电工基础知识培训资料

2.电功 顾名思义，电流做的功。 实质就是电能转化为其他形式能的过程， 这个过程我们叫做电流做功。
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正弦交流电
• 电流随时间的变化而按正弦规律作周期性 变化的电流，称为正弦交流电流。
• 正弦交流电的要素是频率，最大值、有效 值和相位。
• 由三个频率相同、振幅相等、相位依次互 差120°的交流电势组成的电源叫三相正弦 交流电。
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改变电枢电压调速
2、改变电枢电压:只允许向小于额定值的方向 改变,只能获得向下调速. 优点在于通过减小输入功率来减小输出功率 从而降低转速，因此在低速运行时，损耗并 未增加，故调速经济性好．
因具有恒转矩特性、调速范围宽、机械特性好、 经济性能好等特点而被广泛应用
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改变磁通调速
３、改变磁通调速：在电机励磁绕组电路中，串联 外接电阻来改变励磁电流，从而改变励磁磁通来 调速． （即弱磁调速）。得到的是额定转速以上 的恒功率调速。
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改变电动机转差率s
• 2、串级调速：在异步电动机转子电路串电 阻调速时，转速调得越低，转差功率损耗 就越大，为了充分利用这部分功率，就采 用在转子电路串接一个三相对称的附加电 动势，其频率应与转子电动势的频率相同， 改变附加电动势的大小及相位，均能改变 转子电流及转矩，也就可以调节电动机的 转速。
一种机器。 • 电动机是一种将电能转化为机械能的一种机器。
通俗的称电机就是指电动机。 • 发电机和电动机的能量转换是可逆的，也就是说
发电机在某些时候也可作为电动机，而电动机也 可作为发电机，如矿山的输送皮带，在启动时是 电动机，启动后就把矿石的势能转换为电能而又 成为发电机。
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电动机的种类
按电能种类分为直流电动机和交流电动机； 按电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类
• 1 、改变电枢电路电阻调速:串入的电阻越大,机械 特性越软,静差度越大,在给定转速下,工作的稳定 性越差.
• 要满足生产机械某一静差度的要求，电枢串入的 电阻不能太大，因而调速范围较小．
• 电枢串电阻调速，由于电枢电流大，调速电阻损 耗较多的能量，很不经济，为了充分利用电机的 容量并不减少能量损耗，这种方法用于恒转矩负 载，适用作短期调速，在起重和运输牵引装置中 得到广泛应用．
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什么是直流，什么是交流？
• 根据电流的大小和方向的是否随时间的变 化可分为交流电和直流电。
• 大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒 定电流或直流电流,简称直流； 电流大小和方向随时间的变化而改变的是 交流电.
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电的三要素
• 电的三要素是电压（电动势）、电流和频 率
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什么叫电压
• 电压的概念 大家都知道,水在管中所以能流动,是因为有着高水 位和低水位之间的差别而产生的一种压力,水才能 从高处流向低处。电也是如此，电流所以能够在 导线中流动，也是因为在电流中有着高电位和低 电位之间的差别。这种差别叫电位差，也叫电压。 换句话说。在电路中，任意两点之间的电位差称 为这两点之间的电压。电压用符号"U"表示。电压 的高低，一般是用单位伏特表示，简称伏，用符 号"V"表示。高电压可以用千伏（kV）表示，低电 压可以用毫伏（mV）表示。
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三相异步电动机的调速
• n=n1（1-S）=60f1/p（1-S） • 1、改变定子绕组的磁极对数p：当极数增加一倍
时，转速就降低一半。 • 这种方法一般是应用在笼型异步电动机，因为
当改变定子绕组的极对数时，其转子绕组的极对 数能自动的与定子极对数相对应；而绕线式则必 须拆开电机将转子改接才行，这在生产现场是不 宜采用的。 • 变极调速的优点是设备简单，运行可靠，既可获 得恒转矩调速，也可获得恒功率调速，能适应不 同的生产机械的要求，缺点是调速的档数很少。
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相电压和线电压
• 在正弦三相交流电中 • 相电压：是指每相绕组两端的电压，即火
线与零线之间的电压。 • 线电压：是指线路上任意两火线之间的电
压。
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高压和低压的区分
• 电压可分为高电压与低电压. 高低压的区别是：以火线的对地间的电压值为依据 的。
• 对地电压高于250伏的为高压。 • 对地电压小于250伏的为低压。
习惯的想法是380伏或 500伏以上的电压为高压。 220伏的为低压。其实质是一种误解。 • 工业常用的380伏电压其实也是一种低压。因为它 是3根火线1根零线，火线的对地电压是220伏所以 它也是低压。
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什么叫电流
• 1.电流是指电荷的定向移动。 电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为 I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷 量(q).
• 1、转子电路串电阻起动：能获得较大的起动转矩， 适用于启动时间短和重载起动，但只采用于绕线 式异步电机，我们的磨机主电机都采用这种方式 起动（水阻柜）。
• 2、转子电路串接频敏变阻器起动：频敏变阻器是 一种无触点电磁无件，在起动中它的电阻随转子 电流频率的降低而自动减小，因此不必人工控制 去切除电阻，免除了分段切除电阻引起的冲击， 使电动机的起动电流在限定范围内平稳的变化。 起动很平滑。
• 三相异步电机起动时，起动电流可能达到额定电 流的4~7倍，某些笼形转子的异步电动机甚至达 到8~12倍（电流太大，绕组发热就会严重）。
• 起动电流的电动力可能使电机绕组变形，造成短 路而烧坏，大的起动电流会使绕组发热量骤增， 绕组的温度也大为提高，影响绝缘材料的使用寿 命，大的起动电流还会使线路电压降增大，影响 其它用电设备的正常工作。
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三相异步电机的分类
• 按转子的结构分为 • 1、笼型感应电动机 • 2、绕线转子感应电动机。
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三相电源和异步电动机的绕组接法
• 1、星形接法：将电源或电动机的三相绕组的末端 U2、V2、W2 连成一节点，而始端U1、V1、W1 分别 接负载或电源。 绕组相电流等于线电流。线电压 为相电压的√3倍。三相绕组连成的公共点叫做中 性点。星形接法的供电方式叫做三相四线制。
电能
• 电能是指电以各种形式做功的能力。是我 们日常生产和生活中使用最广泛的一种能 量，是很清洁和环保的一种能源。
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电能优点
• 电能是工业生产的主要能源和动力,电能即 易于由其它形式的能量转换而来,又易于转 换为其它形式的能量以供应用,它的输送及 分配既简单经济,又便于控制,调节和测量,有 利于实现生产过程自动化.
• 2、三角形接法：将电源或电动机的三相绕组依次 首尾相连构成闭合回路，再自首端U1、V1、W1 接 负载或电源。 绕组相电压等于线电压。线电流为 相电流的√3倍。三角形接法的供电方式叫做三相 三线制。
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Y/ △接法
• 5.5KW以下的三相异步电动机绕组接法一 般为Y接法，电源电压标注一般为 380/220VAC当电源三相为220V供电时，绕 组接法应更换为△接法。如采用单相供电 的富士变频器输出的三相220V电压所接的 电动机即为△接法。
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什么叫频率
• 频率是指交流电中电流的方向和大小每秒 钟变化的周期的次数。是表示交流电随时 间变化快慢的物理量。
• 在国际单位制中，频率的单位是赫兹。我 国市电频率为50Hz,国外也有60Hz。
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电机
• 电机根据能量转换的不同，分为电动机和发电机。 • 发电机是将机械能、势能、风能等转化为电能的
• 当外电源接通后，靠换向器和电刷的作用， 使得每一极下线圈边中的电流始终为一个 方向，这样电枢绕组所受电磁力方向总是 不变，电枢就能沿着同一方向连续旋转， 从而带动负载工作．
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直流电机的分类
• 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷 直流电动机和有刷直流电动机。
• 有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和 电磁直流电动机。
• 5、延边三角形启动：Y/△启动的延伸，但控制很繁琐， 电机制造时有特殊要求，很少采用。
• 6、软启动：采用半导体整流和逆变技术来降低电机输入
电压，逐步升高至额定电压，起动很平滑，控制很方便，
但价格较高，随着大功率整流元件等半导体技术的飞速发
展，软启动已应用得相当广泛。
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绕线形电机转子串电阻起动
可分为同步电动机与异步电动机； 按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机； 按功能可分为驱动电动机和控制电动机（伺服电机） 按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆
式、防水式、潜水式； 按安装结构型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸
缘等；按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级 等。
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直流电机的工作原理
• 串级调速的设备费用高，多用于大功率调 速系统中。ห้องสมุดไป่ตู้
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改变电动机转差率s
• 3、改变定子电压调速： • 如果用于恒转矩负载则调速范围很小；对于恒转
弱磁调速是在励磁回路中进行，而励磁电流只有电 枢电流的２％～５％，能量损耗较小，调速的经 济性和平滑性都较好．
缺点是机械特性较软，尤其在磁通降至相当小时， 电枢反应去磁作用显著，特性更加软化，电动机 将不稳定工作．
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直流电机与交流电机的区别
• 直流电机：具有较大的起动转矩，响应速度快、机 械特性好、经济性能好等优点；但结构复杂，价格 昂贵，维护困难，运转时要产生火花（不防爆）。
• 交流电机：结构简单，运行可靠，成本低廉，易于 维护、过载能力强，操作简单，控制方便等等，所 以交流电机得到了广泛的应用，但起动困难（起动 转矩小），不易于调速等，但随着变频技术的日趋 提高和完善，交流电机的调速得到了很好的发展。
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三相异步电动机的工作原理
• 三相异步电动机的定子绕组是一个对称的三相绕 组，如果将定子绕组接到三相交流电源上，在定 子绕组中就会产生对称的三相交流电流，该电流 在定子绕组中产生的磁场是一种旋转磁场，该磁 场切割转子绕组，在转子绕组中感生电动势，如 果转子绕组电路闭合，则会产生转子电流，该电 流与定子旋转磁场相互作用，使转子绕组导体受 到电磁力，而使转子跟着定子旋转磁场同方向旋 转．从转子电流是由定子旋转磁场感应产生这一 原理来考虑，异步电动机又称为感应电动机．
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改变电动机转差率s
• 改变电动机转差率s：n=n1（1-S） • 1、绕线式异步电动机转子电路串电阻调速： • 当转差率增大时，电动机的机械功率减小，
消耗在转子电路中的电气损耗增大，故电 动机的效率降低，调速的经济性低，但由 于调速线路简单，调速电阻又可作起动电 阻使用，故在桥式起重机上几乎全部采用 这种调速方法。
• 电磁直流电动机又分为串励直流电动机、 并励直流电动机、他励直流电动机和复励 直流电动机。
• 我们的窑主传采用的是他励直流电动机。
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调速系统的指标
评价调速系统的技术性能和经济性能的指标 有:调速范围,调速的平滑性,调速的方向性,调 速的相对稳定性,调速的经济性,调速时的允许 负载.
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直流电动机的调速
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三相异步电机的直接起动
• 一、直接起动：直接起动方法的应用主要 受电网容量的限制，当直接起动时的起动 电流在电网中引起的电压降落不超过 10%~15%（经常起动的电动机取10%）就 允许直接起动。在空载或轻载下，现在 90KW以下的电机可采取直接启动。
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三相异步电机的降压起动
• 二、降压起动：采用降压起动来减小起动电流，但会同时 使电动机的起动转矩减小，故只适用于对起动要求不高、 空载或轻载的场合。
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供电的基本要求
• 1 、安全---在电能的供应、分配和使用中, 不应发生人身事故和设备事故.
• 2 、可靠---应满足电能用户寻供电可靠性的 要求.
• 3 、优质---应满足电能用户对电压质量和频 率等方面的要求.
• 4 、经济---供电系统的投资要少,运行费用 要低,并尽可能的节约电能和减少有色金属 消耗量.
• 1、Y/△起动：实用于定子绕组△接法的电动机，设备简 单，可以频繁起动，应用较广泛。
• 2、定子回路串电阻降压起动：起动过程中把电阻短接， 电阻损耗大，电阻容量限制起动次数不能频繁，较少采用。
• 3、自耦变压器降压启动：定子回路接入变压器起动，起 动后切除变压器，不宜频繁起动，但起动较平稳，设备较 简单，应用较为广泛。
• 5.5KW（含5.5KW）以上的三相异步电动 机绕组接法一般为△接法.
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电动机的启动要求
• 电动机启动是指：电机从静止状态开始转 动，直至达到稳定运行的全过程。
• 对电机启动性能的要求是：有较大的启动 转矩（以缩短启动过程所需的时间，并能 在负载下启动）和较小的启动电流。
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三相异步电机的起动电流