電工基礎(chǔ)精要概念與實物圖解

1、電工基礎(chǔ)知識精要概念序言作者：永遠年輕，qq1071810045第一篇 電源各行各業(yè)的從業(yè)者，首先要注重安全第一，安全內(nèi)容在此就不講了。第一節(jié) 電源 就是電能的源頭，如利用水、火、風、太陽能、生物能的發(fā)電機，發(fā)電機是把其他能源轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，再經(jīng)升壓變電站升壓，然后輸送到用戶中端降壓，最后進入用戶驅(qū)動負載。第二節(jié) 電源分交流和直流 交流電源是以每秒50hz正負波連續(xù)震蕩的交替變換電流輸出的電源。直流電源是直流發(fā)電機發(fā)出的電能，或者是交流電經(jīng)過整流設(shè)備濾掉交流負弦波，只輸出接近平穩(wěn)的正弦波電流的電源。第三節(jié) 一、我國低壓電源電壓的等級 660v， 380v， 220v ，110v, 36v ，

2、12v 。這個電壓值是電壓表測量的有效值的平均值。二、 電源有三相和單相之分，三相電源即a、b、c三相輸出；三相電源的每兩相之間電壓是660v、380、220v。三、 單相電源一般是指380v三相四線電源的a b、 a c、 bc的兩相輸出電源，稱之為單相380v;或者a、 b 、c各相分別與n相（零線）兩兩輸出的電源, 稱之為單相220v。圖表 1三相四線星形原理圖和三相三線角接原理圖電源相線a、b、c對應(yīng)顏色黃、綠、紅，中性線n為藍色，保護線pe為雙色線（綠加黃），ab、ac、bc之間的電壓為線電壓，a、b、c與中性點n之間電壓為相電壓。四、 電源的三種功率之間的換算關(guān)系：視在功率s=1.

3、732ui 單位: kva有功功率p=1.732uicos 單位kw無功功率q=1.732uisin 單位kvar功率因數(shù)cos=p/s sin=q/s 視在功率s ²=有功功率p²+無功功率q ²電壓與電流之間的相位差的余弦叫做功率因數(shù)五、純電阻電路的功率、電壓、電流、電阻之間的關(guān)系：p=ui u=ir 三相變壓器高低壓側(cè)電流計算公式三相變壓器高低壓側(cè)電流計算公式;i=s/u/1.732. i高=1600000/10000/1.732=92.4a. i低=1600000/400/1.732=2309a（is/u*1.7321600000/10

4、000*1.73292.4 ， is/u*1.7321600000/380*1.7322431）電動機額定電流的計算公式i=p/(1.732*u*cos)或者三相電動機的功率一千瓦約為2安培電流，用其功率乘以2為其近似額定電流；單相電動機的功率一千瓦約4.5安培電流。現(xiàn)在的電動機實際輸出功率因數(shù)約為0.86,即cos=0.86，上式為i=p/(1.732*u*0.86)=p/1.49u。n相是電源的中性點，在不同的供電系統(tǒng)中有不同的接法，有與大地連接的即tn-c、tn-s、tn-c-s、tt，也有不接地的it。我國的五種供電方式：tn-s供電系統(tǒng)接線示意圖：(1)tn-s 系統(tǒng)又稱三

5、相五線系統(tǒng)，即三條相線a、b、c，一條中線n 和一條保護接地線pe。僅保護線pe 的一點接地，用電設(shè)備的外露可導電部分(如機架、機殼、機座等)接到pe 線上，如上圖所示，這種連接的好處是正常工作時在pe 線上沒有電流，因此設(shè)備的外露可導電部分也不呈現(xiàn)對地的電壓。出現(xiàn)事故時也容易切斷電源，因此比較安全。但費用較高，多用于環(huán)境條件比較差的場所。此外，由于pe 線上不呈現(xiàn)電流，因此有較強的電磁適應(yīng)性，適宜于數(shù)據(jù)處理和精密監(jiān)測裝置的供電。（2）tn-c系統(tǒng) tn-c 系統(tǒng)又稱三相四線制系統(tǒng)，與tn-s 系統(tǒng)的區(qū)別在于它是將n 線與pe 線合并成了一根pen 線，如上圖所示。當三相負載不平衡或僅有一相帶

6、電的用電設(shè)備時，pen 上有電流。在一般情況下，如果選用適當?shù)拈_關(guān)保護裝置和足夠的導線截面積也能達到安全的要求，目前國內(nèi)采用這種方式的不少（工業(yè)用電多采用此方式供電）。（3）tn-c-s系統(tǒng)(3)tn-c-s 系統(tǒng)也稱四線半系統(tǒng)，即在tn-c系統(tǒng)的末端將pen線分為pe和n，如上圖所示。但分開后再也不允許合并。這種系統(tǒng)兼有tn-c 系統(tǒng)的價格便宜和tn-s系統(tǒng)的比較安全的特點，而且電磁適應(yīng)性也比較強，常用于線路末端環(huán)境較差的場合或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的系統(tǒng)中。（4）tt系統(tǒng)tt 系統(tǒng)是三相四線制中線n 直接接地的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的應(yīng)用較廣。用電設(shè)備的外露可導電部分采用各自的pe 線接地，如上圖所示。

7、由于設(shè)備各自的pe線互不相關(guān)，因此電磁適應(yīng)性比較好。但是故障電流取決于電力系統(tǒng)的接地電阻和pe 線的接地電阻，其值往往很小，不足以使數(shù)千瓦用電設(shè)備的保護裝置和電源斷開。為了保護人身的安全，必須采用殘余電流開關(guān)作為線路及用電設(shè)備的保護裝置，否則就只適用于給小負荷供電。（5）it系統(tǒng)it 系統(tǒng)供電系統(tǒng)無接地線或相線需經(jīng)過高阻抗接地，用電設(shè)備的外露可導電部分經(jīng)過各自的pe 線接地，如上圖所示。當任何一相故障接地時，大地即作為相線工作，所以仍能繼續(xù)運行。如果另一相又接地，則會因形成相間短路而造成危險，故必須設(shè)置單相接地的監(jiān)測裝置，以便及時發(fā)出警報。這種系統(tǒng)甚為可靠，而且停電的機會很少，多用于煤礦和工廠

8、等希望盡量減少停電的地方。同時由于各設(shè)備的pe 線是分開的，故彼此之間沒有干擾，電磁適應(yīng)性比較強。直流電源 直流電源即是把交流電經(jīng)過二極管的特性第二篇 電動機控制一、 電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的電源終端負載，它的原理就是定子繞組得電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，從而推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子軸端產(chǎn)生扭矩輸出，帶動其他機械做功。二、此圖為三相電動機啟動、自保、停止的基本電路原理圖。此圖為三相電動機啟動、自保、停止的基本電路實物圖。此電路最頻繁出現(xiàn)的故障是熱過載繼電器損壞，接觸器線圈損壞，輔助觸點接觸不良，按鈕損壞，接觸器主觸點燒灼粘連。電動機正反轉(zhuǎn)運行的基本電路原理圖：正反轉(zhuǎn)的電動機互鎖控制線路接在對方接觸器的輔助

9、常閉觸點上電動機正反轉(zhuǎn)運行的基本電路實物圖：正反轉(zhuǎn)的電動機互鎖控制線路必須接在對方的輔助常閉觸點上，否則會出現(xiàn)短路故障三相電動機接線盒內(nèi)接線端子圖：液位繼電器控制水泵自動運行（手動/自動）轉(zhuǎn)換二、 電動機 分三相和單相電動機，又有同步和異步電動機，直流和交流電動機，三相電動機又分鼠籠式和繞線式；1） 鼠籠式異步電動機就是轉(zhuǎn)子是由裸導電金屬條把硅鋼片的楔形槽鉚接在一起，各個金屬條互相連通，外形就好像是松鼠籠子，硅鋼片固定在一根軸上，軸則通過滾動軸承安裝在電動機外殼上；而定子是由硅鋼片和帶絕緣銅或者鋁漆包線組成。2） 繞線式電動機定子與鼠籠式定子一樣，而轉(zhuǎn)子是有帶有絕緣銅漆包線繞制成的可以產(chǎn)生勵磁

10、的繞組，各繞組的抽頭經(jīng)過固定在轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)與控制器相連接，從而可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)速度，以后繞線式電動機可能會淘汰。因為有現(xiàn)代電子調(diào)速驅(qū)動控制器（即變頻器）的應(yīng)用，鼠籠式電動機也可以隨意改變旋轉(zhuǎn)速度了！3） 現(xiàn)在還有旋轉(zhuǎn)速度、角度控制非常精準的伺服電動機和步進電動機、直線電動機等等。三、 電動機驅(qū)動主回路和控制回路的常用低壓電氣元件：1） 空氣斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、中間繼電器、plc（可編程控制器）、變頻器、伺服驅(qū)動器、軟啟動器、控制變壓器、時間繼電器、計數(shù)器、啟動按鈕、停止按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、電壓表、電流表、互感器、編碼器、速度繼電器、超重報警器、蜂鳴器、接近開關(guān)、行程開關(guān)

11、、防撞傳感器、整流器（整流開關(guān)電源）等。2） 根據(jù)電動機銘牌上的標定功率，選擇控制它的電氣元件，元件的額定功率一定要和電動機的額定功率相匹配，比如熔斷器、熱過載繼電器都要與電動機功率基本相等；斷路器、接觸器、變頻器、軟啟動器等要等于或者略大于電動機功率為好。3） 空氣斷路器是電路里用來接通和斷開電源的開關(guān)元件，基本是手動控制。其開閉頻率不能太高，不能直接啟動電動機，小功率電動機的不頻繁啟?？梢允褂?。斷路器分4p、3p、2p、1p，4p就是abc三相火線加n相零線，3p就是只有三相火線接點；另外還有漏電保護斷路器之分。4） 熔斷器是保護電路的元件，一旦電路中有短路發(fā)生，它會迅速動作，（但需要選型

12、規(guī)格合適）切斷短路線路。5） 接觸器是電動機啟動/停止的控制元件，在它額定電流內(nèi)，可以頻繁啟停電動機（但有頻率限制，即不能小于它的觸點斷弧時間約0.3秒）。6） 熱過載繼電器是電動機運行主回路的感應(yīng)元件，它能夠防止過流、短路、缺相、堵轉(zhuǎn)，如果發(fā)生上述故障，熱繼電器的內(nèi)部感應(yīng)元件就會觸發(fā)自身的觸點動作，切斷電動機的控制回路從而保護電動機。獨立安裝型組合安裝型熱繼電器實物圖與電路圖符號（此繼電器是與接觸器組合安裝使用）電子熱繼電器電子式熱繼電器與控制設(shè)備的主回路不直接連接，而是通過互感器檢測設(shè)備的過載、缺相、堵轉(zhuǎn)等運行情況，動作精度高。7） plc是可編程序的邏輯控制器，取代過去的傳統(tǒng)繼電器，實現(xiàn)

13、集成自動控制電路的主控元件。現(xiàn)在市場上的主流品牌有想西門子、歐姆龍、三菱、松下、臺達、ab、施耐德等等。8） 變頻器是現(xiàn)代交流電動機調(diào)速的主打驅(qū)動控制器，功能強大，控制簡單?？梢詫崿F(xiàn)變速運行，而不降低輸出功率。9） 控制變壓器就是把一次電源降低到相對安全的電壓后 ，用來控制特殊場合的電動機控制回路和用電負載，以降低控制回路觸電的危險。10） 時間繼電器有延時接通型、斷電延時型、接通/斷開雙向型、其觸點有延時閉合、延時斷開、和瞬時閉合、瞬時斷開。一、延時接通型就是繼電器線圈得電開始計時，到達預(yù)設(shè)時間值，它的延時觸點立即動作； 二、斷電延時型就是自身線圈斷電后開始計時，到達預(yù)設(shè)時間值，它的延時觸點

14、立即動作；三， 接通/斷開型線圈得電開始工作，就是循環(huán)時間繼電器，它有兩個時間設(shè)定段，分別是定時接通、定時斷開，往復(fù)循環(huán)工作，直至線圈斷電為止。jihaooooooo延時接通往復(fù)循環(huán)直至預(yù)設(shè)計數(shù)值停止運行11） 計數(shù)器分增計數(shù)器、減計數(shù)器和增減雙向計數(shù)器，有斷電清零和斷電保持型；計數(shù)器的工作原理是：計數(shù)器得電，其輸入端子（u）得到脈沖信號，即開始計數(shù)，每輸入一個脈沖為一個數(shù)，直至預(yù)設(shè)值其自身觸點動作，即常開觸點閉合、常閉觸點打開，當其復(fù)位端子得到信號，則計數(shù)器復(fù)位，即計數(shù)清零。增計數(shù)器就是輸入端子得到一個脈沖，計數(shù)器就從零開始加一個數(shù)，直到預(yù)設(shè)值。減計數(shù)器就是輸入端子每得到一個脈沖，計數(shù)器就從

15、預(yù)設(shè)值開始遞減一個數(shù)。增減雙向計數(shù)器就是具有雙向功能。延時接通往復(fù)循環(huán)直至預(yù)設(shè)計數(shù)值停止運行（手動/自動）轉(zhuǎn)換13）編碼器也叫脈沖發(fā)生器，其原理是它先得到一個直流電流，在它內(nèi)部產(chǎn)生一個電子束打到接收盤上，其接收盤上有圓周刻度，（凹陷）然后隨著他的轉(zhuǎn)子被主動電動機帶動旋轉(zhuǎn)，就返回一個有規(guī)律的脈沖電流，反饋給驅(qū)動器（如plc、變頻器等）。驅(qū)動器經(jīng)過內(nèi)部計算、比較后得到電動機的當前狀態(tài)，而后再發(fā)出控制電動機的指令，安裝編碼器控制的電動機一般屬于矢量閉環(huán)控制。這種控制一般應(yīng)用于電動機旋轉(zhuǎn)位置（方向）要求相對較高的設(shè)備上（起重機等）。電路圖名詞解釋在電路圖中各種電氣設(shè)備都是處于未接通電源和未受外力作用的

16、狀態(tài)。一、 電壓：在電場中單位正電荷在電場力的作用下從a移動到b點，電場力所做的功，稱為a、b兩點之間的電壓，也可稱為兩點間的電位差u。單位：伏特v、毫伏mv、微伏uv、千伏kv。二、 電流：是指電荷的定向移動，電場力的作用下，處于電場內(nèi)的電荷發(fā)生了定向移動，形成了電流，電流的大小稱為電流強度，簡稱電流，符號 i；也可以說單位時間內(nèi)通過導線某一截面的電荷量，叫做電流。每秒通過1庫倫的電量稱為1安培（a）。電流單位：安培a、毫安ma、微安ua。三、 電阻：當電流通過導體時會受到阻力，因為自由電子在導體內(nèi)運動時會與導體的原子相互碰撞，從而阻礙自由電子的運動，導體對電流的這種阻力就叫電阻r。電阻的單位：歐姆、千歐k、兆歐m。四、 常開觸點（動合觸點）：就是電氣設(shè)備在未動作前處于斷開0狀態(tài)觸點，也叫瞬動動合觸點。五、 常閉觸點（動斷觸點）：就是電氣設(shè)備在未動作前處于閉合1狀態(tài)觸點，也叫瞬動動斷觸點。 六、時間繼電器延時觸