电工技能培训讲堂

电工技能培训讲堂讲师：曾庆鸿目录一、电工安全知识 二、电工基础三、电动机、变压器四、常用低压电器五、控制电路六、相关知识（结合本厂实际需要）七、变频器的工作原理和作用注：带*号开头的内容，仅供参考！一、电工安全知识一、电工安全知识 P1/3安全电压（如下表）额定值额定值空载上限值空载上限值423624126504329158安全电流 一般为交流一般为交流30mA30mA，超过此，视为对人体超过此，视为对人体不安全，具有伤害到不安全，具有伤害到人身。试验表明：直人身。试验表明：直流、交流、交流，高频电流流，高频电流触电对人体的危害程触电对人体的危害程度各有不同，而以度各有不同，而以505060Hz60Hz电流以对人体电流以对人体的危害最为严重。的危害最为严重。（交流有效值）（交流有效值）一、电工安全知识一、电工安全知识 P2/3在生产过程中，要增加自身的保护意识，若要接电时，最好在开关处悬挂标识牌，以提醒他人勿合闸等。对用电设备上的指示灯的各种颜色要清楚其含义，还有一些警示标牌的含义要知道，以免发生意外。安全色的含义：红色（禁止、停止）蓝色（必须遵守的指令）黄色（警示、注意）绿色（提示安全状态通行）对一些按钮的颜色也要清楚其含义一、电工安全知识一、电工安全知识 P3/3在比较恶劣的环境下作业时，最好穿绝缘胶鞋，戴上安全手套。以防意外。在操作高压时，特别要注意安全距离和使用绝缘安全工具等。在高空作业时，注意系上安全腰带，戴上安全帽等。在抢修或安装临时已停电设备的三相电源时，注意在工作点之前接上三相短路器，以防意外。在检修高低压配电设备时，应提倡工作票制度，工作监护制度。当电器发生火灾时，要注意首先切断电源电压，然后用CO2或干粉灭火器进行灭火，在未切断电源之前，严禁用水灭火。当有人遇触电时，每个人须知道或掌握一些应急救护知识，以减小伤害。二、电二、电 工工 基基 础础 名词解释名词解释电阻的串联电路电阻的串联电路电阻的并联电路电阻的并联电路混联电路混联电路基尔霍夫定律（欧姆定律）基尔霍夫定律（欧姆定律）交流电路交流电路 纯电阻电路及纯电感电路纯电阻电路及纯电感电路纯电容电路纯电容电路二、电二、电 工工 基基 础础 名词解释名词解释电流的形式：由电荷的定向移动形成电流。用I表示，单位：安培（A）。电压：描述电场内部的电场力，对单位电荷做功能力大小的物理量。用U表示，单位：伏特（V）。电阻：导体对电流阻碍大小的物理量，用R表示，单位：欧姆（）电阻定律：导体电阻值的大小与其长度成正比，与其截面积成反比，还与其本身的材料有关。公式：R=电功：电流流过负载要做功（耗能）用W表示，单位：焦耳J 公式：W=IUt 1度电=1千瓦时=3.6*106J电功率：单位时间内所做功的大小，用P表示，单位：瓦特（W）公式：P=P=IU=I2R=电流的热效应：公式：Q=I2Rt 单位：焦耳（J）LU+-+-二、电二、电 工工 基基 础础 电阻的串联电路电阻的串联电路结构：一个电阻的尾与另一个电阻的头相连，依次类推。特点a.电流强度处处相等且等于总电流；（即I1=I2=I3=I总）b.总电压等于各负载两端的电压之和；（即U总=U1+U2+U3）c.串联电路具有分压原理；d.总电阻等于各负载电阻之和。（即R总=R1+R2+R3）e.功率跟电阻成正比。二、电二、电 工工 基基 础础-电阻的并联电路电阻的并联电路结构：把所有电阻的头连在一起，另把所有电阻的尾连在一起，再并接在电路中。特点a.电压处处相等且等于总电压；（即U1=U2=U3.=Un=U总）b.电流：总电流等于各支路的电流之和；（即I总=I1+I2+I3+.In）c.具有分流作用；d.总电阻的倒数等于各个分电阻的倒数之和。（即 ）a.功率：功率与电阻成反比。K二、电二、电 工工 基基 础础 混联电路混联电路：既有串联也有并联的电路。：既有串联也有并联的电路。欧姆定律欧姆定律部分导体的欧姆定律：流过导体的电流大小，与导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。全电路欧姆定律：（r为电池的内阻）RrEK二、电二、电 工工 基基 础础-*基尔霍夫定律（欧姆定律）基尔霍夫定律（欧姆定律）术语：a.节点：由三条或三条以上支路所形成的汇 交点。a.回路：从起点经负载返回到起始点所经过 的途径。c.网孔：不能再分的最简回路。d.网络电路：统称为复杂电路。第一定律：（节点电流定律）流进节点电流之和恒等于流出节点电流：（即 I1+I2=I3）第二定律：（回路电压定律）在任何一电路中，电动势的代数和恒等于各个负载两端电压降的代数和。（即 I1+I2=I3 I1R1+I3R3=E1 I2R2+I3R3=E2 ）I3二、电二、电 工工 基基 础础-交流电路交流电路 P1/3直流电：其大小、方向不随时间变化而变化。交流电：其大小和方向随时间按一定规律作周期性变化的电。yx(t)(E.U.I)yx(t)最大值E.U.I二、电二、电 工工 基基 础础-交流电路交流电路 P2/3交流电的三要素：a.最大值：表示交流电出现最大振幅的值。b.角频率：表示交流电在单位时间内变化的电角度。角频率（）频率（f）与周期（T）之间的关系。频率f：1秒钟内交流电方向所变化的次数,我国实际50Hz。周期T：完成一次变化所需的时间 我们国家T=0.02Sa.初相角：表示交流电起始的电角度，用表示。二、电二、电 工工 基基 础础-交流电路交流电路 P3/3常见的表示方法：a.瞬时值：函数表达法（解析法）U=UmSin(t+)Va.有效值：凡是通过仪表或仪器所测出的数值。最大值等于 倍有效值。Um=U 二、电二、电 工工 基基 础础 纯电阻电路：以电阻器为主，电感和电容可以忽略不计的交流电路。a.特点：电流和电压同频同相。b.最大值、有效值、瞬时值均满足欧姆定律。Im=I=纯电感电路：以电感线圈为主，电阻和电容可以忽略不计的交流电路。a.特点：电压相位超前电流相位90。或/2；b.感抗：XL表示电感线圈引起的交流电阻值。XL=2fL=L L为线圈的自感系数。c.电感线圈具有“通直阻交”的特性。d.电感线圈是储能元件，所做功能都是无功功率。Q=IU=I2XL无功功率的单位：乏（Var)UmRURUiyxUuyxiuR二、电二、电 工工 基基 础础 纯电容电路：以电容器为主，电感和电阻可以忽略不计的交流电路。a.特点：电流相位起前电压相位90。（/2）。b.容感：由电容对交流电的阻碍作用。XC=c.电容器具有“隔直通交”的特性。d.电容器是储能元件，所做的功也是无功功率。i12fcyx1cuC/2U二、电二、电 工工 基基 础础-*LR串联电路串联电路 视在功率S=I总.U总有功功率P=I总.UR无功功率Q=I.ULCos=p/s(功率因数)S=P2+Q2 P=S.Cos Q=S.SinyxUL(x)U总UL(y)IRURURLSQP二、电二、电 工工 基基 础础-L,R,C并联电路并联电路(无功补偿无功补偿)Cos1 Cos2只有减小电压与电流的夹角,值越小功率因数越高QicicQ2URLC二、电二、电 工工 基基 础础-三相交流电三相交流电(同频不同相同频不同相)a.每两相电源之间相差120。电角度.b.U1=UmSint Vc.U2=UmSin(t+120。)Vd.U3=UmSin(t-120。)Ve.1+2+3=0Vf.相电压:火线与零线之间的电压为220Vg.线电压:两根火线或相线与相线之间的电压为380Vh.线电压等于3倍相电压,U线=3U相.U2U1U3中心点u3u1u2-2/32/3三相交流正弦波形图（）二、电二、电 工工 基基 础础-电磁感应电磁感应 a.磁场;是一种无气味无形体的物质,总是以N,S极出现b.同性相斥,异性相吸c.磁场出现场合:永久性磁场周围/通电导体周围;d.磁力线:磁力线的方向就是磁场的方向N极指向S极;e.电磁感应现象:电能转变成磁场,同时磁能转变成电能的现象 f.安培定则:用右手握住通电螺旋管,四指是电流的方向,大拇指的方向为通电螺旋管的N极g.左手定则:(电动机定则)伸出左手,让磁力线垂直穿过手心,四指是通电导体的电流方向,大拇指是受力方向h.右手定则:(发电机定则)伸出右手让磁力线穿过手心,大拇指是导体切割磁力线的运动方向,四指所指是应感电流方向NSSN电磁（左手）三、三、电动机电动机 变压器变压器-单相电机单相电机 a.结构：转子，定子，线圈（绕组）等组成。b.绕组：主线组：（运行绕组）特点：线径粗，匝数少，电阻小。付绕组：（起动绕组）特点：线径细，匝数多，电阻大。c.比较常见的几种电路图：1）潜水泵，电风扇，洗衣机等：适用于：恒转矩，小功率场合。220AC三、三、电动机电动机 变压器变压器-单相电机单相电机 比较常见的几种电路图：2)木工刨床机：a.起动转矩大，恒转矩输出。b.起动转矩大，非恒转矩输出电路。220AC 220AC（CD）(CBB)（CD）离心开关主绕组付绕组三、三、电动机电动机 变压器变压器-三相异步电动机三相异步电动机 a.结构：定子、绕组、转子等组成。b.工作原理：利用电磁感应原理来实现。（即旋转磁场）c.接线方法：1)星形接法：任意三相的头或三相的尾成一点。（降压运行）此接法适应于功率为3KW以下电机。2)三角形接法：不同相的头与尾相连，此时电机为全压运行。220ACU2W2V2380ACL1W2U1 W1L3L2V2 V1 U2 三、三、电动机电动机 变压器变压器-三相异步电动机三相异步电动机 判断电动机的好坏：备用工具（兆欧表、万用电表）1)首先利用万用表测量电机的三相电阻是否平衡，正常时三相电阻值相等，若不等则为异常。2)再利用兆欧表测量电机的线圈是否“搭铁”，正常时不“搭铁”。电阻值较大，约2兆以上。若测得电阻值既不“搭铁”，阻值又稍偏小的情况下，要检查电机是否受潮。若是，烘干即可。3)检查电机转子两端轴承，用手转动电机时，应灵活，轻松。无阻力。若有卡滞现象，拆开电机再检查或更换轴承。三、三、电动机电动机 变压器变压器-变压器变压器 a.结构：初级线圈，次级线圈，铁芯等构成。b.工作原理：利用电磁感应原理。c.类型：1)普通变压器（升压变压器/降压变压器）2)自耦变压器：可升压，也可降压。一般用作小型调压器。d.符号：T表示e.二者的区别：1)普通变压器只有磁的联系，没有电的联系。2)自耦变压器：既有磁的联系，又有电的联系。f.作用：（改变电压、分配电流、传输功率、阻抗匹配）g.变压器的匝数与电压成正比：h.变压器的匝数与电流成反比：四、常用的低压电器四、常用的低压电器 1、开关a.作用：能接通和分断电源。b.类型：单相、三相。c.符号：d.特点：无自动复位功能。2、按钮a.作用：能接通或分断小电流电源（触点1：电流应在5A以下）b.类型：起动按钮 停止按钮 复合按钮 （图片）c.特点：具备自动复位功能。3、熔断器（保险丝）作用：短路保护作用。类型：插口式，螺口式。符号：Fu用QS表示四、常用的低压电器四、常用的低压电器 4、热继电器（过载保护、热保护器）结构：热元件、触点，动作机构。工作原理：电流的热效应原理实现。符号：作用：只起过载保护作用5、接触器作用：能实现远距离频繁接通和分断电源工作原理：电磁感应原理c.结构：d.符号：e.特点：自动复位功能,失压保护,欠压保护6、中间继电器 工作原理与接触器类同,但不能作为大功率电机的主电路之用因为没有主触点电磁系统触点系统灭弧装置线圈铁芯主触点辅助触点用FR或KH表示KMKM五、控制电路五、控制电路-点动控制电路点动控制电路一 、点动控制电路二、自锁连动控制电路工作过程：首先合上QS开关,然后按下启动按钮SB2-KM线圈获电主触点,辅助触点 同时动作,主触点闭合为电机提供三相电源,此时电机全压启动,辅助的常开触点也同时闭合短接启动按钮SB2 实现自锁.此时电机做全压连续正常运行.五、控制电路五、控制电路-自锁连动控制电路自锁连动控制电路 SB1 SB2五、控制电路五、控制电路-点动点动,连动混合控制电路连动混合控制电路三、点动,连动混合控制电路工作过程：当需要电机点动运行时先合上QS开关,再按复合连锁按钮SB3,此时KM线圈获电,电机全压运行,此时KM的辅助常开触点也闭合,但它和连锁按钮串联在一起,所以此时常闭点为断开构不成连续运行；当需要连续运行时，松开点动开关，按起动按钮SB2，此时KM线圈获电，电机全压运行，此时自锁电路也获电。短接于SB2，获得持续的全压运行。SB2SB1五、控制电路五、控制电路-正、反转加双重互控制电路正、反转加双重互控制电路四、正、反转加双重互控制电路工作过程：当合上开关QS，再按下复合起动按钮SB2，电压经过SB3的常闭点和KM反的常闭点，使得KM正转线圈获电，此时正转接触器的主、辅触点分别同时动作，三相电源通过正转接触器，把电压加到电机上，使得电机作正转全压运行，同时辅助触点的常开点也闭合短接SB2,实现自锁，使电机持续全压运行。若要反转，只需按下复合按钮SB3即可,工作过程同正转一样。正反正反反正 SB2 SB3Fu五、控制电路五、控制电路-多地控制电路多地控制电路五、多地控制电路工作过程：同自锁连动控制电路。五、五、控制电路控制电路-定子绕组串电阻降压起动控制电路定子绕组串电阻降压起动控制电路常见的降压起动法 1、定子绕组串电阻；2、星形转形，Y-；3、自耦变压器；4、延边感触形降压起动。工作过程：当合上开关QS，再按下起动按钮SB2,KM1线圈获电,其主辅触点同时动作,三相电压经过定子串联电阻降压后加到3M上，此时电机作降压运行,当电机转速达到一定时,KT时间继电器动作,常开点闭合,KM2线圈获电,KM2主辅触点同时闭合,三相电源电压通过KM2主触点加到3M电机上,此时三相电机作持续全压运行。停机时按下停机按钮SB1即可。定子绕组串电阻降压起动控制电路定子绕组串电阻降压起动控制电路R五、控制电路五、控制电路-星形转三角形降压起动控制电路星形转三角形降压起动控制电路二、星形转三角形降压起动控制电路。Y：工作过程：1、电动机绕组Y形接法启动。a.先合上电源开关QS，再按下启动按钮SB，使接触器KMY获电，即主辅触点同时闭合，电动机定子绕组此时为Y形接法。b.同时，接触器KMY常开辅助触头也闭合，使接触器KM主线圈获电，主辅触点闭合，因此，电动机获电Y形启动。c.接触器KM主自锁触头闭合而自锁,松开按钮SB，接触器KM主线圈长期通电。d.同时，时间继电器KT线圈也获电,但是其触点没有即时动作。2、电动机定子绕组形接法运行：a.经过一定时间，时间继电器KT常闭触头分断使接触器KMY，线圈失电，其主触头断开，电动机定子绕组改Y接变形接法。b.由于KMY线圈失电，接触器KMY常闭触点复位闭合，使接触器KM线圈获电，主辅触点闭合，此时，电动机转入正常全压运行。主SB1SB2KT=主主六、相关知识六、相关知识-（结合本厂实际需要）（结合本厂实际需要）（一）电流互感器，电压互感器的作用及使用需注意事项：简单地说都是将大电流，高电压变小，便小测量。电流互感器二次侧电流一般为5A，电压互感器二次侧电压一般为110V，使用中电流互感器二次侧严禁开路。开路时产生高压危险；电压互感器二次侧严禁短路；互感器上标注“P1”“P2”的意思为电流流进和流出的方向。（二）导线的截面积与安全电流的关系（不同版本稍有差别）也可采用此口诀估算：1、二点五下整九倍，往上减一顺号对，如2.5*9=22.5A；2、35mm2的导线，其安全电流为截面积的3.5倍，即：35*3.5=122.5A,也就口诀“三五线乘三点五”的意思；3、对于50mm2以上的导线，其截面积与安全电流之间的倍数关系变为两个线号为一组，倍数依次减0.5，正如口诀说“双双成组减零五”，即50mm2，70mm2为一组导线的安全电流为截面积数乘以3，95mm2，120mm2乘以2.5，依次类推。9应乘倍数4导线截面积 2.5 mm2以下867106 165254353.5 50 70395 1202.5 150 1852此表为铝线,若铜线可往上升一号六、相关知识六、相关知识-（结合本厂实际需要）（结合本厂实际需要）（三）已知一台三相电动机的额定功率为Pe,电动机的线电压为U,功率因数Cos,电动机的标称功率，怎样计算出它的额定电流。可根据公式：Pe=3IUCos，来求。例：一台三相电动机的额定功率为75KW，功率因数为0.8，机械效率为0.9，求出这台电动机的额定电流是多大，并算出需使用多大的导线？可根据公式：Pe=3IUCos查表得知，可用截面积为50-70的铜芯导线。（四）在配电室中为何要安装无功功率补偿？又是如何实现的？因为电机类感性负载在运行时要消耗一部分电流,而其中一小部分电流是不做功的。此时功率因素偏低，为了提高功率因数和电能的利用率，所以必须安装无功功率补偿装置。供电部门为了控制电网损耗，提高电能的利用率,所以必须进行无功功率补偿,规定企业用电的功率因数为0.9（个别为0.85）,超过此标准,给予奖励,低于此标准,必须罚款。但也有例外,变压器容量在80KVA时,可不考虑安装补偿装置，高于100KVA时必须进行补偿。简单地说它在变压器的低压侧并接电容器来进行补偿的居多。七、变频器的工作原理及作用七、变频器的工作原理及作用 P1/3（一）变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电源变成电压、频率均可调的交流电源。现在使用较多的变频器主要采用交直交方式,（VVVF或矢量控制变频器),即先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源。利用逆变器再把直流电转换成电压，频率都可控制的交流电源。变频器的组成主要由：整流（交流变直流）、滤波，再逆变（直流变交流），制动单元，驱动单元，检测单元，微处理单元等组成。（二）交直部分：整流电路由VD1-VD6六个大功率二极管，组成一个全波整流桥,对于380V的额定电源，一般二极管的反向耐压应选在1200V左右。电容器：主要是过滤整流输出的脉动直流电压加以滤波。热敏电阻：过热保护。压敏电阻：过压保护，耐雷击。七、变频器的工作原理及作用七、变频器的工作原理及作用 P2/3（三）变频器的作用1、调速、节能：a.变频器的节能：为保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时留有一定的余量。当电机不能在满负载下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,浪费大量电能。在这种情况下,利用变频器,由于其可以构成闭环控制。通过检测比较,自动降低输出频率来降低电机的速度,从而达到节能的目的。（变频器在风机，泵类的应上节能效果较显著。风机、泵类等设备传统的使用方法是通过调节出入口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板，阀门的截流过程中，当使用变频调速时，如果流量要求减小。通过降低泵或风机的转速即可满足要求。）b.提高功率因数：变频器电压经滤波后其负载特性发生变化。对电网来说，变频器呈阻性（不用变频器，电机对电网呈感性功率因数低），这样就会提高功率因数，减少无功消耗。七、变频器的工作原理及作用七、变频器的工作原理及作用 P3/3（三）变频器的作用：2、软启动：一般电机的启动方式有降压启动（如星三角启动）和全压启动，以这种启动方式启动时电流较大，一方面对电网造成严重的冲击，还会对电网容量要求过高。对设备的使用也极为不利；另一方面大的启动电流会消耗较大的电能，变频器具有软启动的优点。启动电流可以从很小开始，减少对电网的冲击，同时减少启动时的耗能和设备的故障率。3、保护：变频器具有对电机过载、过流、短路以及过压等保护功能。当电机出现问题后可实现对电机和自身的保护。