建筑電工學上課1

緒論一、建筑電工學課程簡介二、建筑電工電子技術的應用三、教學安排四、基本要求緒論一、建筑電工學課程簡介1、課程性質2、主要內容和任務技術基礎課。研究電磁理論及其在工程技術方面的應用。內容包括：電工技術（電路、磁路與變壓器、電機與控制）、電子技術（模擬電子技術、數字電子技術）為學習后續(xù)課程，從事相關專業(yè)的研究提供必要的基礎理論和實驗技能。10kV330kV10kV400V電工電子技術應用舉例1、電力工業(yè)（能源、電力、電工制造）

電工學科是電力工業(yè)主要依靠的技術學科二、電工電子技術的應用電工電子技術應用舉例必不可少的支持技術電工學科是基礎工業(yè)2、基礎工業(yè)（運輸、鐵路、冶金、化工、機械等）電工電子技術應用舉例

3、高新技術電工電子技術是高新技術必不可少的組成部分（生物、光學、半導體、衛(wèi)星、空間站、核彈、導彈等）4、日常生活（建筑工地）

在我們日常的生活中，電能就更是不能缺少的了。例如：我們生活中的最基本的要求就是照明。此外，為了提高物質生活水平，有空調、冰箱、洗衣機、微波爐、電飯煲等。豐富精神生活的電視機、音響、家用PC等。電工電子技術應用舉例三、教學安排1、學時3、考試方式及成績評定理論授課64學時閉卷+綜合評定期末考試成績(70%）+作業(yè)（30％）多媒體授課，緊跟老師講課思路，搞清基本概念，注意解題方法和技巧。2.習題獨立完成作業(yè)，按時交作業(yè)。四、基本要求1、認真聽課積極參與課堂討論2、按時交作業(yè)3、注意學習方法預習——聽課——筆記——作業(yè)第一章直流電路本章主要介紹電路的基本物理量、電路基本定律、電路的組成及工作狀態(tài)以及電壓、電流、電動勢的正方向。1.1電路的組成及電路模型1.1.1電路的基本組成電路即是電流的通路，是由各種電路元件按一定順序用連接導線依次連接而成的。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學出版社科技分社

1直流電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1.實際電路的作用可分為兩大類：一種是以電力系統(tǒng)為典型代表的電力電路，用于實現電能的傳輸和轉換導線發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線放大器揚聲器話筒另一種是以收音機電路為典型代表的信號電路，用于傳遞和處理信號。電源:

提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線電路的組成部分導線電路=電源+中間環(huán)節(jié)+負載2、電路模型實際電路都是根據人們的需要將實際的電路元件或器件搭接起來，以完成人們的預想要求。如發(fā)電機、變壓器、電動機、電阻器及電容器等，但是實際元器件的電磁特性十分復雜。為便于對電路的分析和數學描述，常將實際元器件理想化（即模型化）由理想電路元件組成的電路就是電路的電路模型。實際電路：電路模型：導線開關電池燈泡+R0R開關E干電池電珠S導線開關電池+R0R開關E干電池電珠SI3.電路與電路模型今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。由電阻器、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運算放大器、傳輸線、電池、發(fā)電機和信號發(fā)生器等電氣器件和設備連接而成的電路，稱為實際電路。電阻器電容器線圈電池運算放大器晶體管

計算機電路。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）斷路(開路）2）通路3）短路圖1.1電路的表示方法E—電壓源；S—開關；EL—負載1.1.2電路的運行狀態(tài)開路工作狀態(tài)如圖電路：當開關斷開時，電路則處于開路(空載)狀態(tài)。R0EU=U0abRI=0開路時，外電路的電阻為無窮大，電路中的電流I為零。電源的端電壓(稱為開路電壓或空載電壓U0)等于電源的電動勢，電源不輸出電能。電路開路時的特征為I=0U=U0=EP=0短路工作狀態(tài)當電源兩端由于某種原因而聯(lián)在一起時，稱電源被短路。R0EabRIScd短路時，可將電源外電阻視為零，電流有捷徑流過而不通過負載。由于R0很小，所以此時電流很大，稱之為短路電流Is。U=0I=Is=E/R0P=P=I2R0電路短路時的特征為建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1.1.4線性電阻、線性電容和電感圖1.2理想元件及其性能1.1.3理想元件和電路模型伏-安特性iuRiuui線性電阻非線性電阻1.電阻R（常用單位：、k、M）2.電感Lui（單位：H,mH,H）——單位電流產生的磁鏈線圈匝數磁通?電感中電流、電壓的關系uei當(直流)時,所以，在直流電路中電感相當于短路。線圈面積線圈長度導磁率?電感和結構參數的關系線性電感:L=Const(如:空心電感不變)非線性電感:L=Const(如:鐵心電感不為常數)uei電感是一種儲能元件,儲存的磁場能量為：?電感的儲能3.電容C——單位電壓下存儲的電荷。（單位：F,F,pF）++++----+q-qui電容符號有極性無極性+_?電容上電流、電壓的關系當(直流)時,所以，在直流電路中電容相當于斷路。uiC極板面積板間距離介電常數?電容和結構參數的關系線性電容:C=Const(不變)非線性電容:C=Const(不為常數)uiC?電容的儲能電容是一種儲能元件,儲存的電場能量為：1、電流概念:電荷有規(guī)則的定向運動大小:單位時間通過導體橫截面的電荷量方向:正電荷移動的方向單位:安培(A)毫安(mA)微安(A)abSIab

i=dq/dt

I=q/t(直流)1.2電路中的基本物理量1.2.1電流、電壓和電動勢概念：電荷在導體中作定向運動時，一定要受到力的作用。如果這個力源是電場，則電荷運動就要消耗電場能量，或者說電場力對電荷作了功。為衡量電場力對電荷作功的能力，引入一新的物理量——電壓大?。篴、b兩點間電壓Uab在數值上等于電場力把單位正電荷從a點移到b點所作的功。也就是單位正電荷在移動過程中所失去的電能。2、電壓如圖為關聯(lián)方向定義的電壓和電流關聯(lián)方向

當a、b兩點間所選擇的電壓參考方向由a指向b時，也選擇電流的參考方向經電路由由a指向b，這種參考方向的定義方式成為關聯(lián)方向。電路的基本物理量abIUabIU方向：正電荷在電場的作用下，從高電位向低電位移動。規(guī)定這時正電荷的的移動方向為電壓的正方向。在分析電路之前，可以任意選擇某一方向為電壓的參考方向。當實際電壓方向與參考方向一致時，電壓值為正，反之為負。單位：伏特(V)

千伏(kV)毫伏(mV)電路的基本物理量正電荷從高電位a向低電位b移動，a端的正電荷逐漸減少會使其電位逐漸降低。

為維持導體中的電流能夠連續(xù)不斷地流過，且應使得導體a、b兩端的電壓不致喪失，就要將b端的正電荷移至a端。但電場力的作用方向恰好與此相反，因此就必須要有另一種力去克服電場力而使b端的正電荷移至a端。電源中必須具有這種力——電源力(非靜電力)。電路的基本物理量IEabUab+_ab電源力3、電動勢大?。弘娫措妱觿軪ab的數值等于電源力把單位正電荷從電源的低電位b端經電源內部移到電源高電位b端所作的功，也就是單位正電荷從電源低電位端移到高電位端多獲得得能量。方向：電動勢的實際方向是由電源低電位端指向電源高電位端。在分析問題時可設參考方向。單位：電動勢與電壓的單位相同。為伏特(V)標量性：電動勢與電壓和電流都是標量。電路的基本物理量例題電路的基本物理量+R0U=2.8VU=-2.8VI=0.28AI=-0.28A如圖所示E=3V電動勢為E=3V方向由負極指向正極電壓為U=2.8V由指向電流為I=0.28A由流向其參考方向為關聯(lián)方向。U與I的參考方向選擇亦為關聯(lián)方向的定義方式。而電壓U與電流I的參考方向為非關聯(lián)方向。電壓和電動勢的區(qū)別aIRUb2.電功率的概念：設電路任意兩點間的電壓為

U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:功率有無正負？如果UI方向不一致結果如何？1.2.3電能、電功率和效率1.電能開關閉合,接通電源與負載。負載端電壓U=IR特征:①

電流的大小由負載決定。②在電源有內阻時，IU。或U=E–IRoUI=EI–I2RoP=PE

–P負載取用功率電源產生功率內阻消耗功率③電源輸出的功率由負載決定。負載大小的概念:

負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定)。IR0R+

-EU+

-I在U、I正方向選擇一致的前提下，

IRUab或IRUab“吸收功率”（負載）“發(fā)出功率”（電源）若P=UI0若P=UI0IUab+-根據能量守衡關系P（吸收）=P（發(fā)出）解(1)電源

U＝E1－U1＝E1－R01IE1＝U＋R01I＝220＋0.6×5=223V

負載U＝E2＋U2＝E2＋R02IE2＝U－R02I＝220－0.6×5＝217V如圖，U＝220V，I＝5A，內阻R01＝R02＝0.6(1)求電源的電動勢E1和負載的反電動勢E2；(2)試說明功率的平衡。例題電源負載E1-U1+U2E2+_R01R02+_+U_I-+（2）由（1）中兩式得E1＝E2＋R01I＋R02I等號兩邊同乘以I得E1I＝E2I＋R01I2＋R02I2223×5＝217×5＋0.6×52＋0.6×521115W=1085W＋15W＋15WE2I＝1085WR01I2＝15WR02I2＝15W負載取用功率電源產生的功率負載內阻損耗功率電源內阻損耗功率當計算的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，為負載。

所以，從P的+或-可以區(qū)分器件的性質，或是電源，或是負載。結論在進行功率計算時，如果假設U、I正方向一致。當計算的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。伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越大特性越平1.3電壓源和電流源1.3.1電壓源和電流源1）電壓源將任何一個電源，看成是由內阻R0和電動勢E串聯(lián)的電路，即為電壓源模型，簡稱電壓源。實際電壓源理想電壓源（恒壓源）:

RO=0時的電壓源.特點：(1）輸出電壓不變，其值恒等于電動勢。即Uab

E；（3）電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性IUabE（2）內阻RO=0恒壓源中的電流由外電路決定設:

E=10VIE+_abUab2R1當R1

R2

同時接入時：I=10AR22例當R1接入時：I=5A則：對于電壓源U=E-IR0當各項除以R0后，二、電流源電源等效變換得或I=IS–I′其中：IS=E/R0,I′=U/R0

根據電流關系得到新的等效電路—電流源模型定值電流IS與內阻R0的并聯(lián)E+R0URIR0URIISI′電流源是由電流IS和內阻R0并聯(lián)的電源的電路模型。ISROabUabIIsUabI外特性

電流源模型RORO越大特性越陡實際電流源理想電流源（恒流源):

RO=時的電流源.特點：（1）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流IS；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）輸出電壓由外電路決定。恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設:IS=1AR=10

時，U=10

V。R=1時，U=1

V。則:例由圖a：

U=E－IR0由圖b：U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–電壓源等效變換條件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–電流源3.兩種電源的等效互換②等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應。③理想電壓源與理想電流源之間無等效關系。①電壓源和電流源的等效關系只對外電路而言，對電源內部則是不等效的。

注意事項：例：當RL=時，電壓源的內阻R0中不損耗功率，而電流源的內阻R0中則損耗功率。④任何一個電動勢E和某個電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個電流為IS和這個電阻并聯(lián)的電路。R0+–EabISR0abR0–+EabISR0ab(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'IsaE+-bI（不存在）例1:求下列各電路的等效電源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法計算2電阻中的電流。解:–8V+–22V+2I(d)2由圖(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)例3：解：統(tǒng)一電源形式試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示電路中1電阻中的電流。2+-+-6V4VI2A

3

4

612A362AI4211AI4211A24A解：I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213A例4:電路如圖。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，R＝1Ω。(1)求電阻R中的電流I；(2)計算理想電壓源U1中的電流IU1和理想電流源IS兩端的電壓UIS；(3)分析功率平衡。解：(1)由電源的性質及電源的等效變換可得：aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)?并聯(lián)(2)由圖(a)可得：理想電壓源中的電流理想電流源兩端的電壓IR3IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)各個電阻所消耗的功率分別是：兩者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由計算可知，本例中理想電壓源與理想電流源都是電源，發(fā)出的功率分別是：10V+-2A2I討論題哪個答案對???+-10V+-4V2建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1.3基爾霍夫定律1.3.1基本概念（1）節(jié)點（2）支路（3）回路圖1.11電路舉例支路：電路中的每一個分支。

支路電流:

一條支路流過一個電流，節(jié)點：支路與支路的聯(lián)接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。例1：支路：ab、bc、ca、…（共6條）回路：abda、abca、adbca…

（共7個）節(jié)點：a、b、c、d

(共4個）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I1.4.2基爾霍夫電流定律(KCL定律)1．定律即:Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬間，流入任一結點的電流等于流出該結點的電流。實質:電流連續(xù)性的體現?；?Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對結點a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結點處各支路電流間相互制約的關系。電流定律可以推廣應用于包圍部分電路的任一假設的閉合面。2．推廣I=?例:廣義結點I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V解I1I2I3I4由基爾霍夫電流定律可列出I1－I2＋I3－I4＝0可得I4＝3A已知：如圖所示，I1＝2A，I2＝－3A，I3＝－2A，試求I4。例題1.4.12－（－3）＋（－2）－I4＝0在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數和恒等于零。1.4.3基爾霍夫電壓定律（KVL定律)1．定律即：U=0在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。對回路1：對回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基爾霍夫電壓定律（KVL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關系。1．列方程前標注回路循行方向；2．應用

U=0列方程時，項前符號的確定：

如規(guī)定電位降取正號，則電位升就取負號。

注意：基爾霍夫電壓定律的推廣：可應用于回路的部分電路U＝UA－UB－UAB=0或UAB＝UA－UBE－RI－U

＝0或U＝E－RI注列方程時，要先在電路圖上標出電流、電壓或電動勢的參考方向。例：對網孔abda：對網孔acba：對網孔bcdb：R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I6R6=0I4R4–E

+

I3R3=0對回路adbca，沿逆時針方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0應用U=0列方程對回路cadc，沿逆時針方向循行：–I2R2–I1R1+E

=0adbcE–+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I解由基爾霍夫電壓定律可得（1）UAB＋UBC＋UCD＋UDA＝0即UCD＝2V（2）UAB＋UBC＋UCA＝0即UCA＝－1V已知：下圖為一閉合電路，各支路的元件是任意的，但知UAB＝5V，UBC＝－4V，UDA＝－3V試求：（1）UCD：（2）UCA。例題1.4.2解對右回路應用基爾霍夫電壓定律列出EB－UBE

－RBI2＝0得I2＝0.315mA對左回路EB＋US

－R1I1

－RBI2＝0得I1＝0.57mA應用基爾霍夫電流定律列出I2－I1－IB＝0得IB＝－0.255mA如圖：RB＝20K，R1＝10K，EB＝6V，US＝6V，UBE＝－0.3V；試求電流IB，I2及I1。，例題1.4.3返回1.5.1電阻的串聯(lián)特點:1)各電阻一個接一個地順序相聯(lián)；兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：R=R1+R23)等效電阻等于各電阻之和；4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–2)各電阻中通過同一電流；應用：降壓、限流、調節(jié)電壓等。1.5電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換1.5.2電阻的并聯(lián)兩電阻并聯(lián)時的分流公式：(3)等效電阻的倒數等于各電阻倒數之和；(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點:(1)各電阻聯(lián)接在兩個公共的結點之間；RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各電阻兩端的電壓相同；應用：分流、調節(jié)電流等。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學本章主要介紹正弦交流電路的基本概念、基本理論及基本分析方法。1.4.1單相正弦交流電的產生1交流電的定義大小和方向都隨時間變動，在一個周期內的平均值等于零的周期電流稱為交變電流，簡稱交流。2.單相正弦交流電的產生1.4正弦交流電路0et+_12300123若線圈從中性面開始轉動若轉動角速度為則e若線圈從與中性面成一夾角開始轉動其波形圖可用正弦曲線來表示：0i,ut若外接負載，則有：設正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相位成為正弦量的三要素。初相位：決定正弦量起始位置Im2TiO1.4.2正弦交流電的三要素瞬時值和幅值瞬時值：正弦量任意瞬間的值。幅值（最大值）：瞬時值中的最大值。有效值

有效值是從電流的熱效應來規(guī)定的。1幅值與有效值設一交流電流和一直流電流流過相同的電阻R，如果在交流電的一個周期內交流電和直流電產生的熱量相等，則交流電流的有效值就等于這個直流電電流I。用小寫字母表示，如i、u、e等。如Im、Um、Em等。則交流直流根據熱效應相等有：同理，電壓和電動勢的有效值為：當可得：有效值必須大寫

注意：交流電壓、電流表測量數據為有效值交流設備名牌標注的電壓、電流均為有效值2頻率與周期周期T：正弦量變化一次所需的時間（s）角頻率：正弦量每秒鐘變化的弧度數（rad/s）頻率f：每秒內變化的次數（Hz）T*電網頻率：我國50Hz，美國

、日本60HziO例：已知f=50Hz,求T和ω。小常識：[解]T=1/f=1/50=0.02(s)ω=2πf=2×3.14×50＝314(rad/s)相位表示正弦量的變化進程，也稱相位角相位：相位：初相位

當t=0時的相位初相位：0初相位：

初相位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系。說明3初相位與相位差相位差兩個同頻率的正弦量的相位之差或初相位之差。正弦交流電路中電壓和電流的頻率是相同的，但初相位不一定相同，設電路中電壓和電流為：則u和i的相位差為：當ψ１>ψ2時，u比i超前角，i比u滯后角。電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtuiOuiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiO②不同頻率的正弦量比較無意義。

①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數，與計時的選擇起點無關。注意:tO1.正弦量的三種表示方法：三角函數式：★★波形圖：★相量法：用復數的方法表示正弦量1.5正弦量的相量表示法iO前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。+j+1Abar01.5.1正弦量的相量表示復數表示形式設A為復數:(1)代數式A=a+jb復數的模復數的輻角實質：用復數表示正弦量式中:(2)三角式由歐拉公式:(3)指數式

可得:

設正弦量:相量:表示正弦量的復數稱相量電壓的有效值相量(4)極坐標式相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相位電壓的幅值相量①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。相量的模=正弦量的最大值

相量輻角=正弦量的初相位或：⑤相量的書寫方式

模用最大值表示，則用符號：④相量的兩種表示形式

相量圖:

把相量表示在復平面的圖形實際應用中，模多采用有效值，符號：可不畫坐標軸如：已知則或相量式:把表示同頻率的各個正弦量的有向線段畫在一起，它可以形象地表示出各正弦量的大小和相位關系。？正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復數瞬時值j45?？最大值？？負號2.已知：4.已知：

落后于超前落后？解:(1)相量式(2)相量圖例1:

將u1、u2

用相量表示+1+j例2:已知有效值I=16.8A求：例3:圖示電路是三相四線制電源，已知三個電源的電壓分別為：試求uAB，并畫出相量圖。NCANB+–++-+–––解:(1)用相量法計算：

(2)相量圖由KVL定律可知1.5.2正弦量用旋轉有向線段表示ω設正弦量:若:有向線段長度=ω有向線段以速度

按逆時針方向旋轉則:該旋轉有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應時刻正弦量的瞬時值。有向線段與橫軸夾角=初相位u0xyOO建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.3單一參數的交流電路2.3.1電阻電路1）電流、電壓的關系圖2.8用相量表示的電阻電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）瞬時功率、平均功率建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.3.2電感電路1）自感現象2）電感電路中電流、電壓瞬時值的關系圖2.9電感線圈建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖2.10電感中正弦電流及電壓的波形

3）電流和電壓有效值的關系、感抗建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）瞬時功率和感性無功功率5）相量表達式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖2.11用相量表示的電感電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學6）結論2.3.3電容電路1）電容器2）電容器上電流、電壓瞬時值的關系3)電流和電壓有效值的關系、容抗圖2.12電容電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）瞬時功率和容性無功功率建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5）相量表達式圖2.13電容電壓、電流及功率波形圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學6）結論2.4RLC串聯(lián)電路圖2.14用相量表示的電容電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.4.1RLC串聯(lián)電路中電壓與電流的關系圖2.15RLC串聯(lián)電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.4.2阻抗三角形與電壓三角形圖2.16阻抗三角形和電壓三角形建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.4.3電路的功率2.4.4串聯(lián)諧振1）串聯(lián)諧振的條件2）串聯(lián)諧振的特征建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）串聯(lián)諧振的應用圖2.19諧振的應用建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.5阻抗的串并聯(lián)電路、并聯(lián)諧振2.5.1阻抗的串聯(lián)電路圖2.20串聯(lián)電路的等效阻抗圖2.21并聯(lián)電路的等效阻抗建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.5.3并聯(lián)諧振1）并聯(lián)諧振的條件圖2.22電感線圈與電容器并聯(lián)電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）并聯(lián)諧振的特征3）并聯(lián)諧振的應用2.6功率因數及功率補償2.6.1功率因數的定義建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2.6.2電力系統(tǒng)中功率因數低的原因及影響1）原因2）影響①增加變配電設備的容量。②增加供配電系統(tǒng)的損耗。③增加電壓損失。④降低發(fā)電機的效率。2.6.3提高功率因數的方法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學(1）選擇自然功率因數高的用電設備，減少設備輕載運行幾率。（2）進行功率因數補償2.6.4補償電容的計算圖2.23補償電容的計算建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學本章主要介紹對稱三相電動勢的產生、三相電路的星形連接和三角形連接、對稱三相電路和不對稱三相電路的概念、對稱三相電路的計算、不對稱三相電路的概念、三相電路的功率及計算方法。3.1對稱三相電勢的產生、三相交流電路三相電路在生產上應用最為廣泛，發(fā)電、輸配電和主要電力負載一般都采用三相制。3三相交流電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3.1.1單相電動勢的產生——交流發(fā)電機原理設單相交流發(fā)電機模型為單匝繞組線圈（AX），嵌在定子線槽中，磁極為旋轉磁極（NS），如圖3.1所示。圖3.1單相交流發(fā)電機模型建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3.1.2三相電動勢的產生及表示方法1）三相交流發(fā)電機模型2）三相電動勢的產生圖3.2三相交流發(fā)電機模型建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）三相電動勢的波形圖和相量圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3.1.3三相交流電的應用在發(fā)電機尺寸相同時，三相發(fā)電機比單相發(fā)電機輸出功率高；三相電動機比單相電動機運行平穩(wěn)可靠且節(jié)能；輸送電能時，圖3.3三相電動勢圖3.4對稱三相電動勢的圖形建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學采用三相制可比單相制節(jié)約有色金屬25%～50%。3.1.4三相電源的星形接法1）三相對稱電源2）三相電源的連接方式圖3.5三相電源的連接建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）參考方向的規(guī)定3.1.5三相電源的星形接法1）星形接法2）線電壓、相電壓的參考方向（見圖3.7a）3）線電壓與相電壓的關系3.1.6三相電源的三角形接法1）三角形接法2)線電壓與相電壓的關系建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖3.6電壓、電動勢參考方向的規(guī)定圖3.7三相電源的星形接法與三角形接法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3.2三相負載3.2.1基本概念三相負載——需要三相電源才能工作的負載，如三相交流異步電動機，三相電爐等。三相負載使用三相電源（通常為380V）。圖3.8三相電源的錯誤接法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學單相負載——需要單相電源的負載，如各類照明燈具、電風扇、洗衣機、電冰箱、電磁爐等大多數家用電器等。1）三相負載的星形接法2）Y形接法時，相電流、線電流及其相互關系3）中性線電流3.2.2負載的三角形接法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖3.9三相負載的Y形接法及接入電源方式圖3.10負載的三角形接法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）三角形接法的特點2）三角形接法時相電流與線電流的關系3.3三相電路的計算3.3.1對稱三相電路的計算圖3.11電流相量圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）基本概念2）對稱三相電路的特點3）對稱三相電路的計算3.3.2不對稱三相電路的計算1）不對稱三相電路的概念（1）無中性線時的不對稱電路（2）有中性線時的不對稱電路2）不對稱三相電路的計算（1）三相四線制系統(tǒng)（有中性線系統(tǒng)）建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖3.12不對稱三相電路圖3.13有中性線的不對稱三相電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）三相三線制系統(tǒng)（無中性線系統(tǒng)）3.3.3三相電路的功率圖3.14無中性線的不對稱三相電路圖3.15例3.4電路圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）不對稱三相電路的功率建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖3.16例3.6電路圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學本章主要介紹磁路的基本物理量、磁性材料的磁性能、變壓器的運行原理分析、變壓器的變比。4.1磁路及交流鐵芯線圈4.1.1磁路的基本物理量1）磁感應強度（磁通密度）4變壓器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）磁通3）磁導率4）磁場強度圖4.1磁路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.1.2磁性材料的磁性能4.1.3鐵磁材料的分類和用途根據磁性能，磁性材料又可分為軟磁材料、永磁材料、矩磁材料3種。圖4.2磁性材料的磁性能建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.1.4鐵芯損耗1）磁滯損耗2）渦流和渦流損耗4.1.5交流鐵芯線圈中的電磁關系如圖4.4所示的交流鐵芯線圈電路，電流通過N匝線圈產生的磁動勢F=NI，F在鐵芯中激發(fā)按正弦規(guī)律變化、沿鐵芯閉合的工作磁通Φ（又稱主磁通）和少量經空氣閉合的漏磁通Φσ。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.1.6交流鐵芯線圈的功率損耗和等效電路圖4.3渦流圖4.4交流鐵芯線圈電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）功率損耗2）等效電路圖4.5鐵芯線圈的等效電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.2變壓器概述4.2.1用途及原理1）用途2）原理通過磁路耦合作用把交流電從原繞組輸送到副繞組，利用繞制在同一鐵芯上的原副繞組的匝數不同，把原繞組的電壓、電流從某個數量級改變到副繞組的另一個數量級。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.2.2分類1）按用途分類

圖4.6變壓器的用途建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）按結構分類4.2.3結構圖4.7雙繞組變壓器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.2.4型號與額定數據1）型號含義及表示方法2）額定數據4.3變壓器的工作原理4.3.1空載運行1）基本概念建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學主磁通：同時與原副繞組交鏈的磁通，傳遞能量，用Φ表示。漏磁通：僅與原繞組或副繞組交鏈的磁通，只產生損耗，不傳遞能量，用Φσ表示。2）空載運行時的物理情況3）空載運行時的電壓方程及電壓變換建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）勵磁電流圖4.8變壓器的空載運行建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學勵磁電流由有功分量和無功分量兩部分組成。4.3.2變壓器的負載運行1）物理情況圖4.9變壓器的負載運行建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）負載運行時原副繞組中的電流關系3）負載運行時的基本方程式（1）磁勢平衡方程式圖4.10變壓器負載運行分析建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）電勢平衡方程式（3）變比公式（4）定義式4）阻抗變換4.4變壓器的運行特性4.4.1外特性建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖4.11變壓器負載運行時的等效電路圖4.12阻抗變換建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.4.2效率特性圖4.14變壓器的外特性建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）損耗（1）有功損耗(2)無功損耗2）變壓器的效率建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.5三相變壓器4.5.1變壓器繞組的極性與連接1）變壓器繞組的極性（1）同名端與異名端圖4.15變壓器的效率特性建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學(2)同名端的測定2）變壓器繞組的串聯(lián)和并聯(lián)（1）繞組的串聯(lián)圖4.16同名端與異名端圖4.17繞組同名端建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖4.19繞組的串聯(lián)圖4.20繞組的并聯(lián)（實際虛線）建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）繞組的并聯(lián)圖4.20繞組的并聯(lián)（實際虛線）圖4.21繞組的并聯(lián)建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.5.2三相變壓器的連接與變比1）三相變壓器的連接方式2）三相變壓器的變比4.5.3變壓器的連接組別圖4.22三相繞組的連接方式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）單相變壓器的標志方式2）時鐘法4.5.4三相變壓器的連接組別與并聯(lián)運行1）變壓器并聯(lián)運行的基本概念2）變壓器并聯(lián)運行的優(yōu)點圖4.23單相變壓器高、低壓繞組電動勢的相位關系建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖4.24變壓器并聯(lián)運行建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）三相變壓器的連接組別4）確定變壓器連接組別的方法5）三相變壓器并聯(lián)運行條件（1）并聯(lián)運行的理想情況（2）并聯(lián)運行條件4.6自耦變壓器和儀用互感器4.6.1自耦變壓器1）結構特點2）用途建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖4.25三相變壓器的Y，yn0連接方式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖4.26三相變壓器的D,yn11連接方式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4.6.2儀用互感器儀用互感器是一種測量用的變壓器，分為電壓互感器和電流互感器兩種。1）電壓互感器（1）用途圖4.27自耦變壓器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）使用（3）注意事項2）電流互感器圖4.28電壓互感器圖4.29電流互感器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）用途（2）使用（3）注意事項建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學電機是依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置，廣泛應用于工農業(yè)、國防、交通運輸及民用家電等領域。5.1異步電動機的結構及額定數據5.1.1異步電動機的用途和分類交流電動機分為同步電動機和異步電動機兩類，前者的轉速與電源頻率存在嚴格5異步電動機建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學不變的關系，因而謂之同步電動機；后者的轉速與同步轉速相異，故稱為異步電動機。1）用途2）分類5.1.2結構1）定子2）氣隙3）轉子圖5.1異步電動機的基本結構建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5.1.3銘牌數據1）型號（略）圖5.2定子接線板連接方法及對應繞組連接建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）額定值3）銘牌數據示例5.2異步電動機的工作原理5.2.1異步電動機的工作原理分析（物理模型分析）圖5.3轉子繞組建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖5.4異步電動機的功率因數曲線建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5.2.2三相異步電動機的工作原理1）旋轉磁場的產生（1）圖解分析圖5.5異步電動機物理模型分析建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖5.6建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）方向（3）速度圖5.7三相旋轉磁場的產生（圖解）建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（4）轉差率2）工作原理5.3異步電動機的電磁轉矩與機械特性5.3.1電磁轉矩1）實用表達式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）物理表達式3）應用5.3.2機械特性1）機械特性的參數表達式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）機械特性曲線3）機械特性上反映電動機工作的特殊工作點圖5.8異步電動機的機械特性建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）額定電磁轉矩TN（2）最大電磁轉矩Tm圖5.9機械特性的特殊工作點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（3）啟動轉矩Tst（4）理想空載點（同步速點）（5）電動機的穩(wěn)定運行分析4）人為機械特性（1）降低電源電壓建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）轉子電路中串接對稱電阻5.4異步電動機的啟動、調速、反轉和制動圖5.10不同r2時的n=f(T)曲線圖5.11電動機的穩(wěn)定運行分析建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5.4異步電動機的啟動、調速、反轉和制動圖5.12降低電源電壓的人為機械特性圖5.13繞線式異步電動機轉子串電阻人為機械特性（RΩ1<RΩ2<RΩ3<RΩ4，sm<sm1<sm2<sm3，Ts<Ts1<Ts2<Ts3）建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5.4.1三相異步電動機的直接啟動（1）優(yōu)點（2）缺點（3）適用范圍5.4.2三相鼠籠式異步電動機降壓啟動1）降壓啟動分析2）降低電源電壓的啟動方法（1）Y-△啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）自耦變壓器降壓啟動3）定子繞組串電抗或電阻啟動4）定子繞組串軟啟動器（1）交流電動機軟啟動器的功能特點（2）軟啟動器具有的保護功能5.4.3繞線式異步電動機的啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖5.14Y-△啟動圖5.15自耦變壓器降壓啟動圖5.16轉子繞組串入電阻啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）串附加轉子電阻啟動2）串接頻敏變阻器啟動5.4.4異步電動機的反轉和制動1）異步電動機的正反轉2）異步電動機的制動停車異步電動機的制動停車可分為能耗制動和反接制動兩種。（1）能耗制動（2）反接制動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5.5異步電動機的選擇5.5.1類型的選擇（1）鼠籠式異步電動機（2）繞線式異步電動機圖5.17能耗制動示意圖圖5.18反接制動示意圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（3）結構及防護等級電動機（4）電動機類型的選擇5.5.2轉速的選擇5.5.3額定功率的選擇5.6單相異步電動機5.6.1單相異步電動機的工作原理與特性1）結構2）工作原理5.6.2單相異步電動機的啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖5.19脈動磁場的產生圖5.20脈動磁場的分解建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）電容分相法圖5.21單相異步電動機的機械特性圖5.22電容分相法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）罩極法5.6.3三相異步電動機的單相（缺相）運行三相異步電動機在運行過程中，若其中一相和電源斷開，則變成單相運行。圖5.23正交電源產生旋轉磁場圖解建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖5.24罩極式電動機建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學工業(yè)及民用建筑中，大多數生產機械的各種運動形式都是通過電動機拖動實現的。6.1常用電磁式低壓電器6.1.1電器的分類電器是一種控制電能的工具。低壓電器按用途分類可分為：①低壓配電電器：6常用低壓電器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②低壓控制電器：6.1.2常用低壓電器的作用及其用途圖6.1低壓電器的分類建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）控制（2）切換（3）保護（4）檢測（5）調節(jié)圖6.2電磁式控制電器的結構及其在電路中的作用示例圖6.3電磁機構接入電路的方式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學6.1.3電磁式低壓電器基礎知識1）基本組成（1）電磁機構（2）觸點系統(tǒng)（3）反力彈簧2）工作原理3）串聯(lián)電磁機構和并聯(lián)電磁機構串聯(lián)電磁機構的電磁線圈串聯(lián)接入電路，如圖6.3（a）所示。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學6.1.4接觸器1）作用和分類2）結構及工作原理（1）結構特點①接觸器觸點系統(tǒng)由主觸點和輔助觸點組成。②接觸器釋放彈簧和觸點彈簧的松緊不可調。③20A及以上的接觸器具有滅弧裝置。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）工作原理3）符號4）接觸器的主要技術數據①額定電壓、額定電流：②接通和分斷能力：圖6.4接觸器的圖形及文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學③操作頻率：5）接觸器的選用（1）根據負載的性質選用（2）根據負載功率和操作情況選用（3）吸引線圈6.1.5電磁式繼電器繼電器一般由感測元件、中間機構和執(zhí)行元件3部分組成。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）電磁式繼電器結構、作用與分類（1）結構圖6.5繼電器的分類建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學①用途不同。②結構不同。（2）作用（3）分類2）特性及主要參數（1）繼電特性（2）電磁式繼電器主要技術參數3）電壓繼電器（1）欠電壓繼電器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）零電壓繼電器（3）過電壓繼電器圖6.6繼電器的輸入輸出特性xf—釋放值；y1—輸出量；xx—吸合值

建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.7電壓繼電器的圖形、文字符號及在線路中的接法1—主開關；2—電壓繼電器線圈；3′—接觸器主觸點；4—三相鼠籠式異步電動機；5—控制開關；2′—電壓繼電器常開觸點；3—接觸器線圈建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）電流繼電器（1）過電流繼電器（2）欠電流繼電器5）中間繼電器（KA）①擴大觸點容量。②擴大觸點數量。③信號轉換。6）時間繼電器（1）圖形及文字符號圖6.8過電壓繼電器在線路中的接法1—主開關；2—過電壓繼電器線圈；3—接觸器線圈；4—三相鼠籠式異步電動機；5—控制開關；2′—過電壓繼電器常閉觸點；3′—接觸器主觸點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.9過電流繼電器在線路中的接法1—主開關；2—電流繼電器線圈；3—接觸器線圈；4—三相鼠籠式異步電動機；5—控制開關；2′—電流繼電器常閉觸點；3′—接觸器主觸點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.10中間繼電器在控制電路中的應用圖6.11時間繼電器的圖形及文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）類型①空氣阻尼式時間繼電器。②電動機式時間繼電器。③半導體式時間繼電器。④數字式時間繼電器。（3）時間繼電器的選用6.2其他常用低壓電器電磁式繼電器與非電磁式繼電器的根本區(qū)別是：前者的感測元件接受電壓、電流等建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.12空氣阻尼式時間繼電器（通電延時型）結構原理圖1，2—（瞬動）常閉觸點；3，4—（瞬動）常開觸點；5，6—常閉延開觸點；7，8—常開延閉觸點；9，10，11—線圈；12—靜鐵芯；13—銜鐵（動鐵芯）；14，17，20—反力彈簧；15，16—支桿；19—橡皮膜；18—活塞桿；21—活塞；22—進氣（或排氣）孔；23—調節(jié)螺釘建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學電量信號，而后者的感測元件接受非電量信號（如溫度、轉速、水位、壓力、位移及機械力等）。圖6.13時間繼電器進行多回路控制圖6.14熱繼電器的圖形及文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學6.2.1熱繼電器（FR或KH）1）熱繼電器的作用及圖形文字符號2）熱繼電器的結構和工作原理（1）結構（2）工作3）電動機的過載特性與熱繼電器的保護特性4）熱繼電器接入電動機定子電路的方式5）熱元件的型號、規(guī)格建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）作用與分類（2）保護特性和工作原理6）熱繼電器的選擇圖6.15熱繼電器的結構原理圖1—雙金屬片；2—電阻絲；3—導板建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.16熱繼電器在線路中的接法1—主開關；2—熱繼電器熱元件；3′—接觸器主觸點；4—三相鼠籠式異步電動機；5—控制開關；2′—熱繼電器常閉觸點；3—接觸器線圈圖6.17電動機的過載特性與熱繼電器的保護特性的配合①長期穩(wěn)定工作的電動機。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②考慮電動機的絕緣等級及結構的影響。③考慮電動機的啟動電流和啟動時間的影響。圖6.18熱繼電器在電路中的接法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學④考慮負載的具體工作情況。⑤選擇熱元件型號時，應注意上下留有余地，以便調整。⑥過載保護。⑦熱繼電器有手動復位和自動復位兩種方式，對于重要設備，宜采用手動復位方式;6.2.2熔斷器1）熔斷器的結構及工作原理（1）熔斷器的結構建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）熔斷器的工作原理（3）熔斷器的安秒特性2）熔斷器的主要參數圖6.19熔斷器的安秒特性Ire—熔斷器的額定電流；Ir—熔斷器的最小熔化電流建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）額定電壓（2）額定電流（3）熔體額定電流（4）極限分斷能力3）選擇（1）滿足正常工作條件要求①滿足工作電壓：②滿足工作電流。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學③用于保護有電動機負荷的線路。④滿足工作環(huán)境要求。（2）滿足開關電器分斷能力的要求建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（3）熔斷器的級間配合（4）熔體額定電流的工程選擇方法6.2.3水位控制器和永磁感應繼電器1）干簧繼電器圖6.20干簧繼電器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）水位控制器常用的水位控制器可分為干簧水位控制器和浮球磁性液位控制器兩類。（1）干簧管水位信號控制器圖6.21干簧繼電器結構示意圖1—干簧片；2—線圈；3—玻璃管；4—骨架；①，②—常閉觸點；②，③—常開觸點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）浮球水位信號控制器（3）壓力式水位控制器圖6.22集水井內干簧水位控制器中安裝示意圖圖6.23高位水箱內干簧水位控制器中安裝示意圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.24浮球液位控制器結構示意圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）永磁感應繼電器6.2.4主令電器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.25浮球液位控制器工作過程示意圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.26壓力式水位繼電器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學主令電器是一種手動操作的控制電器。1）控制按鈕（1）用途及分類圖6.27永磁感應繼電器示意圖1—常閉觸點；2—轉換接點；3—常開觸點；4—干簧管；5—橋板（封閉磁路板）；6—永久磁鐵建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.28控制按鈕的圖形及文字符號圖6.29復合控制按鈕結構示意圖1—按鈕帽；2—復位彈簧；3—動觸點；4—靜觸點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（2）結構2）行程開關（1）作用（2）分類行程（3）工作原理圖6.30直動式行程開關結構原理圖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學3）電子式接近開關及光電開關圖6.31滾輪式行程開關1—觸點推桿；2—滾輪；3，5—復位彈簧；4—凸輪；6—動斷靜觸點；7—觸點彈簧；8—動觸點；9—動合靜觸點建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）電子式接近開關（2）光電開關①用途②結構與工作原理③分類圖6.32接近開關的圖形及文字符號圖6.33光電開關的檢測形式建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）萬能轉換開關（1）分類（2）表示方法圖6.34萬能轉換開關的符號及觸點閉合表建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5）主令控制器6.2.5低壓斷路器1）用途和分類（1）用途（2）分類2）結構及工作原理（1）主觸點，執(zhí)行元件（2）脫扣器，感測元件3）圖形及文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.35低壓斷路器結構原理圖1—主觸點；2—鎖鍵；3—搭勾；4—轉軸；5—杠桿；6—分勵脫扣器；7，9，13—銜鐵；8，15—彈簧；10—欠電壓脫扣器；11—熱元件；12—雙金屬片；14—過電流脫扣器建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖6.36斷路器的圖形文字符號圖6.37斷路器的保護特性建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學4）主要參數及保護特性5）典型產品6）選擇6.2.6刀開關刀開關又稱閘刀開關，是低壓手動電器中結構最簡單的一種電器，主要用作電源隔離開關，也可用于非頻繁手動接通和分斷容量較小的低壓配電電路及直接啟動小容量電動機等。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）刀開關的圖形文字符號2）常用的刀開關（1）刀熔開關（2）熔斷器式刀開關6.2.7隔離開關圖6.38刀開關的圖形文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學主要用于隔離電源，并造成明顯斷點，以保證其他電氣設備能夠可靠檢修。6.2.8負荷開關圖6.39負荷開關的圖形及文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學電氣控制線路必須首先滿足生產工藝和拖動裝置的控制要求，由于生產機械和工作設備種類繁多，實際控制線路是多種多樣的。7.1電氣控制的基本規(guī)律7.1.1電氣圖形符號電氣圖是進行電氣技術交流、表達設計思想、實現電氣安裝的主要媒介,電氣7繼電-接觸器控制系統(tǒng)建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖形符號是電氣技術領域必不可少的工程語言，是繪制各類電氣圖的依據。1）圖形符號（1）一般符號（2）符號要素（3）限定符號2）文字符號(1)基本文字符號(2)輔助文字符號建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學(3)補充文字符號7.1.2電氣控制線路的繪圖原則1）基本概念①主電路：②控制電路：③電氣原理圖：④電氣安裝圖：2）繪圖原則①電氣原理圖中應示出電器控制系統(tǒng)中全部帶電元件。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②電路或元件應按功能布置，并盡可能按工作順序布置。③電器元件設備的可動部分應以非激勵狀態(tài)或不工作位置繪制。④電氣原理圖中的所有圖形及文字符號應采用現行國家標準繪制。⑤同類元件以相同文字符號加下標的形式區(qū)分，如KM1，KM2，KM3表示3個不同的接觸器。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學7.1.3組成電器控制線路的基本規(guī)律Ⅰ——聯(lián)鎖控制規(guī)律1）自鎖控制規(guī)律（1）控制電路圖7.1異步電動機直接啟動控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（２）線路的保護環(huán)節(jié)①短路保護②過載保護③欠壓及失壓保護（３）失壓保護的作用2)互鎖控制規(guī)律（１）互鎖問題的提出(2)電氣互鎖與機械互鎖①電氣互鎖建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②機械互鎖(3)電路工作原理分析①啟動運行（以正向工作過程為例）圖7.2異步電動機可逆運行控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②正轉停車，反向啟動③停車3）順序控制規(guī)律圖7.3兩臺電動機的單向運行控制電路（草圖）建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（１）線路分析①基本線路②順序啟動③順序停車（２）順序控制規(guī)律4）點動與長動聯(lián)鎖控制規(guī)律（１）線路分析（２）長動與點動的聯(lián)鎖控制規(guī)律點動時破壞自鎖，長動時維持自鎖。建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.4兩臺電動機的順序啟/?？刂齐娐方ㄖh(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.5長動與點動的聯(lián)鎖控制圖7.6三相異步電動機的多地控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5）多地控制7.1.4組成電器控制線路的基本規(guī)律Ⅱ——按控制過程變化參量進行控制為了滿足生產實際需要，不斷提高自動化程度及勞動生產率，除采用簡單的聯(lián)鎖控制以外，還應根據生產工藝過程的特點，利用控制過程中的變化參量作為控制信號，構成控制電路。7.2常用的典型控制環(huán)節(jié)7.2.1鼠籠式異步電動機的降壓啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學1）降壓啟動方法2）降壓啟動的共性、原理及方法（1）降壓啟動的共性（2）原理、手段及控制思路①原理。②手段。③電氣線路構成思路。3）Y-△降壓啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（１）控制思路（２）控制電路及工作原理分析（３）Y-△啟動方法的局限性（４）繪圖（５）繪制控制電路的要點（6）閉式切換電路4）自耦變壓器降壓啟動線路①啟動②停車建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.7鼠籠式異步電動機Y-△啟動控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.8閉式切換的Y-△啟動電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.9自耦變壓器降壓啟動線路控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學5）延邊三角形降壓啟動控制(1)延邊三角形接法與控制要求①定子繞組接法圖7.10延邊三角形接法電動機繞組及其連接方法建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②控制要求(2)控制電路及工作分析圖7.11定子繞組串軟啟動器控制線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學①啟動②停車6）異步電動機軟啟動控制(1)軟啟動器在線路中的接法如圖7.12～7.14所示。(2)軟啟動器的選擇7.2.2鼠籠式異步電動機的制動控制使電動機減速或停車的措施稱為制動。1）基本控制思路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.12軟啟動器在線路中的接法圖7.13延邊三角形降壓啟動控制電路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.14異步電動機串軟啟動器實際線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學2）能耗制動圖7.15采用時間原則控制的能耗制動線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.16采用速度原則控制的能耗制動線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學（1）采用時間原則控制時①啟動②停車（2）采用速度原則控制時①啟動②停車（3）按速度原則控制的可逆運行能耗制動控制線路①啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.17速度原則控制的可逆能耗制動線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學②停車3）反接制動（1）單向反接制動控制線路（2）可逆運行反接制動控制線路①啟動②停車7.2.3繞線式異步電動機的啟動控制1）轉子回路串電阻啟動2）轉子回路串頻敏變阻器啟動建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.18單向運行的反接制動控制線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.19可逆運行反接制動控制線路建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.20轉子串電阻的人為機械特性曲線①—轉子回路串電阻R1+R2+R3+R4；曲線②—轉子回路串電阻R1+R2+R3；曲線③—轉子回路串電阻R1+R2；曲線④—轉子回路串電阻R1；曲線⑤—自然機械特性曲線，r2—轉子固有電阻建筑環(huán)境與設備工程系列教材——建筑電工學圖7.21繞線式異步電動機轉子串電阻啟動線路建筑環(huán)境與設備