模塊6 電器基礎(chǔ)知識《城市軌道交通電機(jī)與電器》教學(xué)課件

《城市軌道交通電機(jī)與電器》?精品課件合集第X章XXXX模塊6電器基礎(chǔ)知識任務(wù)一電器的發(fā)熱和散熱電器相關(guān)知識A電器的發(fā)熱B電器的散熱C目錄CONTENTSPart第一章01電器相關(guān)知識電器相關(guān)知識定義凡是根據(jù)外界特定信號，自動或手動地接通和分?jǐn)嚯娐?，對電量或非電量對象起控制、調(diào)整、保護(hù)及檢測作用的電工設(shè)備，均稱之為電器。Part第二章02電器的發(fā)熱有觸點(diǎn)電器電阻損耗導(dǎo)電材料導(dǎo)磁材料絕緣材料渦流和磁滯損耗介質(zhì)損耗熱能電器的發(fā)熱熱能散失自升溫電器溫度升高后，其本身溫度與周圍環(huán)境溫度之差，稱為溫升。絕緣強(qiáng)度破壞機(jī)械強(qiáng)度下降壽命降低材料沒有充分利用溫度高溫度低經(jīng)濟(jì)性差體積大、質(zhì)量大電器的發(fā)熱

鐵磁體在交變磁通的作用下，會在鐵磁零件中產(chǎn)生一定的渦流。這是因?yàn)殍F的導(dǎo)磁率很高，而磁通變化速度又快，因而產(chǎn)生相應(yīng)的電動勢和渦流損耗。絕緣介質(zhì)中介質(zhì)損耗一般與電場強(qiáng)度和頻率有關(guān)。電場強(qiáng)度和頻率越高則介質(zhì)損耗也越大。電阻損耗1電介質(zhì)損耗3磁滯和渦流損耗2電器的發(fā)熱Part第三章03電器的散熱熱輻射熱傳導(dǎo)熱對流通過具有一定內(nèi)部能量的物質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)間的直接相互作用，使能量從一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳遞到另一相鄰質(zhì)點(diǎn)。是固體傳熱的主要方式，也可在氣體和液體中進(jìn)行通過流體（液體和氣體）的運(yùn)動而傳遞熱量。熱量的轉(zhuǎn)移和流體本身的轉(zhuǎn)移結(jié)合在一起。發(fā)熱體的熱量以電磁波形式傳播能量的過程。熱輻射可穿越真空和氣體而傳播，但不能透過固體和液體。電器工作時(shí)，只要電器溫度高于周圍介質(zhì)及接觸零件的溫度，便向周圍介質(zhì)散熱，所以發(fā)熱及散熱同時(shí)存在于電器發(fā)熱過程中。電器的散熱THANKYOU任務(wù)二電器的電動力和觸頭電器的電動力A電器的觸頭B觸頭的接觸電阻C目錄CONTENTS觸頭的振動DPart第一章01電器的電動力電器的電動力定義載流導(dǎo)體處在磁場中會受到力的作用，載流導(dǎo)體間相互也會受到力的作用，這種力稱為電動力。對于這種現(xiàn)象，有可利用的一面，如電動機(jī)的工作原理就是利用電動力將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。但也有危害的一面，如對大容量輸配電設(shè)備來說，在短路情況下電動力可達(dá)很大數(shù)值，對配電裝置的性能和結(jié)構(gòu)影響極大。環(huán)形導(dǎo)體和U形導(dǎo)體所受電動力電器的電動力方向判斷方法二：磁通管側(cè)壓力原理把磁力線看成磁通管，磁通管密度高的一側(cè)具有推動導(dǎo)體向密度低的一側(cè)運(yùn)動的力，這個(gè)方向即為電動力的方向。方法一：左手定則左手定則為伸平左手，磁通穿過左手掌，4

個(gè)手指為電流方向，大拇指指的就是電動力方向。Part第二章02電器的觸頭電器的觸頭定義電路的通斷和轉(zhuǎn)換是通過電器中的執(zhí)行部件，主要是其觸頭來實(shí)現(xiàn)的。觸頭是有觸點(diǎn)電器的執(zhí)行元件，由于它經(jīng)常受到機(jī)械撞擊、發(fā)熱及電弧等的影響，極易損壞，因此觸頭是電器中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，其工作性能的優(yōu)劣直接影響到電器的性能。要求（1）工作可靠，接觸電阻要小。（2）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（3）長期通過額定電流時(shí)，溫升不超過規(guī)定值。（4）通過短路電流時(shí)，有足夠的電動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。（5）有足夠抵抗外界腐蝕（如氧化、化學(xué)氣體腐蝕）的能力。（6）壽命長。（7）所用的材料要少，質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，便于制造和維修等。電器的觸頭分類（1）按觸頭工作情況：分為有載開閉和無載開閉兩種。（2）按開斷點(diǎn)數(shù)目：分為單斷點(diǎn)式和雙斷點(diǎn)式觸頭。（3）按觸頭正常工作位置：分為常開觸頭和常閉觸頭。（4）按結(jié)構(gòu)和形狀：分為指形觸頭和橋式觸頭等。（5）按觸頭的接觸方式：分為面接觸、線接觸和點(diǎn)接觸3種。（6）按在電路中的作用：分為主觸頭和輔助觸頭。電器的觸頭參數(shù)（1）觸頭的結(jié)構(gòu)尺寸；（2）觸頭的開距；（3）觸頭的超程；（4）觸頭的初壓力；（5）觸頭的終壓力；（6）觸頭的研距觸頭的參數(shù)觸頭的研磨過程及研距Part第三章03觸頭的接觸電阻觸頭的接觸電阻兩個(gè)導(dǎo)電零件接觸在一起實(shí)現(xiàn)電的連接，如圖所示，其導(dǎo)電能力顯然比同樣尺寸的完整導(dǎo)體要差。除含有該段導(dǎo)體材料的電阻外，還有附加電阻。附加電阻為收縮電阻與表面膜電阻之和，是由接觸層之間直接產(chǎn)生的電阻，故稱此附加電阻。定義Part第四章04觸頭的振動觸頭的振動觸頭在閉合過程中，觸頭間的碰撞、觸頭間的電動斥力和銜鐵與鐵心的碰撞都可能引起觸頭的機(jī)械振動。另外，在觸頭帶電接通時(shí)，由于實(shí)際接觸的只有幾個(gè)點(diǎn)，在接觸點(diǎn)處便產(chǎn)生電流線的密集或彎曲?；兊碾娏骶€和通過反向電流的平行導(dǎo)體一樣，相互作用產(chǎn)生斥力，使觸頭趨于分離，該電動力稱為收縮電動力。收縮電動力也能引起觸頭間的振動，特別是在閉合大的工作電流或短路電流時(shí)，電動斥力的作用更為顯著。對于電磁傳動的電器來講，在觸頭閉合過程中，銜鐵以一定的速度向靜鐵心運(yùn)動，當(dāng)銜鐵吸合時(shí)，同樣會因碰撞而產(chǎn)生振動，以致觸頭又發(fā)生第二次振動。定義接觸點(diǎn)電流線密集情況示意圖THANKYOU任務(wù)三

電弧的燃燒與熄滅電弧相關(guān)知識A熄滅電弧的基本方法B目錄CONTENTSPart第一章01電弧相關(guān)知識電弧相關(guān)知識定義電弧是氣體放電的一種形式。氣體放電分為自持放電與非自持放電兩類，電弧屬于氣體自持放電中的弧光放電。試驗(yàn)證明，當(dāng)在大氣中開斷或閉合電壓超過10V、電流超過0.5A的電路時(shí)，在觸頭間隙（或稱弧隙）中會產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、亮度極強(qiáng)并能導(dǎo)電的氣體，稱為電弧。由于電弧的高溫及強(qiáng)光，它可以廣泛應(yīng)用于焊接、熔煉、化學(xué)合成、強(qiáng)光源及空間技術(shù)等方面。對于有觸點(diǎn)電器而言，由于電弧主要產(chǎn)生于觸頭斷開電路時(shí)，高溫將燒損觸頭及絕緣，嚴(yán)重情況下甚至引起相間短路、電器爆炸，釀成火災(zāi)，危及人員及設(shè)備的安全。電弧相關(guān)知識電弧產(chǎn)生陰極熱發(fā)射電子陰極冷發(fā)射電子碰撞游離熱游離電弧熄滅復(fù)合擴(kuò)散Part第二章02熄滅電弧的基本方法熄滅電弧的基本方法

拉長電弧一、拉長電弧電弧拉長以后，電弧電壓就增大，改變了電弧的伏安特性。在直流電弧中，其靜伏安特性上移，電弧可以熄滅。在交流電弧中，由于燃弧電壓的提高，電弧重燃困難。電弧的拉長可以沿電弧的軸向(縱向)拉長，也可以沿垂直于電弧軸向(橫向)拉長。

熄滅電弧的基本方法（1）機(jī)械力拉長電弧沿軸向拉長的情況是很多的，電器觸頭分?jǐn)噙^程實(shí)際上就是將電弧不斷地拉長。刀開關(guān)中閘刀的拉開也拉長電弧，電焊過程中將焊鉗提高可使電弧拉長并熄滅。（2）電動力滅弧

觸頭回路電動力吹弧1－觸頭橋；2－動觸頭；3－電??；4－靜觸頭；5－靜觸頭座；6－磁性片熄滅電弧的基本方法二、滅弧罩滅弧罩是讓電弧與固體介質(zhì)相接觸，降低電弧溫度，從而加速電弧熄滅的比較常用的裝置。將滅弧罩壁與壁之間構(gòu)成的間隙稱作“縫”，其為基本組成單元。分類：1.縫的數(shù)量可分為單縫和多縫。2.縫的寬度與電弧直徑之比可分為窄縫與寬縫?？p的寬度小于電弧直徑的稱窄縫，反之，大于電弧直徑的稱寬縫。3.縫的軸線與電弧軸線間的相對位置關(guān)系可分為縱縫與橫縫。縫的軸線和電弧軸線相平行的稱為縱縫，兩者相垂直的則稱為橫縫。熄滅電弧的基本方法縱向窄縫式滅弧罩(1)縱縫滅弧罩

①縱向窄縫在頻繁開斷電流時(shí)，縫內(nèi)殘余的游離氣體不易排出，這對熄弧不利。所以此種形式適用于操作頻率不高的場合。②縱向?qū)捒p縱向?qū)捒p的滅弧情況，寬縫滅弧罩的特點(diǎn)與窄縫的正好相反，冷卻效果差，但排出殘余游離氣體的性能好縱向?qū)捒p式滅弧罩熄滅電弧的基本方法

橫向絕緣柵片式滅弧罩

1－滅弧罩；2－電弧電弧在橫向絕緣柵片滅弧罩中的放大圖(2)橫縫滅弧罩熄滅電弧的基本方法氣吹滅弧裝置

1－動觸頭；2－滅弧室瓷罩；3－靜觸頭；4－壓縮空氣；5－電弧三、氣吹滅弧裝置熄滅電弧的基本方法橫向金屬柵片滅弧罩結(jié)構(gòu)、原理示意圖

（a）電弧在橫向金屬柵中狀況；（b）橫向金屬柵對電弧的作用；（c）橫向金屬柵滅弧原理。

1－入柵片前的電??；2－金屬柵；3－入柵片后的電弧。四、橫向金屬柵片滅弧裝置熄滅電弧的基本方法五、真空滅弧裝置THANKYOU任務(wù)四電器的傳動裝置傳動裝置的相關(guān)知識A電磁傳動裝置B電空傳動裝置C目錄CONTENTSPart第一章01傳動裝置的相關(guān)知識電器的傳動裝置是有觸點(diǎn)電器用來驅(qū)使電器運(yùn)動部分（觸頭、接點(diǎn)）按一定要求進(jìn)行動作的機(jī)構(gòu)。電力機(jī)車上的電器主要采用電磁傳動裝置和電空傳動裝置。一概述Part第二章02電磁傳動裝置二電磁傳動裝置電磁能機(jī)械能電器動作的機(jī)構(gòu)驅(qū)動電磁鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶盆F的組成1－銜鐵；2－極靴；3－線圈；4－鐵芯；5－磁軛；6－非磁性墊片；7－反力彈簧；8－調(diào)節(jié)螺釘當(dāng)線圈接通電源后，在工作氣隙兩端的極靴和銜鐵相對的端面上產(chǎn)生異性磁極。由于異性磁極相吸，在鐵芯和銜鐵間產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁吸力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于反力彈簧反作用力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時(shí)，銜鐵被吸向鐵芯，并帶動觸頭動作。這個(gè)過程稱為銜鐵的吸合過程，銜鐵與極靴接觸的位置稱為銜鐵閉合位置。在線圈未通電時(shí)，銜鐵在反力彈簧的作用下，處于打開位置，銜鐵與極靴之間保持一個(gè)較大的氣隙。當(dāng)線圈中的電流減小或中斷時(shí)，鐵芯中的磁通變小，吸力也隨之減小，如果吸力小于反力彈簧的反力，銜鐵在反力彈簧的作用下返回至打開位置，并帶動觸頭處于另一工作位置。這個(gè)過程稱為銜鐵釋放過程。二電磁傳動裝置控制電磁鐵吸引線圈電流(或電壓)就能通過觸頭來控制其它電器Part第三章03電空傳動裝置閉式電空閥（應(yīng)用較多）開式電空閥氣缸傳動裝置薄膜傳動裝置電空傳動裝置電空閥壓縮空氣驅(qū)動裝置三電空傳動裝置電空傳動裝置是以電磁閥控制的壓縮空氣作為動力，驅(qū)使電器運(yùn)動部件動作的機(jī)構(gòu)，廣泛用于觸頭開閉高電壓、大電流的場合。三電空傳動裝置閉式電空閥的原理結(jié)構(gòu)圖1－閥體；2－下閥門；3、6－閥塊；4－閥桿；5－電磁鐵；7－上閥門；8－反力彈簧線圈有電時(shí)，銜鐵吸合，閥桿動作，關(guān)斷了傳動氣缸和大氣的通路，打開了氣源和傳動氣缸的通路，壓縮空氣從氣源經(jīng)電空閥進(jìn)入傳動氣缸，推動氣動器械動作線圈失電時(shí)，銜鐵在反力彈簧作用下打開，帶動閥桿上移，下閥門關(guān)閉，上閥門打開，關(guān)斷了氣源和傳動氣缸的通路，打開了傳動氣缸與大氣的通路，壓縮空氣經(jīng)電空閥排向大氣，氣動器械恢復(fù)原狀三電空傳動裝置氣缸式傳動裝置（a）單塞氣缸傳動裝