電器理論基礎教學作者許志紅第1章-緒論課件

第1章緒論福州大學許志紅蘇晶晶第1章緒論1.1電器的定義和分類1.2典型電器的結構原理1.3電器研究的主要理論范疇1.4電氣技術的發(fā)展與展望凡是根據外界指定信號和要求，自動或手動接通和斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或非電對象切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)用的電氣設備都屬電器的范疇。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、隔離器、隔離開關、熔斷器組合電器雙電源轉換開關電器熔斷器（1）

配

電

電

器

低壓配電線路過載、短路或欠電壓等保護；可作為不頻繁接通和分斷電路使用。

剩余電流斷路器兼具有漏電保護功能；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：

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

制

電

器

用作各類交流電動機起動、停止、正反轉控制。主要品種：

全電壓直接起動器、星-三角起動器、自耦減壓起動器、變阻式起動器、半導體起動器、軟起動器、智能型軟起動器等。起動器主要用于接通、分斷控制電路，以發(fā)出控制指令或用作程序控制。主要品種：中間繼電器、時間繼電器、萬能式轉換開關、位置開關（行程開關）、按鈕、主令控制器、接近開關等。

接近開關可作為檢測元件并輸出動作指令?？刂齐娐冯娖髦饕糜陔姎饪刂圃O備中轉換主電路或發(fā)電機勵磁回路的接法，以達到電動機起動、換向和調速的目的。主要品種：

凸輪控制器、平面控制器?？刂破髦饕米靼l(fā)電機調壓或電動機平滑起動、調速，或改變電路參數(shù)，變電能為熱能之用。主要品種：

勵磁變阻箱、起動變阻器、頻敏變阻器、鐵基合金電阻等。變阻器、電阻器

用于起重、操縱或牽引機械裝置。主要品種：

起重電磁鐵、牽引電磁鐵、制動電磁鐵等。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)導線和家用電器過載和短路保護、漏電及人身觸電保護。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)化開關熔斷器、熔斷體。終端配電系統(tǒng)過載和短路保護

終端用電系統(tǒng)配電、保護、控制，可不頻繁接通與分斷電路。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）按標準體系分類1）低壓開關設備與控制設備：

低壓斷路器，低壓開關、隔離器、隔離開關及熔斷器組合電器，機電式接觸器和電動機起動器，機電式控制電路電器，交流半導體電動機控制器和起動器，控制與保護開關電器，接近開關，轉換開關，設備用斷路器等（2）按動作方式分類機械動作電器：有觸點電器自動切換電器非自動切換電器非機械動作電器：無觸點電器（各種開關管、電力電子器件）混合式電器：有觸點與無觸點相結合組成的電器（3）按滅弧介質分類空氣式電器：滅弧介質為空氣真空電器：滅弧介質為真空3、高壓電器的分類開關電器：限制電器：變換電器:組合電器:用來關合和開斷電路高壓斷路器高壓隔離開關高壓熔斷器高壓負荷開關限制電路中電壓和電流接地開關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整體的電器1.2典型電器的結構原理系統(tǒng)的觀點（電網系統(tǒng)或自動化拖動系統(tǒng)）：電器（高低壓電器，成套電器等）→線路中的一個元件。控制角度：感測器官——接受信號，作出判斷，發(fā)出指令；執(zhí)行器官——輸出指令信號，實現(xiàn)控制目的。連動機構——聯(lián)系感測器官和執(zhí)行器官的部分。如：傳統(tǒng)有觸點自動電器中，感測部分大部分為電磁機構。如：傳統(tǒng)有觸點自動電器中，執(zhí)行部分大部分為觸頭機構。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的電器，廣泛應用于控制和通信領域。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）（接通或分斷電路）電壓、電流、時間、溫度等）1.2.3繼電器電磁式繼電器的基本結構及其工作原理1-磁軛，2-反力彈簧，3-反力調節(jié)螺釘，4-開距調節(jié)螺釘，5-動鐵心，6-軛鐵，7-靜鐵心，8-極靴，9-線圈，10-觸頭系統(tǒng)當勵磁線圈通電以后，磁路磁化產生電磁吸力，當電磁吸力大于彈簧反力以后，銜鐵運動，帶動觸頭運動，完成電路通斷任務，此繼電器具有一對常開觸頭和一對常閉觸頭。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)（恢復系數(shù)）動作值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)：繼電器觸點的控制功率PC（即觸點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)定負載條件下的最小動作功率P0。5）吸合時間繼電器從獲得輸入信號起到觸頭完成動作止的時間6）釋放時間繼電器從斷開輸入信號起到觸頭完成動作止的時間

電器的工作原理是多種多樣的。電器在運行中存在著電、磁、光、熱、機械、力等復雜的物理、化學過程。1.3電器研究的主要理論范疇電磁機構理論電接觸理論電弧理論發(fā)熱、電動力理論電器研究的理論范疇有下列幾個方面：低壓電器產品的發(fā)展1.4電器技術的發(fā)展與展望我國低壓電器的發(fā)展大致可分為以下三個階段：1、六十～七十年代初——在模仿基礎上設計開發(fā)的第一代統(tǒng)一設計產品。以CJ10、DW10、DZ10、JR1B為代表，約29個系列產品。目前市場占有率大約在20%～30%左右。特點：產品結構尺寸大，材料消耗多、性能指標不理想、品種規(guī)格不夠齊全。相當于國外50年代產品水平。2、七十年代末～八十年代——更新?lián)Q代和引進國外先進技術制造的第二代產品。以CJ20、DW15、DZ2為代表，共56個系列。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品。特點：引進國外技術制造的產品以ME、AE、3WE、AH、B、3TB、LC1-D等為代表，共34個系列。技術指標明顯提高，保護特性較完善，體積縮小，結構上適應成套裝置要求?？傮w技術性能相當于國外70年代末～80年代初水平。1.4.1電器技術的發(fā)展3、九十年代至今——跟蹤國外新技術新產品自行開發(fā)研制了第三代的新產品。以DW40、DW45、DZ40、S、CJ40等為代表的十多個系列產品，與國外公司合資生產的產品如M、F、3TF約30個系列產品。目前市場占有率大約在5%～10%左右。特點：產品性能優(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，總體技術性能達到或接近國外80年代末90年代初水平。1.4.1電器技術的發(fā)展1、電器的智能化控制技術20世紀90年代以后，低壓配電系統(tǒng)和電動機控制中心已形成智能監(jiān)控、保護與信息網絡系統(tǒng)，由以下部分構成：智能化開關設備，監(jiān)控器，中央計算機和可編程序控制器（PLC），網絡元件。智能化的斷路器、智能化的電動機保護器、智能化的接觸器是低壓開關柜和電動機控制中心實現(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