初級電工電子基礎(chǔ)知識部分

初級電工電子基礎(chǔ)知識部分歡迎學(xué)習(xí)初級電工電子基礎(chǔ)知識部分半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，常見的半導(dǎo)體有錯(Ge)、硅(Si)等，它們既不像導(dǎo)體那樣容易導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣難于導(dǎo)電。由于半導(dǎo)體對溫度和光照反應(yīng)靈敏以及摻入雜質(zhì)會大大增強(qiáng)導(dǎo)電能力等獨(dú)特的性質(zhì)，用半導(dǎo)體制作的元器件用途及其廣泛。電工作為一類電氣技術(shù)人員，必須掌握電子技術(shù)的基本知識以增強(qiáng)對各類電路的理解。本章簡要介紹晶體二極管及其整流電流，三極管及電力半導(dǎo)體等基本常識。內(nèi)容并不多，希望大家可以仔細(xì)深入的理解。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成文章目錄半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理，,P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成半導(dǎo)體是由硅、錯等物質(zhì)組成的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，向半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)或改變光照、溫度等可改變其導(dǎo)電能力。半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理不含雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。半導(dǎo)體硅和錯的最外層電子有四個，故而稱它為四價元素，每一個外層電子稱為價電子。為了處于穩(wěn)定狀態(tài)，單晶硅和單晶錯中的每個原子的四個價電子都要和相鄰原子的價電子配對，形成所謂的共價鍵，如右圖所示。但是共價鍵中的電子并不像絕緣體中的電子結(jié)合的那樣緊，由于能量激發(fā)（如光照、溫度變化），一些電子就能掙脫原有的束縛而成為自由電子。與此同時，某處共價鍵中失去一個電子，相應(yīng)地就留下一個空位，稱為空穴。自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的。如果在本征半導(dǎo)體兩端加以電壓，則會有兩種數(shù)量相等的運(yùn)載電荷的粒子（稱作載流子）產(chǎn)生電流。一種是由自由電子向正極移動，形成的電子電流;另一種是空穴向負(fù)極移動形成的空穴電流，如右圖所示?？昭娏鞯男纬珊孟耠娪皥鲋?，前排座位空著，由后排人逐個往前填補(bǔ)人，人向前運(yùn)動，空位向后運(yùn)動一樣。因此，在半導(dǎo)體中同時存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，但由于這兩種載流子數(shù)量很少，所以本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力遠(yuǎn)不如金屬中的自由電子。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成如果在本征半導(dǎo)體中摻入少量的雜質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將會大大的改善。在純凈的半導(dǎo)體硅（Si）中摻入少量的五價磷（P）或三價硼（B）元素，就構(gòu)成了電子型半導(dǎo)體（簡稱N型半導(dǎo)體）和空穴型半導(dǎo)體（簡稱P型半導(dǎo)體）。在純凈半導(dǎo)體中摻入原子外層有三個電子的硼元素。硼原子與相鄰硅原子形成共價鍵時，因缺少一個電子耳多一個空穴。如右圖所示每摻入一個硼原子就有一個空穴，這種半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中，空穴占多數(shù)，自由電子占少數(shù)，空穴是多數(shù)載流子。同理在純凈的半導(dǎo)體硅中摻入原子外層有五個電子的磷元素，就形成了N型半導(dǎo)體。PN結(jié)的形成及PN結(jié)工作原理（單向?qū)щ姡┲v解文章目錄,PN結(jié)的形成,PN結(jié)的工作原理學(xué)習(xí)本文前您可能需要閱讀上一節(jié)課《P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成》的部分內(nèi)容，這將有助于您對本文的理解。PN結(jié)的形成如果把一塊本征半導(dǎo)體的兩邊摻入不同的元素，使一邊為P型，另一邊為N型，則在兩部分的接觸面就會形成一個特殊的薄層，稱為PN結(jié)。PN結(jié)是構(gòu)成二極管、三極管及可控硅等許多半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。如右圖所示是一塊兩邊摻入不同元素的半導(dǎo)體。由于P型區(qū)和N型區(qū)兩邊的載流子性質(zhì)及濃度均不相同，P型區(qū)的

空穴濃度大，而N型區(qū)的電子濃度大，于是在交界面處產(chǎn)生了擴(kuò)散運(yùn)動。P型區(qū)的空穴向N型區(qū)擴(kuò)散，因失去空穴而帶負(fù)電;而N型區(qū)的電子向P型區(qū)擴(kuò)散，因失去電子而帶正電，這樣在P區(qū)和N區(qū)的交界處形成了一個電場（稱為內(nèi)電場）。c?erer打<70(7C7OCTC7C7gempc?erer打PN結(jié)內(nèi)電場的方向由N區(qū)指向P區(qū)，如右圖所示。在內(nèi)電場的作用下，電子將從P區(qū)向N區(qū)作漂移運(yùn)動，空穴則從N區(qū)向P區(qū)作漂移運(yùn)動。經(jīng)過一段時間后，擴(kuò)散運(yùn)動與漂移運(yùn)動達(dá)到一種相對平衡狀態(tài)，在交界處形成了一定厚度的空間電荷區(qū)叫做PN結(jié)，也叫阻擋層，勢壘。PN結(jié)的工作原理相噸埼niA— 如果將PN結(jié)加正向電壓，即P區(qū)接正極，N區(qū)接負(fù)極，如右圖所示。由于外加電壓的電場方向和PN結(jié)內(nèi)電場方向相反。在外電場的作用下，內(nèi)電場將會被削弱，使得阻擋層變窄，擴(kuò)散運(yùn)動因此增強(qiáng)。這樣多數(shù)載流子將在外電場力的驅(qū)動下源源不斷地通過PN結(jié)，形成較大的擴(kuò)散電流，稱為正向電流。由此可見PN結(jié)正向?qū)щ姇r，其電阻是很小的。如果PN結(jié)加反向電壓，如右圖所示，此時，由于外加電場的方向與內(nèi)電場一致，增強(qiáng)了內(nèi)電場，多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動減弱，沒有正向電流通過PN結(jié)，只有少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動形成了反向電流。由于少數(shù)載流子為數(shù)很少，故反向電流是很微弱的。因此，PN結(jié)在反向電壓下，其電阻是很大的。由以上分析可以得知：PN結(jié)通過正向電壓時可以導(dǎo)電，常稱為導(dǎo)通;而加反向電壓時不導(dǎo)電，常稱為截止。這說明:PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。晶體二極管符號、結(jié)構(gòu)與類型（點(diǎn)接觸/面接觸/平面型）、正負(fù)極劃分晶體二極管常被人們簡稱為二極管，它由一個PN結(jié)、兩條電極引線和管殼構(gòu)成。由P區(qū)引出的電極為正極，N區(qū)引出的電極為負(fù)極（如果在二極管實(shí)物外殼的兩端中的一端看見有一條橫條，則這一端為負(fù)極）。如下圖所示為二極管的電路圖形符號，其文字符號為“V”，箭頭所指方向?yàn)檎娏魍ㄟ^的方向。二極管按內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，可分為點(diǎn)接觸（b）和面接觸型以及平面型三種類型。

屮Wwt?)U丄插觸叩,做計二軌化砰丿屮Wwt?)U丄插觸叩,做計二軌化砰丿時尚椎駐啞眼計點(diǎn)接觸型二極管的特點(diǎn)是PN結(jié)面積小，不能通過大電流。但由于其接觸面積小，結(jié)電容小，高頻性能好，故而常用在檢波或脈沖電路中;而面接觸型二極管的特點(diǎn)是PN結(jié)面積達(dá)，可以通過較大的電流，適合用于大功率的整流電路中。平面型二極管如果結(jié)面積較大，則結(jié)電容也會大點(diǎn)，會應(yīng)用在大功率整流中，如果面積較小則適合脈沖數(shù)字電路等應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)圖解二極管伏安特性曲線和主要參數(shù)文章目錄,二極管伏安特性曲線,二極管主要參數(shù)晶體二極管主要是由一個PN結(jié)構(gòu)成，因此它應(yīng)該與PN結(jié)具有相同的特性，即具有單向?qū)щ娦?。下面介紹加在二極管兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系。即二極管的伏安特性及二極管主要參數(shù)。二極管伏安特性曲線如下圖所示為測試二極管伏安特性的原理電路，改變可變電阻的大小，就可以測出不同數(shù)值的端電壓下流過二極管的電流，從而得到下右圖所示的二極管伏安特

性曲線。其中曲線右上方是正向特性，是由下圖a所示電路測得，左下方是方向特性，是由下圖b所示電路測得。如下圖所示的兩條曲線，是較為典型的錯和硅二極管的伏安特性曲線，曲線可分三部分來說明。正向特性:當(dāng)外加正向電壓較小時，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)出較大的電阻（圖中0A段和0A'段）；正向電壓超過某一數(shù)值（UD稱為其實(shí)電壓或死區(qū)電壓，硅管為0.6到0.8伏，錯管委0.2伏），電流隨著電壓增加得很快（圖中的AB段和A'B'段）。但增加的電流不能超過二極管允許電流，否則二極管會被燒壞。反向特性:加上方向電壓時，只有很小的反向電流，并且它基本上不隨電壓變化，如曲線上Cd段和C'd'段，這種電流稱為反向飽和電流。反向飽和電流隨著溫度升高而增長很快。反向擊穿電壓:當(dāng)反向電壓超過某一數(shù)值的時候，反向電流突然猛增，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，如曲線e和e'以下的部分。對應(yīng)于e點(diǎn)的電壓稱為擊穿電壓。二極管主要參數(shù)最大整流電路I:它是二極管長期使用時允許通過二極管的最大正向平均電流M值。最高反向工作電壓:最高反向工作電壓為反向擊穿電壓的1/2倍（二分之一），而有些小容量二極管，其最高反向工作電壓為擊穿電壓的2/3（二分之三）左右。反向電流:在給定的反向電壓下，通過二極管的反向電流值。它是表征二極管單向?qū)щ娦阅艿囊粋€重要指標(biāo)。反向電流小，單向?qū)щ娦阅茉胶?。二極管正負(fù)極及好壞判斷（通過外觀及萬用表測量）文章目錄,測量正負(fù)極,好壞判斷借助萬用表測量電阻的辦法或通斷測試檔位，可以很方便的找出二極管正負(fù)極的極性以及粗略的測量出二極管的好壞。二極管正負(fù)極大家都知道，一般二極管上都是有直接表示正負(fù)極的，當(dāng)看到管殼上有白色線圈的那一段，便是負(fù)極?；蛘呔€腳較短的一邊為負(fù)極。但如果沒有這些特征怎么辦,萬用表是電工手上都有的工具，使用萬用表的歐姆檔（測電阻）去測二極管的正負(fù)極電阻時，由于萬用表內(nèi)接有電池，要注意到萬用表殼上標(biāo)有“-”的接線端的黑表筆相連;表殼上標(biāo)有“+”的接線端的紅表筆相接。電流是由紅表筆流出，而從黑表筆流回。另外應(yīng)選用Rx1000的歐姆檔來測量，因?yàn)镽x1檔電流太大，Rx10K檔電壓太高，都容易損壞二極管，所以不宜選用。萬用表劉fit二扱奮正負(fù)成.判晰好壞具體測試方法如右圖所示，將萬用表的兩個表筆分別接在二極管的兩個管腳。二極管的正向電阻很小，一般為幾十歐到幾百歐，而反向電阻很大，一般為幾十千歐到幾百千歐之間。如果在圖中的兩次測試，右側(cè)測試顯示電阻較小，左側(cè)測試顯示較大電阻，即可斷定右側(cè)紅表筆所接的管腳為二極管的正極，另一個管腳即為負(fù)極。有些現(xiàn)代數(shù)字萬用表上面可能有二極管好壞判斷的檔位（通斷檔），將萬用表定在這個檔位進(jìn)行測量若有讀數(shù)，則紅表筆一段為正極，若沒有讀數(shù)或顯示"1”，則黑表筆為正極。二極管好壞判斷依然是上面的使用萬用表電阻檔的測量方法來判斷。如果測出的正、反向電阻相差很大，測說明二極管的單向?qū)щ娦阅芰己?如果測量的兩次電阻值都很小或者都很大，則說明二極管已經(jīng)失去了單向?qū)щ娦?，及時存在質(zhì)量問題的壞二極管。晶體三極管型號及結(jié)構(gòu)晶體三極管常簡稱為三極管或晶體管。三極管是由兩個PN結(jié)（PN結(jié)的形成及PN結(jié)工作原理（單向?qū)щ姡┲v解）構(gòu)成的一種半導(dǎo)體器件。其構(gòu)成有兩種型號:一種是PNP型三極管，如下圖（a）是卩村卩型三極管的結(jié)構(gòu)圖，（b）是它的圖形符號，另一種是NPN型三極管，圖（c）是它的結(jié)構(gòu)圖，（d）是它的圖形符號。

L<?■）nr"） 〔B收三眠言丑卵関SB再而瑁三極管b、c、e三個電極中:b極成為基極，c極稱為集電極，e極成為發(fā)射極。為了使三極管具有放大作用，在制造時，常使基區(qū)厚度極薄，（幾微米到十幾微米）發(fā)射區(qū)較小，而且其摻入雜質(zhì)的濃度比基區(qū)和集電區(qū)的雜質(zhì)濃度大很多，便于電子擴(kuò)散出來。另外，當(dāng)三極管介入電路中時，一般將“c-b”結(jié)（發(fā)射結(jié)）結(jié)成正向工作狀態(tài)（又稱“正向偏置”或簡稱“正偏”）；而將“c-b”結(jié)（集電結(jié)）結(jié)成反向工作狀態(tài)（又稱“反向偏置”或“反偏”）。三極管工作原理及作用：電流放大與分配關(guān)系講解在上節(jié)課中我們了解了三極管的結(jié)構(gòu)是由兩個PN結(jié)構(gòu)呈的半導(dǎo)體器件。本節(jié)就帶大家了解三極管的電流分配關(guān)系原理和電流放大作用。Ec共發(fā)射極接法的三極管電路將PNP型晶體三極管接成如下圖所示的電路。此電路有兩個回路:途中回路1為基極回路;圖中回路2為集電極回路。因?yàn)閮蓚€回路中都含有發(fā)射極，故稱此電路為共發(fā)射極接法的電路。改變電路中集電極R的數(shù)值而使基極電流I發(fā)生變化，便可相應(yīng)的測出集電極bb電流I及發(fā)射極電流I的大小。下表為從三個電流表中讀出的8組I、I、Icebce的數(shù)值。aG.d_I23453.495.B?-Q.aD7QD-04D.QeGMa.x0危3從表中八組數(shù)值中，我們發(fā)現(xiàn):1=1+1。ecb即發(fā)射極電流等于集電極上的電流與基極電流之和，這就是三極管中的三個電極上的電流分配關(guān)系。從表中還可以看到，當(dāng)基極電流I從0.02mA變化到0.04mA時（變化量bI=0.04-0.02=0.02mA）,集電極電流也相應(yīng)的從0.98mA變化到1.96mA,（變b化量?I=1.96-0.98=0.98mA），這說明基極電流I的微小變化，能引起集電極cb電流I的較大變化，即三極管基極電流對集電極電流有放大作用。通常將集電c極電流的變化量?I與基極電流的變化量?I之比，稱為共射極電流放大系數(shù)，cb或稱為電流放大倍數(shù)，用符號B或h表示°（h稱為共發(fā)射極靜態(tài)電流放大倍FEFE數(shù)，不同型號的三極管h可從手冊中查出。）FE從上表中可算出該三極管的電流放大倍數(shù)B為：B=?I/?I=0.98/0.02=49cb電流放大倍數(shù)是晶體三極管的主要參數(shù)，三極管的B值一般在10,200之間，有些三極管用頂部顏色點(diǎn)來表示B的分檔值:黃色：電流放大倍數(shù)為25,50;綠色:50,65，紫色:65,85;白色:85,110;棕色:110,140;黑色:140,180三極管輸入輸出特性曲線講解文章目錄，輸入特性曲線

,輸出特性曲線三極管特性曲線是反映三極管各電極電壓和電流之間相互關(guān)系的曲線，是用來描述晶體三極管工作特性曲線，常用的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線。這里以下圖所示的共發(fā)射極電路來分析三極管的特性曲線。三極管海曲線的測星電路圖輸入特性曲線該曲線表示當(dāng)e極與c極之間的電壓Uec保持不變時，輸入電流（即基極電流lb）和輸入電壓（即基極與發(fā)射極間電壓Ueb）之間的關(guān)系曲線，如右圖所示： 旳5eoo三極管輸入特性曲線從曲線中可看到，當(dāng)Uec=0時，晶體三極管的輸入特性曲線與二極管的正向伏安特性相同，這是因?yàn)榇藭r發(fā)射結(jié)和極電結(jié)都正向偏置，三極管相當(dāng)于兩個PN結(jié)的同向并列。當(dāng)Uec不等于0時，在同一Ueb下，lb隨Uec值增加而減小，這到集電極是因?yàn)橛辛薝ec作用之后，原來的發(fā)射極流入基極的電流有一部分留去了。當(dāng)Uec增加到1伏以后再繼續(xù)增加，因發(fā)射極電流絕大部分已經(jīng)流進(jìn)集電極，lb就不再減小了，所以圖中的?和？曲線基本上重合，通常Uec）1伏時只用一根線來表示。從圖中可以看出，三極管在正常工作時，Ueb是很小的，僅有零點(diǎn)幾伏。如果Ueb太大了會使lb劇烈增加而損壞三極管，一般情況下，硅管發(fā)射結(jié)電壓Ube在0.7伏左右，錯管發(fā)射結(jié)電壓Ueb在0.3伏左右。該曲線表示基極電流Ib一定時，三極管輸出電壓Uec與輸出電流Ic之間的關(guān)系曲線，如下右圖所示。圖中的每條曲線表示，當(dāng)固定一個lb值時，調(diào)節(jié)Rc所測得的不同Uec下的Ic值。根據(jù)輸出特性曲線，三極管的工作狀態(tài)分為三個區(qū)域。截止區(qū):它包括Ib=0及Ib〈0（即Ib與原方向相反）的一組工作曲線。當(dāng)Ib=0，Ic=Iceo（稱為穿透電流），在常溫下此值很小。在此區(qū)域中，三極管的兩個PN結(jié)均為反向偏置，即使Uec電壓較高，管子中的電流Ic卻很小，此時的管子相當(dāng)于一個開關(guān)的開路狀態(tài)。飽和區(qū):該區(qū)域中的電壓Uec的數(shù)值很小，Ube〉Uec集電極電流Ic隨Uec的增加而很快的增大。此時三極管的兩個PN結(jié)均處于正向偏置，集電結(jié)失去了收集某區(qū)電子的能力，IC不再受Ib控制。Uec對Ic控制作用很大，管子相當(dāng)于一個開關(guān)的接通狀態(tài)。放大區(qū):此區(qū)域中三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，而集電極反向偏置。當(dāng)Uec超過某一電壓后曲線基本上是平直的，這是因?yàn)楫?dāng)集電結(jié)電壓增大后，原來流入基極的電流絕大部分被集電極拉走，所以Uec再繼續(xù)增大時，電流Ic變化很小，另外，當(dāng)Ib變化時，Ic即按比例的變化，也就是說，Ic受Ib的控制，并且Ic變化比Ib的變化大很多，？Ic和？Ib成正比，兩者之間具有線性關(guān)系，因此此區(qū)域又稱為線性區(qū)。在放大電路中，必須使用三極管工作在放大區(qū)。由三極管的三種狀態(tài)產(chǎn)生了三極管的兩個應(yīng)用場合:放大電路和開關(guān)電路。三極管主要參數(shù)（直流、交流、極限）文章目錄,直流參數(shù),交流參數(shù),極限參數(shù)三極管的主要參數(shù)分為三種，即直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)，下面分別介紹：直流參數(shù),共發(fā)射極直流放大倍數(shù)B=Ic/Ib,集電極一基極反向截止電流Icbo，Ic=0時，基極和集電極間加規(guī)定反向電壓時的集電極電流°Icb越小，說明三極管的集電結(jié)質(zhì)量越好。,集電極一發(fā)射極反向截止電流Iceo（穿透電流），Ib=0時，集電極一發(fā)射極之間在規(guī)定反向電壓時的集電極電流。要求Iceo越小越好。交流參數(shù),共發(fā)射極交流放大倍數(shù)3=?Ic/?Ib，其中？Ib是Ib的變化量，？Ic時Ic對應(yīng)的變化量，三極管B值一般以20,100之間為好。,共基極交流放大倍數(shù)a=?Ic/?Ie約等于？1。極限參數(shù),集電極最大允許電流Icm，集電極Ic值超過一定限額B值會下降，當(dāng)B下降到額定值的1/2,2/3時的Ic值稱Icm，正常工作時不允許超過Icm。,集電極一發(fā)射極之間擊穿電壓BUceo:指基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的擊穿電壓。,集電極最大允許耗散功率Pcm:由于集電結(jié)處于反向連接，所以，電阻很大。當(dāng)電流流過集電結(jié)時，集電結(jié)就會產(chǎn)生熱量，為了使集電結(jié)的溫度不超過規(guī)定值，集電極耗散功率將受到限制，一般應(yīng)使Pcm?IcUce。三極管測試方法:基極b和類型與集電極c和發(fā)射極e的判斷文章目錄,基極b和類型的判斷,集電極c和發(fā)射極e的判斷用萬用表識別三極管的三個管腳及其類型的方法較為簡單。測試時通常用Rx100或Rx1000檔，對于大功率三極管使用Rx10或Rx100檔。因?yàn)镽x10K檔電壓較高，Rx1檔電流較大，所以不宜使用。三極管基極b和類型的判斷NPNPNP由于b、c之間和b、e之間各是一個PN結(jié)，它們的反向電阻都很大，正向電阻都很小，因此用萬用表的歐姆檔測試時，可任意假設(shè)一個極是基極，然后用黑表筆接觸它，而用紅表筆分別接另外兩個極，如果兩次測得的阻值均很大，則黑表筆所接的就是基極，而且三極管是PNP型的;如果兩次測得阻值均很小，則三極管是NPN型的，黑表筆所接的也是基極。但如果測得的兩個阻值一個大一個小，則原來假設(shè)的基極就不對，要另換一個極作為基極在測試，直到符合上面所說的結(jié)果為止。三極管集電極c和發(fā)射極e的判斷利用三極管正向電流放大倍數(shù)比反向電流放大倍數(shù)大的原理來確定集電極。將萬用表兩個表筆接到三極管的另外兩腳，用嘴含住三極管（利用人體電阻實(shí)現(xiàn)偏置），看萬用表中指針讀數(shù)，然后將兩只表筆對調(diào)測試，在讀出讀數(shù)，然后比較兩次讀數(shù)。對于PNP型三極管來說，阻值小的一次側(cè)臉中，紅表筆所接的為集電極;對于NPN型三極管來說，阻值小的一次測量中，黑表筆所接的一段即為集電極。如果兩次中測得的組織均很小或極大，則說明三極管一杯擊穿或好壞。國產(chǎn)二極管型號、三極管型號的命名方式根據(jù)半導(dǎo)體器件型號命名方法（GB249-74）規(guī)定，國產(chǎn)半導(dǎo)體由5共部分組成,二極管、三極管的型號命名方式也有5個部分，第一部分是標(biāo)明晶體管數(shù)目（二極管或是三極管）。第二部分是三極管的材質(zhì)標(biāo)識，第三部分是三極管的功能標(biāo)識，第四部分表示序號，第五部分為規(guī)格號。N型碓材料輯壓二極管1cw21nI 幾格號 序號 棧壓管 r型硅材料 二極管第一部分:用數(shù)字表示晶體管的電極數(shù)目,2:二極管,3:三極管第二部分:用字母表示三極管的材料和極性第一部分表明是二極管的，第二部分字母含義如下：,A:N型錯材料,B:P型錯材料,C:N型硅材料,D:P型貴材料第一部分表明是三極管的，第二部分字母含義如下：,A:PNP型錯材料,B:NPN型錯材料,C:PNP型硅材料,D:NPN型硅材料,E:化合物材料第三部分:用漢語拼音字母表示三極管的類別,P:普通管,V：微波音,W:穩(wěn)壓管,C:參量管,Z：整流管,L:整流堆,S:隧道管,U:光電器件,K:開關(guān)管,X：低頻小功率管,G:高頻小功率管,D：低頻大功率管,A：高頻大功率管,T:可控整流器第四部分和第五部分:表示某些性能與參數(shù)上的差別，因不具備統(tǒng)一性，這里就不多說明了。二極管單相半波整流電路講解雖然交流電源有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在某些場合下必須使用直流電源，甚至穩(wěn)定的直流電源。本節(jié)這節(jié)課將開始介紹常見的二極管整流電路。二極管整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娮兂芍绷麟姷碾娐贰Ｕ麟娐烦Ｓ伤牟糠纸M成:交流電源、整流變壓器、整流管和負(fù)載。下面以電阻負(fù)載為對象來介紹二極管單向半波整流電路。二損管璽相半讀整溢電路二極管單向半波整流電路如右圖所示，圖中B是整流變壓器，它將電網(wǎng)交流電壓ul變換為符合整流電路所需的電壓u2o變壓器次級電壓u2的波形圖如下所示。在u2正半周（O,tl時間）內(nèi)，變壓器B的a端電位為正，b端電位為負(fù)，使二極管V承受正向電壓而導(dǎo)通，此時負(fù)載上有電流通過。如果忽略二極管V很小的正向降壓（硅管約為0.6,0.8伏、錯管約0.2,0.3伏）,則負(fù)載Rz上得到的電壓uz就等于u2（uz=u2）。半波整流電壓電流波形圖在u2負(fù)半周（tl,t2時間）內(nèi)，變壓器B的a端電位為負(fù)，b端電位為正，二極管V承受反向電壓而截止（忽略極微小的反向漏電流），變壓器次級回路中電流為零。由于二極管的單向?qū)щ娦裕谝粋€周期中，僅在半個周期內(nèi)有電壓加在負(fù)載上，有電流通過負(fù)載，而下半周期中，負(fù)載上無電壓又無電流，因此稱這種電路為半波整流電路。根據(jù)理論分析:負(fù)載電壓Uz的平均值為:Uz=0.45U2半波整流電路是最簡單的二極管整流電路，由于整流效率低，電流波動大，可用于要求不高的場所。二極管單相全波整流電路講解如上圖所示為單相全波整流電路，電源變壓器具有中心抽頭，采用兩個整流管二極管VLV2。整流變壓器將電源電壓u1變?yōu)榇渭夒妷篣2a和U2b的兩組電壓，他們的有效值相等，相位相反。全波整流電壓電流波形圖如下右圖所示。二揚(yáng)管全波遅流的電壓、電流波形圖在O,tl的時間內(nèi)，VI導(dǎo)通而V2截止，流過負(fù)載的電流為Ivl。此電流由U2a產(chǎn)生，由a點(diǎn)經(jīng)V1、Rz回到中心抽頭而完成回路，相當(dāng)于一組半波整流。在t1,t2的時間內(nèi)，V2導(dǎo)通V1截止，流過負(fù)載的電流為Iv2，此電流由U2b產(chǎn)生，由b點(diǎn)經(jīng)V2、Rz回到中興抽頭而完成回路，也相當(dāng)于一組半波整流。因此在一個周期內(nèi)，負(fù)載Rz上流過相同方向的電路。理論分析:負(fù)載電壓Uz=0.9U2，在全波整流電路中，由于兩個整流管V1、V2交替導(dǎo)通，使得輸出電壓波形較為平穩(wěn)，但是每個整流管承受的反向電壓卻比半波整流二極管高一倍，并且變壓器還需要有中心抽頭。二極管單相橋式整流電路講解文章目錄,橋式整流電路原理,橋式整流與全波整流的區(qū)別在前面的兩節(jié)課程中我們學(xué)習(xí)了二極管單相半波整流電路和單相全波整流電路，而本節(jié)所學(xué)習(xí)的二極管單相橋式整流電路，是較為常見的一種全波整流電路,它由四個二極管結(jié)成電橋的形式，所以稱為橋式整流電路。如下圖所示，給出了單相橋式整流電路的三種畫法。橋式整流電路原理上圖(a)所示，當(dāng)變壓器B次級電壓u2為正半周時，即a端電壓為正，b端電壓為負(fù)，二極管VLV3承受正向電壓而導(dǎo)通，二極管V2、V4承受反向電壓截止，電流通道為:a?V1?R2?V3?b完成回路，于是負(fù)載Rz上得到一組半波電壓。當(dāng)U2電壓為負(fù)半周時，變壓器次級的a端電位為負(fù)，b端電位為正，二極管V2、V4承受正向電壓而導(dǎo)通，而VLV3承受反向電壓截止，電流通道為b?V2?Rz?V4?a完成回路，負(fù)載上又得到一個與上半周相同方向的半波電壓。這樣，在一個周期內(nèi)，負(fù)載Rz上得到了兩個半波。如下右圖所示為單相橋式整流的電壓電流波形圖。皐郴竹式繫流的電宓，餌i?被肥圖皐郴竹式繫流的電宓，餌i?被肥圖負(fù)載電壓Uz的平均值為:Uz=0.9U2橋式整流與全波整流的區(qū)別橋式整流電路與前面的全波整流電路比較，在同樣負(fù)載或同樣輸出電壓、電流時，橋式電路的變壓器不用中心抽頭，利用率高，且副邊電壓可低一半;整流管中流過的電流相同，但每只二極管所承受的反向電壓卻低了一倍。只是橋式整流電路中要相對多使用兩只二極管。二極管三相橋式整流電路講解在前面我們學(xué)習(xí)的三節(jié)課的整流電路都是單相電源的，而單相整流電路只適用于負(fù)載功率為幾W到幾KW的小功率場合。當(dāng)需要更大功率時，應(yīng)采用三相整流電路（三相橋式或三相半波整流），這樣既可保證三相供電系統(tǒng)的對稱平衡，又有獲得脈動較小的直流輸出。三相橋式整流電路由六個整流二極管和一個三相整流變壓器組成，如下右圖所示。三相變壓器原邊常接成三角形，副邊接成星型。變壓器副邊三相電壓U、U、U按正弦規(guī)律變化，相位互差120度（三相橋式整ABC流電阻負(fù)載時UL波形如下右圖所示）。這一整流電路的特點(diǎn)是在任何時刻都只有一組兩只二極管導(dǎo)通，使電流由電位最高的相出發(fā)，經(jīng)VI、V3、V5的某一個，流經(jīng)負(fù)載。再由V2、V4、V6中的某一個流回電位最低的相，而其它二極管此時都截止。例如，在0,t時間段，u最高，Cu最低，則由C?V5?Rfz?V4?b:而tl,t2期間u最高，u最低，則電流路BAB徑為a?Vl?Rfz?V4?b;以此類推，則可得出各個不同時刻二極管的導(dǎo)通次序及負(fù)載上電壓(為兩相電壓之間的線電壓)波形。經(jīng)數(shù)學(xué)分析可知，三相橋式整流電路負(fù)載電壓，電流平均值為：T_一』丄c— -廳—%Z_5由于是六個二極管分為三組輪流導(dǎo)通截止，因此，流過每個二極管的平均電流為Iv=1/3*1每個二極管所承受的最大反向電壓是變壓器副邊線電壓(?3*U2)的fZ最大值，艮卩： =^2xR2A5U2R1的5〃伝電力半導(dǎo)體元器件簡介(雙極型、單極型、混合型)電力半導(dǎo)體元器件大多是以開關(guān)方式工作為主、對電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的電力電子器件。如可關(guān)斷晶閘管(英文縮寫:GTO)、電力晶體管(GTR)、功率場效應(yīng)晶體管(PowerMosfet)、絕緣棚式雙極型晶體管(IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)、MOS晶閘管(MCT)等。電力半導(dǎo)體元器件可分為三類:雙極型、單極型、混合型。雙極型器件是指器件內(nèi)部的電子和空穴兩種載流子都參與導(dǎo)電過程的半導(dǎo)體器件。這類器件的導(dǎo)通電阻小于0.09Q，導(dǎo)通電壓降低，阻斷電壓高，電流容量大。常見的有GTO(可關(guān)斷晶閘管)、GTR(電力晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)等。GTO耐壓高(4500V)、電流大(5000A)。GTR具有控制方便、開關(guān)時間短、導(dǎo)通電壓低、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)。SITH用棚極控制開通和關(guān)斷，具有導(dǎo)通電阻小、導(dǎo)通電壓低、開關(guān)速度快、功耗小、關(guān)斷電流增益大等特點(diǎn)。單極型器件是指內(nèi)部只有主要載流子參與導(dǎo)電過程的半導(dǎo)體器件。常見產(chǎn)品有PowerMosfet（場效應(yīng)晶體管）、SIT（靜電感應(yīng)晶體管）。前者為電壓控制器件，具有驅(qū)動功率小、工作速度高、無二次擊穿問題、安全工作區(qū)寬等優(yōu)點(diǎn)。后者是三層結(jié)構(gòu)的多數(shù)載流子器件。具有輸出功率大，失真小、輸入阻抗高、開關(guān)特性好等優(yōu)點(diǎn)，可工作于放大和開關(guān)兩種狀態(tài)?；旌闲推骷请p極型和單極型器件集成混合而成。它們利用耐壓高、電流大、導(dǎo)通電壓低的雙極型器件（GTO、GIR等）作為輸出原件，用輸入阻抗高、相應(yīng)速度快的單極型器件（Mosfet）作為輸入級，因此具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。典型產(chǎn)品有IGBT（絕緣棚式雙極型晶體管）、MCT（MOS晶閘管）等。變壓器的用途與種類文章目錄,變壓器的用途,變壓器種類在電工學(xué)網(wǎng)的《電磁與電磁感應(yīng)》章節(jié)的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)介紹了變壓器的工作原理，從本節(jié)開始將介紹電力變壓器的構(gòu)造、型號、額定值、用途及三相變壓器的連接組別。下面就先一起了解一下電力變壓器的用途和分類吧。變壓器的用途電力變壓器（簡稱變壓器）是用來改變交流電電壓大小的電氣設(shè)備。它根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，把某一等級的交流電壓交換成另一等級的交流電壓，以滿足不同負(fù)載的需要。因此變壓器在電力系統(tǒng)和供用電系統(tǒng)中占有非常重要的地位。發(fā)電機(jī)輸出的電壓，由于受發(fā)電機(jī)絕緣水平的限制，通常為6.3KV、10.5KV,最高不超過20KV。用這樣低的電壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電是有困難的。因?yàn)楫?dāng)輸送一定功率的電能時，電壓越低，則電流越大，電能有可能大部分消耗在輸電線的電阻上。所以只能用升壓變壓器將發(fā)電機(jī)的端電壓升高到幾萬伏到幾十萬伏，以便降低輸送電流,減小輸電線路上能量損耗而不增大導(dǎo)線截面將電能遠(yuǎn)距離傳輸出去。輸電線將幾萬伏或幾十萬伏高電壓的電能輸送到負(fù)荷區(qū)后，必須經(jīng)過降壓變壓器將高電壓降低到適合用電設(shè)備使用的低電壓。為此，在供用電系統(tǒng)中，需要降壓變壓器，將輸電線路輸送的高電壓變換成各種不同等級的電壓，以滿足各種復(fù)合的需要。變壓器種類變壓器的種類有很多，可按升降壓、相數(shù)、用途、結(jié)構(gòu)、冷卻方式等進(jìn)行分類。按電壓的升降分類:有升壓變壓器和降壓變壓器兩種類。按相數(shù)分類:有單相變壓器、三相變壓器及多項(xiàng)變壓器三種類。按用途分類:有用于供電系統(tǒng)中的電力變壓器;用于測量和繼電保護(hù)的儀用變壓器（電壓互感器和電流互感器）；有產(chǎn)生高電壓供電設(shè)備的耐壓試驗(yàn)用的施壓變壓器；有電爐變壓器、電焊變壓器和整流變壓器等特殊用途種類的變壓器。按冷卻方式及冷卻介質(zhì)分類:有以空氣冷卻的干式變壓器;有以油冷卻的油浸變壓器;有以水冷卻的水冷式變壓器。變壓器的額定容量、額定電壓、電流及損耗等參數(shù)變壓器的額定值，是保證變壓器在運(yùn)行時能夠長期可靠地工作，并且有良好的工作性能的技術(shù)限額。它也是變壓器生產(chǎn)廠家設(shè)計、制造和實(shí)驗(yàn)變壓器的依據(jù)，這些參數(shù)包括:額定容量、額定電壓、額定電流、空載損耗、空載電流、短路電壓、短路損耗、鏈接組別。下面一一為電工們介紹：變壓器容量這里所指額定容量，是變壓器在額定狀態(tài)下的輸出能力。單位以伏安或千伏安表示。符號:Se。對于單相變壓器是指額定電流和額定電壓的乘機(jī)，即Se=U1eI1e-U2eI2e。對于三相變壓器是指三相容量之和。即Se二?3U1eI1e。上述式中U1e、I1e和U2e、I2e分別為原邊和副邊的線電壓和線電流。按國家標(biāo)準(zhǔn)，三相或三相組變壓器的額定容量分為三個標(biāo)準(zhǔn)類別：第一類:小于3150KVA第二類：3150,4000KVA第三類:4000KVA以上額定電壓額定電壓是指變壓器空載是端電壓的保證值，單位是伏或千伏。符號U2e、U1e。變壓器的一個作用就是改變電壓，因此額定電壓是重要數(shù)值之一。變壓器的額定電壓應(yīng)與所連接的輸變電線路電壓相符合，我國輸變電線路電壓等級(KV)為：0.38、3、6、10、35、63、110、220、330、500輸變電線路電壓等級就是線路終端的電壓值，因此鏈接線路終端變壓器一側(cè)的額定電壓與上列數(shù)值相同。線路始端(電源端)電壓考慮了線路的壓降將比等級電壓為高。35KV一下電壓等級的始端電壓比電壓等級要高5%，而35KV及以上的要高10%,因此變壓器的額定電壓也相應(yīng)提高。線路始端電壓值（KV）為：0.4、3.15、6.3、10.5、38.5、69、121、242、363、550由此可知，高壓額定電壓等于線路始端電壓的變壓器為升壓變壓器，等于線路終端電壓（電壓等級）的變壓器為降壓變壓器。變壓器產(chǎn)品系列是以高壓的電壓等級而分的，現(xiàn)在的電流變壓器的系列為：10KV及以下系列、35KV系列、63KV系列、110KV系列和220KV系列等。額定電壓是指線電壓，且均以有效值表示。但是，組成三相的單相變壓器，如繞組為星形鏈接，則繞組的額定電壓以線電壓為分子，？3為分母表示，如380/?3V。變壓器應(yīng)能在105%的額定電壓下輸出額定電流，因?yàn)?%過電壓下的較高空載損耗而引起升溫稍許增長可忽略不計。對于特殊的使用情況（如變壓器的有功功率可以在任何方向流通），用戶可以在不超過110%的額定電壓下運(yùn)行。其他數(shù)值額定電流:是指根據(jù)容許耐熱的條件而規(guī)定的滿載電流，單位為安倍，符號I2e、I1e。三相變壓器的額定電流指線電流。空載損耗:也叫鐵損，是變壓器在空載時的有功功率損失，單位為瓦或千瓦。空載電流:變壓器空載運(yùn)行時的空載電流站額定電流的百分?jǐn)?shù)。短路電壓:是指將一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組達(dá)到額定電流是所施加的電壓與額定電壓的百分比。短路損耗:一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組施以電壓是兩側(cè)繞組都達(dá)到額定電流時的有功損耗，單位是瓦或千瓦。鏈接組別:表示原邊、副邊繞組的鏈接方式及線電壓之間的相位關(guān)系。認(rèn)識三相電力變壓器:鐵芯、線圈、外殼、油枕等現(xiàn)代電力系統(tǒng)普遍采用三相制，因此需要解決三相電路中的變壓問題。改變?nèi)嘟涣麟妷旱淖兎ㄓ袃煞N:一種是用三臺單相變壓器組成的三相變壓器組;另外一種是采用三相共有整體鐵芯的三相變壓器。本節(jié)介紹三相變壓器的構(gòu)造，下節(jié)課還會介紹三相變壓器繞組的連接。變壓器的種類很多，他們的構(gòu)造和運(yùn)行性能上都各有自己的特點(diǎn)，但基本結(jié)構(gòu)卻相同。三相電力變壓器由下列主要部件組成:鐵芯、線圈、外殼、和絕緣套管，另外還設(shè)有油枕、呼吸器、防爆管、散熱器、溫度計、油位表、分接頭開關(guān)、冷卻系統(tǒng)、保護(hù)裝置等。變壓器的鐵芯和線圈是變壓器的主要部分，稱為變壓器的器1：溫度計、2:銘牌、3:吸濕器、4:油枕、5:油位計、6:安全氣道、7:氣體繼電器、8:高壓套管、9:低壓套管、10:分接開關(guān)、11:外殼、12:鐵芯、13:繞組、14:放油閥門、15:小車、16:引線接地螺栓鐵芯變壓器的鐵芯有芯柱和鐵軛兩部分組成。線圈套裝在鐵柱上，而鐵軛則用來是整個磁路閉合。為了減小鐵芯內(nèi)的磁滯及渦流損耗，鐵芯常用含硅量較高的、厚度為0.35,0.5毫米的硅鋼片造成，片上涂有絕緣漆。變壓器按線圈與鐵芯配置不同，將鐵芯分為心式和殼式兩種。殼式變壓器的鐵芯包在線圈的外部，心式變壓器線圈包在鐵芯外部。殼式變壓器的導(dǎo)熱性能較好,機(jī)械強(qiáng)度較高，但制造工藝復(fù)雜，除了很小的電源變壓器外，目前已很少使用。心式變壓器的制造工藝較為簡單，所以被廣泛使用。線圈的組成變壓器的線圈是用絕緣銅線或鋁線繞成的。每臺變壓器中，凡接到電源端吸取電能的線圈叫做初級線圈，也叫一次側(cè)線圈或原邊線圈;輸出電能端的線圈叫做次級線圈，也叫二次側(cè)或副邊線圈。有時，又將這變壓器中接到電壓等級高的一側(cè)線圈叫做高壓線圈;接到較低電壓一側(cè)的線圈為低壓線圈。按照原、副線圈在鐵芯中布置方式不同，變壓器線圈結(jié)構(gòu)有同心式和交疊式兩種。大多數(shù)電力變壓器都采用同心式線圈，即它的原、副線圈是同心地套裝在同一鐵芯上。同心式線圈結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。交疊式線圈的高、低壓線是交替的套在鐵芯上。交疊式線圈的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度好，引線方便，單絕緣比較復(fù)雜，所以一般用于低電壓、大電流的變壓器上，如電爐變壓器、電焊變壓器等。外殼變壓器的外殼通常用鋼板焊接而成。變壓器的器身放在油箱內(nèi)，箱內(nèi)灌滿變壓器油。變壓器油具有絕緣、散熱兩種作用。變壓器在運(yùn)行過程中，其鐵芯會產(chǎn)生渦流及磁滯損耗；由于變壓器線圈具有一定的直流電阻，因而會產(chǎn)生一定的功率損耗，所有這些損耗最終都形成熱量。變壓器油把這些熱量傳到箱壁，箱壁上根據(jù)變壓器容量不同安裝散熱排管把熱量散到周圍空氣中去。絕緣套管絕緣套管是電力變壓器高、低壓線圈與外線路的連接部件。將變壓器高、低壓線圈的引線從油箱內(nèi)引出至箱外，并使引線與接地的油箱絕緣，必須利用絕緣套管。套管不但作為引線對地絕緣，而且也擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。因此，電力變壓器的套管必須具有規(guī)定的電壓強(qiáng)度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度及良好的熱穩(wěn)定性。套管的形式很多，按結(jié)構(gòu)不同可分為純瓷質(zhì)的，瓷質(zhì)充油式和電容器式等。我國電力變壓器的套管在油箱蓋上排列標(biāo)志和順序是:對三相電力變壓器從高壓-A-B-C，低壓側(cè)o-a-b-c。對于單相變壓器側(cè)看去，由左向右的順序是高壓側(cè)從咼壓側(cè)看，由左向右的順序是咼壓側(cè)A-X，低壓側(cè)a-x。油枕又稱儲油器。其作用是當(dāng)變壓器在運(yùn)行中，油因受熱而膨脹劑變壓器停止運(yùn)行或溫度降低使油冷縮時，始終保證變壓器內(nèi)部的油是充滿的。同時也減小了變壓器與空氣的接觸面，以減輕變壓器油受到氧化和潮濕的影響。為了觀察油枕的油面，油枕的一端還裝有油位表，顯示油的容量。油枕里的油位不得超過最高和最低刻度線。呼吸器與防爆管呼吸器:油枕上有一個呼吸器，呼吸管上端高出油枕部，下端在油枕外部并裝有玻璃器，內(nèi)盛干干燥劑，吸收進(jìn)入油枕內(nèi)的空氣中的水分。防爆管:防爆管是裝在變壓器頂端上一個喇叭形的管子，管口用膜片封住。其作用是當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，變壓器油分解成大量的氣體引起油管壓力增大時，防爆管管口膜片先被沖破，油氣體由此噴出，使油箱內(nèi)壓力較小，防止郵箱因?yàn)閴毫ν蝗辉龃蠖冃位虮?。三相變壓器原邊副邊線圈首、末端的表示及極性三相變壓器中，有六個線圈，其中與三相電源連接的三個線圈為原邊線圈，其首端分別以1U1、1V1、1W1，末端以1U2、1V2、1W2來表示，而與這三個原邊線圈相應(yīng)的另外三個線圈為副邊線圈，其首端和末端分別為2U1、2V1、2W1和2U2、2V2、2W2來表示（延伸:三相交流電的電動勢及U-V-W相序介紹），如下右圖所示。原邊線圈和副邊線圈如何連接，對變壓器的運(yùn)行性能有著很大的影響。變壓器原邊、副邊線圈的極性:變壓器除了能夠改變電壓外，還能改變原邊和副邊電壓的相位關(guān)系。交流電雖然沒有正極、負(fù)極之分，單根據(jù)變壓器原、副線圈中某一瞬時電流方向是否相同，也可以用極性（相對極性）來表示。每單相變壓器的原、副邊線圈有一個共同的主磁通相連，當(dāng)磁通隨時間變化時，在原、副邊線圈中都會產(chǎn)生電動勢（穿過線圈的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢）。在某一瞬間，當(dāng)一次側(cè)線圈的端頭為正（高電位）時，二次側(cè)線圈中也一定有一個端頭對應(yīng)是正（高電位）的，這相應(yīng)的兩個端頭，就叫同極性端頭或同名端（常在圖紙上用“*”表示出來），如下右圖所示。I由I 俱｝單相変壓.器絞a的極性基標(biāo)識方有關(guān)電力變壓器，出線端的標(biāo)記符號，國家規(guī)定，一律把高、低壓繞組的同極性端定為首端（或末端）。這與，根據(jù)原、副邊線圈的首端（或末端），就可知原、副邊線圈的極性。變壓器中，原、副邊線圈的極性由線圈的繞行方向來確定。如右圖所示的，圖（a）中原、副邊線圈繞行相同，首端1U1和2U1都在上端；圖（b）中繞向相反，首端1U1和2U2一個在上端，一個在下端。三相變壓器的連接組別（星形連接、三角形連接）三相變壓器中，三個原邊線圈與三相交流電源連接應(yīng)當(dāng)由兩種解法，即星形連接和三角形0連接。如下圖（a）、（b）所示。當(dāng)星形連接（Y形）連接時，首端1U1、1VK1W1為引出端時，將三相末端1U2、1V2、1W2連接在一起成為中性點(diǎn)，若要把中性點(diǎn)引出，則以“N”標(biāo)志，接線方式用YN表示。同樣，三個副線圈的連接方式也應(yīng)當(dāng)有這兩種接法。三相變壓器原、副邊繞組都可用星形連接、三角形連接，用星形連接時，中性點(diǎn)可引出，也可不引出，這樣原、副邊繞組可有如下的組合:Y/Y或Y/Yn:Y/?或Yn/?;?/Y或?/Yn;?/?等連接方式。進(jìn)一步用時針表示法來說明原、副邊繞組間電動勢的相位關(guān)系。時鐘盤上有兩個指針，12個字碼，分成12格，每格代表一個鐘，一個圓周的角度是360?,故每格式30?。以短針順時針的方向計算，例如12點(diǎn)和11點(diǎn)之間應(yīng)該是30?*11二330?;反過來時針向前轉(zhuǎn)了300?,那必定指示300?/30?=10點(diǎn)。變壓器的連接組別就是用時計的表示方法說明原、副邊線電壓的相位關(guān)系。時鐘法三相變壓器的一次繞組和二次繞組由于接線方式的不同，線電壓間有一定相位差。以一次線電壓作長針，把它固定在12點(diǎn)上，二次側(cè)相應(yīng)線電壓相量作為短針，如果他們相隔330度，則二次線電壓相量必定落在330?/30=11點(diǎn)，如右圖所示。如果相差180?，那么二次電壓相量必定落在6點(diǎn)上，也就是說這一組三相變壓器接線組別屬于6點(diǎn)。Y/Y連接如下圖所示，原副邊繞組不僅都是Y連接，而且原邊和副邊都以同極性端作為首端，因此從相量圖上可以看出原、副邊的電動勢是同相位，所以應(yīng)標(biāo)記為“12”，即把這種連接標(biāo)記為Y/Y-12連接組。新標(biāo)準(zhǔn)用（y,y0）表示在圖（b）中原、副邊的極性不同，因此同相量圖上可以看出原副邊的180?相位差，所以應(yīng)標(biāo)記為“6”，即這種連接法成為Y/Y-6連接組（新標(biāo)準(zhǔn)用y,y6表示）。Y/?連接在下圖(a)中獎原邊結(jié)成Y而副邊結(jié)成？，原、副邊繞組都可以同極性端作為首三卻査壓贛構(gòu)“-一世接目前我國標(biāo)準(zhǔn)變壓器的接線組別有三種：Y/Yn-12(y,Yn0),一般用于容量不大的(不超過1600KVA)配電變壓器和變電所內(nèi)銷變壓器，供動力和照明負(fù)載。Y/?-11(y，d11)用于中等容量、電壓為10KV或35KV電網(wǎng)及電廠中的廠用變壓器。Yn/?-11(YN,d11)一般用于110KV及以上電力系統(tǒng)中。變壓器容量的選擇

變壓器的容量是個功率單位（視在功率），用AV（伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流電壓和交流電流有效值的乘積，計算公式S=UIO變壓器額定容量的大小會在其的銘牌上標(biāo)明（如下圖）。選擇變壓器需要清楚使用多大容量的變壓器，這個通常根據(jù)實(shí)際用電系統(tǒng)的負(fù)荷大小來考慮。一個供電系統(tǒng)，經(jīng)過計算后，按計算負(fù)荷S選擇變壓器的容量。對于臨時用電（建筑工地上）且平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺變壓器，負(fù)荷率一般取85%左右，nr 有器壓號餌IttCIrlli-rpffQ即耳作nr 有器壓號餌IttCIrlli-rpffQ即耳作K好虹化仲呈舍徂噸揃漕奸兄晃r品定星宏靖?*戸出產(chǎn)wwglffllBI知mA.78.□冃□1J變壓器容量為計算負(fù)荷量的1.15倍左右。對于永久性供電系統(tǒng)，變壓器的負(fù)荷率一般取60%,70%為宜。但變壓器的額定容量按一定等級制造的，因此選用時，選容量相近，大于計算的等級規(guī)格。例如:某建筑工地用電計算負(fù)荷為86.06KVA。則變壓器計算容量為100KVA，按容量等級可選擇100KAV的變壓器。順便指出:單臺變壓器的容量不宜大于1000KVA。負(fù)荷較大時，可選用幾臺變壓器并聯(lián)供電。而并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)滿足變壓比相等，連接組別相同，短路電壓相同等條件;其次注意負(fù)載分配的問題，一般最大容量與最小容量之比不超過3:1。變壓器原副邊繞組額定電壓的選擇變壓器原副邊繞組的電壓須與當(dāng)?shù)仉娫吹碾妷旱燃壓拓?fù)載需要的電壓數(shù)值相吻合。如上節(jié)課中施工現(xiàn)場的高電壓為10KV,則所選用的變壓器型號便可進(jìn)一步確定，例如選用SJ-100/10型三相降壓變壓器，其主要數(shù)據(jù)為容量100KVA,高壓額定線電壓100KV,低壓額定電壓0.4KV和Y0接法使用。例舉:有三臺10000/220V.容量為100KVA的單相變壓器，現(xiàn)在介入10KV網(wǎng)絡(luò)供電，如果用戶是380/220V的動力、照明混合負(fù)載，三臺變壓器應(yīng)如何連接，為什么，D, 禮饑前三臺單相變壓器蛆解題:三臺單相變壓器應(yīng)接成三相變壓器進(jìn)行供電，一次繞組接成三角形，二次繞組接成Y0，即接線方式為（D,Y0）如右圖所示。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鞯囊淮晤~定電壓為10KV（相電壓）而系統(tǒng)的額定電壓也是10KV（線電壓）。且在D接線中，相電壓等于線電壓。所以該三臺單相變壓器的高壓繞組應(yīng)接成D（D表示三角形接法）。用電性質(zhì)是380/220V的動力、照明混合負(fù)載，即要求低壓采用三相四線制供電。由于在Y接線中，線電壓等于?3倍（根號3）的相電壓，所以三臺變壓器的低壓繞組只有接成Y，才能使二次電壓由原來的220V（相電壓）升高到380V（線電壓）。同時，在中性點(diǎn)引出中性線，以滿足照明負(fù)荷接用相電壓要求。什么是儀用互感器，專門為測量儀表設(shè)計使用的特殊變壓器稱為儀用互感器，通常簡稱互感器。采用互感器的目的是使測量儀表與高壓電路分開，以便保證設(shè)備和工作人員的安全,擴(kuò)大測量儀表的量程。根據(jù)用途的不同，互感器可以劃分為以下兩類：,電壓互感器,電流互感器電壓互感器的作用原理及型號識別方法文章目錄,作用及原理,型號識別電壓互感器是一種按照電磁感應(yīng)原理制作的特殊變壓器，其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。作用及原理電壓互感器結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，其作用是可用它擴(kuò)大交流電壓表的量程，將高電壓與電氣工作人員隔離。其工作原理與普通變壓器空載情況相似。使用時，應(yīng)把匝數(shù)較多的高壓繞組跨接至需要測量其電壓的供電線路上，而匝數(shù)較少的低壓繞組則與電壓表相連，如下圖(b)所示。因?yàn)閁1/U2=K，所以U1=KU2,由此可見高壓線路的電壓等于副邊所測得的電壓與變壓比的乘積(回顧:變壓器工作原理、原副邊電壓計算公式及變壓器變壓比講解)。當(dāng)電壓表同一只專用的電壓互感器配套使用時，伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側(cè)的電壓標(biāo)出，這樣就可不必經(jīng)過換算，而直接從該電壓表上讀出高壓線路的電壓值。通常電壓互感器副邊線繞組的額定電壓均設(shè)計同一標(biāo)準(zhǔn)值為100伏。因此，在不同電壓等級的電路中所用的電壓互感器，其變壓比是不同的，例如1000/100,600/100等等。為了工作安全，電壓互感器的鐵殼機(jī)副邊繞組的一端必須接地，以防高、低壓線圈間絕緣損壞時，使低壓線圈的測量儀表對地產(chǎn)生一個高電壓，危機(jī)工作人員的人身安全。型號識別電壓互感器的型號由3,4個拼音字母及數(shù)字組成。通常它表示電壓互感器的線圈型式、絕緣種類、鐵芯結(jié)構(gòu)及使用場所等。字母后面的數(shù)字表示電壓等級（單位KV）。字母含義如下：,J:在第一位，表示電壓互感器;在第三位時，表示油浸式;在第四位，表示接地保護(hù)；,S:在第二位，表示三相；,D:在第二位，表示單相；,G:在第三位，表示干式；,Z:在第三位，表示澆注式；,W:在第四位，表示五鐵芯柱式；,B:在第四位，表示有補(bǔ)償線圈；,C:在第二位時，表示串級絕緣;在第三位時，表示瓷絕緣。例如:JDJJ-35型號的電壓互感器代表單相油浸式可供接地保護(hù)用的電壓互感器，電壓等級為35KV。電流互感器的作用原理及型號識別方法文章目錄,作用及原理,型號識別電流互感器是一種按照電磁感應(yīng)原理原理制作的可測量交流電流的簡單器件。作用及原理電流互感器的主要所用是用來將交流電路中的大電流轉(zhuǎn)換為一定比例的小電流（我國標(biāo)準(zhǔn)為5安倍），以供測量和繼電保護(hù)只之用。大家應(yīng)該知道在發(fā)電、變電、輸電、配電過程中由于用電設(shè)備的不同，電流往往從幾十安到幾萬安都有，而且這些電路還可能伴隨高壓。那么為了能夠?qū)@些線路的電路進(jìn)行監(jiān)控、測量，同時又要解決高壓、高電流帶來的危險，這時就需要用到電流互感器了。有些人可能見過電工用的鉗形表，這是一種用來測量交流電流的設(shè)備，它那個“鉗”便是穿心式電流互感器。電流互感器的結(jié)構(gòu)如下右圖所示，可用它擴(kuò)大交流電流表的量程。在使用時，它的原線圈應(yīng)與待測電流的負(fù)載線路相串聯(lián)，副邊線圈則與電流表串接成閉合回路，如圖中右邊的電路圖所示。電流互感器的原線圈是用粗導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)只有一匝或幾匝，因而它的阻抗極小。原線圈串接在待測電路中時，它兩端的電壓降極小。副線圈的匝數(shù)雖多，但在正常情況下，它的電動勢E2并不高，大約只有幾伏。由于I/I=K（K稱為變流比）所以I=KI12ii1i2由此可見，通過負(fù)載的電流就等于副邊線圈所測得的電流與變流比K之乘積。如果電流表同一只專用的電流互感i器配套使用，則這安培表的刻度就可按大電流電路中的電流值標(biāo)出。電流互感器次級電流最大值，通常設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)值5A。不同的電流的電路所配用的電流互感器是不同的，其變流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。為了安全起見，電流互感器副線圈的一端和鐵殼必須接地。型號識別電流互感器的型號是由2,4位拼音字母及數(shù)字組成。通常能表示出電流互感器的線圈型式、絕緣種類、導(dǎo)體的材料及使用場所等。橫線后面的數(shù)字表示絕緣結(jié)構(gòu)的電壓等級(4級)。電流互感器型號中字母的含義如下:DELrxi電流互感器勇焉想型號0.5KV編號「一_一I標(biāo)準(zhǔn)。電沆旳一J5|A北電叵回年3月一次電(A)2001005。]40|20一成卷罪Efi121Jo.__颼刀兩更回僅gg仗表盲眼￡2司|,L:在第一位，表示電流互感器;

,D:在第二位，表示單匝貫穿式，在型號的最后一個字母時表示差動保護(hù)用（部分生產(chǎn)廠用B或C標(biāo)出）,F:,F:在第二位,表示復(fù)匝貫穿式,Q:在第二位,表示線圈型，在第四位，表示加強(qiáng)型;,M:在第二位,表示母線式;,R：,Q:在第二位,表示線圈型，在第四位，表示加強(qiáng)型;,M:在第二位,表示母線式;,R：在第二位,表示裝入式;,A：在第二位,表示穿墻式;,C:在第二位,表示瓷套式，在第二位，表示瓷絕緣;,Z:,Z:在第二位,表示澆注絕緣;,J:在第二位,表示加大容量加強(qiáng)型，在第四位，表示加大容量;,G:,J:在第二位,表示加大容量加強(qiáng)型，在第四位，表示加大容量;,G:在第二位,表示改進(jìn)型;,W:在第二位,表示戶外型;三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理（定子、轉(zhuǎn)子）講解文章目錄,三相異步電動機(jī)定子,三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電器設(shè)備，按使用電能的種類不同，電動機(jī)可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩大類。按其工作原理的不同，交流電動機(jī)可分為同步電動機(jī)和異步電動機(jī)。按電源相數(shù)的不同，交流電動機(jī)又可分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)兩大類。下面為大家介紹三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理（定子和轉(zhuǎn)子兩個組成部分）。二相異步電動機(jī)定子電動機(jī)的靜止部分稱為定子，其組成部分主要包括定子鐵芯、定子繞組、機(jī)座等部分。定子鐵芯:定子鐵芯的作用是作為電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵芯一般由0.35,0.5毫米厚，表面涂有絕緣漆的環(huán)狀沖片槽的硅鋼片疊壓而成，如右圖所示。定子繞組:定子繞組是電動機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。小型號異步電動機(jī)定子繞組通常用高強(qiáng)度漆包線（銅線或鋁線）繞制成各種線圈后，在嵌放在定子鐵芯槽內(nèi)。大中型電動機(jī)則用各種規(guī)格的銅條經(jīng)過絕緣處理后，再嵌放在定子鐵芯槽內(nèi)。為了保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵芯之間的可靠絕緣以及繞組本身之間的可靠絕緣，故在定子繞組制造過程中采取了許多絕緣措施，三相異步電動機(jī)定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種：1.對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵心之間的絕緣。相間絕緣:各相定子繞組之間的絕緣。匝間絕緣:每相定子繞組各線匝之間的絕緣。定子三相繞組的槽內(nèi)嵌放完畢后共有六個出線端引到電動機(jī)機(jī)座的接線盒內(nèi),可按需要將三相繞組接成星形接法(Y接)或三角形接法(?接)，如右圖所示。機(jī)座:它的作用是固定定子鐵芯和定子繞組，并以兩個端蓋支撐轉(zhuǎn)子，同時起保護(hù)整臺電動機(jī)的電磁部分和散發(fā)電動機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量，一般是鐵或鋁鑄造而成。三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部分。,轉(zhuǎn)子鐵芯:作為電機(jī)磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。一般由0.5毫米厚的硅鋼片沖制疊壓而成。如右圖所示。,轉(zhuǎn)子繞組:其作為切割定子磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。根據(jù)構(gòu)造的不同可分為鼠籠式和繞線式轉(zhuǎn)子兩種類型。鼠籠式轉(zhuǎn)子:它的結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)子鐵芯的槽溝內(nèi)插入銅條，在銅條兩端焊接兩個銅環(huán)，如下圖(a)所示。這樣轉(zhuǎn)子繞組好像一個鼠籠型轉(zhuǎn)子。為了節(jié)約銅材和便于制造。目前絕大部分鼠籠均采用鋁代替。如下圖(b)所示。

繞線式轉(zhuǎn)子:繞線式轉(zhuǎn)子繞組也和定子繞組一樣做成三相對稱繞組，經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐帕泻徒M合。嵌入并固定轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)，最后使三組繞圈接成星形連接，三個引出線分別接到固定的轉(zhuǎn)軸上的三個銅滑環(huán)上，在各個環(huán)上，分別放置著固定不動的電刷，通過電刷與滑環(huán)的接觸，使轉(zhuǎn)子繞組與外加變阻器接通，一邊啟動電機(jī)。如右圖所示。轉(zhuǎn)軸:用以傳遞轉(zhuǎn)矩及支撐轉(zhuǎn)子的重量。一般都由中碳鋼或合金鋼制成。除了定子和轉(zhuǎn)子兩大部分外，還有端蓋，風(fēng)扇等其他附件。三相異步電動機(jī)的工作原理（如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并轉(zhuǎn)動）文章目錄,旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生原理,旋轉(zhuǎn)磁場的方向,旋轉(zhuǎn)磁場的速度三相異步電動機(jī)的工作原理是根據(jù)電磁感應(yīng)原理而工作的，當(dāng)定子繞組通過三相對稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電流在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，受到力的作用而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。下面，我們分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生原理三相異步電動機(jī)的定子鐵芯中放置三相結(jié)構(gòu)完全相同的繞組U、V、W,各相繞組在空間上互差120?電角度，如下圖所示，向這三相繞組通入對稱的三相交流電，如圖(b)(c)所示。下面我們以兩極電動機(jī)為例說明電流在不同時刻時，磁場在空間的位置。下圖(b)所示，假設(shè)電流的瞬時值為正時是從各繞組的首端流入，(用。中間加個X表示)，末端流出(用“？”表示)，當(dāng)電流為負(fù)值時，于此相反。在?t=0的瞬間，i=0，i為負(fù)值，i為正值，如圖(c)所示，則V相電流從uvwV流進(jìn)，V流出，而W相電流從W流進(jìn)，W流出。利用安培右手定則可以確定?t=02112瞬間由三相電流所產(chǎn)生的合成磁場方向，如圖(d)?所示。可見這時的合成磁場是一對磁極，磁場方向與縱軸線方向?yàn)橐恢?，上方式北極，下方是南極。在3t=n/2時，經(jīng)過了四分之一周期，i由零變?yōu)樽畲笾?，電流由首端U1流入，u末端U2流出；i仍為負(fù)值，U相電流方向與(1)時一樣;i也變?yōu)樨?fù)值，W相vw電流由W1流出，W2流入，其合成磁場方向如圖(d)?所示，可見磁場方向已經(jīng)較3t=0時按順時針方向轉(zhuǎn)過90?。應(yīng)用同樣的分析方法可畫出3t=n,3t=2/3*n,3t=2n時的合成磁場，分別如圖(d)???所示，由圖中可明顯地看出磁場的方向逐步按順時針方向旋轉(zhuǎn)，共計轉(zhuǎn)過360?，即旋轉(zhuǎn)了一周。

,(a)簡化的三相繞組分布圖,(b)按星形連接的三相繞組接通三相電源,(c)三相對稱電流波形圖,(d)兩極繞組的旋轉(zhuǎn)磁場由此可以得出如下結(jié)論:在三相交流電動機(jī)定子上布置有結(jié)構(gòu)完全相在空間位置各相差120度電角度的三相繞組，分別接入三相對稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子間所產(chǎn)生的合成磁場是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的，我們稱此為旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場的方向由上圖可以看出，三相交流電按U-V-W相序變化，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場在空間上以順時針方向旋轉(zhuǎn)。若我們?nèi)我鈱φ{(diào)電動機(jī)兩相繞組的電流相許，如:U-W-V相序，則由理論分析和實(shí)踐證明，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由此可知，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于通入繞組中的三相交流電源的相序，只要任意對調(diào)電動機(jī)的相序，則可改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向。旋轉(zhuǎn)磁場的速度以上是以兩極為例，如果想要獲得四極旋轉(zhuǎn)磁場，則應(yīng)把線圈的數(shù)目增加一倍，其布置如下圖(a)(b)所示。并按上述方法分析得出，合成磁場在空間的示意圖的速度不僅與電流的頻率有關(guān)，還與磁極對數(shù)有關(guān)。上文圖(d)中，當(dāng)三相交流電變化一周后(即每相經(jīng)過360?電角)，其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場也正好旋轉(zhuǎn)一周。故在兩極電動機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度。即n1=60f1=3000轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)磁場的速度等于三相交流電變化速度的一半，即n1=(60/2)f1=1500轉(zhuǎn)/分。故當(dāng)磁極對數(shù)增加一倍，則旋轉(zhuǎn)磁場的速度減少一半。同理，通過理論分析可得出旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為:n1=60f1/P,上述公式中,n1:表示旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，單位轉(zhuǎn)/分；,f1:表示三相交流電源的頻率，單位赫茲；,P：表示磁極對數(shù)；,60:表示一分鐘的60秒旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速m又稱為同步轉(zhuǎn)速。我國三相交流頻率規(guī)定50Hz（每秒50次交變），因此兩極旋轉(zhuǎn)速度是3000轉(zhuǎn)/分，四極的為1500轉(zhuǎn)/分，六極為1000轉(zhuǎn)/分等。通電后三相異步電動機(jī)的運(yùn)行工作原理如下示意圖所示的三相異步電動機(jī)工作原理，當(dāng)電機(jī)定子繞組接通三相電源后，繞組中便有三相交流電流通過，并在空間產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)，則靜