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1、1,2,第一節(jié) 電磁學(xué)概論(知識(shí)結(jié)構(gòu)),1.直流電路 2.電場(chǎng)的基本物理量及定律 3.磁場(chǎng)的基本物理量及定律 4.單相交流電路 5.三相交流電路 6.電子技術(shù)基礎(chǔ),3,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (了解內(nèi)容 ),(一)介質(zhì)極化現(xiàn)象 在外電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)顯示電性的現(xiàn)象。 (二)物質(zhì)磁化現(xiàn)象 在外磁場(chǎng)作用下,物質(zhì)對(duì)外顯現(xiàn)磁性的現(xiàn)象。 (三)磁路定律 無(wú)分支閉合磁路的歐姆定律, Rm= Em 。 (四)電子技術(shù)基礎(chǔ) 1.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?4,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (了解內(nèi)容 ),2.二極管 二極管的主要特性是單向?qū)щ娦浴?砂呀涣麟娬鳛橹绷麟姟?3.三極管: 結(jié)構(gòu):三極管三個(gè)電極,三個(gè)區(qū)、兩個(gè)PN結(jié)。 功

2、能:能起放大、振蕩或開(kāi)關(guān)等作用。 有PNP型和NPN型兩種。,5,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (了解內(nèi)容 ),6,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),(一)直流電路的基本概念 1.電路 概念、 組成、開(kāi)路、短路、通路。,7,2. 電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電阻 (1) 電流:概念、電流方向。 計(jì)算公式 ,單位:安培(A) (2) 電壓:電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間的電位差。 用U表示,單位:伏特(V) (3) 電動(dòng)勢(shì): 概念 、電動(dòng)勢(shì)方向: 用E表示,單位:伏特(V),第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),8,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),(4) 電阻:概念 ,公式 單位:歐姆() 3.電路的連接形式 電路有串聯(lián)、并

3、聯(lián)和混聯(lián)三種連接形式。 電源的連接也有串聯(lián)和并聯(lián)。,9,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),4.電功和電功率 (1)電功: 概念、計(jì)算公式: 單位:焦耳(J)、千瓦時(shí)(KW.h)即“度”。 (2)電功率:概念、計(jì)算公式: 單位:瓦(W)或(KW) 5.電流的熱效應(yīng) 概念、公式: 單位:焦耳(J)。,10,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),(二)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本概念 1、電場(chǎng)強(qiáng)度E :描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度B:描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量. 3、自感:(日光燈鎮(zhèn)流器) 4、互感:(變壓器),11,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),5.渦流、集膚效應(yīng) (1)渦流: 概念: 用途:渦流煉

4、鋼; 危害:變壓器鐵心發(fā)熱。 (2) 集膚效應(yīng): 高頻電流在導(dǎo)體表面流動(dòng)。 電視天線一般用鋁(銅)管制作。,12,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),(三)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本定律 1. 電荷守恒和電流連續(xù)性原理 電荷是守恒的,它既不能產(chǎn)生也不能消滅。 2庫(kù)侖力定律 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間作用力的大小與兩電荷量乘積成正比,與距離的平方成反比。 3.安培力定律 兩個(gè)電流回路之間不但有電場(chǎng)力的作用,電流在磁場(chǎng)中還會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。,13,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (理解內(nèi)容 ),4.電磁感應(yīng)定律 當(dāng)導(dǎo)體與磁力線之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或當(dāng)導(dǎo)體閉合回路中的磁場(chǎng)變化時(shí),導(dǎo)體回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,14,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (

5、掌握內(nèi)容 ),(一)歐姆定律 1.部分電路歐姆定律: 2.全電路歐姆定律:,全電路: 部分電路:,15,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),(二)單相交流電路 1交流電的定義 2正弦交流電的表達(dá)式: 3交流電的基本物理量 (1)瞬時(shí)值:交流電某一時(shí)刻的數(shù)值。 (2)最大值:瞬時(shí)值中的最大的數(shù)值。,16,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),(3)有效值:有效值是指在效應(yīng)(熱效應(yīng))上與交流電一個(gè)周期內(nèi)的平均效應(yīng)相等的直流量。 正弦交流電的最大值等于交流電的有效值的 倍 。 (4)周期: T,單位:秒(s) (5)頻率: f , 單位:赫茲(Hz)。 (6)角頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)變化的角度。 周期與頻率

6、之間的關(guān)系:,17,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),(7)相 位:表達(dá)式中的 。 (8)初相位:t=0時(shí)的相位,表達(dá)式中的 。 (9)相位差:兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位之差(同相、超前、滯后、反相)。,18,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),4.單相正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 (1)瞬時(shí)功率 (2)有功功率 (也稱平均功率) 單位:(KW) 實(shí)際消耗功率。 (3)無(wú)功功率 (電源和電感、電容交換功率) 單位: (KVAR) (4)視在功率 單位:(KVA)。,19,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),(三)三相交流電路 1.三相交流電路 由三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼此相差120的正弦電動(dòng)勢(shì)

7、作為供電電源的電路。,20,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),2. 對(duì)稱三相電源的表達(dá)式: 三相電源的瞬時(shí)值之和為零。 3. 相序:,正序(順序):ABCA; 負(fù)序(逆序):ACBA。,21,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),4三相電源的聯(lián)接,Y聯(lián)接:線電壓大小是相電壓的 倍; 聯(lián)接:線電壓與相電壓大小相等。,22,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),無(wú)中線連接時(shí),三相電源對(duì)負(fù)載的連接為三相三線制,有中線時(shí)為三相四線制。 5. 三相負(fù)載及其聯(lián)接 三相負(fù)載也有星形和三角形兩種聯(lián)接方式 。,23,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),(1) 線電壓、線電流、相電壓、相電流概念 (2) Y連接時(shí),

8、線電流與相電流相等,線電壓是相電壓的 倍。 (3) 形連接時(shí),線電流是相電流的 倍, 線電壓與相電壓相等。,24,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),6.三相負(fù)載有功功率、無(wú)功功率和視在功率,25,第一節(jié) 電磁學(xué)概論 (掌握內(nèi)容 ),舉例:兩個(gè)標(biāo)有“220V、40W”和“220V、60W” 的燈泡,下列說(shuō)法正確的是( ) 1. “W”表示電能的單位; 2. 60W的燈泡比40W的燈泡電阻??; 3. 額定電壓下,流過(guò)40W燈泡的電流比60W燈泡電流??;(P=IU,I=P/U) 4. 相同時(shí)間內(nèi),60W燈泡消耗的電能比40W燈泡多。,26,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (知識(shí)結(jié)構(gòu)),1.電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)

9、2.電力負(fù)荷 3.供電系統(tǒng) 4.供電質(zhì)量 5.用戶供電電壓與電源的選擇 6.無(wú)功功率補(bǔ)償,27,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),(一)電力系統(tǒng)的基本概念 (二)電力網(wǎng)的基本概念與電力系統(tǒng)基本參量 1.電力網(wǎng)絡(luò): 2.描述一個(gè)電力系統(tǒng)的基本參量:有總裝機(jī)容量、年發(fā)電量、最大負(fù)荷、額定頻率和最高電壓等級(jí)。 (三)電力負(fù)荷:電力系統(tǒng)中所有用電設(shè)備消耗功率的總和。有五個(gè)基本概念。,28,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),1.設(shè)備安裝容量: 2.負(fù)荷曲線: 3.計(jì)算負(fù)荷:等效負(fù)荷 4.負(fù)荷系數(shù):平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比 5. 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),29,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),(四)電力

10、負(fù)荷的分類 1.按用電的部門(mén)屬性來(lái)劃分(工業(yè)用電、農(nóng)業(yè)用電等); 2.按負(fù)荷的大小劃分(最大負(fù)荷、最小負(fù)荷、平均負(fù)荷); 3.按使用電力的目的劃分(動(dòng)力、照明等); 4.按用電用戶的重要性劃分(類、類、類負(fù)荷);,30,5.按年最大負(fù)荷預(yù)測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)短劃分; 6.按電能的生產(chǎn)和銷售過(guò)程劃分(發(fā)電負(fù)荷、 供電負(fù)荷、用電負(fù)荷); 7.按國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電劃分。,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),31,(五)供電系統(tǒng) 基本供電系統(tǒng)分為三相三線制(380V)和三相四線制(380/220V)。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)分為: 1. TT系統(tǒng): (保護(hù)接地)。 2. TN系統(tǒng):(保護(hù)接零)。 TN系統(tǒng)中,又劃

11、分為T(mén)N-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)。 (1)TN-C系統(tǒng):工作零線兼做保護(hù)零線(PEN) (2)TN-S系統(tǒng):工作零線與保護(hù)線分開(kāi)。,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),32,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),33,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),34,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),35,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),36,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),37,(3)TN-C-S系統(tǒng): 3. IT系統(tǒng): (保護(hù)接地)。,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (了解內(nèi)容),(六)用戶供電電壓的選擇 一般用戶的供電電壓為610kV,大中型工業(yè)企業(yè)的供電電壓可為35kV。 用戶供電系統(tǒng)的高壓配電電

12、壓一般采用610kV。 低壓配電電壓我國(guó)是380/220V。,38,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (理解內(nèi)容),(一)供電質(zhì)量的具體指標(biāo) 1.電網(wǎng)頻率:電力系統(tǒng)正常偏差 2. 電壓偏差 規(guī)定:35KV及以上,正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%; 20KV及以下,正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和為額定電壓的7%; 220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%,-10%。,39,3.三相電壓不平衡:電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度為2%,短時(shí)不能超4%。 4.公用電網(wǎng)諧波 5.電壓波動(dòng)和閃變 6.可靠性:(四個(gè)主要指標(biāo)) (1) 供電可靠率;(2) 用戶平均停電時(shí)間; (3) 用戶平均停電次數(shù);(4) 用

13、戶平均故障停電次數(shù)。,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (理解內(nèi)容),40,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (理解內(nèi)容),(二)電能質(zhì)量的基本參量(六個(gè)指標(biāo)) 1.電壓偏差: 2.電壓波動(dòng): 3.電壓閃變: 4 .電壓正弦波畸變率: 5.負(fù)序電壓系數(shù) 6.頻率偏差:,41,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),(一)提高功率因數(shù)的意義( 四個(gè)方面) 1. 在一定的有功功率下,可以減小供電線路和變壓器的容量,減少供電投資。 2. 可以提高供電設(shè)備利用率。 3.當(dāng)輸出的有功功率相同時(shí),可以減小線路電流,減小線路損耗。 4.變壓器容量一定時(shí),可以增大輸出的有功功率,減小輸出的無(wú)功功率。 高壓供電系統(tǒng)功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以

14、上,其它用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。,42,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),(二)無(wú)功功率補(bǔ)償原理 把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路,感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。,43,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),(三)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?1.利用過(guò)激磁的同步電動(dòng)機(jī); 2.利用調(diào)相機(jī)做無(wú)功功率電源; 3.異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行; 4.電力電容器作為補(bǔ)償裝置。 (四)電力電容器的補(bǔ)償方法 1.串聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上,應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上,用電單位很少采用。,44,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),2.并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器

15、直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上,用電企業(yè)一般采用這種補(bǔ)償方法。 (五)并聯(lián)電容器補(bǔ)償無(wú)功功率 1.并聯(lián)電容器的作用 (1)補(bǔ)償無(wú)功功率,提高功率因數(shù); (2)提高設(shè)備出力; (3)降低功率損耗和電能損失; (4)改善電壓質(zhì)量。(不能改善電網(wǎng)頻率),45,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),2補(bǔ)償容量 功率因數(shù)由cos提高到cos需并聯(lián)的電容器為: 例: 某單相負(fù)載 f=50Hz,U=220V,有功功率 P=10kW,功率因數(shù)cos1=0.707。若將功率因數(shù)提高到cos2=0.866,求需要并聯(lián)的電容C,并分別計(jì)算出補(bǔ)償前后電路的總電流各是多少?,46,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),解

16、:cos1=0.707,1=45,tan1= 1;cos2=0.866,2=30,tan2= 0.577 需并聯(lián)電容:(=2f=100=314),由P=I U COS 得 I=P / U COS,47,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),并聯(lián)電容前 并聯(lián)電容后:,48,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),(六)并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式 1并聯(lián)電容器與電力網(wǎng)的聯(lián)接 在三相供電系統(tǒng)中: 單相電容器的額定電壓與電力網(wǎng)的額定電壓相同時(shí),應(yīng)采用三角形接法; 三相電容器只要其額定電壓等于或高于電網(wǎng)的額定電壓可直接接入。 2并聯(lián)電容器的補(bǔ)償形式 個(gè)別補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種形式。,49,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí)

17、 (掌握內(nèi)容),(1)個(gè)別補(bǔ)償 個(gè)別補(bǔ)償是指對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備所需無(wú)功功率就近補(bǔ)償?shù)霓k法。 (2) 分散補(bǔ)償 分散補(bǔ)償是指將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上。 (3) 集中補(bǔ)償 集中補(bǔ)償是指把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上。,50,第二節(jié) 電力基礎(chǔ)知識(shí) (掌握內(nèi)容),舉例: 通過(guò)提高負(fù)載的功率因數(shù),如給電動(dòng)機(jī)、電感爐加裝就地補(bǔ)償電容器可以 ( ) 1、減少線路電流; 2、降低線路損耗; 3、減少變壓器的容量; 4、減少線路輸送的無(wú)功功率。 (Q=IUsin),51,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (知識(shí)結(jié)構(gòu)),1.變壓器 2.直流電動(dòng)機(jī) 3.交流異步電動(dòng)機(jī) 4.同步電動(dòng)機(jī)與控

18、制電機(jī),52,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (了解內(nèi)容),(一)特殊變壓器 1.自耦變壓器,53,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (了解內(nèi)容),2.電流互感器,54,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (了解內(nèi)容),3.電壓互感器,55,(二)同步電動(dòng)機(jī) 1.特點(diǎn):電源頻率一定時(shí),轉(zhuǎn)速是恒定的;轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān); 2.運(yùn)行狀態(tài): 改變電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流,使同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電感性、電阻性或電容性三種狀態(tài)。 3.機(jī)械特性:,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (了解內(nèi)容),56,(三)控制電機(jī) 控制電機(jī)的種類很多,常用的有伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (了解內(nèi)容),57,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),(一)變壓器的

19、損耗與效率 變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損耗PFe和繞組上的銅損耗PCu兩部分。 鐵耗與原邊繞組所施加的電壓有關(guān),通常稱為不變損耗; 銅耗為原邊、副邊繞組電阻上所消耗的功率,故稱之為可變損耗。 效率:,58,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),(二)電動(dòng)機(jī)的工作原理 1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 結(jié)構(gòu):定子(磁極)和轉(zhuǎn)子(電樞)構(gòu)成。 原理:左手定則原理。 。,59,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),(1)電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式 E =KE n 。 (2)電樞回路電壓平衡式、等效電路圖,60,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),(3)電磁轉(zhuǎn)矩 T =KT Ia KT 常數(shù); 磁通量 ; Ia 電樞電流。

20、(4)轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 在電機(jī)運(yùn)行時(shí),T =T2+T0 。 2異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 (1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng): (2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向:與相序有關(guān)。 (3)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p:與三相繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān),也就是所說(shuō)的電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)。,61,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),(4)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速: 又叫做同步轉(zhuǎn)速。 (5)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 定子繞組通入三相對(duì) 稱交流電時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng); 磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條,導(dǎo)條 中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。 在電動(dòng)勢(shì)作用下,閉 合的導(dǎo)條中就有電流。,62,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (理解內(nèi)容),電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用,而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到 電磁力F,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 (6)轉(zhuǎn)差率:

21、同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率,通常額定轉(zhuǎn)差率約為1%9%。,63,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(一)變壓器的額定值 1額定電壓U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開(kāi)路(空載)時(shí),一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值。 三相時(shí)U1N、U2N是一次、二次側(cè)的線電壓。 2額定電流I1N、I2N 變壓器滿載運(yùn)行時(shí),一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。 三相時(shí)額定電流是一次、二次側(cè)的線電流。,64,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),3.額定容量SN (KVA) 傳送功率的最大能力。 單相變壓器: 三相變壓器:,65,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(二)變壓器的工作原理變壓器原理圖,變壓器由閉合鐵

22、心和高低壓繞組等幾個(gè)主要部分組成。,66,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),1電磁關(guān)系,67,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),2.變壓器的功能 (1)電壓變換 一次、二次側(cè)電壓變關(guān)系為 (2)電流變換 一、二次繞組的電流關(guān)系為 (3)阻抗變換 阻抗變換關(guān)系為 (變壓器能夠進(jìn)行電壓、電流、阻抗變換,但不可以進(jìn)行頻率變換),68,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(三)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及調(diào)速 1.直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T 之間關(guān)系的n=f(T)曲線, 稱為機(jī)械特性曲線。 2直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速 由直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式 直流電機(jī)的調(diào)速方法有三種:,69,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)

23、容),(1)改變磁通調(diào)速 保持電樞電壓U不變,改變勵(lì)磁電流If (調(diào) )以改變磁通 。 機(jī)械特性曲線如右圖。 通常只是減小磁通, 將轉(zhuǎn)速往上調(diào)。,70,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(2)改變電壓調(diào)速(和Ra一定) 由轉(zhuǎn)速公式可知,調(diào)電壓U時(shí),n0變化,但斜率不變,所以調(diào)速特性是一組平行曲線。 由于磁通不變,如在 一定的額定電流下調(diào)速, 則電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也是 一定的(恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速)。,71,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(3)電樞回路串電阻調(diào)速 串入電阻時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖所示。 電樞回路串電阻調(diào)速需在電樞中串入專用電阻,電阻增大則轉(zhuǎn)速下降,因此n只能下調(diào)。,72,(四)三相異步電

24、動(dòng)機(jī)的電路分析 三相異步電動(dòng)機(jī)的每相電路圖如下圖所示。,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),73,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),1定子電路 (1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通 (2)定子感應(yīng)電勢(shì)的頻率 2轉(zhuǎn)子電路 (1)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率 (2)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2 (3)轉(zhuǎn)子電流,74,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(4)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù),(五)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 1.轉(zhuǎn)矩公式,75,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),2.機(jī)械特性曲線 機(jī)械特性曲線是指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線T= f (s),或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線,T=f (s)曲線,nf

25、 (T)曲線,76,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(1)額定轉(zhuǎn)矩 PN(KW), nN (r/min), TN (N.m)牛米 (2)最大轉(zhuǎn)矩 (3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 此時(shí)s1。,77,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(六)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速 1.三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) (1)起動(dòng)性能 起動(dòng)時(shí):n=0,s=1。 特點(diǎn):一般中小型籠型電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的57倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.02.2倍。 后果:頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累,使電機(jī)過(guò)熱。,78,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),2起動(dòng)方法 籠型電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)(30KW以下)、降壓起動(dòng),繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。 (1)異步電

26、動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)方法 Y換接起動(dòng):起動(dòng)時(shí)把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的 ,起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小為直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適合于空載或輕載起動(dòng) ,額定接法為接法的電動(dòng)機(jī)。,79,星三角降壓起動(dòng)接線示意圖,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),Y型起動(dòng),運(yùn)行,80,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),自耦變壓器降壓起動(dòng): 概念: 原理:直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流Ist與自耦降壓起動(dòng)時(shí)的線路電流 之比 ,直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與自耦降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)矩之比為 。K為自耦變壓器的變比。 自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大且正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形,不能采用Y起動(dòng)的籠型異步電動(dòng)機(jī)。,81,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),自耦變壓器降壓起動(dòng)

27、控制電路,82,(2)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)方法 繞線型電機(jī),在轉(zhuǎn)子電路中接入適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電阻,既可以減小起動(dòng)電流,又可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),83,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),3.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式 , 改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方法。 (1)變頻調(diào)速 改變電動(dòng)機(jī)電源頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, 稱為變頻調(diào)速。變頻調(diào)速要使用變頻器,它主要由整流器和逆變器兩大部分組成。,84,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),變頻調(diào)速要使用變頻調(diào)速裝置(變頻器),它主要由整流器和逆變器兩大部分組成。整流器先將頻率f為50Hz的三相交流電變換為直流電,再由逆變器變換為頻率f1可調(diào)

28、、電壓U1也可調(diào)的三相交流電,供給三相籠型電動(dòng)機(jī)。,85,(2)變極調(diào)速 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式 改變電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù),可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化,因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合。,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),86,第三節(jié) 電機(jī)與拖動(dòng) (掌握內(nèi)容),(3)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速都屬于變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。在繞線型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入一個(gè)調(diào)速電阻,改變電阻的大小,就可得到平滑調(diào)速。增大調(diào)速電阻時(shí),轉(zhuǎn)差率上升,轉(zhuǎn)速下降。 這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少,但能量損耗較大,廣泛應(yīng)用于起重設(shè)備中。,87,第四節(jié) 電氣線路(知識(shí)結(jié)構(gòu)),1.電氣線路的作用和

29、分類 2.架空線路 3.電力電纜 4.室內(nèi)線路 5.照明及照明器具,88,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),(一)電氣線路的作用與分類 其作用是輸送和分配電能。可分為輸電線路和配電線路。 (二)架空線路 1.架空電氣線路構(gòu)成 桿塔、絕緣子、導(dǎo)線、橫擔(dān)、金具、接地裝置及基礎(chǔ)等構(gòu)成。 2.架空線路常用電氣設(shè)備 跌落式熔斷器、刀閘、避雷器等。,89,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),關(guān)于避雷器要求 (1)在正常工作電壓的情況下,等于開(kāi)路。 (2)在出現(xiàn)異常的情況下,等于短路。 3架空線路常見(jiàn)故障 (1)設(shè)備機(jī)械故障(2)設(shè)備電氣性故障 電氣性常見(jiàn)故障有單相接地、兩相短路、三相短路 、缺相等。 (三)電力電纜

30、 1.電力電纜的優(yōu)點(diǎn):,90,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),(1)供電可靠;(2)不占地面和空間;(3)有利于人身安全;(4)節(jié)約材料,市容整齊美觀,交通方便;(5)運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,節(jié)省線路維護(hù)費(fèi)用。 2.電力電纜的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)種類 電力電纜根據(jù)電壓、用途、絕緣材料、線芯數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有五種分類。,91,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 電力電纜的基本結(jié)構(gòu)由線芯(導(dǎo)體)、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層四部分組成。 3.電力電纜的名稱及使用范圍 (四)室內(nèi)線路 1.定義:室內(nèi)線路就是在房屋內(nèi)對(duì)各種電 器裝置供電和控制的電氣線路。 2.敷設(shè)方式和要求,92,敷設(shè)方式分為瓷瓶、瓷珠、瓷夾板

31、、木槽 板、鋼管、塑料板、鋁片卡和塑料護(hù)套線等。 (五)照明及照明器具 1.照明:電氣照明利用各種電氣光源照亮工作和生活場(chǎng)所或個(gè)別物體的措施。 分為:一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明和混合照明。,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),93,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),2.發(fā)光方法 分為電阻發(fā)光、電弧發(fā)光、氣體發(fā)光和熒光粉發(fā)光四類。 電阻發(fā)光的光源如白熾燈、碘鎢燈;電弧發(fā)光,如碳精燈;氣體發(fā)光如鈉燈;熒光粉發(fā)光的如熒光燈。 3.照明術(shù)語(yǔ) 常用照明術(shù)語(yǔ)見(jiàn)教材第211頁(yè)表5.4-2,94,第四節(jié) 電氣線路(了解內(nèi)容),表5.4-2 常用照明術(shù)語(yǔ),95,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (知識(shí)結(jié)構(gòu)),1.經(jīng)典控制理論

32、2.現(xiàn)代控制理論 3.控制理論的應(yīng)用,96,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (了解內(nèi)容),(一)自動(dòng)控制的基本概念 1. 自動(dòng)控制 自動(dòng)控制指在沒(méi)有人直接參與的情況下,利用控制裝置,使被控對(duì)象工作狀態(tài)的物理量,也就是系統(tǒng)的被控量,自動(dòng)按指定規(guī)律變化。 2. 負(fù)反饋控制 負(fù)反饋控制是將系統(tǒng)的輸出信號(hào)引回輸入端,與給定量相比較,利用所得的偏差信號(hào)產(chǎn)生控制作用調(diào)節(jié)被控對(duì)象,達(dá)到減小偏差或消除偏差的目的。,97,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (了解內(nèi)容),3. 基本控制方式 控制系統(tǒng)的基本方式有開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制與復(fù)合控制。 開(kāi)環(huán)控制指輸出量對(duì)系統(tǒng)控制作用不產(chǎn)生影響。閉環(huán)控制指輸出量對(duì)系統(tǒng)控制作用產(chǎn)生直接影響,復(fù)合控制

33、系統(tǒng)就是既有正反饋控制又有反饋聯(lián)系的系統(tǒng)。 4. 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求 基本要求就是要穩(wěn)定、準(zhǔn)(控制精度高、穩(wěn)態(tài)誤差小),快(過(guò)渡過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間要短)。,98,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (了解內(nèi)容),(二)控制理論在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 自動(dòng)控制是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一種極其重要的技術(shù)手段,為達(dá)到質(zhì)量和效益雙提高、成本和污染雙降低的目的,技術(shù)裝備、機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程就必須按照預(yù)定的要求運(yùn)行。要達(dá)到預(yù)定的目的,就必須應(yīng)用控制理論。,99,(一)現(xiàn)代控制理論的研究對(duì)象 現(xiàn)代控制理論主要研究線性系統(tǒng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和改變這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可能性與方法,建立和揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、行為及性能兼得關(guān)系。 (二)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空

34、間描述 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述包括:動(dòng)力學(xué)系統(tǒng);狀態(tài)與狀態(tài)向量;狀態(tài)空間;狀態(tài)方程;輸出方程;狀態(tài)空間描述;狀態(tài)空間方程的建立等七項(xiàng)。,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (理解內(nèi)容),100,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (理解內(nèi)容),(三)狀態(tài)空間方程的線性變化 對(duì)于一個(gè)給定的定常系統(tǒng),由于狀態(tài)變量選取的不同,狀態(tài)空間方程也就不同,但它們描述了同一個(gè)線性系統(tǒng),因此在各狀態(tài)空間方程所選取的狀態(tài)變量之間,實(shí)際上存在著一種向量的線性變換關(guān)系。 (四)控制系統(tǒng)的能控性與能觀性 對(duì)于用狀態(tài)空間方程描述的控制系統(tǒng),能控性指的是外界輸入u對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)變量x的支配能,101,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (理解內(nèi)容),力,它回答了u能否

35、使x作任意轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。能觀測(cè)性指的是由系統(tǒng)的輸出y識(shí)別狀態(tài)變量x的能力,它回答了狀態(tài)變量能否由輸出反映出來(lái)。,102,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (掌握內(nèi)容),(一)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 1.微分方程 控制系統(tǒng)的微分方程是在時(shí)間域內(nèi)描述系統(tǒng)性能的數(shù)學(xué)模型。線性定常系統(tǒng)微分方程一般形式 式子左端是輸出變量c(t)及其各階導(dǎo)數(shù)對(duì)應(yīng)的項(xiàng) ,右端是輸入變量r(t)及其各階導(dǎo)數(shù)對(duì)應(yīng)的項(xiàng) 。,103,求圖5.5-1所示的RLC串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。,圖5.5-1 例題1圖,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (掌握內(nèi)容),解:由KVL可知:,由電容兩端的VCR可知:,代入KVL方程可得:,該二階微分方程就是RLC串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。,104,第五節(jié) 自動(dòng)控制理論 (掌握內(nèi)容),2.傳遞函數(shù) 線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是指零初始條件下,系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比

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