电器知识简介

电器基本介绍1 电器零部件分类a. 电机电容类：异步电机、同步电机、步进电机、单相罩极异步电动机、无刷直流电机、换气电机、 电机与压缩机运行电容等b. 电辅助加热类：电加热管组件、陶瓷PTC电加热、金属PTC电加热、电伴热线、电加热带等c. 空气清新类：等离子除尘器、电子集尘器、负离子发生器、冷阴极荧光灯、超声波加湿器等d. 控制开关类：压力式温度控制器、旋转开关、水位开关、微动开关、船型开关、轻触开关、按钮开 关、管路过压与欠压开关、温控器、熔断器、四通阀、电磁阀、电子膨胀阀、压力传感器等2关键零部件基本知识简介1）单相电容运转异步电动机：简称异步电机或风扇电机，是指转子为鼠笼型，定子铁心槽 内放置在空间互相错开n/2电角度的两相绕组-主相和副相绕组，辅绕组电路中串接在电 机起动和运转时始终参与工作的电容器，而构成两相异步电动机。主要结构：定子铁心：由定子冲片装压后用扣片或其它方法扣紧，形 成定子铁心。定子冲片用硅钢片冲制而成。冲片表面应进 行绝缘处理，如涂绝缘漆或在冲片表面进行氧化处理，以 减少铁心涡流损耗和增强抗腐蚀和防锈性能。定子铁心槽 内嵌有定子绕组，是电机的主要磁路部分。I散蛍倍佐定子绕组：根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式的不同， 可分为集中式和分布式两种类型：集中式绕组一般为矩 形线圈，线圈经绝缘带包扎定型后，在经浸漆烘干处理， 然后嵌装于凸形磁极的铁心上。通常每个磁极有一个线 圈，但也有用一个线圈形成两个磁极的庶极形式。一般 直流电机、交直流两用电动机的励磁绕组，以及凸极式 单相罩极电动机的主极绕组都采用集中式绕组；分布式绕组一般由几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组，当线圈组通电后形成不 同极性的磁极。鼠笼转子：由转子冲片叠装成转子铁心。转子铸铝时，由 熔化铝液铸成由导条和端环组成的铝笼，以及端环上的平 衡柱。转子铁心是电机主要磁路部分，鼠笼导条和端环是 转子绕组。导条和旋转磁场作用，产生转矩驱动电动机旋 转。热保护器：当电动机温度达到或超过热保护器预定的温度 时，热保护器就会切断电源保护电动机。常用的热保护器由 双金属片型、热断型和PTC热敏电阻型三种。异步电机工作特性分析：异步电动机的工作特性：指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。显步电动机工作特性1 转差率特性：切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转 矩的必要条件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才 可能切割磁力线。旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速; 转子的实际转速用n表示，转差An=n1n。吃一左吕=转差率：坷转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。o 起动瞬间， n = 0,s=1 o 理想空载运行时： n=n1,s=0o 作为电动机运行时，s的范围在0-1之间。o 转差率一般很小，如s = 0.03。o制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s1 o 发电运行时，n高于同步转速n1,s0.随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。2转矩特性：T _ 异步电动机的输出转矩： 转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。 转矩曲线为一个上翘的曲线。（近似直线）3电流特性：空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大效率特性：占亠心+皿 +戸列+戸口 +弘其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正 比）；铁耗和机械损耗近似不变；效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。4功率因素特性 空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低； 随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高； 在额定功率附近，功率因数达到最大值。 如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。主要性能指标：同步转速：ns=60f/p （f：电源频率；p：电动机极对数）电动机转速：n=（l-s） ns （s：转差率）电动机效率：n =P2/P1 （P2：从电网输入电动机的电功率；P1：电动机轴上输出的机械功率）电机关键控制点：a. 电机设计时：电机负载特性、振动与噪音、温升GB4706.32-1996第11章发热试验，第19章非正 常工作试验）、b. 成品检验（与设计的复合性）：电机空载特性、负载特性、直流电阻、安全性能电机试验：a. 空载试验（试验标准件技术规范）：如果空载电流过大，则表示定子与转子之间的气隙可能超出允许值， 或定子绕组匝数少于设计值，也可能是由于装配质量差，使转子转动不灵活所致；如果空载电流过小， 则表示可能定子绕组匝数多于设计值。空在运转时，电机应平稳轻快，无停滞现象，声音和谐、无杂音 空载运转时测得的振动速度不应超过1 . 6mm/s。b. 堵转试验：试验目的是为了测定电机的堵转电流、堵转转矩和堵转损耗，考核笼型转子的铸铝质量 及转子槽形设计的合理性。一般情况下同规格笼型异步电动机，在 100V 时的堵转试验电流值相差 3%6%；堵转损耗相差 5%10%；堵转电流偏大，一般是定子绕组匝数少，转子槽斜度不够、气隙 过大、定转子铁心未对齐等原因造成的。堵转电流偏小，一般是铸铝转子铁心叠片错片、斜槽时槽 口不齐、笼型导条杂质多或有缩孔、夹渣或断条、气隙小于允许值等原因造成的。c. 温升试验：目的是通过实验求得电机满载运行导热稳定状态时的电机绕组温升值，另外还包括铁心、 轴承的温升等。电机温升的高低直接关系到电机绝缘寿命的长短，影响到电机效率及其他力能指标 的好坏，当电机温升过高时，甚至会导致电机很快的损坏。d. 匝间绝缘试验：多匝线圈或绕组应进行匝间绝缘试验，以考核绕组匝间绝缘承受过电压的能力。方法：在电机绕组与机壳之间施加试验电压（有效值）为1800VAC,历时0.5s，电机匝间绝缘而无击 穿现象，泄漏电流不应超过10mA。e. 短时升高电压试验（代替匝间绝缘试验）：方法：在电动机空载时施加1.3倍额定电压（或者额定电 压范围上限），持续时间为3min。试验中若出现1）电机冒烟、跳弧或发出焦味；2）电机有剧烈的振 动和电磁噪音； 3）电机端电压突然下降等现象，表明电机绕组匝间短路。说明：由于鼠笼型异步电 动机转子绕组自身短路，所以须在空载运转状态下进行试验。1）同步电动机（爪极永磁同步电动机）：是指转子 转速与电源频率保持恒定比例关系的一种交流 小功率电动机。当转子极对数为p、电源频率为 f时，同步电机转速为：n=60f/p r/min只要电动 机在正常的负载范围内运行，其转速都不会因电 源电压的波动和负载的变化而变化。益乐 分类：A爪极在定子上的永磁同步电动机：定子由机壳、端盖和环形绕组组成。机壳和端盖由导磁薄钢板冲制而成，既起机械支撑作用，又是磁路和磁极的一部分。 机壳和端盖上冲制的爪极片，沿定子内圆的圆周方向交错排列并相互间隔一定距离，形成多极的磁极。 转子主要部分是一块圆柱形磁钢，通常采用铁氧体烧结磁钢或粘结磁钢。经径向冲磁后成为沿圆周N 和S极均匀间隔排列的多极磁钢。一般极数为824。当定子环形绕组由单相电源供电后，定子、转 子磁场产生同步电磁转距，带动电动机使其起动并牵入同步运行。爪极永磁同步电机的旋转方向是随 机的。对需要定向旋转的电动机，应设置机械定向装置，或在定子结构上作特殊的设计以获得定向旋 转。B.爪极在转子上的永磁同步电动机（暂时没有用到）。2）步进电动机：是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行 元件，即外加一个脉冲信号于电动机时，电机就运动一步；脉 冲数增加，则直线或角位移增加；脉冲频率高，则电动机旋转 速度快，反之则慢。分配脉冲相序改变后，电机逆转。脉冲停 止，电机即自锁。由于该类电动机的运动形式时步进式的，所 以称为步进电动机。不仅电动机独特的优点：步距值不因电气、负载、环境条件的变化而受影响；电机转速取决于脉冲信号的频率；步距误差不长期积累，即每转动一圈的累积误差为零。a. 空载牵入频率：电机空载，加额定电压，采用预置脉冲数或其他能检查失步的方法，使电机从锁定 状态突然起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵入频率。b. 空载牵出频率：电机空载，加额定电压，逐渐升高脉冲频率，采用能检查失步的方法，测出转子在 三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵出频率。C.牵入转矩：电机加额定电压，脉冲频率为lOOpps，采用预置脉冲数或其他能检查失步的方法，先加 上一定的负载，然后从锁定状态突然起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的 最高牵入转矩。d. 自定位转矩：电机不通电，用力矩盘将转矩加到输出轴上，增加转矩直到输出轴开始连续旋转前的 最大转矩。e. 摩擦力矩（输出轴与齿轮间的摩擦力矩）：电机两相加额定电压锁定转子，用力矩盘将力矩加到输 出轴上，测量输出轴开始连续转时的力矩。3）单相罩极异步电动机：转子为鼠笼型，但定子结构 与其他异步电动机有较大差别。一般定子铁心采用 凸极式，在磁极极面1/21/3除开由一个小槽，并 在小槽内放置短路环，被该短路环包围的部分称为 罩极磁极。在整个磁极上套有集中式励磁绕组，励磁绕组和短路环相当主相和副相绕组，当励磁绕组接到单相电源后，即产生脉振磁通。 特点：电机价格低廉、制造方便，噪声和无线电干扰也小，但电机性能较差，所以该类 电机只用于对电动机性能要求不高的场合，如除湿机等。4）无刷直流电动机：由电动机本体、传感器和电子换向 控制线路三部分组成。电动机本体由定子和转子组 成，定子上多相绕组放置在铁心槽内；转子上有磁钢 产生励磁磁场。位置传感器检测旋转转子的位置，与 电子换向线路一起实现电子换向。显著特点：调速范 围宽、起动迅速、电机效率高、耗电省、温升低、噪 音小、无线电干扰小等优点；缺点是：由直流电源供 电、控制复杂、同功率同转速下电动机价格高于异步 电动机。ITl-a特性曲戟A T Chaneieristic 匚5）陶瓷PTC 电加热器:PTCR是Positive temperature coefficient of resistance的缩写，为正温度系数热敏陶瓷电阻，其主要成分为BaTio3，在掺 杂一定的微量元素， 经过高温烧结，使其 具有PTC效应，即具 有很大的正电阻温点，从而达到一个动态的平衡。PTC 加热器件的特性220V有风连续通电寿命测试功率与环境温度的关系（风量2.1立方米/分）功率与风量的关系菩，5D-DH出 蚪吕HW0呂 IB 15 m 戏 3 星 列珏轨詛摩 Ambienl tnnprture - t j0IU.S-2Virrin)M50DO磴口 1KI VeThVb一吕一-IndsQ ppralx側昏蛋密X B Air flow rriciss度系数，在居里温度以上几十度的温度范围内，其电阻率 可以增大410个数量级，这样就会使工作电流大幅下降 使温度下降，工作电流又大幅上升，使工作温度升到居里金属PTC组件CBB61 型交流电动机电容器 :采用锌铝边缘加厚 聚丙烯薄膜或网状安全膜为介质，阻燃环氧树脂灌 封和阻燃方型 ABS 塑壳封装。具有体积小，电气 性能稳定，安全可靠，寿命较长等特点。CBB65 型交流电动机电容器：该电容采用边缘加 厚金属化聚丙烯薄膜为介质，利用高速卷绕机紧密 卷制,铝壳封装而成，并采用精炼蓖麻油作浸渍剂在 高温真空下进行处理，使得电容器性能更加稳定，寿命更长。同时该电容器在安全防爆措施上采取了第二代机械防爆设计，可靠性更高。a. 金属化聚丙烯薄膜：用真空蒸镀方法，在聚丙烯膜表面形成极薄的金属层。这种具 有金属蒸镀层的聚丙烯膜称金属化聚丙烯薄膜。b. 安全膜：安全膜是一种特殊的金属化聚丙 烯薄膜，简称安全膜。膜上蒸发沉淀的金 属电极为一种特殊的图案，蒸镀层被狭窄 空白条分割成很多面积极小的小块，各块 间有起微保险丝作用的连接导电桥。用安 全膜做成的电容器，当某一小块薄膜经不 起耐压而击穿失效时，过流把连接桥微保 险丝烧断，把这一小块膜脱离母体，而整个电容器继续工作，达到安全保护作用。c. 金属化电容器：电极是由介质上的金属化层构成的一种电容器。d. 金属化薄膜电容器：以金属化薄膜上的镀层作为电极，薄膜本身为介质构成的电容 器。e. 安全膜防爆电容器：电容器采用安全膜作为安全保护设计，使其在失效过程中，保 证外壳不会爆裂，不会起火燃烧的为安全膜防爆电容器。f. 自愈式电容器（SH）： 种在介质局部击穿后能自行迅速地基本上恢复电性能的电 容器。6）负离子发生器：是模拟自然界“雷电”现象产生负 离子的原理,将输入的低电压通过脉冲电路升为 直流负高压，由碳素纤维、针尖形向空气放电, 电离空气而产生带负电荷的负离子。a. 臭氧浓度：在距发射极前5cm处，负离子发 生器的臭氧浓度要小于0.10mg/m3。b. 负离子浓度：用大气离子浓度测试仪检测， 负离子浓度应符合图纸要求，单位可使用： 个/立方厘米（n/cm3）。7）电子集尘器：通常采用针板或线结构形式，利 用电源提供高压进行放电，以此达到收尘的目 的，还可辅以过滤催化等方式，使众多功能能 够互为补充，真正有效地去除空气中的烟雾、 粉尘、微粒等，提高居室空气质量。是利用静 电吸附现象吸尘的装置，由三部分构成，一、 给粉尘加电荷的离子化部分（电离部）；二、 收集粉尘的收集器（集尘部）；三、给前两部 分供电的高压电源部分。8）冷阴极荧光灯:灯管内含有适量的水银和惰性气体；灯管内壁涂有荧光粉，两端各有一个 电极。发光原理为：当高压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次 电子发射，开始放电，管内的水银受电子撞击后，激发辐射出 253.7nm 的紫外光，产生的紫外光激发涂在管内壁上的荧光 粉而产生可见光。（可见光的颜色 将依据所选用的荧光粉的不同而不 同），光灯、节能灯管采用的是普通 玻璃，紫外线透不出来，被荧粉吸收后发出可见光；而杀菌灯管则用透紫外玻璃或石英玻璃生产。紫外线穿过玻璃管壁透 射出来。杀菌灯实际上是属于一种低压汞灯。低压汞灯是利用较低汞蒸汽压（10-2Pa）被激化而发出紫外光，其发 光谱线主要有两条：一是253.7nm波长；另一条是185nm波长，这两条都是肉眼看不见的紫外线。 用来照明用的日光灯、节能灯也属于低压汞灯，依靠低压汞蒸汽被激发后发射紫外线，其中254nm波长的 紫外线照射到荧光粉上再发出可见光，如果改变荧光粉的成分和比例，它就可以发出我们通常所见的不同颜 色的光。杀菌灯不需要转化为可见光， 253.7nm 的波长就能起到很好的杀菌作用，这是因为细胞对光波的吸收谱线 有一个规律，在25027Onm的紫外线有最大的吸收，被吸收的紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA, 它起到一种光化作用，紫外光子的能量被 DNA 中的碱基对吸收，引起遗传物质发生变异，使细菌当即死亡 或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。日光灯和节能灯使用普通玻璃做成的， 253.7nm 紫外线透不出来，不能用做杀菌用的灯，石英玻璃对紫外 线透过率高，达80%-90%，是做杀菌灯的最佳材料，但是石英玻璃的性能与普通玻璃在性能上有很大的差 别，主要是热膨胀系数不同，封接不能用普通的自动化程度较高的圆封的办法，这使得杀菌灯生产制做的技 术含量要高于普通节能灯。当然, 有一种透紫外线的玻璃，即通常所说的高硼玻璃，它对紫外透过率约是石英玻璃的60%，它的生产工 艺与节能灯一样，使得它的成本与价格比石英玻璃生产的杀菌灯相差很远，几瓦的灯管只需几元，但它在性 能上远比不上石英杀菌灯。石英杀菌灯的另一个特点是可发出臭氧。由于石英玻璃对短波185nm的紫外线透过率也高，185nm的紫 外线能电离空气产生臭氧，臭氧浓度高对人体不利，但在无人场合时能使用，臭氧也能杀菌、消毒，恰好可 弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。有些场合不能有臭氧，也可使用石英杀菌灯，这种石英玻璃在炼制的时候就加了一种元素一一钛Ti），使它 透过紫外线在200nm以下发生截止，而对254nm紫外线透过基本无影响，即通常所说的无臭氧杀菌灯。9） 超声波加湿器:采用电子超频震荡（震荡频率为 1.7MHz， 超过人的听觉范围，对人体及动物绝无伤害），通过雾化片的高频谐振，将水雾化为1至 5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。超声波加湿器 的优点是，加湿强度大，加湿均匀，加湿效率高；节 能、省电，耗电仅为电热加湿器的1/10至1/15；使 用寿命长。缺点是对水质有一定的要求。纯净加湿技术则是加湿领域刚刚采用的新技术。纯净加湿器通 过分子筛蒸发技术，除去水中的钙镁离子，彻底解决“白粉” 问题。通过水幕洗涤空气，将空气加湿的同时，净化空气，再 经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度。 电加热式加湿器利用发热体将水加热至沸点，产生水蒸气释放 到空气中。缺点是能耗较大，不能干烧，安全系数较低、加热 器上容易结垢。