高處作業(yè)吊籃-實(shí)用

1、建筑機(jī)械作業(yè)人員培訓(xùn)教材高處作業(yè)吊籃裝拆和使用前 言本教材系上海市建設(shè)機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)培訓(xùn)部組織行業(yè)內(nèi)從事機(jī)械安裝檢測(cè)操作的部分專(zhuān)業(yè)工作者編寫(xiě)的建筑高處作業(yè)吊籃相關(guān)崗位的工人技能知識(shí)讀本。本書(shū)對(duì)建筑高處作業(yè)吊籃的機(jī)械構(gòu)造、安裝拆卸工作程序和要點(diǎn)，以及正確使用做了較為詳實(shí)的講解和通俗的表述，可作為建筑高處作業(yè)吊籃上崗作業(yè)的工作人員培訓(xùn)和使用，亦可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員參考。 上海市建設(shè)機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)培訓(xùn)部目 錄第一部分 基礎(chǔ)知識(shí)第一章 力的基本概念第一節(jié) 力和運(yùn)動(dòng)、力的平衡第二節(jié) 力的三要素、力的合成和分解第二章 電工學(xué)基礎(chǔ)及現(xiàn)場(chǎng)用電安全第一節(jié) 交流電原理第二節(jié) 基本電路和常用電氣元件第三節(jié) 三相交流電動(dòng)機(jī)第

2、四節(jié) 現(xiàn)志臨時(shí)用電安全第三章 高處作業(yè)安全知識(shí)第一節(jié) 高處作業(yè)概述第二節(jié) 臨邊及洞口作業(yè)第三節(jié) 攀登與懸空作業(yè)第四節(jié) 操作平臺(tái)與交叉作業(yè)第五節(jié) 防護(hù)設(shè)施驗(yàn)收及安全防護(hù)用品第二部分 專(zhuān)業(yè)知識(shí)第一章 概論1-1 高處作業(yè)吊籃的概念及適用范圍1-2 高處作業(yè)吊籃在我國(guó)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢(shì)第二章 高處作業(yè)吊籃的構(gòu)造2-1 名詞術(shù)語(yǔ)2-2 高處作業(yè)吊籃的構(gòu)造2-3 吊籃分類(lèi)和型號(hào)2-4 高處作業(yè)吊籃的主要性能參數(shù)第三章 高處作業(yè)吊籃主要機(jī)構(gòu)的工作原理與典型結(jié)構(gòu)3-1 提升機(jī)工作原理3-2 提升機(jī)典型結(jié)構(gòu)3-3 安全鎖工作原理3-4 安全鎖典型結(jié)構(gòu)3-5 電氣控制原理3-6 電氣控制元件3-7 懸掛機(jī)構(gòu)原

3、理3-8 懸掛機(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)第四章 高處作業(yè)吊籃的安裝和拆卸4-1 高處作業(yè)吊籃的安裝流程4-2 高處作業(yè)吊籃的拆卸程序第五章 高處作業(yè)吊籃的安全操作規(guī)程5-1 對(duì)操作人員的要求5-2 對(duì)使用操作環(huán)境的要求5-3 懸掛機(jī)構(gòu)5-4 懸吊平臺(tái)和提升機(jī)5-5 安全鎖5-6 限位5-7 安全帶及安全繩5-8 電氣系統(tǒng)5-9 鋼絲繩第六章 在施工過(guò)程中的應(yīng)急措施第七章 高處作業(yè)吊籃的維修與保養(yǎng)7-1 提升機(jī)維修和保養(yǎng)7-2 安全鎖維修和保養(yǎng)7-3 鋼絲繩維修和保養(yǎng)7-4 結(jié)構(gòu)件維修和保養(yǎng)7-5 電氣系統(tǒng)維修和保養(yǎng)7-6 日常檢查7-7 定期檢修7-8 定期大修7-9 常見(jiàn)故障原因分析及其排除方法附錄： 高

4、處作業(yè)吊籃 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb19155-2003）第一部分 基礎(chǔ)知識(shí)第一章 力的基本概念第一節(jié) 力和運(yùn)動(dòng)、力的平衡 任何機(jī)械設(shè)備都是通過(guò)特定零部件的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)來(lái)完成其作業(yè)的。產(chǎn)生物體運(yùn)動(dòng)的最基本因素就是“力”的作用。偉大的物理學(xué)家牛頓受到蘋(píng)果落地的啟發(fā)，為人類(lèi)揭開(kāi)了重力即地球引力的奧秘，并發(fā)現(xiàn)和提出了著名的三大定律。其中“牛頓第一定律”即慣性定律，“牛頓第二定律”即動(dòng)量定律，奠定了物理學(xué)中力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。一、牛頓定律1 牛頓第一定律的含義是：任何物體都具有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性，直到有外力影響改變這種狀態(tài)為止。這是對(duì)物體在理想狀態(tài)下的描述，任何物體始終處于受力狀態(tài)，地球上的

5、任何物體都受到重力作用，重力的大小因物體密度而異，這就是重量。手提物品失手或物體離開(kāi)支持面后均會(huì)以越來(lái)越快的速度墜落，這是重力改變了物體的靜止?fàn)顟B(tài)，如施工現(xiàn)場(chǎng)腳手架等高空不慎掉下的材料、工具、雜物。 2牛頓第二定律科學(xué)地闡說(shuō)了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，任何物體在外力作用下會(huì)改變?cè)械撵o止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如汽車(chē)及升降機(jī)的起步在發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的牽引力作用下，從零速度到穩(wěn)定的恒速度有一個(gè)加速過(guò)程，我們把單位時(shí)間（每秒）里速度的增量稱(chēng)為“加速度”；同樣在制動(dòng)器的制阻力作用下，汽車(chē)及升降機(jī)會(huì)逐步減速，由恒定速度到零速度有一個(gè)減速過(guò)程，我們把單位時(shí)間（每秒）里速度的減量稱(chēng)為“負(fù)加速度”。牛頓第二定律的含義是：物

6、體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的加速度（負(fù)加速度），和引起該加速度的外力大小成正比，和物體的質(zhì)量成反比。用公式表示為：或f=ma；其中a為加速度、f為外力、m為質(zhì)量二、力的平衡 牛頓第一、第二定律分別解釋了物體在理想狀態(tài)及受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在現(xiàn)實(shí)生活中我們經(jīng)常接觸到的物體即使處在受力情況下，仍保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種普遍的現(xiàn)象是力平衡的結(jié)果。例如圖1-1汽車(chē)起步后以某檔速度行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力僅僅克服了汽車(chē)自重及所載人員物品總重引起的車(chē)輪與路面間摩擦力、各傳動(dòng)部分的內(nèi)部摩擦力，因此汽車(chē)處于力的平衡狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生加速度而以恒定速度運(yùn)動(dòng)；汽車(chē)及其載重由路面的支撐力平衡，可用公式表示：t=f1+f2

7、；w=p1+p2。 同樣道理，如圖1-2高處作業(yè)吊籃，啟動(dòng)后進(jìn)入勻速提升狀態(tài)時(shí)，左右鋼絲繩拉力f1、f2克服升降部分自重及載荷總和g、左右提升機(jī)摩擦力f1、f2后也處于平衡狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生加速度。用公式表示為：f=f1+f2=g+ f1+f2 。圖 1-2圖 1-1 從以上討論力的平衡可以發(fā)現(xiàn)，外力作用下二個(gè)相互接觸的物體，包括機(jī)械設(shè)備中二個(gè)連接的零件，都存在有一對(duì)大小相等、方向相反的力，我們稱(chēng)為作用力和反作用力如汽車(chē)輪胎和地面的接觸點(diǎn)；吊籃平臺(tái)吊點(diǎn)的連接點(diǎn)等。反作用力始終隨著作用力大小的變化而變化，如果吊籃平臺(tái)內(nèi)所載物料增大或減少時(shí)，則鋼絲繩的拉力也隨之增大或減少。內(nèi)力：以上所述是任何物體在外

8、力平衡下的情形。對(duì)同一物體來(lái)說(shuō)，受外力的同時(shí)，其內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生“力”的變化，這種物體內(nèi)部的“力”稱(chēng)為內(nèi)力。內(nèi)力處于平衡狀態(tài)時(shí)，物體不會(huì)變形、破壞。當(dāng)外力超過(guò)物體材料的強(qiáng)度極限時(shí)，內(nèi)力即失去平衡發(fā)生變形破壞，如圖1-3所示。圖 1-3綜合上述，失去力的平衡后會(huì)有二種結(jié)果，一種是機(jī)械設(shè)備的起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生加速度或負(fù)加速度；另一種是零件和材料的破環(huán)導(dǎo)致事故。第二節(jié) 力的三要素、力的合成和分解 1力的三要素：物體受到外力作用后的結(jié)果，取決于力的三個(gè)要素即力的大小、方向和作用點(diǎn)。任何一個(gè)要素的改變都會(huì)改變對(duì)物體的影響。例如在井架物料提升機(jī)中，載荷的大小就是物料重力的大小；架體根部的地腳滑輪就是為了改變鋼

9、絲繩拉力的方向，得以將卷?yè)P(yáng)機(jī)的水平牽引力變成了垂直方向的提升力；在井架使用中，要求在吊籃中均勻放置物料，實(shí)際上就是在調(diào)整物體重力對(duì)籃體的作用點(diǎn)。由于力的三個(gè)要素，使“力”這個(gè)物理量不能用簡(jiǎn)單的加、減法來(lái)計(jì)算（如數(shù)量的正負(fù)值），必須借用圖解方法來(lái)完成。圖 1-42力的合成和分解：凡二個(gè)及二個(gè)以上已知的力，通過(guò)圖解方法求出其合力的過(guò)程稱(chēng)為力的合成；反之，將某一個(gè)力按已知條件，通過(guò)圖解方法求出各分力的過(guò)程稱(chēng)為力的分解。力的合成與分解均可采用平行四邊形法則來(lái)進(jìn)行。如圖1-5（a），已知力的表示方法如圖1-4所示。由于力具有方向性，故稱(chēng)“力”這樣的物理量為矢量二個(gè)分力a、b，由于大小和方向都已確定，則通

10、過(guò)代表該二分力的矢量可畫(huà)出平行四邊形，那么平行四邊形的對(duì)角線c就表示其作用點(diǎn)合力的大小及方向。如圖1-5（b），已知合力c*和其中一個(gè)分力a*的大力、方向，即可以c*為對(duì)角線畫(huà)出平行四邊形，該平行四邊形的另一邊b*就表示另一個(gè)分力的大小及方向。從圖中可以看出，由于受方向的影響，合力的絕對(duì)數(shù)值不一定大于分力，這是矢量的一個(gè)特征。圖1-53力矩和力偶：在工程現(xiàn)場(chǎng)、機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)外力的作用點(diǎn)和構(gòu)件的支撐點(diǎn)并不在同一個(gè)接觸點(diǎn)。當(dāng)外力作用點(diǎn)距物體（如機(jī)械中某一構(gòu)件）的支撐點(diǎn)，在垂直于力的方向上存在一定距離時(shí)，該構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生彎曲的傾向。我們把作用力和相應(yīng)距離圖 1-6 圖 1-7的乘積

11、稱(chēng)為“力矩”。利用力矩平衡的原理，在起重作業(yè)中可以使用杠桿（撬棒）搬動(dòng)中重物如圖1-6所示。在工程和力學(xué)范疇中，引起彎曲傾向的力矩稱(chēng)為彎矩。圖1-7所示，吊籃懸掛機(jī)構(gòu)吊點(diǎn)處負(fù)荷g，對(duì)前支架支撐點(diǎn)有一段距離，在主梁不同距離處就會(huì)生各不相等的彎矩。后支架配重合力q，對(duì)前支架支撐點(diǎn)也有一段距離，產(chǎn)生的平衡力矩就是抗傾覆力矩。在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)碰到旋轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)的物體、零件等，受到一對(duì)相反方向又拉開(kāi)一定距離的外力作用，這對(duì)力稱(chēng)為“力偶”。圖1-8中是常見(jiàn)的扳手?jǐn)Q螺母情形，當(dāng)有擰動(dòng)力p施加于扳手時(shí)，六角螺母緊貼扳手的兩邊就會(huì)產(chǎn)生一對(duì)力偶，間距d基本上接近六角形的邊長(zhǎng)力偶f和距離d的乘積稱(chēng)為“力偶

12、矩”，又稱(chēng)“扭矩”。圖1-8 扭矩在機(jī)械中被廣泛應(yīng)用，幾乎所有轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)械都會(huì)產(chǎn)生和傳遞扭矩。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、建筑機(jī)械的電動(dòng)機(jī)等的輸出軸，產(chǎn)生的扭矩通過(guò)減速傳動(dòng)傳遞給工作機(jī)構(gòu)。 第二章 電工學(xué)基礎(chǔ)及現(xiàn)場(chǎng)用電安全第一節(jié) 交流電原理 在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，電能的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我們對(duì)“電”的了解，掌握“電”的基本知識(shí)及規(guī)律，是保證安全用電、科學(xué)用電、合理用電的必要途徑。一、電的形成自然界的一切物質(zhì)都由分子組成，分子又由原子組成，原子則由一個(gè)帶正電荷的原子核和若干帶負(fù)電荷的電子組成。因此正、負(fù)電荷是物質(zhì)所固有的，既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。物質(zhì)原子

13、中所有電子負(fù)電荷的總量等于原子核的正電荷時(shí)，整個(gè)原子呈現(xiàn)中性，該物質(zhì)就呈不帶電狀態(tài)，如圖2-1所示。當(dāng)某物質(zhì)原子失去電子時(shí)，就帶正電；反之，獲得額外電子時(shí)，就帶負(fù)電。人們從長(zhǎng)期的勞動(dòng)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了很多使物體帶電的方法，主要有以下幾種：1摩擦生電：這是早期發(fā)現(xiàn)的物體帶電現(xiàn)象。用絲綢摩擦玻璃棒或呢絨摩擦膠木棒，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃棒和膠木棒都能吸附小紙片，這是因?yàn)椴ＡО魩в姓姾赡z木棒帶有負(fù)電荷的結(jié)果。圖 2-1 2光電效應(yīng)：光線射到某些金屬表面時(shí)，會(huì)使該金屬的電子發(fā)射移動(dòng)，形成電流，如太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能發(fā)電（即綠電的一種）等。3熱電效應(yīng)：某些金屬加熱后，由于自由電子運(yùn)動(dòng)速度的加快，就會(huì)從金屬

14、表面發(fā)射出來(lái)形成電流。 4化學(xué)反應(yīng)：利用金屬在酸、堿、鹽等溶液中，因自由電子游離產(chǎn)生電流，如鉛蓄電池、堿性干電池、鎳鎘和鎳氫干電池等。 5電磁感應(yīng)：當(dāng)金屬導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)感應(yīng)而產(chǎn)生電流。這是電力工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)電方法。二無(wú)論火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站或風(fēng)力發(fā)電（也是綠電的一種），其發(fā)電機(jī)組均是這一原理。 6核電反應(yīng)：利用某些稀有重金屬，如鈾、鈷、鐳、钚等的原子核裂變或聚合反應(yīng)即核反應(yīng)堆產(chǎn)生強(qiáng)大的電流。美、英、法、俄等發(fā)達(dá)國(guó)家均建有現(xiàn)代化的核電站，我國(guó)也自主建設(shè)了大亞灣及秦山核電站。二、電學(xué)的基本物理量和歐姆定律1電流：電子所帶電荷作有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)，就形成電流。人們?cè)?/p>

15、生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活中，習(xí)慣以正電荷的流向作為電流的方向，所以，電流的方向即電子運(yùn)動(dòng)的相反方向。電荷量簡(jiǎn)稱(chēng)電量。其基本單位是“庫(kù)侖”，用符號(hào)q表示。我們定義單位時(shí)間t（每秒）通過(guò)導(dǎo)線截面的電量稱(chēng)為電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)“電流”用符號(hào)i表示，則得出以下數(shù)學(xué)關(guān)系式： 因此，電流就是衡量通過(guò)導(dǎo)體電量強(qiáng)弱程度的物理量。電流的基本單位是“安培”，簡(jiǎn)稱(chēng)“安”以符號(hào)a表示；根據(jù)需要，電流單位也可采用ka（千安）、ma（毫安）、a（微安），它們的關(guān)系如下： 1 ka=103a ； 1ma =10-3a； 1a =10-6 a ； 例如，每秒通過(guò)導(dǎo)線10庫(kù)侖電量、10秒通過(guò)導(dǎo)線100庫(kù)侖電量或1分鐘通過(guò)導(dǎo)線600庫(kù)侖電量

16、時(shí)，電流強(qiáng)度都是一樣的，均為10安培。 2電壓：和水位的意義類(lèi)似，帶電物體也有電位。俗話“水往低處流”，指的是高處水位和低處水位存在水位差，形成水流。帶電物體的正電荷也是從高電位流向低電位。我們通常把大地的電位作為零電位，當(dāng)帶正電荷的物體和大地接觸時(shí)，正電荷會(huì)流入大地；當(dāng)帶負(fù)電位的物體和大地接觸時(shí)，大地的正電荷會(huì)流入物體抵消負(fù)電荷。因此任何帶電物體和大地接觸時(shí)，就會(huì)和大地同電位，用電設(shè)備的接地措施，就是消除電位差，避免電流對(duì)人的威脅和傷害。在導(dǎo)線和用電設(shè)備組成的電路中，任意兩點(diǎn)的電位差稱(chēng)為“電壓”，用符號(hào)u表示。電壓的基本單位是“伏特”，簡(jiǎn)稱(chēng)“伏”以v表示；根據(jù)需要，電流單位也可采用kv（千伏

17、）、mv（毫伏）、v（微伏），它們的關(guān)系如下： 1kv=103v； 1mv=10-3 v； lv =10-6 v ； 電位和水位高度一樣是相對(duì)而言，因此它同接地點(diǎn)即零電位的選擇有關(guān)；電壓則是兩點(diǎn)間的電位差，就像水位差一樣和參考零點(diǎn)選擇無(wú)關(guān)，如圖2-2所示，（a）圖中a、b及（b）圖中a*、b*各點(diǎn)的電位與接地點(diǎn)的選擇有關(guān)，是相對(duì)的；但a、b間及a*、b*間的端電壓相同，均為12伏，和零電位即接地點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。圖 2-23電阻和電阻率：自然界的物質(zhì)有絕緣材料和導(dǎo)體材料之分，前者幾乎沒(méi)有傳導(dǎo)電流的能力，常用于阻隔電流之用，確保用電安全。橡膠、塑料、木材、瓷器和石料等非金屬均屬此類(lèi)；后者具有傳導(dǎo)電流

18、的能力，如銅、鋁、鉛、錫及鋼鐵等金屬均屬此類(lèi)。導(dǎo)體在傳導(dǎo)電流的同時(shí)，又存在阻礙電流通過(guò)的特性，這種特性稱(chēng)為“電阻率”，用符號(hào)表示，電阻率因材料而異，且和溫度有關(guān)。導(dǎo)體阻礙電流的性能不僅和電阻率有關(guān)，而且和導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，和導(dǎo)體的橫截面積成反比。我們用“電阻”這一物理量來(lái)衡量導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，用符號(hào)r或r表示。電阻的基本單位是“歐姆”以表示，根據(jù)需要，電阻也可以采用k（千歐）、m（兆歐），它們的關(guān)系是：1k=103 ；1m=106；已知導(dǎo)體的材料及尺寸，可用下式計(jì)算出它的電阻值：；式中l(wèi)為材料的長(zhǎng)度（m）；s為材料的橫截面積（ mm2）。電阻率的單位一般用mm2/m表示；大地土壤的電阻率單位用m

19、2/m（即m）表示。 電阻越大，導(dǎo)體越不易通過(guò)電流；相反，電阻越小，越容易通過(guò)電流。因此在同樣電壓下，傳送相同的電流（即電阻相等），電阻率小的材料在同樣長(zhǎng)度時(shí)可采用較小的截面，更省料。例如，鋁的電阻率l=0.029mm2/m，如使用5 mm2、100m長(zhǎng)的鋁芯導(dǎo)線傳送電流，按上列公式計(jì)算，可知電阻r為0.58；同樣的電阻，使用同樣長(zhǎng)度的銅芯導(dǎo)線，由于銅的電阻率t=0.0175mm2/m，比鋁材要小，根據(jù)按上列公式的逆運(yùn)算，可知銅芯導(dǎo)線的截面積只需3 mm2。另外銅材比鋁材具有更好的機(jī)械強(qiáng)度，故銅導(dǎo)線比鋁導(dǎo)線得到了更廣泛的應(yīng)用。4歐姆定律：電流、電壓和電阻是電學(xué)的三個(gè)最基本的物理量，它們的相互關(guān)

20、系可用“歐姆定律”類(lèi)闡明：在電路中，電流的大小與電阻兩端的電壓高低成正比，而與電阻的大小成反比，并可用下列公式表示：； ； ； 根據(jù)歐姆定律，可解釋電路中的兩種常見(jiàn)現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線斷裂或電路打開(kāi)時(shí)，形成相當(dāng)大的絕緣電阻，電流就等于零，此時(shí)稱(chēng)為“斷路”或“開(kāi)路”。如果帶電導(dǎo)線沒(méi)有經(jīng)過(guò)負(fù)載（用電器），直接和另一導(dǎo)線相碰，如進(jìn)電“火線”和回路“地線”相碰，此時(shí)，由于電阻很小，會(huì)產(chǎn)生很大的電流，瞬時(shí)的高溫足以熔化熔斷保險(xiǎn)裝置，這就稱(chēng)為“短路”或“碰線”。 三、交流電的產(chǎn)生和輸送 1交流電的產(chǎn)生：由于電流是既有大小又有方向的物理量，當(dāng)其大小及方向始終保持不變的電流稱(chēng)為直流電，一般由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，如干電池、蓄

21、電池提供的就是這類(lèi)電流；當(dāng)其大小及方向隨時(shí)間作有規(guī)律變化的電流，就稱(chēng)為交流電，發(fā)電廠和燃油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的就是這類(lèi)電流。我們可從感應(yīng)生電來(lái)了解交流電的產(chǎn)生原理。當(dāng)導(dǎo)線（發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子）在磁場(chǎng)（發(fā)電機(jī)定子）中旋轉(zhuǎn)時(shí)，就作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流。在一對(duì)磁極中旋轉(zhuǎn)一周，即一個(gè)循環(huán)，由于磁極極性改變一次，電流方向也改變一次。如果，轉(zhuǎn)子在p對(duì)磁極的定子中轉(zhuǎn)動(dòng)，每分鐘的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)，那么，電流每秒的循環(huán)次數(shù)為：；稱(chēng)為頻率。 它的單位是“赫茲”或周/秒。我國(guó)電力工業(yè)的頻率是50赫茲（50周/秒）。歐洲和日本等國(guó)采用的頻率也有60赫茲的。頻率的倒數(shù)t=l/f即稱(chēng)為周期，表示循環(huán)一次所需的時(shí)間，單位是“秒”。一個(gè)國(guó)家

22、的電工頻率是固定統(tǒng)一的，因此發(fā)電機(jī)的磁極數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比，如一對(duì)磁極的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，二對(duì)磁極的就為1500轉(zhuǎn)/分。圖 2-32單相交流電和三相交流電：由于直流電的大小、方向恒定不變，在示波器中表現(xiàn)為直線；交流電的規(guī)律性變化在示波器中表現(xiàn)為圖2-3所示，稱(chēng)為“正弦波”。由一個(gè)電源產(chǎn)生單一的正弦電流單獨(dú)供電的電路，稱(chēng)為革相交流電路，簡(jiǎn)稱(chēng)單相電；如果由三個(gè)對(duì)稱(chēng)的正弦交流電源聯(lián)合供電的電路，稱(chēng)為三相交流電路，簡(jiǎn)稱(chēng)三相電。所謂對(duì)稱(chēng)的正弦交流三相電源指的是相同電壓、相同頻率、相序位置依次相差120的一組電源。通常在一個(gè)發(fā)電機(jī)里產(chǎn)生，稱(chēng)為三相發(fā)電機(jī)。常用的380v工業(yè)用電（動(dòng)力電）就是這樣的

23、三相電。單相電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的單相電就是常用的220v民用電（照明電）。3交流電的輸送：圖 2-4 從發(fā)電廠或電站至用電戶(hù)的輸電過(guò)程如圖2-4所示。單相電的輸送，一般由輸電線和回網(wǎng)的零線組成電路回路，俗稱(chēng)火線和地線：三相電的輸送一般由三根輸電線（稱(chēng)為相線或火線），以及一根中性線（工作零線）組成，簡(jiǎn)稱(chēng)三相四線制（星形連接），每根相線和中性線間的電壓稱(chēng)為相電壓，和單相電一樣，用電戶(hù)輸入端為220v。如果沒(méi)有中性線的供電，稱(chēng)為三相三線制（三角形連接），任意二根相線間的電壓稱(chēng)為線電壓，用電戶(hù)輸入端為380v。該二種電路的連接方式詳見(jiàn)本章第二節(jié)。 根據(jù)歐姆定律知道，要輸送強(qiáng)大的電流必須有較高的電壓和較小的電

24、阻，但是，導(dǎo)線的電阻受到其截面積的限制，因此一般多采用高電壓方式輸電，（從幾千伏到幾十萬(wàn)伏），同時(shí)為了減少輸電損耗及避免導(dǎo)線發(fā)熱，輸電電壓越高，輸電線的截面就越大。 由于廣大用電戶(hù)的電器的是380v三相電或220v的單相電，還有需要更低電壓或直流電源，因此變壓和整流成為輸電中常用的二項(xiàng)技術(shù)。 （1）變壓：發(fā)電廠或電站產(chǎn)生的電流以高壓輸入電網(wǎng)，尚不能直接進(jìn)入各用電戶(hù)，必須經(jīng)多級(jí)變壓，將萬(wàn)伏乃至數(shù)十萬(wàn)伏的高電壓降至380伏或220伏的低電壓，方可被用電戶(hù)使用，這一過(guò)程稱(chēng)為“變壓”，由設(shè)置在各變電站、變電所內(nèi)的變壓設(shè)備來(lái)完成，根據(jù)需要，可在一定范圍內(nèi)的用電區(qū)域設(shè)置不同容量的變壓器。變壓器根據(jù)電磁感應(yīng)

25、原理，由輸入和輸出端的分立線圈組成，為避免電熱產(chǎn)生的高溫，由冷卻油進(jìn)行冷卻。它的輸入端稱(chēng)為初級(jí)端，相應(yīng)線圈稱(chēng)為初級(jí)線圈；它的輸出端稱(chēng)為次級(jí)端，相應(yīng)線圈稱(chēng)為次級(jí)線圈。用戶(hù)需要更低的電壓，如工礦企業(yè)的低壓燈、數(shù)控設(shè)備、商務(wù)辦公的電子信息系統(tǒng)、居民家庭的電視、空調(diào)、音響等電器，一般在設(shè)備中均裝置了最后一級(jí)變壓器。 （2）整流：在生產(chǎn)和日常生活中，經(jīng)常需要使用直流電源，如直流電動(dòng)機(jī)、電子產(chǎn)品、充電器等，進(jìn)入電子信息時(shí)代，弱電的應(yīng)用更為廣泛，由于干電池、蓄電池的容量有限，產(chǎn)品及產(chǎn)電成本都較高，更困難的是經(jīng)常充電帶來(lái)的不便，以至無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。交流電以其容量大、生產(chǎn)成本低、輸送方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。把規(guī)

26、律性變化的交流電改變成電流大小、方向恒定的直流電，稱(chēng)為“整流”。整流的方式通常有機(jī)械整流式：如直流發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的整流子；線圈感應(yīng)（電感）式：如日光燈具的整流器；電子整流式：利用電子管或半導(dǎo)體的晶體材料制成二極管、三極管進(jìn)行整流，這在電子產(chǎn)品和數(shù)字電路中大量使用。 四、電功和電功率1電功：發(fā)電廠生產(chǎn)和輸出的電流，通過(guò)各種用電設(shè)備和器具，可轉(zhuǎn)化成不同形式的能量，如電燈轉(zhuǎn)化為光能；音響設(shè)備轉(zhuǎn)化為聲能；電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電熱水器轉(zhuǎn)化為熱能等。因此電流通過(guò)用電設(shè)備（負(fù)載）就會(huì)做功，稱(chēng)為“電功”，它是“電”的能量的體現(xiàn)，故也稱(chēng)“電能”，其基本單位是“焦耳”（瓦秒）。電功和負(fù)載二端的電壓u、通過(guò)

27、負(fù)載的電流i、以及通電的時(shí)間成正比，根據(jù)歐姆定律，當(dāng)然與負(fù)載的電阻有關(guān)，可用下列公式表示：；式中電壓?jiǎn)挝粸榉?，電流單位為安，時(shí)間單位為秒。在生產(chǎn)和日常生活中，我們通常用“千瓦時(shí)”作為電功的實(shí)用計(jì)算單位，1千瓦時(shí)即通常所說(shuō)的“l(fā)度電”，以kwh表示2電功率：在各種形式的能量中，我們把單位時(shí)間內(nèi)所耗的能量（即所做的功），稱(chēng)為“功率”，因此用電負(fù)載在單位時(shí)間內(nèi)所耗的電能，就稱(chēng)為“電功率”，以符號(hào)p表示，根據(jù)上述電功的含義，電功率可用下式表示：p=ui= i2r =u2/r；它的基本單位是“瓦特”簡(jiǎn)稱(chēng)“瓦”，以w表示。式中電壓?jiǎn)挝粸榉?，電流單位為安。在?shí)際應(yīng)用尤其在工程中，常以“千瓦”作為電功率計(jì)算單

28、位，以kw表示，功率的其他單位有“馬力”、英制及電工“馬力”，分別以ps、hp表示，這些單位的關(guān)系如下： 1 kw = 1000w = 1.36 ps = 1.341 hp（英制）= 1.34 hp（電工） ； 1 ps = 735w ； 1 hp（英制）= 745.7w； 1.34 hp（電工）= 746w； 在交流電路中，電網(wǎng)上的電流所作的功包括二部分，其中大部分用于用電設(shè)備的耗能，即有功電流作的功，其相應(yīng)的功率稱(chēng)為“有功功率”；另一小部分則用于電力產(chǎn)生和輸送過(guò)程中的電感磁場(chǎng)、電容等的能量交換之中，不能表示用電設(shè)備實(shí)際的電能消耗，無(wú)功電流耗去的功率稱(chēng)為“無(wú)功功率”，其單位為“乏”或“千乏”

29、，對(duì)一個(gè)供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)功功率是不變的常數(shù)。圖 2-5在三相交流電路中，把電能的總功率稱(chēng)為“視在功率”。用電設(shè)備（即負(fù)載）所耗的有功功率p、電網(wǎng)上的無(wú)功功率q及視在功率s的關(guān)系如圖2-5所示。為了衡量用電設(shè)備利用電能的優(yōu)劣程度，我們把比值p/s= cos稱(chēng)為“功率因素”。 cos值越高，電能利用率就越高。一般交流異步電動(dòng)機(jī)的cos值在0.70.85左右，在低負(fù)載時(shí)，由于消耗的有功功率p減少，而無(wú)功功率q不變，此時(shí)的功率因素cos值可能會(huì)降低至0.5以下，造成電能的浪費(fèi)。 根據(jù)圖2-5可知，有功功率p、無(wú)功功率q及視在功率s有下列關(guān)系： p=scos ； q=ssin ； s=；有關(guān)三相電路的計(jì)

30、算，詳見(jiàn)本章第二節(jié)。第二節(jié) 基本電路和常用電氣元件用導(dǎo)線連接電源和負(fù)載電阻（用電設(shè)備），組成的電氣回路稱(chēng)為電路。 一、單相交流電的電路及計(jì)算 單相交流電一般由火線和零線連接負(fù)載電阻，組成電路，按負(fù)載的接入方法分為串聯(lián)和并聯(lián)二種基本電路。 1串聯(lián)：參見(jiàn)圖2-6（a），將負(fù)載電阻依次接入同一電路回路，不存在各條支流，各負(fù)載的兩端電壓因負(fù)載電阻而異，并按先后排列，這樣的連接稱(chēng)為串聯(lián)。假如電源電壓u=220v，串入的電阻r1=5、r2=6，可計(jì)算如下：電路的總電阻（等效電阻）r=r1+r2=11圖 2-6電路的電流二個(gè)負(fù)載電阻產(chǎn)生的電壓降，即端電壓分別為：u1 =i r1=100v ；u2 = ir2

31、=120v ；因此，電源電壓u= u1+ u2=100+120 =220v；由以上的計(jì)算分析，可知道串聯(lián)電路的特性是：（1）各負(fù)載二端的端電壓因各負(fù)載的電阻而異，電阻越大，則形成壓降越大； （2）電源電壓等于所有負(fù)載端電壓（電壓降）之和； （3）電路的等效電阻等于各負(fù)載電阻之和；（4）通過(guò)各負(fù)載的電流相同，且等于電路的系統(tǒng)電流。根據(jù)上述特性，串聯(lián)電路可等效為圖2-6（b）所示。2并聯(lián)：參見(jiàn)圖2-7（a），將負(fù)載電阻并列接入同一回路，形成各條并列的分支電路，各負(fù)載的二端電壓相同，均等于電源電壓，這樣的連接稱(chēng)為并聯(lián)。假如電源電壓u=220v，并接的電阻r1=10、r2=5，可計(jì)算如下：通過(guò)二個(gè)負(fù)載

32、電阻的電流分別為：電路回路的總電流：圖 2-7； 電路回路的總電阻（等效電阻）：；（二條分支）由以上的計(jì)算分析，可知并聯(lián)電路的特性是： （1）通過(guò)各分支電路的電流，因其負(fù)載電阻而異，電阻越大，則電流越??； （2）電路回路的總電流，等于各分支電流之和； （3）各分支負(fù)載的二端電壓相同，都等于電源的電壓； （4）電路回路的等效電阻，其倒數(shù)等于各分支負(fù)載電阻的倒數(shù)和。 根據(jù)上述特性，如二條分支的并聯(lián)電路，可等效為圖2-7（b）所示，對(duì)多于二條分支的并聯(lián)電路，可按上述第四條特性，計(jì)算出回路的等效電阻。3電路連接方式的選用：由于串聯(lián)和并聯(lián)電路的不同特性，不同的用電場(chǎng)合應(yīng)選擇不同的連接方式。串聯(lián)電路因?yàn)槊?/p>

33、個(gè)負(fù)載電阻不同而獲取的電壓不同，因此會(huì)影響電器設(shè)備的使用；同時(shí)在同一回路內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)各電器設(shè)備的單獨(dú)控制，某段負(fù)載的斷路又會(huì)影響其他負(fù)載的使用。因此，一般的用電戶(hù)及同一戶(hù)的各類(lèi)用電設(shè)備，在總電路中均采用并聯(lián)方式，而單向的控制開(kāi)關(guān)、按鈕等均須和相應(yīng)用電設(shè)備串聯(lián)在電路中。對(duì)電路有降壓要求或保持電流恒定要求的場(chǎng)合，應(yīng)采用串聯(lián)方式，如電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)，必須在定子繞組的電路中串接電阻或阻抗：測(cè)量電路電流時(shí)，電流表也必須串聯(lián)在被測(cè)電路內(nèi)。 并聯(lián)電路除了廣泛應(yīng)用于幾乎所有用電器具設(shè)備外，對(duì)有分路或雙向控制要求、電壓的相對(duì)穩(wěn)定要求等場(chǎng)合，應(yīng)采用并聯(lián)方式，如照明的分路器及雙向開(kāi)關(guān)、電容器、電壓測(cè)量表、功率（電度）

34、表等，必須并聯(lián)入電路。 在工礦企業(yè)的實(shí)際電氣線路中，往往是串聯(lián)和并聯(lián)組合使用，在家用電器的線路板上，串聯(lián)和并聯(lián)的組合使用更為普遍。 二、三相交流電的電路及計(jì)算 使用三相交流電的用電設(shè)備如電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電爐等，和供電線路有類(lèi)似的二種電路連接方式，即“星形”（y）接入法和“三角形”（）接入法。由于大部分三相用電設(shè)備各相的阻抗是相同的，和供電電源組成的電路，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電路，下面我們只討論對(duì)稱(chēng)三相電路的電路及其基本計(jì)算方法。圖 2-81星形（y）接入法：圖2-8（a）是一個(gè)典型的星形（y）對(duì)稱(chēng)三相電路，由于中性線的電流為零，可以不引入中性線。當(dāng)用電設(shè)備和和供電線路需保持一致時(shí)，則仍應(yīng)引入中性線，因

35、此，負(fù)載為星形（y）接入的方式，可選配三相三線制或三相四線制二種供電線路。圖2-8（b）是一個(gè)等值的三相四線制星形（y）接入法電路，該電路中的線電壓（ux）、相電壓（ua、ub、uc）及線電流（i）、相電流（ia、ib、ic）有如下關(guān)系：對(duì)稱(chēng)三相電路采用星形（y）連接時(shí)，所耗總功率（視在功率）s，應(yīng)等于各單相電路功率之和，即每相電路功率的三倍，可計(jì)算如下：；則；2三角形（）接人法：負(fù)載采用三角形（）接入時(shí)，電路中沒(méi)有中性線，因此，選配的供電線路只能是三相三線制，如圖2-9所示，此時(shí)電路中的線電壓（ux）、就是相電壓（ua、ub、uc）；線電流（ix）、相電流（iab、ibc、ica）有如下關(guān)系

36、：圖 2-9三角形（）連接的對(duì)稱(chēng)三相電路，所耗總功卒（視在功率）s也應(yīng)等于各單相電路功率之和，即每相電路功率的三倍： 從以上計(jì)算可知，對(duì)稱(chēng)三相電路何論采用星形（y）或三角形（）接入方式，所耗功率和計(jì)算公式相同。三、常用電氣元件在電路中用來(lái)連接電源和用電設(shè)備，除了導(dǎo)線以外，為了控制、保護(hù)、電量參數(shù)（電壓、電流等）的變換，必須按需要接人多種器件，這些器件稱(chēng)為電氣元件。按其適用的電壓范圍，可分為低壓電氣元件、中壓電氣元件及高壓電氣元件三類(lèi)。中、高壓電氣元件一般適用于1000v電壓以上的電路中，如大扭矩、大功率的直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組，各種輸配電線路中等。在我們機(jī)械設(shè)備中，使用的是1000v電壓以下的低

37、壓電氣元件，尤以24v500v的電氣元件更為廣泛。按其在電路中的作用，低壓電氣元件又大致可分為控制元件、保護(hù)元件及功能元件三類(lèi)。1控制元件：主要用來(lái)控制電路“斷開(kāi)”和“接通”的切換如閘刀開(kāi)關(guān)、鐵殼開(kāi)關(guān)、直接起動(dòng)的倒順開(kāi)關(guān)，各類(lèi)照明和信號(hào)開(kāi)關(guān)等；用來(lái)切換電路相序、調(diào)整電阻大小或分支電路多少，即控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速及單機(jī)或多機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，如蝶形開(kāi)關(guān)、萬(wàn)向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等，由于具有在宜接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)前的選擇功能，往往稱(chēng)為“選擇開(kāi)關(guān)”；用來(lái)操作電動(dòng)機(jī)或其他用電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，如起重機(jī)的凸輪控制器、主令控制器、各類(lèi)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器（電磁式、星形降壓式、自耦降壓式等），這些多都為手柄式操作裝置；由于電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的

38、電流（可達(dá)額定電流的47倍）和電網(wǎng)上的過(guò)大壓降，在許多中小功率、頻繁起制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)控制回路中，廣泛采用按鈕和接觸器作為控制裝置，實(shí)現(xiàn)間接起動(dòng)。在無(wú)變壓器的電路中，采用380v或220v操作按鈕；為了安全起見(jiàn)，采用變壓后的低壓回路，使用不大于36v的低壓按鈕，用來(lái)控制電源“通”或“斷”并傳送信號(hào)至接觸器。按鈕一般有常開(kāi)觸點(diǎn)及常閉觸點(diǎn)各一對(duì)，按需要可選用點(diǎn)動(dòng)式或連續(xù)運(yùn)行式，如用作急停開(kāi)關(guān)的按鈕，必須是非自動(dòng)復(fù)位型。接觸器用來(lái)接受按鈕的信號(hào)，并由各觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)電源，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)或停止，按配用的電動(dòng)機(jī)種類(lèi)，可選用交流或直流接觸器，分別有6對(duì)和5對(duì)觸點(diǎn)為了機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行，在各類(lèi)限制、限位的

39、安全裝置中，如高度、行程、重量、力矩等的防超額安全裝置中，都采用了行程開(kāi)關(guān)，按外形結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)型（按鈕式）、單輪型及雙輪型（旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式）、起重機(jī)專(zhuān)用型；按復(fù)位功能有自動(dòng)復(fù)位及非自動(dòng)復(fù)位之分。箭種控制元件選用時(shí)，應(yīng)注意適用的電壓和電流范圍，一般應(yīng)高于電路的電壓和電流。2保護(hù)元件：當(dāng)電路因電源或負(fù)載原因，引起電氣參數(shù)（電流、電壓）突變或電路發(fā)生意外（漏電、絕緣破壞），能迅速動(dòng)作并切斷電源酌元件，稱(chēng)為保護(hù)元件。常用的電氣保護(hù)元件大致有以下幾種：（1）各類(lèi)熔斷器：主要在電路發(fā)生短路（碰線）時(shí)，能迅速斷路從而保護(hù)電路及用電設(shè)備免遭破壞）常用的有封閉管式熔斷器（保險(xiǎn)管）、瓷插式熔斷器（保險(xiǎn)絲、白料）、螺

40、旋式熔斷器（熔芯）.由于熔斷器是靠熔斷電流來(lái)切斷電源，因此除短路外，當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)（過(guò)載），也能起到保護(hù)作用，此時(shí)，熔斷器的選擇主要是熔斷電流的選擇，如非接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，取熔斷電流ir=1.21.5id（額定電流）；直接經(jīng)常起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，取ir=ir（起動(dòng)電流）1.62.0；直接而不經(jīng)常起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間較短的電動(dòng)機(jī)，取ir=iq（起動(dòng)電流）/2.53.0。（2）漏電開(kāi)關(guān)和各類(lèi)自動(dòng)開(kāi)關(guān)：自動(dòng)開(kāi)關(guān)在接收的電氣信號(hào)突變時(shí)，具有瞬時(shí)動(dòng)作和斷電的功能，適用各種級(jí)別容量的控制回路。自動(dòng)開(kāi)關(guān)一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及自動(dòng)脫扣器三部分組成，根據(jù)不同用途、有限流、欠壓、缺相、漏電等自動(dòng)開(kāi)關(guān)：漏電開(kāi)

41、關(guān)是自動(dòng)開(kāi)關(guān)的一種，又稱(chēng)漏電斷路器或漏電保護(hù)器，其主要選擇參數(shù)是：額定電壓（220v、380v）、額定電流（1060a）、額定漏電動(dòng)作電流（30100ma）、額定漏電劫作時(shí)間（0.1s）。限流型自動(dòng)開(kāi)關(guān)，具有短路或過(guò)載保護(hù)功能，空氣開(kāi)關(guān)是廣泛應(yīng)用的一種，選擇的主要參數(shù)是額定電壓、額定電流、脫扣瞬時(shí)整定電流。其它自動(dòng)開(kāi)關(guān)可根據(jù)不同保護(hù)功能選用，一般又稱(chēng)保護(hù)器，如缺相保護(hù)器、欠壓保護(hù)器等，種類(lèi)繁多，選擇范圍也廣。（3）各類(lèi)控制繼電器：自動(dòng)開(kāi)關(guān)相比，繼電器往往在接受電氣參數(shù)較慢變化的過(guò)程后，如電壓、電流、延續(xù)時(shí)間、溫度等達(dá)到一定值時(shí)，觸點(diǎn)才動(dòng)作，斷開(kāi)電路，起到保護(hù)作用.因此，繼電器不設(shè)置因瞬時(shí)發(fā)生電

42、火花所需的滅弧裝置，適用于小容量的控制回路。按控制的參數(shù)不同，常用的繼電器有電磁式繼電器，如電壓繼電器（用于失壓保護(hù)）、電流繼電器（用于過(guò)載、短路保護(hù)）；熱繼電器（用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)），根據(jù)電熱元件的性能和動(dòng)作方式，可分為易熔合金和雙金屬片二種；時(shí)間繼電器用于電動(dòng)機(jī)或其他用電設(shè)備的延時(shí)起動(dòng)，按時(shí)間阻尼零件和材料的不同，有電磁式、空氣式、水銀式、晶體管式等，種類(lèi)繁多。3功能元件：對(duì)供電系統(tǒng)的電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、變更、測(cè)量，以滿(mǎn)足各控制裝置及用電設(shè)備需要，或提供聲光信號(hào)等輔助功能，優(yōu)化電路控制，這些元件都屬于功能元件。如變壓器、整流器、電阻、電容、電磁鐵、各類(lèi)電表（電流表、電壓表、功率表、功率因素

43、表、接地電阻及絕緣電阻表）、各種指示燈、電鈴、蜂鳴器、半導(dǎo)體晶體管（二極管、三極管）等。功能元件的種類(lèi)十分繁多，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品正在不斷涌現(xiàn)，尤其是電子元器件（弱電產(chǎn)品）已自成體系，成為電氣系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。 四、基本電氣原理圖 為便于電氣線路的安裝及使用中的檢修，電氣工程施工中，必須借助于電氣原理圖和施工圖。在電氣原理圖中，電源、導(dǎo)線、各種電氣元件，必須按統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)繪制，以供施工安裝及檢修人員閱讀。 1.常用電工及電氣元件符號(hào)：見(jiàn)表2-1常用電工及電氣元件符號(hào) 表2-1符 號(hào)名 稱(chēng)符 號(hào)名 稱(chēng)符 號(hào)名 稱(chēng)符 號(hào)名 稱(chēng)交流電源交流接觸器控制開(kāi)關(guān)音響信號(hào)器直流電源熔斷層按

44、 鈕插 座電 容熱繼電器行程開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)（交流）電 阻接觸器觸點(diǎn)二極管接 地變阻器熱繼電器觸點(diǎn)三極管（整流）漏電開(kāi)關(guān)線 圈三相閘刀開(kāi)關(guān)照明燈電流表變壓器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)指示燈電功（率）表2電氣原理圖的讀圖方法：電氣原理圖類(lèi)似于機(jī)械裝配圖，是指導(dǎo)電氣安裝及檢修的技術(shù)文件，也是電氣施工圖及安裝質(zhì)量的重要依據(jù)。因此，安裝施工人員必須看懂和理解電氣原理圖，一般可按下列步驟進(jìn)行：（1）了解電源情況，如供電電源的電壓（380v、220v或36v等低壓）、電流類(lèi)別（交流或直流）、電路的配線（單相二線、三相三線或三相四線）。一般電源的表示均在圖紙的上方或左側(cè)。（2）了解各用電設(shè)備的性能及對(duì)電網(wǎng)的要求，如電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率

45、、起動(dòng)方式；照明及信號(hào)裝置的種類(lèi)、所需電壓等。一般用電設(shè)備的表示均在圖紙的下方或右側(cè)。（3）劃分讀圖區(qū)域，以便分塊了解和簡(jiǎn)化電路，一般有下列四種劃分方法：1）按用電設(shè)備劃分，適用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)或其他用電設(shè)備的電路，可找出每臺(tái)用電設(shè)備的電路回路；2）按耗電負(fù)載的性質(zhì)劃分，如照明線路只需單相回路，而電動(dòng)機(jī)往往需要三相回路，其接線方法和所用電氣元件多有所不同；3）按電路的走向和性質(zhì)劃分，一般可分為供電（電源）線路及控制線路；4）按電氣參數(shù)（電壓或電流）劃分，如有變壓器的電路，可以初級(jí)線圈（如380v、220v）及次級(jí)線圈（如110v、36v、24v等）劃分；有正整流器的電路，按交流、直流來(lái)劃分；（4）綜

46、合上列各種劃分的區(qū)域，看懂從電源到用電設(shè)備的電氣線路及回路走向；（5）按劃分的區(qū)域，熟悉各電氣元件的名稱(chēng)、功能、數(shù)量；（6）按劃分的區(qū)域，看懂各電氣元件的接入方式和先后順序，如串聯(lián)電阻、并聯(lián)電容、二路或三路閘刀、行程開(kāi)關(guān)及按鈕的常閉（常開(kāi)）觸電連接、各保護(hù)元件、指示燈、操作開(kāi)關(guān)的串、并聯(lián)組合；三相供電的相線分配、各元件在線路中的先后位置等；（7）最后了解電路特殊要求的部分，如電動(dòng)機(jī)的串阻降壓或星形（y）三角形（）起動(dòng)線路、電氣保護(hù)線路（接零或接地）等。圖 2-10圖2-10所示，為三相四線測(cè)量電路的原理圖；圖2-11所示，為三相交流電動(dòng)機(jī)單機(jī)控制線路及電源箱附設(shè)照明開(kāi)關(guān)箱的部分電氣原理圖，供讀

47、圖參考。作少許修改即可應(yīng)用于高處作業(yè)吊籃。圖 2-11 （虛線框內(nèi)為箱外器件）第三節(jié) 三相交流電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的工作原理，類(lèi)似于發(fā)電機(jī)的逆過(guò)程。從本章第一節(jié)知道，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生電流；相反，磁場(chǎng)中的導(dǎo)線通電后，就會(huì)因電磁感應(yīng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這就是電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。 一、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)和特性 1電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作原理，影響電動(dòng)機(jī)性能的二個(gè)主要因素是電源和磁場(chǎng)。根據(jù)適用電源的不同，電動(dòng)機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)、單相交流電動(dòng)機(jī)和三相交流電動(dòng)機(jī)三大類(lèi)，由于工程上很少采用直流及單相交流電源，所以工程設(shè)備上廣泛應(yīng)用的是三相交流電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)交流電動(dòng)機(jī)）。 由于工作條件、作業(yè)制度的不同

48、，對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率需求不同、也就是對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速要求不同。為了在相同的電源條件下，達(dá)到上述目的，通過(guò)改變定子、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)或線路來(lái)改變磁場(chǎng)特性，生產(chǎn)出不同特性的電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)的大致分類(lèi)如下：同步電動(dòng)機(jī)（永磁式、勵(lì)磁式）防護(hù)式封閉式按防護(hù)型式分類(lèi) 按磁場(chǎng)特性分類(lèi)鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 防爆式繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī) 交流電動(dòng)機(jī)換向器式電動(dòng)機(jī) 連續(xù)工作電動(dòng)機(jī)通用電動(dòng)機(jī) 按工作制度分類(lèi)短時(shí)工作電動(dòng)機(jī) 起重及冶金用電動(dòng)機(jī) 按工作條件分類(lèi) 斷續(xù)工作電動(dòng)機(jī)特種、專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)2電動(dòng)機(jī)的特性：和發(fā)電機(jī)類(lèi)同，電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)引起的轉(zhuǎn)速n（稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速），和磁極及電工頻率有關(guān)：因f =pn/60，故n=60f/p；在

49、我們中國(guó)，f= 50，即n=3000/p，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁極對(duì)數(shù)成反比。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，由于電磁能量轉(zhuǎn)換的影響，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速nd（即電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速）和同步轉(zhuǎn)速有一個(gè)差值，其差值的大小用“轉(zhuǎn)差率”s表示：s=1- nd/n；即nd=n（1-s）。鼠籠式或繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，因轉(zhuǎn)差率大于零，即電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速小于其同步轉(zhuǎn)速，故稱(chēng)為“異步電動(dòng)機(jī)”；如永磁電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率等于零，即電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速等于其同步轉(zhuǎn)速，故稱(chēng)為“同步電動(dòng)機(jī)”。 任何類(lèi)型電動(dòng)機(jī)的特性，表現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)矩）及轉(zhuǎn)速等機(jī)械特性、功率因素的電氣特性、使用范圍及經(jīng)濟(jì)性三方面。表2-2列出了常用交流電動(dòng)機(jī)的特性比較。常用交流電動(dòng)機(jī)

50、的特性比較 表2-2電動(dòng)機(jī)類(lèi)型機(jī)械特性電氣特性使用范圍及經(jīng)濟(jì)性鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化較小，呈“硬特性”；起動(dòng)和調(diào)速性能差功率因素隨負(fù)載減少，有較大降低價(jià)廉、耐用、可靠、易維護(hù)；適用起動(dòng)少、較小功率和無(wú)調(diào)速要求的設(shè)備：或配用變頻調(diào)速及使用多極變速電動(dòng)機(jī)繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化較大，呈“軟特性”；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、可小范圍調(diào)速功率因素隨負(fù)載變化較小，起動(dòng)時(shí)有較高功率因素價(jià)格稍貴，維護(hù)較麻煩：適用起動(dòng)較頻繁、較大功率的設(shè)備，如起重機(jī)、升降機(jī)、軋鋼機(jī)等同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，不受負(fù)載轉(zhuǎn)矩的影響，呈“硬特陛”功率因素穩(wěn)定，且可調(diào)節(jié)價(jià)格較貴，適用無(wú)需調(diào)速、高電壓

51、、大容量和低速設(shè)備二、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，會(huì)引起瞬間的巨大電流，尤其是大功率電動(dòng)機(jī)，不僅容易使電動(dòng)機(jī)繞組損壞，而且因過(guò)大的的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及起動(dòng)加速度，造成傳動(dòng)零部件的損壞；對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，又會(huì)形成電壓顯著下降，影響其他用電設(shè)備的正常使用。所以，電動(dòng)機(jī)選用合適的起動(dòng)方式，顯得相當(dāng)重要。一般地說(shuō)，小型鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)可以采用直接起動(dòng)，大、中型鼠籠式及各種繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)，都得采用降壓起動(dòng)或串接電組起動(dòng)等方法。幾種常用起動(dòng)方式的比較如下：1直接起動(dòng)：又稱(chēng)全壓起動(dòng)，起動(dòng)簡(jiǎn)便、設(shè)備成本低、可帶載起動(dòng)；但起動(dòng)電壓降及起動(dòng)電流較大（可達(dá)額定電流的47倍）；僅適用7.5kw以下的

52、異步電動(dòng)機(jī)。2星形（y） 三角形（）降壓起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)定子繞組星形接線，以220v電壓運(yùn)行，正常運(yùn)行時(shí)切換成三角形接線，以380v電壓運(yùn)行。簡(jiǎn)單、價(jià)廉，起動(dòng)電流及起動(dòng)電壓降較??；因起動(dòng)力矩和加速度也小，不能帶載起動(dòng)；適用較大功率的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（具有六個(gè)出線頭的電動(dòng)機(jī)）。3定子三相串阻降壓起動(dòng)：利用串接電阻產(chǎn)生電壓降，從而降低定子繞組的電壓及電流。但和星形（y）三角形（）降壓起動(dòng)相比，能耗和起動(dòng)電沆較大，可輕載起動(dòng)；適用一般大、中型鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。4轉(zhuǎn)子串接可變電阻起動(dòng)：起動(dòng)變阻器通過(guò)集電環(huán)和電刷接通轉(zhuǎn)子，起動(dòng)時(shí)變組器調(diào)至最大值，使轉(zhuǎn)子及定子電流降低，同時(shí)增大轉(zhuǎn)矩。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，變阻

53、器電阻均勻減小，直至正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可變電阻完全切除。該方法成本較高，但因起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，可在重載下起動(dòng)；適用大功率繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，如起重用電動(dòng)機(jī)。三、常用電動(dòng)機(jī)的選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，是施工機(jī)械和工程設(shè)備上應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)，尤以封閉自扇冷型的鼠籠式通用電動(dòng)機(jī)（jo系列）、鼠籠式起重電動(dòng)機(jī)（jz系列）、繞線式起重電動(dòng)機(jī)（jzr系列）更為普遍，它們的外形如圖2-12所示。 圖 2-12電動(dòng)機(jī)的選用主要從下列幾方面著手：1電動(dòng)機(jī)容量的選擇：正確選擇電動(dòng)機(jī)容量，就是電動(dòng)機(jī)額定功率的計(jì)算，可按下列二個(gè)公式計(jì)算：已確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)： pd ；（kw） 式中：t電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（nm） nd電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）已確定工作機(jī)構(gòu)參數(shù)時(shí)： pd ；（kw） 式中：f工作負(fù)載（n） v工作機(jī)構(gòu)線速度（m/s） 機(jī)械傳動(dòng)效率（0.850.95） 電動(dòng)機(jī)容量?jī)?chǔ)備系數(shù)（取1.2