電器理論基礎(chǔ)教學(xué)作者許志紅第1章-緒論課件

第1章緒論福州大學(xué)許志紅蘇晶晶第1章緒論1.1電器的定義和分類1.2典型電器的結(jié)構(gòu)原理1.3電器研究的主要理論范疇1.4電氣技術(shù)的發(fā)展與展望凡是根據(jù)外界指定信號(hào)和要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備都屬電器的范疇。1.1.1電器的定義1.1電器的定義和分類1.1.2電器的分類低壓電器：在AC1200V，DC1500V及以下系統(tǒng)中用的電器高壓電器：在AC1200V，DC1500V以上系統(tǒng)中用的電器1、低壓電器按照工作職能分類傳統(tǒng)的低壓電器配電電器控制電器目前國內(nèi)外低壓電器配電電器控制電器終端電器1、低壓電器按照工作職能分類低壓斷路器開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)、熔斷器組合電器雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)電器熔斷器（1）

配

電

電

器

低壓配電線路過載、短路或欠電壓等保護(hù)；可作為不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐肥褂谩?/p>

剩余電流斷路器兼具有漏電保護(hù)功能；主要品種：萬能式斷路器、塑殼式斷路器、剩余電流斷路器、真空斷路器、智能型斷路器低壓斷路器：

用于兩路電源的轉(zhuǎn)換。保證重要負(fù)載連續(xù)供電。在某些場合還需要具有過電流保護(hù)功能（如CB型產(chǎn)品）主要品種：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)、智能型雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)等。雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)電器1、低壓電器按照工作職能分類接觸器起動(dòng)器控制電路電器控制器變阻器、電阻器電磁鐵調(diào)整器（2）控

制

電

器

用作各類交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)控制。主要品種：

全電壓直接起動(dòng)器、星-三角起動(dòng)器、自耦減壓起動(dòng)器、變阻式起動(dòng)器、半導(dǎo)體起動(dòng)器、軟起動(dòng)器、智能型軟起動(dòng)器等。起動(dòng)器主要用于接通、分?jǐn)嗫刂齐娐?，以發(fā)出控制指令或用作程序控制。主要品種：中間繼電器、時(shí)間繼電器、萬能式轉(zhuǎn)換開關(guān)、位置開關(guān)（行程開關(guān)）、按鈕、主令控制器、接近開關(guān)等。

接近開關(guān)可作為檢測元件并輸出動(dòng)作指令。控制電路電器主要用于電氣控制設(shè)備中轉(zhuǎn)換主電路或發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接法，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、換向和調(diào)速的目的。主要品種：

凸輪控制器、平面控制器?？刂破髦饕米靼l(fā)電機(jī)調(diào)壓或電動(dòng)機(jī)平滑起動(dòng)、調(diào)速，或改變電路參數(shù)，變電能為熱能之用。主要品種：

勵(lì)磁變阻箱、起動(dòng)變阻器、頻敏變阻器、鐵基合金電阻等。變阻器、電阻器

用于起重、操縱或牽引機(jī)械裝置。主要品種：

起重電磁鐵、牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵等。電磁鐵1、低壓電器按照工作職能分類家用及類似用途電器：模數(shù)化熔斷器組合電器：終端組合電器：終端配電系統(tǒng)導(dǎo)線和家用電器過載和短路保護(hù)、漏電及人身觸電保護(hù)。主要品種：小型斷路器、模數(shù)化剩余電流斷路器等。主要品種：模數(shù)化熔斷器式隔離器、模數(shù)化開關(guān)熔斷器、熔斷體。終端配電系統(tǒng)過載和短路保護(hù)

終端用電系統(tǒng)配電、保護(hù)、控制，可不頻繁接通與分?jǐn)嚯娐?。主要品種：非熟練人員用終端電器、熟練人員用終端組合電器等（3）

終

端

電

器2、低壓電器的其他分類方法（1）按標(biāo)準(zhǔn)體系分類1）低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備：

低壓斷路器，低壓開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)及熔斷器組合電器，機(jī)電式接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，機(jī)電式控制電路電器，交流半導(dǎo)體電動(dòng)機(jī)控制器和起動(dòng)器，控制與保護(hù)開關(guān)電器，接近開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，設(shè)備用斷路器等（2）按動(dòng)作方式分類機(jī)械動(dòng)作電器：有觸點(diǎn)電器自動(dòng)切換電器非自動(dòng)切換電器非機(jī)械動(dòng)作電器：無觸點(diǎn)電器（各種開關(guān)管、電力電子器件）混合式電器：有觸點(diǎn)與無觸點(diǎn)相結(jié)合組成的電器（3）按滅弧介質(zhì)分類空氣式電器：滅弧介質(zhì)為空氣真空電器：滅弧介質(zhì)為真空3、高壓電器的分類開關(guān)電器：限制電器：變換電器:組合電器:用來關(guān)合和開斷電路高壓斷路器高壓隔離開關(guān)高壓熔斷器高壓負(fù)荷開關(guān)限制電路中電壓和電流接地開關(guān)電抗器避雷器變換電路中的電壓和電流使之便于檢測電流互感器電壓互感器

將上述幾種電器，按一定的線路裝配成一個(gè)整體的電器1.2典型電器的結(jié)構(gòu)原理系統(tǒng)的觀點(diǎn)（電網(wǎng)系統(tǒng)或自動(dòng)化拖動(dòng)系統(tǒng)）：電器（高低壓電器，成套電器等）→線路中的一個(gè)元件?？刂平嵌龋焊袦y器官——接受信號(hào)，作出判斷，發(fā)出指令；執(zhí)行器官——輸出指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制目的。連動(dòng)機(jī)構(gòu)——聯(lián)系感測器官和執(zhí)行器官的部分。如：傳統(tǒng)有觸點(diǎn)自動(dòng)電器中，感測部分大部分為電磁機(jī)構(gòu)。如：傳統(tǒng)有觸點(diǎn)自動(dòng)電器中，執(zhí)行部分大部分為觸頭機(jī)構(gòu)。斷路器常用交流接觸器直流接觸器繼電器是電器的典型產(chǎn)品之一。1.2.3繼電器它是一種具有跳躍輸出特性傳遞信號(hào)的電器，廣泛應(yīng)用于控制和通信領(lǐng)域。感測部件中間部件執(zhí)行部件（感測各種物理量）（比較，輸出信號(hào)）（接通或分?jǐn)嚯娐罚╇妷?、電流、時(shí)間、溫度等）1.2.3繼電器電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理1-磁軛，2-反力彈簧，3-反力調(diào)節(jié)螺釘，4-開距調(diào)節(jié)螺釘，5-動(dòng)鐵心，6-軛鐵，7-靜鐵心，8-極靴，9-線圈，10-觸頭系統(tǒng)當(dāng)勵(lì)磁線圈通電以后，磁路磁化產(chǎn)生電磁吸力，當(dāng)電磁吸力大于彈簧反力以后，銜鐵運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)，完成電路通斷任務(wù)，此繼電器具有一對(duì)常開觸頭和一對(duì)常閉觸頭。繼電器主要參數(shù)1）繼電特性:反映繼電器的輸出—輸入關(guān)系的特性。x0xrxy10繼電器xy繼電器主要參數(shù)2）返回系數(shù)（恢復(fù)系數(shù)）動(dòng)作值xr與x0的比一般繼電器的返回系數(shù)都小于13）控制系數(shù)：繼電器觸點(diǎn)的控制功率PC（即觸點(diǎn)的工作電壓乘以允許的最大通斷電流）和線圈吸取的最小動(dòng)作功率P0之比。繼電器主要參數(shù)4）靈敏度繼電器在規(guī)定負(fù)載條件下的最小動(dòng)作功率P0。5）吸合時(shí)間繼電器從獲得輸入信號(hào)起到觸頭完成動(dòng)作止的時(shí)間6）釋放時(shí)間繼電器從斷開輸入信號(hào)起到觸頭完成動(dòng)作止的時(shí)間

電器的工作原理是多種多樣的。電器在運(yùn)行中存在著電、磁、光、熱、機(jī)械、力等復(fù)雜的物理、化學(xué)過程。1.3電器研究的主要理論范疇電磁機(jī)構(gòu)理論電接觸理論電弧理論發(fā)熱、電動(dòng)力理論電器研究的理論范疇有下列幾個(gè)方面：低壓電器產(chǎn)品的發(fā)展1.4電器技術(shù)的發(fā)展與展望我國低壓電器的發(fā)展大致可分為以下三個(gè)階段：1、六十～七十年代初——在模仿基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)的第一代統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品。以CJ10、DW10、DZ10、JR1B為代表，約29個(gè)系列產(chǎn)品。目前市場占有率大約在20%～30%左右。特點(diǎn)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸大，材料消耗多、性能指標(biāo)不理想、品種規(guī)格不夠齊全。相當(dāng)于國外50年代產(chǎn)品水平。2、七十年代末～八十年代——更新?lián)Q代和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)制造的第二代產(chǎn)品。以CJ20、DW15、DZ2為代表，共56個(gè)系列。目前市場占有率大約在50%—60%左右，是我國低壓電器的支柱產(chǎn)品。特點(diǎn)：引進(jìn)國外技術(shù)制造的產(chǎn)品以ME、AE、3WE、AH、B、3TB、LC1-D等為代表，共34個(gè)系列。技術(shù)指標(biāo)明顯提高，保護(hù)特性較完善，體積縮小，結(jié)構(gòu)上適應(yīng)成套裝置要求?？傮w技術(shù)性能相當(dāng)于國外70年代末～80年代初水平。1.4.1電器技術(shù)的發(fā)展3、九十年代至今——跟蹤國外新技術(shù)新產(chǎn)品自行開發(fā)研制了第三代的新產(chǎn)品。以DW40、DW45、DZ40、S、CJ40等為代表的十多個(gè)系列產(chǎn)品，與國外公司合資生產(chǎn)的產(chǎn)品如M、F、3TF約30個(gè)系列產(chǎn)品。目前市場占有率大約在5%～10%左右。特點(diǎn)：產(chǎn)品性能優(yōu)良、工作可靠、體積小、電子化、智能化、組合化、模塊化、多功能化，總體技術(shù)性能達(dá)到或接近國外80年代末90年代初水平。1.4.1電器技術(shù)的發(fā)展1、電器的智能化控制技術(shù)20世紀(jì)90年代以后，低壓配電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)控制中心已形成智能監(jiān)控、保護(hù)與信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由以下部分構(gòu)成：智能化開關(guān)設(shè)備，監(jiān)控器，中央計(jì)算機(jī)和可編程序控制器（PLC），網(wǎng)絡(luò)元件。智能化的斷路器、智能化的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、智能化的接觸器是低壓開關(guān)柜和電動(dòng)機(jī)控制中心實(shí)現(xiàn)智能化的主要電器元件。1.4.2電器的智能化與智能化電器2、低壓電器智