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文檔簡介
1、簡 介本教材根據(jù)勞動部職業(yè)安全與鍋爐壓力容器監(jiān)察局組織編寫的特種作業(yè)人員培訓(xùn)考核統(tǒng)編教材電工、全國中等職業(yè)學(xué)校電工類專業(yè)通用教材電工儀表與測量(第三版)、全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機械類專業(yè)通用教材電工學(xué)(第三版)編寫,內(nèi)容包括:電路的基本概念和基本定律,磁路的基本概念和基本定律,三相交流電的相關(guān)知識,常用電工儀表,發(fā)電機相關(guān)知識,變壓器的相關(guān)知識,電動機的相關(guān)知識,預(yù)防觸電。 本教材作為我分公司特種作業(yè)人員電工的培訓(xùn)教材。目 錄第一章 電路的基本概念和基本定律1第二章 磁路的基本概念和基本定律7第三章 三相交流電的相關(guān)知識10第四章 常用電工儀表23第五章 發(fā)電機相關(guān)知識26第六章 變壓器的相關(guān)知
2、識29第七章 電動機的相關(guān)知識32第八章 預(yù)防觸電34第一章 電路的基本概念和基本定律一、基本感念1.1.1電路基本概述1.電流流經(jīng)的路徑叫電路,它是為了某種需要由某些電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來的,它的作用是A:實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換;B:傳遞和處理信號(如擴音機、收音機、電視機)。一般電路由電源、負(fù)載和連接導(dǎo)線(中間環(huán)節(jié))組成。(1)電源是一種將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能或電信號的裝置,如:發(fā)電機、電池和各種信號源。(2)負(fù)載是將電能或電信號轉(zhuǎn)換成其它形勢的能量或信號的用電裝置。如電燈、電動機、電爐等都是負(fù)載,是取用電能的設(shè)備,它們分別將電能轉(zhuǎn)換為光能、機械能、熱能。(3)變壓器和輸電線是
3、中間環(huán)節(jié),是連接電源和負(fù)載的部分,它起傳輸和分配電能的作用。2. 電路分為外電路和內(nèi)電路。從電源一端經(jīng)過負(fù)載再回到電源另一端的電路,稱為外電路;電源內(nèi)部的通路稱為內(nèi)電路。3電路有三種狀態(tài):通路、開路和短路。(1)通路是連接負(fù)載的正常狀態(tài);(2)開路是R或電路中某處的連接導(dǎo)線斷線,電路中的電流I0,電源的開路電壓等于電源電動勢,電源不輸出電能。例如生產(chǎn)現(xiàn)場的電流互感器二次側(cè)開路,開路電壓很高,將對工作人員和設(shè)備造成很大威脅;(3)短路是相線與相線之間或相線與大地之間的非正常連接,短路時,外電路的電阻可視為零,電流有捷徑可通,不再流過負(fù)載。因為在電流的回路中僅有很小的電源內(nèi)阻,所以這時的電流很大,
4、此電流稱為短路電流。 短路也可發(fā)生在負(fù)載端或線路的任何處。 產(chǎn)生短路的原因往往是由于絕緣損壞或接線不慎,因此經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況是一項很重要的安全措施。為了防止短路事故所引起的后果,通常在電路中接入熔斷器或自動斷路器,以便發(fā)生短路時,能迅速將故障電路自動切除。4、電路中產(chǎn)生電流的條件:(1)電路中有電源供電;(2)電路必須是閉合回路;5、電路的功能:(1)傳遞和分配電能。如電力系統(tǒng),它是由發(fā)電機,升壓變壓器,輸電線、降壓變壓器、供配電線路和各種高、低壓電器組成。(2)傳遞和處理信號。如電視機,它接收到載有聲像的電磁波后,通過電路使之轉(zhuǎn)變成電信號,再加到揚聲器和顯象管上還原成原來的聲
5、像。1.1.2電路中的幾個物理量1電流是指電荷在電場力的作用下定向移動的現(xiàn)象。其大小用單位時間內(nèi)在導(dǎo)體橫截面上通過的電荷量的多少來衡量,稱為電流強度,簡稱電流,通常用I表示。2電壓:在電場力的作用下使電荷移動,電場力就會對電荷做功,電壓就是用來衡量電場力移動電荷做功的能力;也就是電場力把單位正電荷從電路中的A點移到B點做的功稱為AB點之間的電壓,通常用U表示。3電動勢:為了維持電路中的電流,就必須維持電路兩端的電壓。電路中的電源就是起維持 電路兩端電壓的作用,因此,在電源內(nèi)部,這種推動電荷移動的作用力稱為電源力。電動勢就是用來衡量這種電源力做功的能力。在電源力的作用下,將單位正電荷從電源負(fù)極移
6、到電源正極所做的功,稱為電源電動勢。4電阻:當(dāng)電流流過導(dǎo)體時,導(dǎo)體對電流有阻礙作用,這種阻礙作用就是電阻。5電流、電壓和電動勢都是有方向的。(1)電流的方向:習(xí)慣上電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向;(2)電壓的方向:習(xí)慣規(guī)定電場力移動電荷的方向,即高電位到低電位的方向,也就是順電壓的方向電壓在降低,所以又叫電壓降;(3)電動勢的方向:正向是從負(fù)極指向正極,也就是從電源的低電位指向高電位,順著電動勢的方向是電位升高的方向,所以電動勢又稱為電壓升。物理量的實際正方向6.電路中某點的電位是該點的電壓,電位的數(shù)值隨參考點而變,是相對值;而電路中任意兩點間的電壓是絕對值,與參考點位置無關(guān)。已知:E=
7、2V, R=1問: 當(dāng)U分別為 3V 和 1V 時,IR=?E IRRURabU解:(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示;(2) 列電路方程:E IRRURabU(3) 數(shù)值計算(實際方向與假設(shè)方向相反)(實際方向與假設(shè)方向一致)7.電阻是表示物體對電流阻礙作用大小的物理量,是客觀存在的,其大小與導(dǎo)體的幾何尺寸和材料及溫度有關(guān)。在一定溫度時,R=PL/S 。溫度升高,金屬的電阻值增大。其中:R電阻 P電阻率,它表示長1m,截面為1mm2導(dǎo)體的電阻值 L導(dǎo)體長度 S導(dǎo)體截面1.1.3在電路中,電阻的連接形式是多種多樣的,其中最簡單和最常用的是串聯(lián)和并聯(lián)。電阻的串聯(lián):兩個或兩個以上電阻依次連接
8、,組成一條無分支電路,這樣的連接方式叫做電阻的串聯(lián)。就是把電路中的幾個電阻一個連著一個成串地連接起來。電阻串聯(lián)具有以下性質(zhì):1.串聯(lián)電路中流過每個電阻的電流都相等,即I=I1=I2=In2.串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和,即U=U1+U2+Un3.串聯(lián)電路的等效電阻(即總電阻)等于各串聯(lián)電阻值之和,即R=R1+R2+Rn在串聯(lián)電路中,各電阻上分配的電壓與電阻值成正比,即阻值越大的電阻分配到的電壓越高;反之電壓越低。由上可知:串聯(lián)電路中,電阻大的消耗的功率大;電阻小的,消耗的功率小。串聯(lián)電阻的應(yīng)用:(1) 用幾個電阻串聯(lián)以獲得較大的電阻;(2) 采用幾個電阻串聯(lián)以構(gòu)成分壓器,使同
9、一電源能供給幾種不同數(shù)值的電壓;(3) 當(dāng)負(fù)載的額定電壓低于電源電壓時,可用串聯(lián)電阻的方法將負(fù)載接入電源;(4) 限制和調(diào)節(jié)電路中電流的大??;電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)電路:兩個或兩個以上電阻接在電路中相同的兩點之間,承受同一電壓,這樣的連接方式叫做電阻的并聯(lián)。也就是將幾個電阻的一端聯(lián)在一起,另一端也聯(lián)在一起。電阻并聯(lián)具有以下性質(zhì):1.并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等,且等于電路兩端的電壓,即U=U1=U2=Un (1)2.并聯(lián)電路的總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和,即I=I1+I2+In (2)3.并聯(lián)電路的等效電阻(即總電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,即1/R=1/R1+1/R2+1/Rn
10、 (3)4若并聯(lián)的幾個電阻值都是R0,則式(2)和(3)變?yōu)镮1=I2=In=I/nR=R0/n可見,并聯(lián)總電阻一定比任何一個并聯(lián)電阻的阻值小。在并聯(lián)電路中通過各支路的電流與支路的電阻值成反比,即阻值越大的電阻所分配到的電流越小,反之電流越大。5兩個電阻并聯(lián)則總電阻為:RR1R2/R1R2由上可知:并聯(lián)電路消耗的總功率等于各并聯(lián)電阻消耗的功率之和,即PP1P2;并聯(lián)電路中,電阻大的消耗的功率小,電阻小的消耗的功率大。 并聯(lián)電阻的應(yīng)用:(1) 凡是額定工作電壓相同的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式,這樣,每個負(fù)載都是一個可獨立控制的回路,任一負(fù)載的正常啟動或關(guān)斷都不影響其它負(fù)載的使用;(2)獲得較小的電
11、阻;(3)擴大電流表的量程;1.1.4電功、電功率和電能1.電功:電流流過負(fù)載時,負(fù)載將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量(如:磁能、熱能、機械能等),這一過程,稱之為電流做功,簡稱電功,(電流可以使電燈發(fā)光、電熨斗發(fā)熱、電動機所帶機器旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)了電能和光能、熱能、機械能之間的轉(zhuǎn)換,這說明電流做了功)用字母W表示,單位焦耳(J)。 IQ/t (1) U=W/Q (2) I=U/R (3)由(1)(3)式得 公式:W=UQIUt=I2Rt=U2t/R (4)其中:U加在負(fù)載上的電壓; I流過負(fù)載的電流; R電阻; t時間; W電功; Q電荷; 2.電功率:電流在單位時間內(nèi)所做的功,稱為電功率,簡稱功率,用
12、字母P表示,公式:P=W/t,根據(jù)(4)式可得P=U2/R,單位瓦(W)。3.電能:反映一定功率的電器在一段時間內(nèi)的用電量。由電度表計數(shù),單位為千瓦時(KW·h)。 一千瓦時就是常說的一度電,它表示功率為1千瓦的用電器在1小時內(nèi)所消耗的電能。 1度3.6×106J電功表示在時間內(nèi)電場力移動電荷所做的功,而電功率表示在1S時間內(nèi)電場力移動電荷所做的功。前者反映做功的多少,后者反映做功的速度。電能的大小可用電度表測量。在 U、 I 正方向選擇一致的前提下, 若 P = UI > 0IRUab或IRUab“吸收功率”(負(fù)載)若 P = UI < 0IUab+-“發(fā)出功
13、率” (電源)根據(jù)能量守衡關(guān)系:P(吸收)= P(發(fā)出)結(jié) 論: 在進行功率計算時,如果假設(shè) U、I 正方向一致。(1)當(dāng) 計算的 P > 0 時, 則說明 U、I 的實際方向一致,此部分電路消耗電功率,為負(fù)載。(2)當(dāng)計算的 P < 0 時, 則說明 U、I 的實際方向相反,此部分電路發(fā)出電功率,為電源。所以,從 P 的 + 或 - 可以區(qū)分器件的性質(zhì),或是電源,或是負(fù)載。1.1.5:電功率與各參數(shù)的關(guān)系1.當(dāng)負(fù)載電阻一定時,由P=I2RU2/R可知,電功率與電流的平方或電壓的平方成正比。 2.當(dāng)流過負(fù)載的電流一定時,由P=I2R可知,電功率與電阻值成正比(由于串聯(lián)電路流過同一電
14、流,則串聯(lián)電阻的功率與各電阻的阻值成正比)。3.當(dāng)加在負(fù)載兩端的電壓一定時,由P=U2/R可知,電功率與電阻值成反比(因并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等,所以各電阻的功率與各電阻的阻值成反比)。二、基本定律2.1.電路基本定律2.1.1.歐姆定律:它是分析電路的基本定律之一。通常流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。使用于直流電路,表達(dá)式為:I=U/R.;由公式可知,當(dāng)所加電壓一定時,電阻愈大,則電流愈小。很顯然,電阻具有對電流起阻礙作用的物理性質(zhì)。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻,它是一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。2.1.2.焦耳楞次定律:電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象。叫做電流的熱效應(yīng)
15、。實驗證明:電流通過某段導(dǎo)體或用電器時所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻及通過的時間成正比,這一定律成為焦耳楞次定律,其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:Q=I2Rt,電流熱效應(yīng)有利有弊。利用這一現(xiàn)象制成許多電器,如電燈、電爐、電烙鐵等。但熱效應(yīng)會使導(dǎo)線發(fā)熱、電器設(shè)備溫度升高等。2.2基爾霍夫定律:一個電路的各部分會有電流和電壓,這些電流之間、電壓之間是如何相互聯(lián)系,統(tǒng)一在電路整體之中的呢?這就是電路的基本定律基爾霍夫定律要說明的問題。支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔、支路電流和支路電壓是電路分析的對象,電路的基本定律也用它們來表示。2.2.1.基爾霍夫第1定律:又稱節(jié)點電流定律,它指出在任一瞬間,流進某一節(jié)點的電流之
16、和恒等于流出該節(jié)點的電流之和。即I進=I出。2.2.2.基爾霍夫第2定律:又稱回路電壓定律。它指出在任意閉合回路中,各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。用公式表示為U=0.對于不能用串聯(lián)、并聯(lián)簡化的復(fù)雜直流電路,在分析和計算電路時,除了借助歐姆定律和電阻串、并聯(lián)知識外,還要運用基爾霍夫定律。第二章 磁路的基本概念和基本定律在很多電工設(shè)備(象變壓器、電機、電磁鐵等)中,不僅有電路的問題,同時還有磁路的問題,這一章,我們就學(xué)習(xí)磁的相關(guān)知識。一、磁鐵及其性質(zhì):人們把物體能夠吸引鐵、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)叫做磁性,把具有磁性的物體叫做磁體(磁鐵)。磁體兩端磁性最強的區(qū)域叫磁極。任何磁體都具有兩個磁極,而且
17、無論把磁體怎樣分割總保持有兩個異性磁極,也就是說,N極和S極總是成對出現(xiàn)的。與電荷間的相互作用力相似,磁極間也存在相互的作用力,且同極性相互排斥,異極性相互吸引。11磁場與磁感應(yīng)線磁鐵周圍和電流周圍都存在磁場。磁場具有力和能的特征。磁感應(yīng)線能形象地描述磁場。它們是互不交叉的閉合曲線,在磁體外部有N極指向S極,在磁體內(nèi)部由S極指向N極,磁感應(yīng)線上某點的切線方向表示該點的 磁場方向,其疏密程度表示磁場的強弱。12描述磁場的物理量:磁感應(yīng)強度B:在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線有效長度L的乘積IL的比值即為該處的磁感應(yīng)強度,即BF/IL,單位:特斯拉。磁感應(yīng)強度是表示磁場中
18、某點磁場強弱和方向的物理量,它是一個矢量,它與電流之間的方向關(guān)系可用右手螺旋定則來確定。磁通:磁感應(yīng)強度B和與它垂直方向的某一截面積S的乘積,稱為通過該面積的磁通,即BS,由上式可知,磁感應(yīng)強度在數(shù)值上可以看作與磁場方向相垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱為磁通密度,單位是伏.秒,通常稱為“韋”。磁通是描述磁場在空間分布的物理量。磁導(dǎo)率u是說明媒體介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。13定則電流與其產(chǎn)生磁場的方向可用安培定則(又稱右手螺旋法則)來判斷。安培定則既適用于判斷電流產(chǎn)生的磁場方向,也可用于在已知磁場方向時判斷電流的方向。1.直線電流產(chǎn)生的磁場,以右手拇指的指向表示電流方向,彎曲四指的指向即為磁場方
19、向。2.環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場:以右手彎曲的四指表示電流方向,拇指所指的方向即為磁場方向。3通電導(dǎo)體在磁場內(nèi)的受力方向,用左手定則來判斷。平伸左手,使拇指垂直其余四指,手心正對磁場的方向,四指指向表示電流方向,則拇指的指向就是通電導(dǎo)體的受力方向。可用下式來表示: FBILsina F通電導(dǎo)體受到的電磁力 B磁感應(yīng)強度 I導(dǎo)體中的電流強度 L導(dǎo)體在磁場中的長度 a電流方向與磁感應(yīng)線的夾角從上式可以看出:當(dāng)a90°時,sin90°1,導(dǎo)體受到的電磁力最大;當(dāng)a0°時,sin0°0,此時導(dǎo)體受到的電磁力最小,為零。14電磁感應(yīng)現(xiàn)象我們把變動磁場在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢的
20、現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng),也稱“動磁生電”。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢,由感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。1.直導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其大小為e=Blvsina,可用右手定則判斷。e=Blvsina B磁感應(yīng)強度 V導(dǎo)體運動速度 a速度方向和磁場方向的夾角 L導(dǎo)體的有效長度 e感應(yīng)電動勢右手定則內(nèi)容:平伸右手,拇指與其余四指垂直,讓掌心正對磁場方向,以拇指指向表示導(dǎo)體運動方向,則其余四指的指向就是感應(yīng)電動勢的方向。2.線圈中磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)穿過線圈中的磁通量發(fā)生變化時,在線圈回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。二、楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律2.1楞次定律:指出了變化的磁通
21、與感應(yīng)電動勢在方向上的關(guān)系。即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。也就是說,當(dāng)線圈中的磁通要增加時感應(yīng)電流就要產(chǎn)生一個磁通去阻礙它的增加;當(dāng)線圈中的磁通要減少時,感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通將阻礙它減少;如果線圈中原來的磁通量不變,則感應(yīng)電流為零。該定律可用來判斷感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向,具體步驟為:(1)首先判斷原磁通的方向及其變化趨勢(增加或減少)。(2)確定感應(yīng)電流的磁通方向和原磁通是同向還是反向。(3)根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向,用右手螺旋定則確定感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向。應(yīng)當(dāng)注意:必須把線圈或直導(dǎo)線看成一個電源,在線圈或直導(dǎo)線內(nèi)部,感應(yīng)電流從電源的“”端流到“”端;在其外部,從“”端
22、經(jīng)負(fù)載流回“”端。在線圈或直導(dǎo)體的內(nèi)部,感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動勢的方向相同。22法拉第電磁感應(yīng)定律:線圈中感應(yīng)電動勢的大小與線圈中磁通的變化速度(即變化率)成正比。即 e=-/t(單匝線圈)式中的負(fù)號,表示了感應(yīng)電動勢的方向和磁通變化的趨勢相反。e=-n/tn線圈匝數(shù) n匝線圈的磁通變化量t-磁通變化所需時間 e在t時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值在實際應(yīng)用中常用楞次定律來判斷感應(yīng)電動勢的方向,而用法拉第電磁感應(yīng)定律來計算感應(yīng)電動勢的大小(取絕對值)。這兩個定律是電磁感應(yīng)的基本定律。三、自感和互感31由于電流線圈本身所產(chǎn)生的電流發(fā)生變化,而引起的電磁感應(yīng)叫自感現(xiàn)象,簡稱自感。線圈中通過每單位電流所
23、產(chǎn)生的自感磁通數(shù),稱為自感系數(shù),也稱電感,用L表示L/I單位亨利(H)。自感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。其大小不僅與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關(guān),而且與線圈中媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有密切的關(guān)系。自感電動勢的方向也可用楞次定律來判斷,即線圈中的外電流增大時,感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相反;外電流減小時,感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相同。自感電動勢的大小也遵從法拉第電磁感應(yīng)定律。自感對人們來說既有利又有弊。例如:日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動勢來點燃燈管的,同時也利用它來限制燈管的電流;但是在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間,因電感兩端的自感電動勢很高,在開關(guān)處會產(chǎn)生電弧,容易燒壞開關(guān)或損壞設(shè)備
24、的元器件,這要盡量避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡單的辦法是在開關(guān)或電感兩端并接一個適當(dāng)?shù)碾娮杌螂娙荩蛳葘㈦娮桦娙荽尤缓蟛⒔拥诫姼袃啥?,讓自感電流有一條能量釋放的通路。32由一個線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈感應(yīng)的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象,簡稱互感?;ジ须妱觿莸拇笮≌扔诖┻^本線圈磁通的變化率,或正比于另一個線圈中電流的變化率。當(dāng)兩個線圈互相平行且第一個線圈的磁通變化全部影響到第二個線圈時,互感電動勢最大;當(dāng)兩個線圈互相垂直時,互感電動勢最小。和自感一樣,互感也有利有弊。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的各種變壓器、電動機都是利用互感原理工作的。但在電子電路中,若線圈的位置安放不當(dāng),各線
25、圈產(chǎn)生的磁場會互相干擾,嚴(yán)重時會使整個電路無法工作。為此,人們常把胡不相干的線圈的間距拉大或把兩個線圈的位置垂直布置,在某些場合下還須用鐵磁材料把線圈或其它元件封閉起來進行磁屏蔽。第三章 三相交流電的相關(guān)知識一、概述1、1交流電的概念如果電流或電壓每經(jīng)過一定時間 (T )就重復(fù)變化一次,則此種電流、電壓稱為周期性交流電流或電壓。如正弦波、方波、三角波、鋸齒波 等。 記做: u(t) = u(t + T ) TutuTt1、2正弦交流電路 如果在電路中電動勢的大小與方向均隨時間按正弦規(guī)律變化,由此產(chǎn)生的電流、電壓大小和方向也是正弦的,這樣的電路稱為正弦交流電路。正弦量的特征表現(xiàn)在變化的快慢、大小
26、及初始值三個方面,而它們分別由頻率、幅值和初相位來確定,所以, 頻率、幅值和初相位稱為確定正弦量的三要素。1、3正弦交流電的優(yōu)越性:便于傳輸、便于運算、有利于電器設(shè)備的運行。1、4正弦交流電的方向正弦交流電也有正方向,一般按正半周的方向假設(shè)。1、5 直流電和交流電的根本區(qū)別:直流電的方向不隨時間的變化而變化,交流電的方向隨著時間的變化而變化。 二、正弦波的特征量最大值、角頻率、初相位Im為正弦電流的最大值jji2.1.1正弦波特征量之一最大值因為交流電的大小是隨時間而變化的,所以在研究交流電路時采用最大值就不夠方便,通常用有效值來表示。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù),就是被測物理量的有效值。
27、標(biāo)準(zhǔn)電壓220V,也是指供電電壓的有效值。若購得一臺耐壓為 300V 的電器,是否可用于 220V 的線路上?電器 220V最高耐壓 =300V最大值:正弦交流電在一個周期所能達(dá)到的最大瞬時值叫正弦交流電的最大值,又稱峰值、振幅,用Em、Um、Im表示有效值:使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上,如果在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一直流電的大小叫做相應(yīng)交流電的有效值,用E、U、I表示。正弦交流電表示方法有三:解析法、波形圖、失量圖。2.1.2正弦波特征量之二 - 角頻率iT描述變化周期的幾種方法 1. 周期 T: 變化一周所需的時間。 單位:秒,毫秒.2. 頻率 f: 每秒變化的次數(shù)。單
28、位:赫茲,千赫茲 .3. 角頻率 : 每秒變化的弧度。單位:弧度/秒2.1.3正弦波特征量之三 - 初相位:t = 0 時的相位,稱為初相位或初相角。:正弦波的相位角或相位i說明:給出了觀察正弦波的起點或參考點,常用于描述多個正弦波相互間的關(guān)系。2.2兩種正弦信號的相位關(guān)系相位領(lǐng)先先領(lǐng)先于同相位落后于相位落后小結(jié):交流電每重復(fù)變化一次所需的時間稱為周期,用T表示交流電在一秒內(nèi)重復(fù)的次數(shù)稱為頻率,f表示,f=1/T正弦交流電每秒內(nèi)變化的電角度稱為角頻率式e=Emsin(wt+)中(wt )稱為交流電的相位或相角,反應(yīng)正弦交流電的進程,t=0時的相位叫初相位或初相。兩個同頻率交流電的相位之差叫相位
29、差。如果一個交流電比另一個交流電提前達(dá)到零值或最大值叫前者超前、后者滯后,習(xí)慣上超前和滯后的角度以不超過180°為限。綜上所述:正弦交流電的最大值反映了正弦量的變化范圍,角頻率反映了正弦量的變化快慢,初相位反映了正弦量的起始狀態(tài)。它們是表征正弦交流電的三個重要的物理量。因此,常把最大值(有效值)、角頻率(頻率)、初相位稱為正弦交流電的三要素。3. 單一參數(shù)的正弦交流電路3.1電阻電路根據(jù) 歐姆定律 uiR設(shè) 則電阻電路中電流、電壓的關(guān)系電阻電路中的功率瞬時功率 p:瞬時電壓與瞬時電流的乘積 uiR tuipwt 結(jié)論:1、P0(耗能元件)2、P隨時間變化3、P與U2、I2 成比例小結(jié)
30、:1、純電阻交流電路中,電壓與電流同向,即相位差為零;電壓與電流頻率相同;電壓與電流的有效值關(guān)系為:I=U/R2、電阻要消耗功率,是耗能元件。3.2電感電路基本關(guān)系式: 基本關(guān)系式:設(shè)則:電感電路中電流、電壓的關(guān)系設(shè):1. 頻率相同2. 相位相差 90° (u 領(lǐng)先 i 90 °)iu3. 有效值電感電路中的功率 感抗()則:定義:1. 瞬時功率 p :iuLiuLuiiuiuiui+ P儲存能量P >0P <0+P >0P >0P <0釋放能量2. 平均功率 P (有功功率)結(jié)論:純電感不消耗能量,只和電源進行能量 交換(能量的吞吐)。3.
31、無功功率 QQ 的定義:電感瞬時功率所能達(dá)到的最大值。用 以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。Q 的單位:乏、千乏 (var、kvar) 小結(jié):1、純電感交流電路中,電壓在相位上比電流超前90°,電壓與電流的有效值關(guān)系為:I=U/XL,其中XL=2fL,稱為感抗,單位為2、電壓與電流二者頻率相同3、在純電感電路中平均功率為零4、感抗只表示電壓和電流最大值或有效值的比值,不能表示電壓和電流瞬時值的比值,因為電壓和電流的相位不同。3.3電容電路電容是儲存電荷的器件,外加電壓使電容儲存電荷叫充電,而電容向外釋放電荷時叫放電。電容充放電的特點:(1)電容在儲存和釋放電荷的過程中,必然在電路中產(chǎn)生
32、電流。但這個電流并不是從電容的一個極板穿過絕緣物到達(dá)另一個極板,而是電荷在電路中移動。平時我們說得電容電流就是指這種電荷在電路中移動所引起的電流,即充放電電流。(2)電容兩端的電壓是隨著電荷的儲存和釋放而變化的。當(dāng)電容中沒有儲存電荷時,其兩端的電壓為零;當(dāng)儲存的電荷增加時,其兩端的電壓逐漸升高,最后等于電源電壓;當(dāng)電容釋放電荷時,其兩端的電壓逐漸下降,最后為零。(3)當(dāng)電容充電結(jié)束時,電容兩端雖仍加有直流電壓,但電路中電流卻為零,這說明電容具有隔離直流電的作用。若電容不斷的充放電,電路中就始終有電流通過,這說明電容具有能通過交變電流的作用。也就是我們平常所說的“隔直通交”的性質(zhì)?;娟P(guān)系式:設(shè)
33、:uiC則:電容電路中電流、電壓的關(guān)系1. 頻率相同2. 相位相差 90° (u 落后 i 90° )iu3. 有效值或容抗()定義:則:1. 瞬時功率 puiuiiuiuiui+ P儲存能量P >0P <0+P >0P >0P <0釋放能量 2. 無功功率 Q瞬時功率達(dá)到的最大值(吞吐規(guī)模)(電容性無功取負(fù)值)小結(jié):1、純電容交流電路中,電流在相位上比電壓超前90°。電壓與電流的有效值關(guān)系為:I=U/XC。其中XC=1/2fc,稱為容抗,單位為。2、電流與電壓的頻率相同。3、容抗只表示電壓和電流最大值或有效值的比值,不能表示電壓和電
34、流瞬時值的比值,因為電壓和電流的相位不同。4、純電容電路中平均功率為零。和電阻一樣,電容也可以串并聯(lián),其特點是串聯(lián)時總電容倒數(shù)等于各分電容倒數(shù)之和,并聯(lián)時總電容等于各分電容之和。單一參數(shù)正弦交流電路的分析三電阻、電感、電容組成的串聯(lián)交流電路3.1 Z 和電路性質(zhì)的關(guān)系阻抗角一定時電路性質(zhì)由參數(shù)決定RLC假設(shè)R、L、C已定,電路性質(zhì)能否確定?(阻性?感性?容性?)不能!RSQP 當(dāng)不同時,可能出現(xiàn): XL > XC ,或 XL < XC , 或 XL =XC 。3.2阻抗三角形電壓三角形功率三角形RLC3. 3.1功率因數(shù)的提高日常生活中很多負(fù)載為感性的, 其等效電路及相量關(guān)系如下圖
35、。uiRL其中消耗的有功功率為:P = PR = UICOS jCOS jI當(dāng)U、P 一定時,希望將COS j提高說明:由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān),與電路的電壓、電流無關(guān)。十3.3.2提高功率因數(shù)的原則:必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即:加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。提高功率因數(shù)的措施:1. 提高自然功率因數(shù)。主要是指合理選用電動機,即不要用大容量的電動機來帶動小功率負(fù)載,另外,盡量不要讓電動機空轉(zhuǎn)。2. 并聯(lián)補償法。在感性電路兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙?。并電?uiRL 串電容功率因數(shù)可以提高,甚至可以補償?shù)?,但不可以這樣做! 原因是:在外加電壓不變的情況下,負(fù)載得不到所需的額
36、定工作電壓。四對稱三相交流電4.1 三相交流電的優(yōu)點:1三相發(fā)電機比尺寸相同的單相發(fā)電機輸出的功率要大。2三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和制造不比單相發(fā)電機復(fù)雜多少,且使用、維護方便,運轉(zhuǎn)時比單相發(fā)電機的振動要小。3在同樣條件下輸送同樣大的功率時,特別是遠(yuǎn)距離輸電時,三相輸電線比單相輸電線節(jié)約25左右的材料。4.2 三相正弦交流電動勢解析式為:eu=Emsin(wt+0°)ev=Emsin(wt-120°)ew=Emsin(wt+120°)4.3 對稱三相交流電動勢的特征是:三個電動勢的最大值相等、頻率相同、初相位互差120°。當(dāng)三相負(fù)載對稱時,多采用三相三線制供電;
37、當(dāng)三相負(fù)載不對稱時,采用三相四線制供電。4.4三相對稱負(fù)載的各量關(guān)系根據(jù)需要與可能,可將三相對稱負(fù)載接成星形或三角形。無論是哪種接法,每相負(fù)載均可看做是單相電路,所以仍可用討論單相電路的方法來討論各相負(fù)載中電流與電壓的相位關(guān)系和數(shù)量關(guān)系。三相對稱負(fù)載的功率關(guān)系為:五:不對稱負(fù)載及交流電在導(dǎo)體中的概念5.1由單相負(fù)載組成的三相電路或由照明和動力負(fù)載混合組成的三相電路,一般都不對稱,這時應(yīng)采用三相四線制。中線的作用就在它能保證三相負(fù)載成為三個互不影響的獨立電路,當(dāng)負(fù)載不對稱時,它能平衡各相電壓,也能使負(fù)載正常工作,電路發(fā)生故障時還可縮小故障的影響范圍。特別值得注意的是,供電系統(tǒng)的中線上不允許接熔斷
38、器,也不允許裝開關(guān)。當(dāng)然,要力求三相負(fù)載平衡以減小中線電流。5.2在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的形狀如漩渦的感應(yīng)電流叫渦流。弊:使鐵心發(fā)熱,損耗增大。此外,渦流還有去磁作用,會削弱原磁場。利:高頻感應(yīng)熔煉爐和工頻感應(yīng)爐都是利用渦流產(chǎn)生高溫使金屬融化的。5.3交流電流趨于沿導(dǎo)線表面流動的現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。弊:由于集膚效應(yīng)的影響,在高頻電流通過導(dǎo)線時,其中心幾乎無電流,這在實際上就減小了導(dǎo)線的有效截面積,使電阻增加,這對傳輸高頻電流來說是不利的。利:高頻淬火。第四章 常用電工儀表一、萬用表 萬用表是一種具有多種用途和多個量程的直讀式儀表。一般的萬用表可以用來測量直流電流、直流電壓、交流電壓、交流電流(鉗型電流表
39、)和電阻等。 萬用表的使用注意事項 1、正確使用接線柱(或插孔) 紅色表筆的進線應(yīng)接到萬用表的紅色接線柱上或標(biāo)有“+”號的插孔內(nèi),黑色表筆的進線應(yīng)接到萬用表的黑色接線柱上或標(biāo)有“-”號的插孔內(nèi)。測量直流時應(yīng)用紅表筆接正極、黑表筆接負(fù)極,這樣可以避免因為極性接反而燒壞表頭或打彎指針。使用歐姆檔測量電阻時,因使用表內(nèi)的電池,其紅表筆是接電池的負(fù)極、黑表筆接電池的正極。這一點在測試晶體二極管和三極管時更要注意。有的萬用表還有專用的歐姆檔接線柱,或?qū)S玫慕?、直?500V的接線柱、或大電流接線柱等。它們的另一公用柱都用黑色接線柱。測電流時,表應(yīng)和電路串聯(lián);測電壓時,表應(yīng)和電路并聯(lián)。 2、正確選擇檔位
40、萬用表檔位包括測量種類的選擇和量程的選擇,檔位選擇錯了,就有可能燒壞萬用表,例如測電壓時,將檔位錯放在歐姆檔或電流檔。有的萬用表面板上有兩個檔位旋鈕,一個選擇測量種類,另一個選擇測量量程。使用時,應(yīng)先選擇測量種類,后選擇測量量程;若不清楚所測值的量程,應(yīng)先選用較大大量程,后選用較小的量程。另外,為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確,量程的選擇應(yīng)使讀數(shù)在標(biāo)度尺的一定刻度范圍內(nèi),例如,在測量電流和電壓時,應(yīng)使指針的偏轉(zhuǎn)在滿刻度偏轉(zhuǎn)的1/2以上;測量電阻時,應(yīng)使被測電阻盡量接近標(biāo)度尺的中心等。 若用萬用表歐姆檔測試晶體管參數(shù)時,不要用檔,此檔電流過大;或檔,此檔電壓過高,以免損壞晶體管。 萬用表在使用完畢后,應(yīng)把轉(zhuǎn)換
41、開關(guān)旋至“OFF”檔或交流電壓的最高檔,這樣,可以防止下次測量時,由于粗心而將表燒壞。 3、測量之前要調(diào)零 為了測量準(zhǔn)確,在測量之前要看萬用表的指針是否指在零位上,如不指零,應(yīng)調(diào)整表蓋上的機械零位調(diào)節(jié)器,使之指零。在測量電阻之前,還要進行歐姆調(diào)零。歐姆調(diào)零是將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至相應(yīng)的電阻檔上,將兩表筆短接,然后調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指零。每次換歐姆檔都要重復(fù)這一步驟。歐姆調(diào)零時間要短,以減少電池的消耗。如果調(diào)不到零位,則說明電池電壓已經(jīng)太低,不能再用了,應(yīng)更換新電池。 4、正確讀數(shù) 萬用表的標(biāo)度盤上有多條標(biāo)度尺,它們分別在測量不同對象時使用。例如,標(biāo)有“DC”或“-”的標(biāo)度尺是測量直流時用;標(biāo)有“AC
42、”或“” 的標(biāo)度尺是測量交流時用;標(biāo)有“”的標(biāo)度尺是測量電阻用的等等。讀數(shù)時,表要放平,目光應(yīng)與表面垂直。有的萬用表在表面的刻度線下還有一條弧形鏡子,讀數(shù)時,表針應(yīng)與鏡中的影子重合,這樣,讀數(shù)才準(zhǔn)確。 5、注意安全1)測量電阻時,嚴(yán)禁被測電阻在帶電的情況下測量;2)測量高壓電時,要使用符合電壓等級的表筆,握表筆的手不要觸到金屬觸針上;3)測量電阻時應(yīng)戴上絕緣手套;4)測量電壓和電流時,不要帶電旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋鈕。二、兆歐表 兆歐表是用來測量絕緣電阻的儀表,它本身裝有高壓手搖直流發(fā)電機,測量時要搖動發(fā)電機的手柄,故又稱作搖表。測量高壓電氣設(shè)備的絕緣電阻用搖表是必要的,因為在低壓下測量的絕緣電阻值
43、并不能反映在高壓工作時的真實絕緣電阻值。 兆歐表的使用注意事項: 1、表的選擇 兆歐表的選擇包括兩方面,一是電壓值;另一是測量范圍。兆歐表的電壓有250V、500V、1000V、2500V、5000V等幾種,我們常用的有500V、1000V、2500V三種。測量范圍有050M,0500M,01000M,02000M,05000M,010000M等。選擇時應(yīng)根據(jù)被測量電氣設(shè)備的額定電壓,及其絕緣電阻的要求而定。 2、使用前的檢查 使用前的檢查一般有兩項:一是將接線端子開路,搖動手柄使發(fā)電機達(dá)到額定轉(zhuǎn)速(120r/min),看指針是否指“”;另一是將“線”和“地”接線端子短路,輕輕搖動手柄,看指針
44、是否指“0”。如果指針指示不對,則需修理后再使用。 3、注意安全1)不可在設(shè)備帶電的情況下測量其絕緣電阻;2)對有電容的高壓設(shè)備,在其停電后,應(yīng)先驗電,還必須進行充分放電后方可測絕緣電阻;3)用搖表搖過的設(shè)備也要及時放電;4)搖測絕緣時應(yīng)戴上絕緣手套;5)雷雨天,禁止對設(shè)備進行搖測絕緣電阻。 4、表的接線端子連接 一般測量時,被測電阻接在“線”(L)和“地”(E)端子間。測量表面泄漏電流比較大的設(shè)備時,以電纜為例,除了表面擦拭干凈外,應(yīng)將電纜線芯接“線”、電纜外皮接“地”、電纜絕緣表面層接“屏”端子。這樣表面泄漏電流就不經(jīng)表頭而經(jīng)“屏”端子,從而消除表面泄漏電流的影響,達(dá)到測量的準(zhǔn)確性。另外,
45、連接線一定要絕緣良好,否則,會影響測量絕緣電阻值。當(dāng)連接線較長時,還要將連接線固定好,避免發(fā)生連接線碰到其它的帶電設(shè)備上,造成短路事故。 5、手搖發(fā)電機的操作 開始測量時,手搖速度應(yīng)該慢些,以防被測絕緣損壞或有短路時,造成搖表的損壞。測量時,要求轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min,且要保持勻速,否則,發(fā)電機的電壓過低,將影響測量結(jié)果。 6、讀數(shù) 讀數(shù)要等指針穩(wěn)定指示時才讀,否則,會由于電容電流、吸收電流影響測量的結(jié)果。如果由于某些大型設(shè)備的電容較大,指針一直穩(wěn)定不下來,則取60s后的讀數(shù)。另外,由于兆歐表是無定位的表,所以表要放平,否則也會帶來讀數(shù)的誤差。 7、測量結(jié)果的的比較與換算 為了比較,將測量結(jié)
46、果換算至前次測量或廠家測量溫度下的數(shù)值。其換算公式如下 式中 換算到時的絕緣電阻值(M); 時所測量的絕緣電阻值(M);測量絕緣電阻時的溫度();換算的溫度()。 第五章 發(fā)電機相關(guān)知識一、同步發(fā)電機的分類同步發(fā)電機因用途不同,結(jié)構(gòu)也相差甚大,一般可按其原動機的類型、本體結(jié)構(gòu)和安裝方式進行分類。(1)按原動機的類別,同步發(fā)電機可分為汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、燃汽輪發(fā)電機及柴油發(fā)電機等。(2)按冷卻介質(zhì),可分為空氣冷卻、氫氣冷卻和水冷卻等。(3)按主軸安裝方式,可分為臥式安裝和立式安裝等。(4)按本體結(jié)構(gòu),可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式等。同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu),主要是由原動機的特性決定的。如汽輪發(fā)電機,
47、由于轉(zhuǎn)速高達(dá)3000r/min,故極對數(shù)少,轉(zhuǎn)子采用隱極式,臥式安裝;水輪發(fā)電機由于轉(zhuǎn)速(一般在750及r/min以下)故其極對數(shù)多,轉(zhuǎn)子采用凸極式,立式安裝。二、發(fā)電機的型號發(fā)電機的型號表示該臺發(fā)電機的類型和特點。我國發(fā)電機型號的現(xiàn)行標(biāo)注法采用漢語拼音法。下面是幾個常用符號的意義: T(位于第一字) 同步;Q(位于第一或第二字) 氣輪機;Q(位于第三字) 氫冷;F 發(fā)電機;N 氫內(nèi)冷;S或SS 水冷;W無刷勵磁。例如:TQN表示氫內(nèi)冷同步汽輪發(fā)電機;QFS表示水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機;QFQS表示定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵心氫冷的汽輪發(fā)電機。我公司的QFW-60-2為無刷勵磁汽輪發(fā)電機(功率
48、為60MW;極數(shù)為2)三、同步發(fā)電機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)為使發(fā)電機按設(shè)計技術(shù)條件運行,在發(fā)電機出廠時都在其銘牌上標(biāo)注出額定技術(shù)數(shù)據(jù)。這些額定技術(shù)數(shù)據(jù)主要有:(1)額定容量:是指發(fā)電機在設(shè)計技術(shù)條件下運行時輸出的視在功率,用KV·A或MV·A表示;(2)額定功率:是指發(fā)電機輸出的有功功率,用KW或MW表示;(3)額定定子電壓:指發(fā)電機在設(shè)計技術(shù)條件下運行時,定子繞組出線端的額定線電壓,用KV表示;(4)額定定子電流:指發(fā)電機定子繞組出線的額定線電流,用A表示;(5)額定功率因數(shù):指發(fā)電機在額定功率下運行時,定子電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值,即值;(6)額定轉(zhuǎn)速:指正常運行
49、時發(fā)電機的轉(zhuǎn)速,用r/min(每分鐘轉(zhuǎn)速)表示。我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速均為3000r/min;(7)額定頻率:我國電網(wǎng)的額定頻率為50HZ(即每分鐘50周);(8)額定勵磁電壓:指發(fā)電機勵磁電流達(dá)到額定值時,額定出力運行在穩(wěn)定溫度時的勵磁電壓,用V或KV表示;(9)額定勵磁電流:指發(fā)電機在額定出力時,轉(zhuǎn)子繞組通過的勵磁電流,用A或KA表示;(10)額定溫度:指發(fā)電機在額定功率運轉(zhuǎn)時的最高允許溫度();(11)效率:指發(fā)電機輸出與輸入能量之比百分值,一般額定效率在93%98%之間。四、發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)4.1定子 汽輪發(fā)電機的定子由機座、定子鐵芯和定子繞組三部分組成。 4.1.1機座 汽輪發(fā)電機
50、的機座一般都是用鋼板焊接而成,除了使用、安裝、運輸方便外,還需要有足夠的強度和鋼度。機座是支撐和固定鐵芯及繞組等部件用的。整個轉(zhuǎn)子也通過它安裝、固定在基礎(chǔ)上。此外,它還要求有足夠的通風(fēng)裝置。 4.1.2定子鐵芯(電樞鐵芯) 同步發(fā)電機的定子鐵芯呈圓環(huán)形。在它的內(nèi)圓部分有放置線圈的槽。為了減少同步發(fā)電機運行時的損耗和發(fā)熱,定子鐵芯用硅鋼片疊成,一般采用0.35mm厚的無取向冷軋硅鋼片,并兩面涂有絕緣層。 4.1.3定子繞組(電樞繞組) 定子繞組是由嵌在定于鐵芯槽內(nèi)的許多線圈按一定規(guī)律連接而成。定子線圈的兩條邊放在鐵芯槽內(nèi)的部分叫做“直線部分”,它是能切割磁力線而感應(yīng)電勢的,因而也叫“有效邊”;鐵
51、芯槽外部連接兩直線部分不切割磁力線的導(dǎo)體稱為線圈的端接部分,簡稱端部。另外,絕緣也是定子線圈的一個重要組成部分。4.2 轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、護環(huán)、滑環(huán)以及風(fēng)扇等部件組成。 4.2.1轉(zhuǎn)子鐵芯 汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子鐵芯既要有良好導(dǎo)磁性能,又要有足夠的機械強度,是汽輪發(fā)電機的最關(guān)鍵部件之一,一般采用整塊鋼錠鍛制而成。鐵芯的材料采用鉻鉬或鉻鉬鎳合金鋼。在鐵芯上設(shè)有兩邊對稱的槽,槽與槽之間的部分叫做齒,有大齒和小齒。槽中安放轉(zhuǎn)子線圈。 4.2.2轉(zhuǎn)子繞組(勵磁繞組) 轉(zhuǎn)子繞組由冷拉含銀銅排制成線圈,轉(zhuǎn)子繞組就是將所有轉(zhuǎn)子槽中的線圈連接起來,兩頭將繞組引出,連接到滑環(huán)上。其中轉(zhuǎn)子線圈
52、絕緣也是一個重要部分。4.2.3護環(huán)和中心環(huán) 護環(huán)是一個厚壁金屬圓筒,用來保護轉(zhuǎn)子繞組的端部,使其緊密地壓在護環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間,不會因為離心力而甩出。而中心環(huán)則用來支持護環(huán),并阻止轉(zhuǎn)子繞組端部沿軸向移動。 4.2.4其它部件風(fēng)扇是供發(fā)電機內(nèi)部通風(fēng)用的,一般裝在轉(zhuǎn)子兩側(cè)。旋轉(zhuǎn)二極管的作用是將外部通入的交流電通過它轉(zhuǎn)變成直流電而進入到發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組。五、同步發(fā)電機的工作原理同步發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理,將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。所謂電磁感應(yīng)就是導(dǎo)體切割磁力線時產(chǎn)生的感應(yīng)電勢,將導(dǎo)體連接成閉合回路,就有電流通過的現(xiàn)象。 導(dǎo)體鑲嵌在鐵芯的槽里,鐵芯是固定不動的稱為定子(靜子)。磁極是轉(zhuǎn)動的,稱為轉(zhuǎn)子。它
53、是由勵磁繞組和鐵芯組成的。勵磁繞組通過滑環(huán)與外部勵磁回路相連,定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機的基本組成部分。 那么,三相交流電是如何產(chǎn)生的呢?直流電通入轉(zhuǎn)子繞組后,就產(chǎn)生了穩(wěn)恒的磁場,沿定子鐵芯內(nèi)圓,每相隔120度。分別安放著三相繞組AX、BY、CZ。當(dāng)轉(zhuǎn)子被汽輪機拖動以3000rpm旋轉(zhuǎn)時,定子繞組便切割磁力線,就在其中感應(yīng)出電勢來,感應(yīng)電勢的方向可由右手定則來確定。由于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場是旋轉(zhuǎn)磁場,所以定子繞組切割磁力線的方向不斷變化,在其中感應(yīng)的電勢方向就不斷變化,因而形成交變電勢即交流電勢。 交流電勢的額定頻率為f,它決定于發(fā)電機的極對數(shù)P和轉(zhuǎn)速n,其計算公式為:f= pn60(Hz)。我國規(guī)定交流電的頻率為50HZ,即:P=1 n=3000rpm。 交流電
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