电器知识培训资料教学文案

电器基本介绍
1．电器零部件分类
a.电机电容类：异步机电、同步机电、步进机电、单相罩极异步电动机、无刷直流机电、换气机电、
机电与压缩机运行电容等
b.电辅助加热类：电加热管组件、陶瓷PTC电加热、金属PTC电加热、电伴热线、电加热带等
c.空气清新类：等离子除尘器、电子集尘器、负离子发生器、冷阴极荧光灯、超声波加湿器等
d.控制开关类：压力式温度控制器、旋转开关、水位开关、微动开关、船型开关、轻触开关、按钮开
关、管路过压与欠压开关、温控器、熔断器、四通阀、电磁阀、电子膨胀阀、压力传感器等
2．关键零部件基本知识简介
1）单相电容运转异步电动机：简称异步机电或者风扇机电，是指转子为鼠笼型，定子铁心槽内放置在空间互相错开π/2电角度的两相绕组--主相和副相绕组，辅绕组电路中串接在机电起动和运转时始终参预工作的电容器，而构成两相异步电动机。

主要结构：
定子铁心：由定子冲片装压后用扣片或者其它方法扣紧，
形成定子铁心。

定子冲片用硅钢片冲制而成。

冲片表面
应进行绝缘处理，如涂绝缘漆或者在冲片表面进行氧化处
理，以减少铁心涡流损耗和增强抗腐蚀和防锈性能。

定
子铁心槽内嵌有定子绕组，是机电的主要磁路部份。

定子绕组：根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式的不同，可分为集中式和分布式两种类型：
后，在经浸漆烘干处理，然后嵌装于凸形磁极的铁心
上。

通常每一个磁极有一个线圈，但也实用一个线圈形
成两个磁极的庶极形式。

普通直流机电、交直流两用
电动机的励磁绕组，以及凸极式单相罩极电动机的主
极绕组都采用集中式绕组；分布式绕组普通由几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组，当线圈组通电后形成不同极性的磁极。

鼠笼转子：由转子冲片叠装成转
子铁心。

转子铸铝时，由熔化铝
液铸成由导条和端环组成的铝
笼，以及端环上的平衡柱。

转子
铁心是机电主要磁路部份，鼠笼导条和端环是转子绕组。

导条和旋转磁场作用，产生转矩驱动电动机旋转。

热保护器：当电动机温度达到或者超过热保护器预定的温度时，
热
保护器就会切断电源保护电动机。

常用的热保护器由双金属片
型、热断型和PTC热敏电阻型三种。

异步机电工作特性分析：
异步电动机的工作特性：指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。

1．转差率特性：
•切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必
要条件。

•转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能
切割磁力线。

•旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子
的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n。

•
转差率： • 转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。

o 起动瞬间，n = 0,s=1
o 理想空载运行时：n=n1,s=0
o 作为电动机运行时，s 的范围在0---1之间。

o 转差率普通很小，如s = 0.03。

o 制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n 反向，s>1
o 发电运行时，n 高于同步转速n1,s<0.
随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。

2．转矩特性：
• 异步电动机的输出转矩： •
转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。

• 转矩曲线为一个上翘的曲线。

（近似直线）
3．电流特性：空载时电流很小，随着负载电流增大，机电
的输入电流增大。

•
效率特性： •
其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变； • 效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，机电达到
最大效率。

4．功率因素特性
•
空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低； •
随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高； •
在额定功率附近，功率因数达到最大值。

• 如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。

主要性能指标：
同步转速：n s =60f 1/p (f 1：电源频率；p ：电动机极对数)
电动机转速：n=(1-s) n s (s ：转差率)
电动机效率：η=P
2/P
1
（P
2
：从电网输入电动机的电功率；P
1
：电动机轴上输出的机械功率）
机电关键控制点：
a.机电设计时：机电负载特性、振动与噪音、温升（GB4706.32-1996第11章发热试验，第19章非
正常工作试验）、
b.成品检验（与设计的复合性）：机电空载特性、负载特性、直流电阻、安全性能
机电试验：
a.空载试验(试验标准件技术规范)：如果空载电流过大，则表示定子与转子之间的气隙可能超出允许值，或者定子绕组匝数少于设计值，也可能是由于装配质量差，使转子转动不灵便所致；如果空载电流过小，则表示可能定子绕组匝数多于设计值。

空在运转时，机电应平稳轻盈，无停滞现象，声音和谐、无杂音；空载运转时测得的振动速度不应超过1.6mm/s。

b.堵转试验：试验目的是为了测定机电的堵转电流、堵转转矩和堵转损耗，考核笼型转子的铸铝质量
及转子槽形设计的合理性。

普通情况下同规格笼型异步电动机，在100V时的堵转试验电流值相差3%~6%；堵转损耗相差5%~10%；堵转电流偏大，普通是定子绕组匝数少，转子槽斜度不够、气隙过大、定转子铁心未对齐等原因造成的。

堵转电流偏小，普通是铸铝转子铁心叠片错片、斜槽时槽口不齐、笼型导条杂质多或者有缩孔、夹渣或者断条、气隙小于允许值等原因造成的。

c.温升试验：目的是通过实验求得机电满载运行导热稳定状态时的机电绕组温升值，此外还包括铁心、
轴承的温升等。

机电温升的高低直接关系到机电绝缘寿命的长短，影响到机电效率及其他力能指标的好坏，当机电温升过高时，甚至会导致机电很快的损坏。

d.匝间绝缘试验：多匝线圈或者绕组应进行匝间绝缘试验，以考核绕组匝间绝缘承受过电压的能力。

方法：在机电绕组与机壳之间施加试验电压（有效值）为1800V AC，历时0.5s，机电匝间绝缘而无击穿现象，泄漏电流不应超过10mA。

e.短时升高电压试验（代替匝间绝缘试验）：方法：在电动机空载时施加1.3倍额定电压（或者额定
电压范围上限），持续时间为3min。

试验中若浮现1）机电冒烟、跳弧或者发出焦味；2)机电有剧烈的振动和电磁噪音；3）机电端电压蓦地下降等现象，表明机电绕组匝间短路。

说明：由于鼠笼型异步电动机转子绕组自身短路，所以须在空载运转状态下进行试验。

1）同步电动机（爪极永磁同步电动机）：是指转子转速
与电源频率保持恒定比例关系的一种交流小功率电
动机。

当转子极对数为p、电源频率为f时，同步电
机转速为：n=60f/p r/min 只要电动机在正常的负载范围内运行，其转速都不会因电源
电压的波动和负载的变化而变化。

分类：A.爪极在定子上的永磁同步电动机：定子由机壳、端盖和环形绕组组成。

机壳和端盖由导磁薄钢板冲制而成，既起机械支撑作用，又是磁路和磁极的一部份。

机壳和端盖上冲制的爪极片，沿定子内圆的圆周方向交织罗列并相互间隔一定距离，形成多极的磁极。

转子主要部份是一块圆柱形磁钢，通常采用铁氧体烧结磁钢或者粘结磁钢。

经径向冲磁后成为沿圆周N和S极均匀间隔罗列的多极磁钢。

普通极数为8~24。

当定子环形绕组由单相电源供电后，定子、转子磁场产生同步电磁转距，带动电动机使其起动并牵入同步运行。

爪极永磁同步机电的旋转方向是随机的。

对需要定向旋转的电动机，应设置机械定向装置，或者在定子结构上作特殊的设计以获得定向旋转。

B．爪极在转子上的永磁同步电动机（暂时没实用到）。

2）步进电动机：是一种将电脉冲信号转换成直线或者角位移的执行元
件，即外加一个脉冲信号于电动机时，机电就运动一步；脉冲数
增加，则直线或者角位移增加；脉冲频率高，则电动机旋转速度快，
反之则慢。

分配脉冲相序改变后，机电逆转。

脉冲住手，机电即
自锁。

由于该类电动机的运动形式时步进式的，所以称为步进电
动机。

不仅电动机独特的优点：步距值不因电气、负载、环境条件的变化而受影响；机电转速取决于脉冲信号的频率；步距误差不长期积累，即每转动一圈的积累误差为零。

a.空载牵入频率：机电空载，加额定电压，采用预置脉冲数或者其他能检查失步的方法，使机电从锁
定状态蓦地起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵入频率。

b.空载牵出频率：机电空载，加额定电压，逐渐升高脉冲频率，采用能检查失步的方法，测出转子
在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵出频率。

c.牵入转矩：机电加额定电压，脉冲频率为100pps，采用预置脉冲数或者其他能检查失步的方法，先
加之一定的负载，然后从锁定状态蓦地起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵入转矩。

d.自定位转矩：机电不通电，用力矩盘将转矩加到输出轴上，增加转矩直到输出轴开始连续旋转前
的最大转矩。

e.磨擦力矩（输出轴与齿轮间的磨擦力矩）：机电两相加额定电压锁定转子，用力矩盘将力矩加到
输出轴上，测量输出轴开始连续转时的力矩。

3）单相罩极异步电动机：转子为鼠笼型，但定子结构与其
他异步电动机有较大差别。

普通定子铁心采用凸极式，在磁极极面1/2~1/3除开由一个小槽，并在小槽内放置短路环，被该短路环包围的部份称为罩极磁极。

在整个磁极上套有集中式励磁绕组，励磁绕组和短路环相当主相和副相绕组，当励磁绕组接到单相电源后，即产生脉振磁通。

特点：机电价格低廉、创造方便，噪声和无线电干扰也小，但机电性能较差，所以该类机电只用于对电动机性能要求不高的场合，如除湿机等。

4）无刷直流电动机：由电动机本体、传感器和电子换向控制路线
三部份组成。

电动机本体由定子和转子组成，定子上多相绕组
放置在铁心槽内；转子上有磁钢产生励磁磁场。

位置传感器检
测旋转转子的位置，与电子换向路线一起实现电子换向。

显著
特点：调速范围宽、起动迅速、机电效率高（75～80％）、耗
电省、温升低、噪音小、无线电干扰小等优点；缺点是：由直
流电源供电、控制复杂、同功率同转速下电动机价格高于异步
电动机。

4-1）直流机电结构
a．定子
b．转子：铁氧体（塑磁、粘结铁氧体）；钕铁硼（粘结、烧结）
c．PC控制板（感应信号、控制信号、反馈信号）
4－2）直流机电控制
1.调幅调制PAM1
2.调幅调制PAM2
Vm：低压（35V通常）Vcc：5V 注：1。

通电顺序：
FG反馈信号：通常8机电机普通先Vcc，再Vm（Vm由低至高）
可提供脉冲数：4/6/8/12个/转2。

断电顺序：先Vm，再Vcc
3.脉宽调制PWM
Vm：140V、280V、380V（410V）Vcc：12V or 15V
Vsp：0～6.5V，普通情况下1.7～1.9V机电启动；3.5～3.8V机电全导通
即：当Vcc、Vm通额定电压，调节Vsp至1.7～1.9V时机电运行，继续调节Vsp 至3.5～3.8V时机电转速达到最大值。

※ 通电顺序：Vcc—Vm—调节Vsp；
※ 断电顺序：调节Vsp—Vm—Vcc
5）陶瓷PTC电加热器：PTCR是Positive temperature
coefficient of resistance的缩写，为正温度系数热敏陶瓷
电阻，其主要成份
，在掺杂
为BaTio
3
一定的微量元素，
经过高温烧结，使
其具有PTC效应，
即具有很大的正电阻温度系数，在居里温度以上几十度
的温度范围内，其电阻率可以增大4~10个数量级，这
样就会使工作电流大幅下降使温度下降，工作电流又大幅上升，使工作温度升到居里点，从而达到一个动态的平衡。

PTC加热器件的特性
220V有风连续通电寿命测试
功率与环境温度的关系
（风量2.1立方米／分）
功率与风量的关系
金属PTC 组件
CBB61 型交流电动机电容器:采用锌铝边缘加厚
聚丙烯薄膜或者网状安全膜为介质，阻燃环氧树脂
灌封和阻燃方型ABS 塑壳封装。

具有体积小，电
气性能稳定，安全可靠，寿命较长等特点。

CBB65 型交流电动机电容器：该电容采用
边缘
加厚金属化聚丙烯薄膜为介质，利用高速卷绕机密切卷制,铝壳封装而成，并采用精炼蓖麻油作浸渍剂在高温真空下进行处理，使得电容器性能更加稳定，寿命更长。

同时该电容器在安全防爆措施上采取了第二代机械防爆设计，可靠性更高。

b.金属化聚丙烯薄膜：用真空蒸镀方法，在聚丙烯膜表面形成极薄的金属层。

这种
具有金属蒸镀层的聚丙烯膜称金属化聚
丙烯薄膜。

c.安全膜：安全膜是一种特殊的金属化聚丙
烯薄膜，简称安全膜。

膜上蒸发沉淀的金
属电极其一种特殊的图案，蒸镀层被狭窄
空白条分割成不少面积极小的小块，各块
间有起微保险丝作用的连接导电桥。

用安
全膜做成的电容器，当某一小块薄膜经不
起耐压而击穿失效时，过流把连接桥微保
险丝烧断，把这一小块膜脱离母体，而整
个电容器继续工作，达到安全保护作用。

d.金属化电容器：电极是由介质上的金属化层构成的一种电容器。

e.金属化薄膜电容器：以金属化薄膜上的镀层作为电极，薄膜本身为介质构成的电
容器。

f.安全膜防爆电容器：电容器采用安全膜作为安全保护设计，使其在失效过程中，
保证外壳不会爆裂，不会起火燃烧的为安全膜防爆电容器。

g.自愈式电容器（SH）：一种在介质局部击穿后能自行迅速地基本上恢复电性能的
电容器。

6）负离子发生器：是摹拟自然界“雷电”现象产生
负离子的原理，将输入的低电压通过脉冲电路
升为直流负高压，由碳素纤维、针尖形向空气
放电，电离空气而产生带负电荷的负离子。

a.臭氧浓度：在距发射极前5cm处，负离子
发生器的臭氧浓度要小于0.10mg/m3。

b.负离子浓度：用大气离子浓度测试仪检测，
负离子浓度应符合图纸要求，单位可使用：
个/立方厘米（n/cm3）。

7）电子集尘器：通常采用针板或者线结构形式，
利用电源提供高压进行放电，以此达到收尘
的目的，还可辅以过滤催化等方式，使众多
功能能够互为补充，真正有效地去除空气中
的烟雾、粉尘、微粒等，提高居室空气质量。

是利用静电吸附现象吸尘的装置，由三部份
构成，一、给粉尘加电荷的离子化部份（电
离部）；二、采集粉尘的采集器（集尘部）；
三、给前两部份供电的高压电源部份。

8）冷阴极荧光灯:灯管内含有适量
的水银和惰性气体；灯管内壁涂
有荧光粉，两端各有一个电极。

发光原理为：当高压加在灯管两
端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，开始放电，管内的水银受电子撞击后，激发辐射出253.7nm 的紫外光，产生的紫外光激发涂在管内壁上的荧光粉而产生可见光。

（可见光的颜色将依据所选用的荧光粉的不同而不同），光灯、节能灯管采用的是普通玻璃，紫外线透不出来，被荧粉吸收后发出可见光；而杀菌灯管则用透紫外玻璃或者石英玻璃生产。

紫外线穿过玻璃管壁透射出来。

杀菌灯实际上是属于一种低压汞灯。

低压汞灯是利用较低汞蒸汽压（<10-2Pa）被激化而发出紫外光，其
发光谱线主要有两条：一是253.7nm波长；另一条是185nm波长，这两条都是肉眼看不见的紫外线。

用来照明用的日光灯、节能灯也属于低压汞灯，依靠低压汞蒸汽被激发后发射紫外线，其中254nm波长
的紫外线照射到荧光粉上再发出可见光，如果改变荧光粉的成份和比例，它就可以发出我们通常所见的不
同颜色的光。

杀菌灯不需要转化为可见光，253.7nm的波长就能起到很好的杀菌作用，这是因为细胞对光波的吸收谱线
有一个规律，在250~270nm的紫外线有最大的吸收，被吸收的紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA，它起到一种光化作用，紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收，引起遗传物质发生变异，使细菌
当即死亡或者不能繁殖后代，达到杀菌的目的。

日光灯和节能灯使用普通玻璃做成的，253.7nm紫外线透不出来，不能用做杀菌用的灯，石英玻璃对紫外线透过率高，达80%-90%，是做杀菌灯的最佳材料，但是石英玻璃的性能与普通玻璃在性能上有很大的差别，主要是热膨胀系数不同，封接不能用普通的自动化程度较高的圆封的办法，这使得杀菌灯生产制做的技术含量要高于普通节能灯。

固然, 有一种透紫外线的玻璃，即通常所说的高硼玻璃，它对紫外透过率约是石英玻璃的60%，它的生产工艺与节能灯一样，使得它的成本与价格比石英玻璃生产的杀菌灯相差很远，几瓦的灯管只需几元，但它在性能上远比不上石英杀菌灯。

石英杀菌灯的另一个特点是可发出臭氧。

由于石英玻璃对短波185nm的紫外线透过率也高，185nm的紫外线能电离空气产生臭氧，臭氧浓度高对人体不利，但在无人场合时能使用，臭氧也能杀菌、消毒，恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。

有些场合不能有臭氧，也可使用石英杀菌灯，这种石英玻璃在炼制的时候就加了一种元素——钛（Ti），使它透过紫外线在200nm以下发生截止，而对254nm紫外线透过基本无影响，即通常所说的无臭氧杀菌灯。

9）
10）T iO2纳米光催化网 TiO2纳米粉体材料根据晶相不同分为锐钛矿相和金红石相，既可以生产单一晶相分体，也可以生产不同比例的混合晶相粉体（晶相比例可定制）。

锐钛矿相粉末的平均粒径≤30nm，比表面积≥130平方米/克，具有较强的光催化活性，纳米TiO2用于空气净化、水处理、陶（搪）瓷等；金红石相粉末的平均粒径≤60nm，比表面积≥80平方米/克，紫外线屏蔽率达90%以上，可替代粗粒粉体，减少用量，广泛应用于涂料、陶瓷、搪瓷、冶金、造纸等行业。

工作机理纳米TiO2对紫外线具有很强的吸收能力，具有很高的光催化活性，当受到波长小于388nm的紫外光照射后，纳米TiO2粒子将分别在导带和价带上产生大量的光生电子（e-）和光生空穴（h+），e-和h+经过一系列反应可生成含氧小份子活性物种—·OH、H2O2 、O2-等，这些含氧小份子物种具有极强的氧化还原能力，可以光催化降解水中的有机污染物，将其直至彻底矿化为CO2和水，并可以光催化还原重金属离子和光催化杀菌。

11）
12）超声波加湿器:采用电子超频震荡（震荡频率为1.7MHz， 超过人的听觉范围，对人体及动物绝无伤害），通过雾化片的高频谐振，将水雾化为1至5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散
到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。

超声波
加湿器的优点是，加湿强度大，加湿均匀，加湿效
率高；节能、省电，耗电仅为电热加湿器的1／10
至1／15；使用寿命长。

缺点是对水质有一定的要求。

纯净加湿技术则是加湿领域刚刚采用的新技术。

纯净加湿器
通过份子筛蒸发技术，除去水中的钙镁离子，彻底解决“白
粉”问题。

通过水幕洗涤空气，将空气加湿的同时，净化空
气，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环
境湿度。

电加热式加湿器利用发热体将水加热至沸点，产生水蒸气释放到空气中。

缺点是能耗较大，不能干烧，安全系数较低、加热器上容易结垢。

13）
空调新技术种种
空调是反季节调节空气温度和湿度的，新技术、新工艺、新材料的应用，使空调在节能、低噪声、变频、健康、环保及网络化控制等方面有了新的突破。

一、数字变频技术
变频空调的类型主要由变频方式和主要零部件如压缩机、节流机构、室内风扇机电、室外风扇机电来
决定，基本分三种类型。

一是采用交流变频，制冷剂流量调节方式采用毛细管，压缩机采用单转子交流变
频压缩机。

这种空调基本能体现变频空调的优点；快速制冷，舒适性好；超低温制热、快速除霜。

该类空
调的缺点是噪音与震动较大，属过渡产品。

二是虽采用交流变频，但压缩机采用双转子交流变频压缩机，
制冷剂流量调节方式采用电子膨胀阀。

该类空调变频范围更宽，噪声和震动有所降低。

三是直流变频，采
用变频压缩机和直流风扇机电，调节方式是电子膨胀阀。

特殊是由DSP（数字信号处理器）控制的直流变
频空调，采用最新的PAM（脉幅调制）控制技术及全直流涡旋变频压缩机。

这种数字变频技术，温控精度
高，避免了压缩机频繁启动而造成的电流消耗和温度波动。

二、健康技术
1、采用HEPA酶杀菌技术：该技术是HEPA网与酶杀菌技术的结合。

HEPA网是一种高效除尘滤网，酶
杀菌技术则是从生物体提取的天然溶菌酶，对环境、人体无任何危（wei）险，又具有极强的杀菌能力。

烟雾、花粉、细菌及其它尘土被吸附后，溶菌酶在常温下可使细菌的细胞壁被水分解掉，使细菌破裂死亡。

溶菌酶
对枯草菌、结核菌、大肠杆菌等有害细菌具有高效杀伤力，对霉菌的生长也有很强的抑制作用。

2、光触媒技术。

光触媒是一种催化剂，主要成份是活性炭、酸化酞、陶瓷纤维，并以静电纤维浆做
成的网为载体，可以吸附空气中由绝缘材料、胶合板、地毯、油漆、粘合剂等挥发出的甲醛、苯、酮、氨、
二氧化硫等有害气体，清除室内的香烟雾、油烟味、体臭等异味。

光触媒在使用一段时间后，需在强烈的
紫外线照射下，将吸附在触媒网上的有害物质分解成二氧化碳和水，恢复其吸附性。

3、冷触媒技术。

在常温下就能对甲醛等有害物质一边吸附一边分解成二氧化碳和水，它不需要再生、
不需要更换，使用寿命长达10年以上，是一种较新的清洁灭菌技术。

特殊指出：冷触媒技术是泯灭空气中甲醛等有害气体的新武器，使居室空气洁净度有根本性改善。

由
于冷触媒采用的是吸附原理，所以应定期将触媒板拿到阳光下曝晒，否则其健康功能会失效。

4、负离子灭菌附尘技术。

在空调中增加负离子发生器，瞬间高压放电产生的负离子进入尘埃中，中
和其中的正离子，使尘埃落地。

负离子有一定杀菌的作用，可达到净化空气的目的。

5、加湿换气技术。

可以解除空气干燥给人带来的不适。

它可将室外的空气不断地抽到处理器中，经
过净化和水分提取，将洁净湿润的空气送入室内，将污浊干燥空气排出室外，保持室内空气洁净湿润。

对
气候干燥的北方特别适合。

三、智能网络技术
1、智能化：随着微电子技术的发展，微电子智能控制技术广泛地应用于空调器的控制部份。

温度、湿度传感技术：利用传感器准确获得环境的温度、湿度等数据资料，从而使空调器的微电脑系
统选择最佳的运行状态，适时调节压缩机的转速、风速、风量等参数，使环境保持已设定的温度和湿度条
件。

体感温度控制技术：它利用装在遥控器上的感应元件，感知室内人们活动范围的温度，并将信息发送。