《常用電機與電器》課件

常用電機與電器電機和電器是現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中的重要組成部分，它們?yōu)楦鞣N設(shè)備提供動力并控制各種電路。課程概述電機直流電機、交流電機異步電機同步電機電器繼電器、接觸器、變壓器等電源變壓器電壓調(diào)節(jié)器電路保護(hù)保險絲、斷路器應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)課程目標(biāo)11.了解電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理掌握直流電機、交流電機、異步電機和同步電機的特點和應(yīng)用。22.掌握電力電子設(shè)備的基本原理和主要類型了解電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的重要作用，并掌握其應(yīng)用領(lǐng)域。33.熟悉常用電器的工作原理和結(jié)構(gòu)重點掌握繼電器、電磁接觸器、電壓調(diào)節(jié)器、保險絲和電路斷路器的特性和應(yīng)用。44.掌握電機和電器選型、應(yīng)用、故障分析和維修方法培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力，為將來的工作打下堅實的基礎(chǔ)。電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和電磁線圈組成。定子是靜止的，為轉(zhuǎn)子提供磁場。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的，由電磁線圈構(gòu)成。電機工作原理當(dāng)電流流過電磁線圈時，產(chǎn)生磁場，該磁場與定子磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。直流電機工作原理直流電機利用磁場與電流相互作用的原理來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。電樞繞組中的電流與磁場相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)特點直流電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、電刷和換向器組成。定子提供磁場，轉(zhuǎn)子為電樞繞組，電刷用于連接外部電源，換向器用于將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流。應(yīng)用領(lǐng)域直流電機廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如汽車、電動工具、醫(yī)療設(shè)備、機器人等。它們以其高效率、良好的控制性能以及廣泛的轉(zhuǎn)速范圍而著稱。分類直流電機主要分為永磁直流電機和勵磁直流電機。永磁直流電機使用永磁體產(chǎn)生磁場，而勵磁直流電機使用勵磁繞組來產(chǎn)生磁場。交流電機工作原理交流電機通過交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生機械能。交流電機廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、電力傳輸和家用電器等領(lǐng)域。交流電機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護(hù)方便，是目前應(yīng)用最廣泛的電機類型之一。類型交流電機主要分為異步電機和同步電機兩類。異步電機廣泛用于各種工業(yè)設(shè)備和家用電器。同步電機通常用于需要精確控制速度的應(yīng)用，例如發(fā)電機和伺服系統(tǒng)。異步電機結(jié)構(gòu)異步電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流，磁場相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步速度，產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子電流越大，電磁轉(zhuǎn)矩也越大。應(yīng)用異步電機廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備，例如機床、風(fēng)機、泵、起重機等。優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運行可靠，維護(hù)方便。同步電機結(jié)構(gòu)同步電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子包含繞組，轉(zhuǎn)子包含永磁體或繞組。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子磁場同步。特點同步電機具有效率高、功率因數(shù)高、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。常用于發(fā)電和驅(qū)動設(shè)備。電動機的選型和應(yīng)用1功率需求根據(jù)設(shè)備負(fù)載大小，選擇合適功率的電機。2工作環(huán)境考慮溫度、濕度、振動、腐蝕等因素，選擇適應(yīng)環(huán)境的電機。3應(yīng)用場景根據(jù)設(shè)備運行方式、速度、轉(zhuǎn)矩等要求，選擇合適的電機類型。4控制系統(tǒng)選擇與控制系統(tǒng)兼容的電機，確保協(xié)調(diào)運行。電機常見故障及維修電機過熱負(fù)載過重、通風(fēng)不良、潤滑不良等導(dǎo)致電機溫度升高。電機振動軸承磨損、轉(zhuǎn)子不平衡、定子繞組短路等導(dǎo)致電機振動。電機噪音軸承磨損、轉(zhuǎn)子不平衡、定子繞組短路等導(dǎo)致電機噪音。電機啟動困難電源電壓過低、電機負(fù)載過重、定子繞組短路等導(dǎo)致電機啟動困難。電力電子設(shè)備的基本原理電力電子設(shè)備是指利用電力電子器件對電力進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的設(shè)備，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要組成部分。電力電子設(shè)備的工作原理主要基于電力電子器件的開關(guān)特性，通過控制器件的開閉狀態(tài)來實現(xiàn)對電力的控制和轉(zhuǎn)換。電力電子設(shè)備的主要類型11.整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，例如計算機、電視機和手機。22.逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。用于太陽能和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，將直流電轉(zhuǎn)換為可供電網(wǎng)使用的交流電。33.變頻器改變交流電的頻率和電壓，廣泛應(yīng)用于電機控制、節(jié)能、提高效率等領(lǐng)域。44.功率因數(shù)校正器改善電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)，減少電能損耗，提高系統(tǒng)效率。電力電子設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)自動化電力電子設(shè)備在工業(yè)自動化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，例如控制電機、調(diào)節(jié)速度和提高效率。電力系統(tǒng)電力電子設(shè)備用于提高電力系統(tǒng)效率，例如電力轉(zhuǎn)換、諧波抑制和電力質(zhì)量控制。新能源技術(shù)電力電子設(shè)備是新能源技術(shù)的重要組成部分，例如太陽能、風(fēng)能和電動汽車的應(yīng)用。消費電子產(chǎn)品電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品，例如智能手機、筆記本電腦和電視。繼電器的工作原理和結(jié)構(gòu)繼電器是一種電磁開關(guān)，利用電磁線圈的通斷來控制電路的接通或斷開。當(dāng)線圈通電時，產(chǎn)生磁場吸引銜鐵，使觸點閉合；當(dāng)線圈斷電時，磁場消失，銜鐵彈回，使觸點斷開。繼電器主要由線圈、銜鐵、觸點、鐵芯和外殼組成，不同類型的繼電器在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，但工作原理基本一致。繼電器的主要類型機械式繼電器機械式繼電器是使用機械觸點來控制電路通斷的繼電器，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，但響應(yīng)速度慢，使用壽命有限。電子式繼電器電子式繼電器使用半導(dǎo)體器件來控制電路通斷，響應(yīng)速度快，壽命長，但抗干擾能力較弱，價格較貴。固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器使用固態(tài)器件來控制電路通斷，沒有機械觸點，壽命長，響應(yīng)速度快，但價格較高。時間繼電器時間繼電器是一種具有延時功能的繼電器，可以根據(jù)設(shè)定的時間延遲來控制電路的通斷。繼電器的選型和應(yīng)用工作電壓繼電器的工作電壓要與控制電路的電壓相匹配。觸點容量繼電器的觸點容量要滿足負(fù)載電流和電壓的要求。吸合時間吸合時間是指繼電器線圈通電后，觸點閉合所需的時間。釋放時間釋放時間是指繼電器線圈斷電后，觸點斷開所需的時間。使用環(huán)境要考慮繼電器的工作溫度、濕度、振動等因素。電磁接觸器的工作原理電磁接觸器是一種利用電磁原理來控制電路通斷的開關(guān)設(shè)備。當(dāng)線圈通電時，產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵閉合觸點，使電路接通。當(dāng)線圈斷電時，磁場消失，彈簧使觸點斷開，電路斷開。電磁接觸器通常用于大電流電路的控制，例如電動機、電加熱器等。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高、壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)、家用電器等領(lǐng)域。電磁接觸器的主要結(jié)構(gòu)線圈線圈由絕緣導(dǎo)線繞制而成，通電后產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵。銜鐵銜鐵由鐵磁材料制成，被線圈產(chǎn)生的磁場吸引，帶動動觸點。動觸點動觸點與靜觸點配合，控制電路的通斷。靜觸點靜觸點固定在接觸器外殼上，與動觸點配合工作。電磁接觸器的應(yīng)用場合電機控制電磁接觸器用于控制電動機的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)和速度調(diào)節(jié)。照明控制電磁接觸器可以用于控制大型照明設(shè)備，例如體育場、倉庫和工廠的照明系統(tǒng)。自動化設(shè)備控制電磁接觸器廣泛應(yīng)用于各種自動化設(shè)備，如自動生產(chǎn)線、機器人和機床。焊接設(shè)備控制電磁接觸器可用于控制焊接設(shè)備的電流和電壓，提高焊接效率和安全性。電壓調(diào)節(jié)器的工作原理電壓調(diào)節(jié)器通過控制電路的通斷來調(diào)節(jié)電壓。電壓調(diào)節(jié)器通常包含一個可控硅元件，當(dāng)輸入電壓過高時，可控硅元件會自動導(dǎo)通，使部分電壓繞過負(fù)載。當(dāng)輸入電壓過低時，可控硅元件會斷開，使負(fù)載獲得全部電壓。電壓調(diào)節(jié)器的主要類型機械式主要利用機械傳動機構(gòu)，通過改變變壓器匝數(shù)或繞組位置實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。機械式調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但響應(yīng)速度慢，精度較低。電子式主要利用電子元件，如晶閘管、可控硅等，通過控制電流大小或方向來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。電子式調(diào)節(jié)器響應(yīng)速度快，精度較高，但成本較高，工作環(huán)境要求較高。數(shù)字式主要利用微處理器和數(shù)字信號處理技術(shù)，通過控制開關(guān)器件的通斷來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。數(shù)字式調(diào)節(jié)器精度高，可靠性高，但成本更高，設(shè)計和調(diào)試更加復(fù)雜。電壓調(diào)節(jié)器的應(yīng)用場景11.電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，確保設(shè)備的安全運行，提高供電質(zhì)量。22.工業(yè)生產(chǎn)電壓調(diào)節(jié)器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，為各種設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源，提高生產(chǎn)效率。33.家用電器電壓調(diào)節(jié)器可以保護(hù)家用電器免受電壓波動帶來的損壞，延長電器使用壽命。44.數(shù)據(jù)中心電壓調(diào)節(jié)器在數(shù)據(jù)中心中至關(guān)重要，保證服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定運行，避免數(shù)據(jù)丟失。保險絲的作用和特點過載保護(hù)保險絲是電路中的重要保護(hù)元件。當(dāng)電路發(fā)生短路或過載時，保險絲會熔斷，切斷電源，防止電路或設(shè)備損壞?？焖夙憫?yīng)保險絲能夠迅速熔斷，在短路或過載發(fā)生時，及時切斷電源，防止事故發(fā)生。保險絲的分類與選型1熔斷電流保險絲的熔斷電流是保險絲在正常工作情況下能承受的最大電流。2熔斷時間保險絲的熔斷時間是指保險絲在超過其額定電流時熔斷的時間。3額定電壓保險絲的額定電壓是指保險絲能夠承受的最大電壓。4材料保險絲的材料通常為鉛、錫、銅等金屬。電路斷路器的原理與結(jié)構(gòu)電路斷路器是一種自動開關(guān)設(shè)備，用于保護(hù)電路和設(shè)備免受過載和短路的影響。電路斷路器的工作原理是通過電流傳感器監(jiān)測電路中的電流，當(dāng)電流超過設(shè)定值時，斷路器會自動切斷電路。電路斷路器通常由以下部分組成：外殼、觸點、操作機構(gòu)、過載保護(hù)裝置、短路保護(hù)裝置、輔助觸點等。電路斷路器的應(yīng)用分析安全保護(hù)防止過載、短路等故障，保護(hù)電路和設(shè)備安全。控制電路用于控制電機啟動、停止和運行狀態(tài)。電源分配合理分配電源，提高用電效率。電源變壓器的基本原理電源變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，用于改變交流電壓。變壓器包含兩個或多個繞組，這些繞組纏繞在鐵芯上。當(dāng)交流電流流過原繞組時，它會在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場。這個交變磁場切割了次繞組的導(dǎo)線，在次繞組中感應(yīng)出電壓。變壓器根據(jù)原繞組和次繞組的匝數(shù)比來改變電壓。電源變壓器的主要參數(shù)電源變壓器參數(shù)對設(shè)備性能起著關(guān)鍵作用，正確選擇參數(shù)至關(guān)重要。1額定電壓變壓器輸入和輸出的電壓，確保設(shè)備正常運行。2額定電流變壓器能夠安全運行的最大電流，防止過載。3頻率變壓器工作時的交流電頻率，確保匹配電源頻率。4容量變壓器可承受的最大功率，確保設(shè)備安全運行。電源變壓器的維護(hù)和保養(yǎng)定期檢查定期檢查變壓器油位、溫度、絕緣性能，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。清潔保養(yǎng)定期清潔變壓器外部，保持通風(fēng)良好，防止灰塵和濕氣進(jìn)入。更換油液根據(jù)使用環(huán)境和油液老化情況