器〔1〕電流互感器：一次繞組匝數(shù)NI很少，一般只有一匝到幾匝；二次繞組匝數(shù)很多。使用時(shí)一次繞組串接在被測(cè)線路中，流過(guò)被測(cè)電流，而二次繞組與電流表或儀表的電流線圈構(gòu)成閉合回路，如圖1－24所示。(1-27)(1-27)由于電流互感器二次繞組所接儀表阻抗很小，二次繞組相當(dāng)于短路，因此電流互感器運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器短路運(yùn)行狀態(tài)?！?〕使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.電流互感器運(yùn)行時(shí)二次繞組絕不許開(kāi)路。電流互感器的二次繞組電路中絕不允許裝熔斷器。在運(yùn)行中假設(shè)要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進(jìn)展。b.電流互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地。以免絕緣損壞時(shí)，高壓側(cè)電壓傳到低壓則，危及儀表及人身安全。c.電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測(cè)量精度。三、弧焊變壓器弧焊變壓器實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)特殊的降壓變壓器。1．對(duì)弧焊變壓器提出以下要求：l〕為保證容易起弧，空載電壓應(yīng)在60－75V之間。2〕負(fù)載運(yùn)行時(shí)具有電壓迅速下降的外特征，如圖l－25所示。一般在額定負(fù)載時(shí)輸出電壓在30V左右。3〕焊接電流可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。4〕短路電流不應(yīng)過(guò)大，且焊接電流穩(wěn)定。2．若何滿足上述要求：弧焊變壓器具有較大的電抗，且可以調(diào)節(jié)。為此弧焊變壓器的一、二次繞組分裝在兩個(gè)鐵心柱上。為獲得電壓迅速下降的外特性，以及弧焊電流可調(diào)，可采用串聯(lián)可變電抗器法和磁分路法，由此滋生出帶電抗器的弧焊變壓器和帶磁分路的弧焊變壓器。第13、14課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理教學(xué)目的和要求:掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與工作原理，電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)。會(huì)用轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率的公式計(jì)算有關(guān)參數(shù)。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與工作原理。難點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的理解。教學(xué)方法:以三相異步電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用為切入點(diǎn)，以多媒體課件圖片和實(shí)例為依托掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，繪圖說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，介紹旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的建設(shè)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的條件，轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速等問(wèn)題。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后復(fù)習(xí)理解旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速的區(qū)別；完成課后作業(yè)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)分類：按工作方式不同，可分為直流發(fā)電機(jī)直流電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)感應(yīng)〔異步〕電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)〔異步電機(jī)〕交流電機(jī)感應(yīng)〔異步〕發(fā)電機(jī)同步電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步補(bǔ)償機(jī)其中，異步電動(dòng)機(jī)按相數(shù)不同，可分為三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)；按轉(zhuǎn)子構(gòu)造不同，可分為籠型和繞線轉(zhuǎn)子型，其中籠型三相異步電動(dòng)機(jī)由于具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、效率高、制造容易、成本低等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造：三相異步電動(dòng)機(jī)主要構(gòu)造包括：靜止的定子、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子以及兩者之間的氣隙。定子------定子鐵心、定子繞組、機(jī)座1)定子鐵心：作用：形成磁路組成：0.5mm硅鋼片疊制。直徑大于1米的鐵心用扇形片拼成槽型：半閉口槽〔小型電機(jī)〕、半開(kāi)口槽〔低壓中型〕、開(kāi)口槽〔大型〕2)定子繞組：作用：電路局部，感應(yīng)電勢(shì)組成：圓銅線或扁銅線，導(dǎo)線線徑小于1.53mm，散下線；成形線圈〔大電機(jī)〕。3)機(jī)座：作用:機(jī)械支撐構(gòu)造：中小型電機(jī)鑄鐵；大型用鋼板焊接。4)氣隙---0.2mm～1.5mm，作用是磁場(chǎng)耦合因?yàn)榇艅?shì)大局部都消耗在氣隙上，氣隙小則電機(jī)的空載磁化電流就小，功率因數(shù)高?？紤]到機(jī)械的原因，氣隙又不能太小。轉(zhuǎn)子-----轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞線或鼠籠繞組、軸1)轉(zhuǎn)子鐵心作用：磁路的一局部組成：0.5mm硅鋼片疊制。中小型電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心直接疊裝在軸上；大電機(jī)則用轉(zhuǎn)子支架。2)轉(zhuǎn)子繞組作用：感應(yīng)電勢(shì)、流過(guò)電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩構(gòu)造：中小型電機(jī)用鑄鋁轉(zhuǎn)子鼠籠構(gòu)造；繞線電機(jī)用銅導(dǎo)線，利用滑環(huán)和電刷外接起動(dòng)設(shè)備。3.接線:對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組可以接成星形或三角形。定子接線方式：4．分類與用途二、三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理：定子三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的氣隙磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)〔相對(duì)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速快〕切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生電流。電流與氣隙磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一樣的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)從電網(wǎng)吸收電功率，經(jīng)過(guò)氣隙的耦合作用從軸上輸出機(jī)械功率。〔一〕三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生二極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生四極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為同步速3．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由超前相電流所在的相繞組軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流所在的相繞組軸線。改變電流相序，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變方向。4．三相合成磁場(chǎng)的性質(zhì)：電流變化一個(gè)周期，即360電角度時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上轉(zhuǎn)過(guò)同樣數(shù)值的電角度。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為同步速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由超前相電流所在的相繞組軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流所在的相繞組軸線。改變電流相序，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變方向?？傊?，對(duì)稱三相繞組通過(guò)對(duì)稱三相電流，產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?！捕侈D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)1．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理轉(zhuǎn)子則切割磁力線而產(chǎn)生電流〔右手定電流I方向〕◆電流在磁場(chǎng)中切割磁力線而產(chǎn)生力及力矩〔左手定方向〕◆它與n0方向一樣,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)◆在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中，n比n0小2．轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)差率s三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌及主要系列。1.型號(hào)2.額定值①額定功率PN:電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行，由軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W，kW。②額定電壓UN:電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行,施加在定子繞組上的線電壓，單位為V。③額定頻率fN：50Hz。④額定電流IN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下軸端輸出額定功率時(shí)，定子繞組的線電流，單位為A。⑤額定轉(zhuǎn)速nN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率、軸端輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率：第15、16課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行教學(xué)目的和要求:三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載與空載運(yùn)行時(shí)相對(duì)比，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的各物理量變化。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是空載與負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁通勢(shì)平衡方程式和電動(dòng)勢(shì)平衡方程式，。難點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)的基本方程式，負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子各物理量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):復(fù)習(xí)變壓器空載與負(fù)載運(yùn)行時(shí)的特性，預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，作對(duì)比分析。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行是指電動(dòng)機(jī)軸上沒(méi)有帶任何負(fù)載，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n非常接近旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n1，n≈n1，即轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)速接近于零，因此可認(rèn)為E2≈0，則I2≈0，空載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子空載電流I0近似等于勵(lì)磁電流。其主要作用是產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，同時(shí)也提供空載損耗，即定子繞組銅損、鐵心損耗和轉(zhuǎn)子的機(jī)械摩擦損耗等。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)每極磁通Φm在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E1=-j4.44f1N1K1Φm異步電動(dòng)機(jī)定子電流產(chǎn)生的磁通中除主磁通Φm與定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組交鏈外，還有局部磁通僅與定子繞組交鏈而不進(jìn)入轉(zhuǎn)子磁路，這局部磁通稱為定子漏磁通Φα1，它將在定子繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)Ёα1用漏感抗壓降表示為：Eα1=-jI0Xσ1因?yàn)镮0Xσ1<<E1，可忽略不計(jì)，則：U1≈-E1，U1≈E1=4.44f1N1K1Φm由上式可知，當(dāng)電源頻率一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的每極磁通Φm僅與外加電壓U1成正比。一般情況，電源電壓為額定值，所以每極磁通Φm基本是一恒定值，負(fù)載變化時(shí)，Φm也基本不變。三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的電磁現(xiàn)象，電壓平衡方程式與變壓器基本相似，但變壓器是靜止的不存在機(jī)械摩擦損耗，也基本上不存在氣隙。所以三相異步電動(dòng)機(jī)的空載電流比變壓器的空載電流大的多。在大、中型容量的異步電動(dòng)機(jī)中，I0占額定電流的10%～35%；在小容量的電動(dòng)機(jī)中，則占35%～50%，甚至60%。因此空載時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的漏抗壓降占額定電壓的2%～5%，而變壓器的漏抗壓降不超過(guò)0.5%。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載轉(zhuǎn)距的影響，實(shí)際轉(zhuǎn)速低于理想同步轉(zhuǎn)速，假設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)距不變，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)個(gè)物理量的關(guān)系如下：〔一〕、轉(zhuǎn)子繞組的各電磁量1.轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率：；正常運(yùn)行時(shí)，；2.轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：；3.轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗：忽略集膚效應(yīng)，認(rèn)為不變不變；；4.轉(zhuǎn)子繞組的電流：正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子端電壓U2=0，；有效值：；結(jié)論：轉(zhuǎn)子電流I2隨S的增加而增加。5.轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)：結(jié)論：轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨S的增加而減小。6.轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速：相對(duì)轉(zhuǎn)子速度：相對(duì)定子速度：結(jié)論：與相對(duì)靜止?！捕?、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程1.磁動(dòng)勢(shì)形式：2.電流形式：**定性分析方程的物理意義：〔三〕、電動(dòng)勢(shì)平衡方程1.方程：2.的物理意義與變壓器的一樣，但由于氣隙的存在，比變壓器的小。第17、18課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性與電磁轉(zhuǎn)矩特性教學(xué)目的和要求:了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性中的功率因數(shù)特性、效率特性與電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)與難點(diǎn)是定性分析工作特性中的功率因數(shù)特性、效率特性與電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):電動(dòng)機(jī)效率的計(jì)算與電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性工作特性指：額定電壓和額定頻率下，的關(guān)系。它可以由電機(jī)參數(shù)計(jì)算出來(lái)也可以試驗(yàn)測(cè)試出來(lái)。轉(zhuǎn)差率特性空載時(shí)，P2=0,I2≈0,≈0,,s≈0,n≈n1負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流增加，所以一般s(0.01～0.05)n=(1-s)n1=(0.99～0.95)n1,n=f(p2)是一條下降曲線。效率特性空載時(shí)，P2=0,=0負(fù)載時(shí)，負(fù)載小損耗增加緩慢，效率快速上升，直到不變損耗=可變損耗，效率到達(dá)最大。，負(fù)載繼續(xù)增加，兩個(gè)銅耗增加很快，使效率下降。異步電動(dòng)機(jī)效率>70%，效率通常在〔1/4～3/4〕PN時(shí)到達(dá)最大。功率因數(shù)特性空載時(shí)，定子電流基本上是勵(lì)磁電流，它是無(wú)功電流，所以空載功率因數(shù)非常低，小于0.2。負(fù)載時(shí)，隨著輸出功率增加，定子電流有功分量加大，在額定負(fù)載左右到達(dá)最大值。超過(guò)額定負(fù)載后，轉(zhuǎn)差變大，轉(zhuǎn)矩特性因?yàn)檗D(zhuǎn)速變化很小。定子電流特性空載時(shí)，P2=0,I2≈0,負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流增加，定子電流增加。I1T2ηSP2異步電動(dòng)機(jī)工作特性圖二、三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距特性〔一〕、物理表達(dá)式物理表達(dá)式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與磁通、轉(zhuǎn)子有功電流的關(guān)系，即式中，稱為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)(二)、參數(shù)表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與參數(shù)的的關(guān)系，即因?yàn)椋核缘蒙鲜接懻撉€,即轉(zhuǎn)矩特性：其他參數(shù)一定，分析：異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率s在0～1之間，但實(shí)際上s在0～sm〔臨界轉(zhuǎn)差率〕時(shí)，穩(wěn)定；s在1～sm之間，不穩(wěn)定；，s=sm，處于臨界狀態(tài)。電磁制動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)TemTNTmaxTst+∞S=1SmSN0-∞Tmax轉(zhuǎn)矩特性三個(gè)特征轉(zhuǎn)矩①額定轉(zhuǎn)矩TN：額定負(fù)載時(shí)**注：的單位為kW。②最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax：特點(diǎn)：⑴Tmax與成正比；而Sm與無(wú)關(guān)；⑵Tmax與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)；而Sm與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)；⑶f1一定時(shí)，越大，Tmax越小。⑷過(guò)載能力〔或最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)〕一般為1.6～2.5，越大，過(guò)載能力越強(qiáng)。③起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tstn=0,S=1，得當(dāng)轉(zhuǎn)子回路電阻為：時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩到達(dá)最大電磁轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：，↑，↑，起動(dòng)能力強(qiáng)。JO2：1.0～1.8；Y：1.4～2.2；特殊電機(jī)：4.0以上?！?〕電源電壓、頻率一定時(shí)，認(rèn)為參數(shù)不變，電磁轉(zhuǎn)矩只與轉(zhuǎn)差率有關(guān)，曲線如右圖示?！?.26Fig〕〔2〕s=1起動(dòng)時(shí)，電抗起主要作用，R2/s相對(duì)較小?！?〕s接近零時(shí)，R2/s相對(duì)較大起主要作用.〔4〕s等于零時(shí)，到同步速n=n1時(shí),Tem=0最大電磁轉(zhuǎn)矩令得：正號(hào)為電動(dòng)機(jī)，負(fù)號(hào)為發(fā)電機(jī)通常，電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電抗值，上式簡(jiǎn)化為：討論：〔1〕頻率一定時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比?！?〕最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)，但出現(xiàn)最大電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)得轉(zhuǎn)差率s與成比例。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以在轉(zhuǎn)子繞組〔繞線式〕中串電阻改變轉(zhuǎn)差率〔速度〕。(3)頻率一定，最大轉(zhuǎn)矩與漏抗成反比?！?〕電機(jī)過(guò)載能力kM=1.6～2.5范圍，它是電機(jī)的重要性能指標(biāo)之一。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩令s=1得對(duì)于繞線式電機(jī)，轉(zhuǎn)子回路可以串電阻，使電機(jī)起動(dòng)時(shí)獲得最大轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)〔1.0～2.0〕異步電動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)包括：經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：效率、功率因數(shù)技術(shù)指標(biāo)：最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)(1.6～2.5)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)〔1.0～2.0〕、起動(dòng)電流倍數(shù)〔4～7〕第19、20課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性教學(xué)目的和要求:三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的含義，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是分析兩種人為機(jī)械特性曲線上的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。難點(diǎn)是理解機(jī)械特性方程的參數(shù)變化。教學(xué)方法:繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后歸納固有機(jī)械特性中的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)、人為機(jī)械特性的特點(diǎn)。一、固有機(jī)械特性在額定條件下〔電壓、頻率、接線方式〕電機(jī)的固有T－n特性曲線對(duì)于曲線如下頁(yè)圖，它由四個(gè)特殊點(diǎn)決定：1、T=0，n=n0(S=0),電動(dòng)機(jī)處于理想空載點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速n0.2、T=TN,n=nN(S=SN),為電動(dòng)機(jī)額定工作點(diǎn)。這時(shí)：SN=(n0-nN)/n0，TN=9.55PN/nNPN為電機(jī)額定功率〔W〕,nN電機(jī)額定轉(zhuǎn)速〔r/min〕,SN額定轉(zhuǎn)差率S＝0.06~0.0153、T＝Tstn＝0〔S＝1〕起開(kāi)工作點(diǎn):對(duì)于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst受如下條件的影響：〔1〕電源電壓，U影響較大，U波動(dòng)，T平方關(guān)系變化〔2〕轉(zhuǎn)子電阻R2適宜Tst有較大值〔3〕電感X20大,Tst下降一般用起動(dòng)能力系數(shù)λst來(lái)表示電動(dòng)機(jī)起動(dòng)能力的好壞。n0nS0nNSNn0nS0nNSNSmnm01TNTstTmax異步電機(jī)工作的條件是起動(dòng)Tst≥負(fù)載TL4、當(dāng)T＝TmaxS＝Smn=nm，在臨界工作點(diǎn)，這時(shí)Tmax＝KU2/2X20，Sm＝R2/X20由于T，Tmax∝U2，所以電源波動(dòng)對(duì)扭矩最大值影響很大。在電機(jī)工作過(guò)程中：負(fù)載變化〔沖擊〕不能>Tmax。以過(guò)載能力系數(shù)λm來(lái)表示：λm=Tm/TN一般，鼠籠式為：λm=1.8～2.2線繞式為：λm=2.5～2.2二、人為機(jī)械特性：人為地改變異步電動(dòng)機(jī)定子電壓U1、電源頻率f1、定子極對(duì)數(shù)P、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，所獲得的機(jī)械特性，稱為人為機(jī)械特性。關(guān)于人為機(jī)械特性的分析，主要是分析四個(gè)公式：同步轉(zhuǎn)速公式臨界轉(zhuǎn)差率公式最大轉(zhuǎn)矩公式起動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式1、降低定子端電壓的人為機(jī)械特性根據(jù)公式，U1下降，n1、Sm不變，Tm、Tst與U12成正比例降低。2．轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱三相電阻的人為機(jī)械特性根據(jù)上述四個(gè)公式：n1,Tm不變，Sm隨Rp的增大面增大〔Nm下降〕，Tst開(kāi)場(chǎng)隨Rp的增大而增大；當(dāng)Rp增大到Rp2時(shí)Tst2=Tm,Rp繼續(xù)增大，Tst開(kāi)場(chǎng)減小，如圖中的Rp3時(shí)Tst3減小到Tst1與Tst2之間，Sm大于1?？梢?jiàn)，電阻Rp越大，線性段特性越軟。第21、22課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)教學(xué)目的和要求:掌握籠型與繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式與特點(diǎn)，學(xué)會(huì)根據(jù)負(fù)載的工作情況選擇起動(dòng)方式。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)與難點(diǎn)是區(qū)分籠型與繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。教學(xué)方法:以對(duì)起動(dòng)的要求為切入點(diǎn)，提出問(wèn)題的解決方法，以多媒體課件為依托，繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析，應(yīng)用介紹。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后歸納異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法及其特點(diǎn)。起動(dòng)：轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程。起動(dòng)要求：1、足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩2、盡可能小的起動(dòng)電流3、轉(zhuǎn)速平滑上升4、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)5、起動(dòng)過(guò)程的功率損耗盡可能小一、直接起動(dòng)〔全壓起動(dòng)〕就是起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接加電網(wǎng)電壓，這時(shí)起動(dòng)電流對(duì)比大所以不是所有的電機(jī)都可能這樣使用。一般的，當(dāng)有獨(dú)立的變壓器供動(dòng)力電時(shí)且電機(jī)功率<30%變壓器功率時(shí)〔頻繁〕、電機(jī)功率<20%變壓器功率時(shí)〔不頻繁〕可以直接起動(dòng)。起動(dòng)電流大：〔1〕使電網(wǎng)電壓降低，前端供電變壓器的輸出電壓下降很大，可能超過(guò)額定允許值，一方面由于TST與電壓的平方成正比，TST下降更多，負(fù)載重時(shí)可能不能起動(dòng)，另一方面影響同一供電變壓器的其它負(fù)載，電燈變暗，重載的電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)；〔2〕繞組過(guò)熱，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、頻繁時(shí)發(fā)熱更嚴(yán)重，加速絕緣老化，大電流沖擊下繞組受電磁力作用易變形，甚至發(fā)生短路故障。二、降壓起動(dòng)〔一〕鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1.定子串電阻或電抗器起動(dòng)使加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的相電壓U1Ф低于電源相電壓UNФU1Ф=IST′(R+XL)UNФ=IST(R+XL)U1Ф/UNФ=IST′/IST=1/KTST′/TST=1/K2特點(diǎn)：1〕適用于空載起動(dòng)〔輕載〕2〕電阻耗能〔電抗器太貴，體積大〕,適用于較小容量的電動(dòng)機(jī)。2.自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦變壓器用作起動(dòng)補(bǔ)償器。一、二次電壓比為K，K=U1/U2=N1/N2U1=UNФ電源相電壓U2=U1Ф定子繞組相電壓所以，U1Ф=UNФ/K全壓起動(dòng)時(shí)電流IST=UNФ/ZK減壓是相電流IST2=U1Ф/ZK=UNФ/KZK=IST/K自耦變壓器的一次電流IST1=IST2/K=IST/K2U1Ф=UNФ/KTST′=TST/K2特點(diǎn)：1、在一樣的起動(dòng)電流下，從電網(wǎng)吸取的電流減小，即T一樣時(shí)，I下降2、自耦變壓器副邊有多個(gè)抽頭，所以起動(dòng)電壓可選3、起動(dòng)設(shè)備多且體積大，成本對(duì)比高4、不適于頻繁起動(dòng)〔過(guò)電流工作〕5、有一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩〔適用輕載〕6、用在不能Y－Δ起動(dòng)的場(chǎng)合，〔Y形接法工作的電機(jī)〕3.Y－Δ起動(dòng)只適用于定子繞組在正常工作時(shí)為三解形聯(lián)接的三相異步電動(dòng)機(jī)。Y起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在相電壓UNФ=UN/起動(dòng)ISTY=IST=UN/ZKΔ起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在相電壓UNФ=UN〔線電壓〕設(shè)每相繞組起動(dòng)電流為UNФ/ZK那么，線電流為ISTΔ=UNФ/ZK=UN/ZKISTY/ISTΔ=〔UN/ZK〕/〔UN/ZK〕=1/3TSTY/TST=1/3說(shuō)明：起動(dòng)電流I是直接起動(dòng)的1/3；起動(dòng)扭矩T是直接起動(dòng)的1/3特點(diǎn)：1、起動(dòng)電流小，所需設(shè)備簡(jiǎn)單2、力矩小，適于空載起動(dòng)〔輕載〕3、有專門的Y－△起動(dòng)器(二)、繞線式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法繞線電機(jī)由于轉(zhuǎn)子繞組可在起動(dòng)時(shí)串聯(lián)電阻改善特性所以有對(duì)比大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和對(duì)比小的起動(dòng)電流。對(duì)于重載和頻繁起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)難以滿足要求時(shí)，才選用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)?，繞線式異步電動(dòng)機(jī)與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)相對(duì)比，構(gòu)造較復(fù)雜，控制維護(hù)較困難，制造成本較高，價(jià)格較貴。1.轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)接線原理圖見(jiàn)P52的圖2-24。起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子串入全部電阻，TST1等于Tm,對(duì)應(yīng)于a點(diǎn)；n↗,電磁轉(zhuǎn)矩↘；到b點(diǎn)時(shí)切除Rst1,對(duì)應(yīng)于c點(diǎn)；n↗到d點(diǎn)，切除Rst2,對(duì)應(yīng)于e點(diǎn)；n↗到f點(diǎn)，切除Rst3,對(duì)應(yīng)于g點(diǎn),直至在固有機(jī)械特性的h點(diǎn)，穩(wěn)定運(yùn)行。特點(diǎn)：1、與直流電機(jī)起動(dòng)類似;用接觸器切換2、由于起動(dòng)時(shí)，R對(duì)比大，所以轉(zhuǎn)子功率因數(shù)Cosφ2↑，有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩3、適于帶載起動(dòng)2.轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一個(gè)鐵心損耗很大的三相電抗器，鐵心做成三柱式，由較厚的鋼板疊成。每柱上繞一個(gè)線圈，三相線圈聯(lián)結(jié)成星形，然后接到繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上接線原理圖見(jiàn)P52的圖2-25。RpSXmpRpSXmpRmpRmp鐵心損耗等效電阻SXmp每相電抗起動(dòng)時(shí)S=1，f2=f1,Rmp大，鐵心飽和，SXmp小，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串入較大的起動(dòng)電阻Rmp,起動(dòng)電流小，轉(zhuǎn)矩大；n↗,s↘,f2↘,Rmp↘,SXmp↘,相當(dāng)于隨著轉(zhuǎn)速的上升,自動(dòng)連續(xù)地減小起動(dòng)電流;當(dāng)轉(zhuǎn)速約等于額定轉(zhuǎn)速時(shí),SN很小,f2極低,Rmp、SXmp都很小，相當(dāng)于將起動(dòng)電阻全部切除。特點(diǎn)：起動(dòng)電流小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大起動(dòng)過(guò)程平滑性好。第23、24課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)教學(xué)目的和要求:利用機(jī)械特性方程分析三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過(guò)程。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是三相異步電動(dòng)機(jī)的三種制動(dòng)方法與特點(diǎn)。難點(diǎn)是倒拉反接制動(dòng)的理解；三種制動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率易混淆。教學(xué)方法:始終用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程為根基，定性地分析三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過(guò)程及其特點(diǎn)。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后歸納異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法及其特點(diǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法：一．機(jī)械制動(dòng)：加機(jī)械抱閘二．電氣制動(dòng)1.反接制動(dòng)：停車時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接電源的任意兩相反接，使電動(dòng)機(jī)由原來(lái)的旋轉(zhuǎn)方向反過(guò)來(lái)，以達(dá)制動(dòng)的目的。三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)有電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)。電源反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)注意：反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大。即切割磁力線的速度很大，造成I2增加，引起I1變大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。2.能耗制動(dòng)3．回饋制動(dòng)〔再生發(fā)電制動(dòng)〕〔1〕反向回饋制動(dòng)〔2〕正向回饋制動(dòng)第25、26課時(shí)課題:三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速教學(xué)目的和要求:掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是三相異步電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法與特點(diǎn)。難點(diǎn)是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法。教學(xué)方法:以三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為根基，定性地分析三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速過(guò)程及其特點(diǎn)。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課后歸納異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及其特點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理：三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：1〕變頻調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)定子電源頻率f1來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速n1，從而進(jìn)展調(diào)速。2〕變極調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p來(lái)改變電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速n1來(lái)進(jìn)展調(diào)速。3〕變轉(zhuǎn)差率調(diào)速調(diào)速過(guò)程中保持電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速n1不變，改變轉(zhuǎn)差率s來(lái)進(jìn)展調(diào)速。其中有降低定子電壓、在繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入電阻或串附加電動(dòng)勢(shì)等方法調(diào)速。一、籠型異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速〔一〕變極原理〔二〕兩種常用的變極接線法2．Δ/yy變極調(diào)速〔三〕變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、變頻調(diào)速〔一〕變頻與調(diào)壓的配合1．變頻時(shí)應(yīng)保持電動(dòng)機(jī)主磁通不變，此時(shí)電動(dòng)機(jī)定子電壓與頻率應(yīng)有下式關(guān)系2．變頻時(shí)保持過(guò)載能力λm不變，則：具體對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，只要滿足U1/f1=U1’/f1’=常數(shù)，即可保持變頻調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力λm不變。又可使主磁通保持不變。因而變頻調(diào)速最適合于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。對(duì)于恒功率負(fù)載采用變頻調(diào)速時(shí)，無(wú)法使電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力λm和主磁通同時(shí)保持不變?！捕澈戕D(zhuǎn)矩變頻調(diào)速時(shí)機(jī)械特性〔三〕三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速〔四〕變頻電源簡(jiǎn)介三、變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法很多，有繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串附加電動(dòng)勢(shì)〔串級(jí)〕調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速等?！惨弧忱@線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速〔二〕轉(zhuǎn)子串附加電動(dòng)勢(shì)調(diào)速〔串級(jí)調(diào)速〕〔三〕改變定子電壓調(diào)速第27、28課時(shí)課題:低壓電器的基本問(wèn)題教學(xué)目的和要求:了解常用低壓電器的分類。掌握常用低壓電器的基本構(gòu)造。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)與觸頭系統(tǒng)的組成。難點(diǎn)是交、直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性的區(qū)別。教學(xué)方法:以多媒體圖片為依托，繪圖說(shuō)明，簡(jiǎn)單推正，結(jié)論分析，應(yīng)用介紹。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課前的實(shí)訓(xùn)課多留心觀察在用與即將使用的電器，課后分析總結(jié)。一、常用低壓電器的分類〔一〕按用途分類：控制電器、配電電器、執(zhí)行電器等?！捕嘲磻?yīng)用場(chǎng)合分類；低壓電器、礦用電器、化工電器等?！踩嘲床僮鞣绞椒诸悾菏謩?dòng)電器、自動(dòng)電器?！菜摹嘲词褂孟到y(tǒng)分類：電力拖動(dòng)系統(tǒng)電器、通信系統(tǒng)電器?！参濉嘲垂δ芊诸悾河捎|頭電器、無(wú)觸頭電器和混合電器?！擦嘲赐蟿?dòng)系統(tǒng)用電器分類：接觸器、繼電器等。二、低壓電器的應(yīng)用在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，低壓電器主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展空制、調(diào)節(jié)和保護(hù)。在低壓配電電路或動(dòng)力裝置中，低壓電器主要用于對(duì)電路或設(shè)備進(jìn)展保護(hù)以及通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載。三、低壓電器額定工作制與正常工作條件〔一〕額定工作制〔1〕8小時(shí)工作制：電器通入穩(wěn)定電流，工作時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)?！?〕長(zhǎng)期工作制：電器通入穩(wěn)定電流，連續(xù)工作在8小時(shí)以上?！?〕短時(shí)工作制：有載與空載相互交替，有載時(shí)間小于無(wú)載時(shí)間?！?〕斷續(xù)周期工作制：有載與空載相互交替，且有一定比例?！捕痴９ぷ鳁l件〔1〕環(huán)境溫度：—5～+40℃?！?〕安裝地點(diǎn)：不超過(guò)海拔2000M?！?〕相對(duì)濕度：不超過(guò)50%。低壓電器的基本構(gòu)造：由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。一、電磁機(jī)構(gòu)〔一〕電磁機(jī)構(gòu)的構(gòu)造形式電磁機(jī)構(gòu)由電磁線圈、鐵心和銜鐵三局部組成。電磁線圈分為直流線圈和交流線圈兩種。直流線圈須通入直流電，交流線圈須通入交流電?！捕畴姶艡C(jī)構(gòu)的吸力特性①交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性：U=4.44fNФmФ=IN/Rm=INμ0S/δ在交流電磁機(jī)構(gòu)中，由于交流電磁線圈的電流I與氣隙δ成正比，所以在線圈通電而銜鐵尚未閉合時(shí)，電流可能到達(dá)額定電流的5～6倍。如果銜鐵卡住不能吸合，或頻繁操作，線圈可能因過(guò)熱而燒毀，所以在可靠性要求較高或操作頻繁的場(chǎng)合，一般不采用交流電磁機(jī)構(gòu)。②直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性：直流電磁機(jī)構(gòu)因外加電壓和線圈電阻不變，流過(guò)電磁線圈的的電流為常數(shù),即電流與氣隙大小無(wú)關(guān)。F∝Ф2∝〔1/δ〕在直流電磁機(jī)構(gòu)中，電磁吸力F與氣隙的平方成反比，所以銜鐵閉合前后電磁吸力變化較大，但由于電磁線圈中的電流不變，所以直流電磁機(jī)構(gòu)適用于動(dòng)作頻繁的場(chǎng)合。+-+-RVD圖5-1直流線圈的放電回路③交流電磁機(jī)構(gòu)中短路環(huán)的作用ФФ2Ф1短路環(huán)鐵心當(dāng)線圈中通入交流電時(shí)，鐵芯中出現(xiàn)交變的磁通，時(shí)而最大時(shí)而為零，這樣在銜鐵與固定鐵心間因吸引力變化而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。當(dāng)加上短路環(huán)后，交變磁通的一局部將通過(guò)短路環(huán)，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁通使通過(guò)短路環(huán)的磁通Ф2比Ф1在相位上滯后，由Ф2和Ф1產(chǎn)生的吸力F2和F1也有相位差，作用在磁鐵上的力為F1+F2，只要合力大于反力，即可消除振動(dòng)。二、觸頭系統(tǒng)觸頭的形式：點(diǎn)接觸式：常用于小電流電器中。線接觸式：用于通電次數(shù)多、電流大的場(chǎng)合。面接觸式：用于較大電流的場(chǎng)合。三、電弧的產(chǎn)生和滅弧方法〔一〕電弧的產(chǎn)生當(dāng)觸頭在分?jǐn)鄷r(shí)，假設(shè)觸頭之間的電壓超過(guò)12V，電流超過(guò)0．25A時(shí)，觸頭間隙內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生電弧。〔二〕常用的滅弧方法1．雙斷口滅弧2．磁吹滅弧3．柵片滅弧4．滅弧罩滅弧第29、30課時(shí)課題:常用繼電器教學(xué)目的和要求:了解常用繼電器的構(gòu)造。掌握常用繼電器的工作原理、圖形符號(hào)、文字符號(hào)。會(huì)選用繼電器。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是正確選擇與使用繼電器。難點(diǎn)是通電延時(shí)與斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器的區(qū)別。教學(xué)方法:以多媒體的形式將大量的圖片資料展現(xiàn)在學(xué)生的面前，加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)；并展示具體的實(shí)物讓學(xué)生真正看清其工作原理。以歸納的形式說(shuō)明繼電器的分類以及各種繼電器的應(yīng)用。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課前的實(shí)訓(xùn)課多留心觀察在用與即將使用的電器，課后分析總結(jié)。一、電磁式接觸器接觸器是一種適用于在低壓配電系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離控制頻繁操作交、直流電路及大容量控制電路的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)電器。主要用于控制交、直流電動(dòng)機(jī)，電熱設(shè)備等。接觸器分為直流繼電器和交流繼電器?！惨弧?、接觸器構(gòu)造及工作原理接觸器由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、釋放彈簧、觸頭壓力彈簧及底座等組成。見(jiàn)圖5-2。接觸器的基本工作原理是利用電磁原理，通過(guò)控制電路的控制和可動(dòng)銜鐵的運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)觸頭，控制主電路的通斷。當(dāng)接在控制電路中的線圈通電后，銜鐵在電磁吸力作用下被吸向鐵心，銜鐵運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，使其常閉觸頭分開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合。當(dāng)線圈斷電或線圈的電壓過(guò)低時(shí)，電磁吸力消失或減弱，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)位，實(shí)現(xiàn)控制電路通斷和失電壓與欠電壓釋放保護(hù)功能?！捕?、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1．接觸器的極數(shù)和電流種類按主觸頭的個(gè)數(shù)分類:接觸器有兩極、三極和四極接觸器。按主觸頭接通和分?jǐn)嘀麟娐返碾娏鞣N類分類：有交流接觸器和直流接觸器。2．額定工作電壓：是指主觸頭之間的正常工作電壓。直流接觸器額定電壓有：110V、220V、440V、660V；交流接觸器額定電壓有：127V、220V、380V、500V、600V。3．額定工作電流：是指主觸頭正常工作電流。4．額定通斷能力：指主觸頭在規(guī)定條件下，能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠?．線圈額定工作電壓：指接觸器電磁線圈正常工作電壓值。交流線圈由127V、220V、380V。直流線圈有：110V、220V、440V。6．允許操作頻率：指接觸器在每小時(shí)內(nèi)允許的最高操作次數(shù)。7．機(jī)械壽命和電氣壽命：機(jī)械壽命是指接觸器在需要修理或更換機(jī)構(gòu)零件前所能承受的無(wú)載操作次數(shù)。電器壽命是在規(guī)定的正常工作條件下，接觸器需要修理或更換零件前的有載次數(shù)。8．接觸器線圈的起動(dòng)功率和吸持功率：直流接觸器的起動(dòng)功率與吸持功率相等；交流接觸器起動(dòng)視在功率一般為吸持功率的5～8倍。線圈的工作功率是指吸持有功功率。9．使用類別：接觸器用于不同負(fù)載時(shí)，對(duì)主觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊煌?。接觸器常見(jiàn)的使用類別及典型應(yīng)用如下表所示。表5-1接觸器的常見(jiàn)使用類別和典型用途觸頭電流種類使用類別代號(hào)典型用途舉例主觸頭AC〔交流〕AC-1無(wú)感或微感負(fù)載，電阻爐AC-2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)AC-3籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和分?jǐn)郃C-4籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)與反向、點(diǎn)動(dòng)DC〔直流〕DC-1無(wú)感或微感負(fù)載，電阻爐DC-2并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)DC-3串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)DC-4白熾燈的接通〔三〕、常用典型接觸器1．交流接觸器：CJ20、B系列接觸器的技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)書(shū)P．123。2．切換電容器接觸器：用于低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中。3．真空交流接觸器：適用于條件惡劣及不安全環(huán)境中。4．直流接觸器：主要用于直流電力系統(tǒng)中?！菜摹场⒔佑|器的選用1〕接觸器極數(shù)和種類的選擇：①根據(jù)主觸頭接通和分?jǐn)嗟碾娏鞣N類，選用直流和交流接觸器。②根據(jù)主觸頭控制的相數(shù)確定接觸器的極數(shù)。③根據(jù)接觸器應(yīng)用場(chǎng)地的條件選用普通接觸器還是特殊接觸器。2〕根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)選擇相應(yīng)的接觸器。3〕根據(jù)負(fù)載的功率和操作情況來(lái)確定接觸器主觸頭的電流等級(jí)。4)根據(jù)接觸器主觸頭所控制電路電壓等級(jí)來(lái)確定接觸器的額定電壓等級(jí)。5〕接觸器線圈的額定電壓由所接控制電路電壓來(lái)確定。6〕接觸器常開(kāi)、常閉觸頭數(shù)目要滿足控制要求。二、電磁式電壓、電流繼電器繼電器是一種控制元件，根據(jù)輸入信號(hào)的不同而到達(dá)不同的控制目的。繼電器一般用來(lái)接通和斷開(kāi)控制電路?！惨弧场㈦姶攀嚼^電器的基本構(gòu)造及分類1．電磁式繼電器的基本構(gòu)造電磁式繼電器有直流和交流之分，其構(gòu)造和工作原理與接觸器基本一樣，但觸頭的通斷電流值比接觸器小，沒(méi)有滅弧裝置。由于繼電器為了滿足控制要求，需要調(diào)節(jié)繼電器的動(dòng)作參數(shù)，故又調(diào)節(jié)裝置。2．電磁式繼電器的分類按輸入信號(hào)不同分：有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器等。按線圈種類不同分：有交流和直流繼電器。按用途分：有控制繼電器、保護(hù)繼電器等?！捕?、繼電器的主角要技術(shù)參數(shù)1．額定參數(shù)：是指繼電器的線圈和觸頭在正常工作時(shí)允許的電壓或電流值。2．動(dòng)作參數(shù)：即繼電器的吸合值和釋放值。對(duì)電壓繼電器為吸和電壓U0和釋放電壓Ur；對(duì)電流繼電器為吸合電流和釋放電流。3．整定值：根據(jù)要求，對(duì)繼電器的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)展人工調(diào)整的值。4．返回參數(shù)：是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用K表示。不同的應(yīng)用場(chǎng)合要求繼電器的返回參數(shù)不同。5．動(dòng)作時(shí)間：有吸合時(shí)間和釋放時(shí)間兩種。吸合時(shí)間是指線圈承受電信號(hào)起，到銜鐵完全吸合所需的時(shí)間；釋放時(shí)間是指從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時(shí)間。〔三〕、電磁式電壓繼電器與電流繼電器1．電磁式電壓繼電器1〕．過(guò)電壓繼電器：在電路中用于過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)線圈為額定電壓時(shí)，銜鐵不吸合，只有當(dāng)線圈電壓高于其額定電壓一定值時(shí)，銜鐵才吸合相應(yīng)觸頭動(dòng)作；當(dāng)線圈電壓低于繼電器釋放電壓時(shí)，銜鐵返回釋放狀態(tài)，相應(yīng)觸頭也返回到原始狀態(tài)。2〕．欠電壓繼電器：在電路中用于欠電壓保護(hù)。當(dāng)線圈電壓低于額定電壓時(shí)，銜鐵就吸合，而當(dāng)線圈電壓很低時(shí)銜鐵才釋放。2．電磁式電流繼電器1〕．過(guò)電流繼電器：正常工作時(shí)，線圈流過(guò)負(fù)載電流，銜鐵不吸合；當(dāng)流過(guò)線圈的電流超過(guò)一定值時(shí)，銜鐵吸合使觸頭動(dòng)作，常閉觸頭翻開(kāi)，切斷接觸器線圈電路，使接觸器線圈釋放，接觸器主觸頭斷開(kāi)主電路，起到保護(hù)作用。2〕．欠電流繼電器：正常工作時(shí)，線圈流過(guò)額定電流，銜鐵處于吸合狀態(tài)；當(dāng)負(fù)載電流減小至繼電器釋放電流時(shí)，銜鐵釋放，觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。欠電流繼電器只用于直流電路中。3．電磁式中間繼電器中間繼電器的特點(diǎn)是觸頭數(shù)量較多，在電路中起增加觸頭數(shù)量和中間放大作用。有交流和直流繼電器之分?！菜摹?、繼電器的選用1．類別的使用：AC-11控制交流電磁鐵，DC-11控制直流電磁鐵。2．額定工作電流和額定工作電壓的選用：繼電器線圈電壓應(yīng)為額定值，繼電器的最高電流應(yīng)小于額定發(fā)熱電流。3．工作制的選用：繼電器的工作制應(yīng)與使用場(chǎng)合的工作制一致。4．繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)：應(yīng)根據(jù)控制要求進(jìn)展繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)。三、時(shí)間繼電器當(dāng)承受到輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后執(zhí)行機(jī)構(gòu)才動(dòng)作的繼電器稱為時(shí)間繼電器?！惨弧?、直流電磁式斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器該繼電器是在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個(gè)阻尼銅套，其構(gòu)造見(jiàn)圖5-3。直流電磁式斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時(shí)的。這種時(shí)間繼電器只能用于斷電延時(shí)，延時(shí)時(shí)間僅為0．3～5s，只能用于延時(shí)短且要求不高的場(chǎng)合?！捕?、空氣阻尼式時(shí)間繼電器1．構(gòu)造與工作原理空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的。它由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三局部組成。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。構(gòu)造圖見(jiàn)圖5-4?？諝庾枘崾綍r(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間為0.4～180s，但精度不高。2．空氣阻尼式時(shí)間繼電器的典型產(chǎn)品〔見(jiàn)書(shū)P133〕〔三〕、電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器見(jiàn)圖5-5JS11-1型電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器構(gòu)造原理圖當(dāng)同步電機(jī)8通電后，帶動(dòng)減速齒輪7與差動(dòng)輪系6一起轉(zhuǎn)動(dòng)，差動(dòng)輪系z(mì)1與z3在軸上空轉(zhuǎn)，z2在另一個(gè)軸上空轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)。當(dāng)需要延時(shí)時(shí)，接通電磁鐵線圈，使離合電磁鐵吸合，將齒輪z3剎住。于是，齒輪z2的旋轉(zhuǎn)只能以z3為軌跡連同其軸作圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)軸上的凸輪隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng)到適宜位置，它就推動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)，使延時(shí)觸頭動(dòng)作，并通過(guò)一對(duì)常閉觸頭的分?jǐn)?，切斷同步電機(jī)電源。需要復(fù)位時(shí)，只要斷開(kāi)離合電磁鐵的電源，所有機(jī)構(gòu)將在復(fù)位游絲的作用下復(fù)位。電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器具有延時(shí)精度高、延時(shí)范圍寬等特點(diǎn)，但也存在構(gòu)造復(fù)雜、壽命短、體積大等特點(diǎn)，一般用于要求延時(shí)精度高的場(chǎng)合?！菜摹?、電子式時(shí)間繼電器以JS1系列晶體管時(shí)間繼電器為例。見(jiàn)圖5-6JS1系列晶體管時(shí)間繼電器原理圖當(dāng)電源通電時(shí)，晶體管V1立即導(dǎo)通，V2截止，繼電器K不動(dòng)作。同時(shí)，電源通過(guò)電位器RP和R對(duì)電容充電，a點(diǎn)電位逐漸上升，當(dāng)a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位時(shí)，二極管VD1導(dǎo)通，使V2截止，而V2變?yōu)閷?dǎo)通，繼電器K的線圈有電流通過(guò)，使觸頭動(dòng)作。調(diào)節(jié)RP值可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。四、熱繼電器熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)?！惨弧?、雙金屬片熱繼電器的構(gòu)造及工作原理雙金屬片熱繼電器由熱元件、觸頭系統(tǒng)、復(fù)位按鈕、電流整定裝置和溫度補(bǔ)償元件組成。見(jiàn)圖5-7雙金屬片熱繼電器原理圖〔二〕、具有斷相保護(hù)功能的熱繼電器當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組采用△接法時(shí)，必須采用三相構(gòu)造帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器?！踩?、熱繼電器的選用熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)額定電流選擇，對(duì)過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，通常按電動(dòng)機(jī)額定電流的60%～80%來(lái)選擇熱繼電器的額定電流。五、溫度繼電器與速度繼電器〔一〕、溫度繼電器溫度繼電器可以深入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，直接測(cè)量電動(dòng)機(jī)的溫度，可以做到及時(shí)保護(hù)電動(dòng)機(jī)。見(jiàn)圖5-8熱敏電阻并聯(lián)接線的溫度繼電器〔二〕、速度繼電器速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、定子及觸頭系統(tǒng)三局部組成，轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)形，由硅鋼片疊成，并嵌有籠形導(dǎo)條。工作原理：速度繼電器的轉(zhuǎn)子軸與被控電機(jī)的軸相連，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，永久磁鐵形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子中的籠形導(dǎo)條切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于有返回杠桿擋住，故定子只能隨轉(zhuǎn)子方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。當(dāng)定子偏轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，在杠桿7的作用下使常閉觸點(diǎn)翻開(kāi)，敞開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)被控電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，速度繼電器轉(zhuǎn)子也下降，使電磁轉(zhuǎn)矩減小，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩小于反作用彈簧的反作用力時(shí)，定子返回原位，速度繼電器的觸點(diǎn)也恢復(fù)原位。見(jiàn)圖5-9速度繼電器構(gòu)造原理圖。第31、32課時(shí)課題：熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器教學(xué)目的和要求:了解熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器的構(gòu)造。掌握熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器的工作原理、圖形符號(hào)、文字符號(hào)。會(huì)選用熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)是正確選擇與使用熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器。難點(diǎn)是斷路器的動(dòng)作機(jī)理、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的符號(hào)意義。教學(xué)方法:以多媒體的形式將大量的圖片資料展現(xiàn)在學(xué)生的面前，加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)；并展示具體的實(shí)物讓學(xué)生真正看清其工作原理。以歸納的形式說(shuō)明熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器的分類以及各種熔斷器、開(kāi)關(guān)電器、主令電器的應(yīng)用。預(yù)復(fù)習(xí)任務(wù):課前的實(shí)訓(xùn)課多留心觀察在用與即將使用的電器，課后分析總結(jié)。一熔斷器〔一〕、熔斷器的機(jī)構(gòu)與工作原理熔斷器主要由熔體、絕緣管座、填料及導(dǎo)電部件組成。熔斷器在使用時(shí)，熔體與被保護(hù)電路串聯(lián)，當(dāng)電路為正常電流時(shí)熔體溫度較低，當(dāng)電路發(fā)生斷路故障時(shí)，熔體溫度急劇上升，使其熔斷，起到保護(hù)作用?！捕场⑷蹟嗥鞯闹饕夹g(shù)參數(shù)1〕額定電壓：是熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)的電壓，其值一般要大于或等于熔斷器所接電路的額定電壓。2〕額定電流：指熔斷器長(zhǎng)期工作，各部件溫升不超過(guò)允許溫升的最大工作電流。熔斷器的額定電流有兩種：一種是熔管額定電流，另一種是熔體額定電流。熔體的額定電流不允許大于熔管的額定電流。〔三〕、熔斷器的選擇熔斷器的選擇包含熔斷器類型的選擇和熔體、熔斷器額定電流的選擇。1〕熔斷器類型的選擇：對(duì)于保護(hù)照明和電動(dòng)機(jī)的熔斷器只考慮過(guò)載保護(hù)，熔體的熔化系數(shù)要小一些。熔斷器的額定電壓與保護(hù)電路相符。2〕熔體、熔斷器電流的選擇：①對(duì)于平穩(wěn)、無(wú)沖擊電流的負(fù)載可按負(fù)載電流實(shí)際大小確定。②對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)：INP=〔1.5～2.5〕INM式中INP——熔體額定電流〔A〕。INM——電動(dòng)機(jī)額定電流〔A〕。③多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用同一熔斷器INP=(1.5～2.5)INMmax+∑INM式中INMmax——容量最大一臺(tái)電機(jī)的額定電流〔A〕∑INM——其余電機(jī)額定電流之和當(dāng)熔體的電流確定后，熔斷器的電流應(yīng)大于熔體電流來(lái)確定。二、刀開(kāi)關(guān)與低壓斷路器〔一〕、刀開(kāi)關(guān)和組合開(kāi)關(guān)1．開(kāi)啟式刀開(kāi)關(guān)開(kāi)啟式刀開(kāi)關(guān)一般用于額定電壓交流380V、直流440V，額定電流至1500A的配電設(shè)備中作電源隔離之用。見(jiàn)圖5-10HD、HS系列刀開(kāi)關(guān)構(gòu)造示意圖刀開(kāi)關(guān)圖形符號(hào)：QQ〔多線表示〕〔單線表示〕單極三極單極三極文字符號(hào)：Q或QG2．封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)俗稱鐵殼開(kāi)關(guān)，適合額定電壓在交流380V、直流440V，額定電流至600A的電路，作為手動(dòng)、不頻繁的接通與分?jǐn)嘭?fù)載電路，一般用于控制交流異步電動(dòng)機(jī)。見(jiàn)圖5-11HH系列負(fù)荷開(kāi)關(guān)示意圖3．開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)常用作交流380V、220V，額定電流至60A的照明配電線路和小容量的電動(dòng)機(jī)非頻繁起動(dòng)的操作開(kāi)關(guān)。4．組合開(kāi)關(guān)見(jiàn)圖5-12HZ系列組合開(kāi)關(guān)構(gòu)造圖圖形符號(hào)及文字符號(hào)：QBQB組合開(kāi)關(guān)由分別裝在多層絕緣件內(nèi)的動(dòng)、靜觸頭組成，動(dòng)觸頭裝在附有手柄的絕緣方軸上，手柄每轉(zhuǎn)動(dòng)90°，觸頭便輪流接通或斷開(kāi)。組合開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是裝有動(dòng)、靜觸頭的觸頭座可以一層一層地堆疊起來(lái)。5．刀開(kāi)關(guān)的選用原則1〕根據(jù)使用場(chǎng)合，選擇刀開(kāi)關(guān)的類型、極數(shù)及操作方式。2〕刀開(kāi)關(guān)的額定電壓應(yīng)大于或等于線路電壓。3〕刀開(kāi)關(guān)的額定電流應(yīng)大于或等于線路的額定電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，開(kāi)啟式刀開(kāi)關(guān)額定電流可取電機(jī)額定電流的3倍；封閉式刀開(kāi)關(guān)額定電流可取為額定電流的1.5倍。〔二〕、低壓斷路器低壓斷路器的功能相當(dāng)于刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過(guò)電流繼電器及欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)展欠電壓、失電壓、過(guò)載和短路保護(hù)的開(kāi)關(guān)電器。1．低壓斷路器的構(gòu)造和工作原理見(jiàn)圖5-13低壓斷路器的工作原理1〕．主觸頭及滅弧裝置主觸頭用來(lái)接通和分?jǐn)嘀麟娐?，并裝有滅弧裝置。2〕．脫扣器脫扣器是斷路器的感受元件，當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，脫扣器感測(cè)到故障信號(hào)后，經(jīng)自由脫扣機(jī)構(gòu)是斷路器主觸頭分?jǐn)唷?〕．自由脫扣機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)自由脫扣機(jī)構(gòu)是用來(lái)聯(lián)系操作機(jī)構(gòu)與主觸頭的機(jī)構(gòu)，當(dāng)操作機(jī)構(gòu)處于閉合位置時(shí)，也可操作分勵(lì)脫扣器進(jìn)展脫扣，將主觸頭分開(kāi)。4〕．工作原理低壓斷路器的三個(gè)主觸頭串接于三相電路中，經(jīng)操作機(jī)構(gòu)將其閉合，此時(shí)傳動(dòng)桿3由鎖扣4鉤住，保持主觸頭閉合。當(dāng)主電路出現(xiàn)過(guò)電流故障且到達(dá)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流時(shí)，過(guò)電流脫扣器6的銜鐵吸合，頂桿向上將鎖扣4頂開(kāi)，在分閘彈簧1的作用下是主觸頭斷開(kāi)。當(dāng)主電路出現(xiàn)欠電壓、失壓或過(guò)載時(shí)，則欠壓、失壓脫扣器及過(guò)載脫扣器分別將鎖扣頂開(kāi)，使主觸頭斷開(kāi)。2．低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)1〕額定電壓：指斷路器在電路中長(zhǎng)期工作的允許電壓。2〕額定電流：指脫扣器允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流。3〕斷路器殼架等級(jí)額定電流：指每一種框架或塑殼中能安裝的最大脫扣器的額定電流。4〕斷路器的通斷能力：指在規(guī)定操作條件下，斷路器能接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?．?dāng)嗦菲鞯倪x用1〕斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2〕斷路器額定電流等于或大于線路計(jì)算負(fù)荷電流。3)斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。4〕斷路器欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。5〕斷路器分勵(lì)脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。6〕長(zhǎng)延時(shí)電流整定值等于電動(dòng)機(jī)額定電流。7〕瞬時(shí)整定電流：對(duì)保護(hù)籠型異步電動(dòng)機(jī)的斷路器，瞬時(shí)整定電流為〔8～15〕倍電動(dòng)機(jī)額定電流；對(duì)于保護(hù)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的斷路器，其瞬時(shí)整定電流為〔3～6〕倍電動(dòng)機(jī)額定電流。QF4．圖形符號(hào)及文字符號(hào)：QF〔三〕、漏電斷路器1．漏電斷路器的構(gòu)造與工作原理漏電保護(hù)器是由操作機(jī)構(gòu)、電磁脫扣器、觸頭系統(tǒng)、滅弧室、零序電流互感器、漏電脫扣器、試驗(yàn)裝置等組成。1〕．零序電流互感器的工作原理見(jiàn)圖5零序電流互感器原理方框圖零序電流互感器是用來(lái)檢測(cè)漏電流信號(hào)，將其一次側(cè)漏電流變換為其二次側(cè)的交流電壓，經(jīng)電子電路進(jìn)展檢波、放大后，再由執(zhí)行執(zhí)行電路分?jǐn)喙╇娋€路，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)功能。2〕．電磁式漏電脫扣器構(gòu)造見(jiàn)圖5電磁式漏電脫扣器的構(gòu)造電磁式漏電脫扣器由銜鐵、線圈、鐵心、永久磁鐵、分磁板、拉力彈簧和鐵軛組成。使用時(shí)，漏電脫扣器的線圈與零序電流互感器二次繞組相接，用來(lái)反映有無(wú)漏電流。3〕．電磁式電流動(dòng)作型漏電斷路器的工作原理見(jiàn)圖5電磁式電流動(dòng)作型漏電斷路器的工作原理圖??當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，不管三相負(fù)載是否平衡，通過(guò)零序電流互感器主電路的三相電流的向量和等于零，故其二次繞組中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，漏電斷路器的銜鐵被永久磁鐵的磁通Ф1所產(chǎn)生的吸力吸住，拉力彈簧被拉緊，漏電斷路器工作于閉合狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)漏電或觸電事故時(shí)，漏電或觸電電流通過(guò)大地回到電源配電變壓器的中性點(diǎn)，使三相電流的相量和不再等于零。零序電流互感器二次繞組中便產(chǎn)生了相對(duì)應(yīng)于漏電電流的感應(yīng)電壓U2，U2加在漏電脫扣器線圈上，使線圈中流過(guò)交變電流，從而產(chǎn)生交變磁通，Ф3有半個(gè)周期在方向上與永久磁鐵產(chǎn)生的磁通Ф1方向相反，互相抵消，使漏電脫扣器電磁吸力減小。當(dāng)漏電電流到達(dá)一定值時(shí)，漏電脫扣器銜鐵在拉力彈簧作用下釋放，銜鐵上的鎖扣脫開(kāi)，使脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷路器主觸頭斷開(kāi)主電路。漏電脫扣器中設(shè)置分磁板是為了減少磁路對(duì)Ф3的磁阻，以提高動(dòng)作靈敏度，同時(shí)防止永久磁鐵退磁老化。??2．漏電保護(hù)器的選用漏電斷路保護(hù)器有兩個(gè)功能：一是具有斷路器的功能，二是具有漏電保護(hù)的功能。斷路器的功能與一般低壓斷路器一樣，所以該功能的選擇與一般低壓斷路器的選擇一樣；漏電保護(hù)局部通過(guò)零序電流互感器來(lái)檢測(cè)被保護(hù)電路內(nèi)相線和中性線的電流瞬時(shí)值，判斷對(duì)地泄漏電流的變化。漏電保護(hù)器的選擇考慮兩個(gè)條件：一是漏電保護(hù)器的漏電動(dòng)作電流必須躲過(guò)電網(wǎng)正常泄漏電流。二是漏電保護(hù)器的漏電動(dòng)作電流必須小于引起火災(zāi)的最小點(diǎn)燃電流或人身安全電流。一般按一下原則選擇漏電保護(hù)器。1〕．漏電保護(hù)器的額定漏電不動(dòng)作電流，應(yīng)不小于電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流最大值的2倍。2〕．漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流為額定漏電不動(dòng)作電流的2倍。3〕．電氣線路和設(shè)備泄漏電流值與分級(jí)安裝的漏電保護(hù)特性的配合：a.用于單臺(tái)用電設(shè)備時(shí)，漏電保護(hù)器動(dòng)作電流應(yīng)不小于正常運(yùn)行實(shí)測(cè)泄漏電電流的4倍，但也不能過(guò)大，以免因漏電引起觸電事故和火災(zāi)。b.配電線路的漏電保護(hù)器動(dòng)作電流應(yīng)不小于正常運(yùn)行實(shí)測(cè)泄漏電流的2.5倍，同時(shí)還應(yīng)不小于其中泄漏電流最大的一臺(tái)用電