《电工技能培训讲堂》PPT课件.ppt

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P1 3 安全电压 如下表 安全电流 交流有效值 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 电工基础 名词解释电阻的串联电路电阻的并联电路混联电路基尔霍夫定律 欧姆定律 交流电路纯电阻电路及纯电感电路纯电容电路 二 电工基础名词解释 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 IUt1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 L U 二 电工基础电阻的串联电路 结构 一个电阻的尾与另一个电阻的头相连 依次类推 特点电流强度处处相等且等于总电流 即I1 I2 I3 I总 总电压等于各负载两端的电压之和 即U总 U1 U2 U3 串联电路具有分压原理 总电阻等于各负载电阻之和 即R总 R1 R2 R3 功率跟电阻成正比 二 电工基础 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 特点电压处处相等且等于总电压 即U1 U2 U3 Un U总 电流 总电流等于各支路的电流之和 即I总 I1 I2 I3 In 具有分流作用 总电阻的倒数等于各个分电阻的倒数之和 即 功率 功率与电阻成反比 K 二 电工基础混联电路 既有串联也有并联的电路 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 R 二 电工基础 基尔霍夫定律 欧姆定律 术语 节点 由三条或三条以上支路所形成的汇交点 回路 从起点经负载返回到起始点所经过的途径 网孔 不能再分的最简回路 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 I3I1R1 I3R3 E1I2R2 I3R3 E2 I3 二 电工基础 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 y x t E U I y x t 最大值 E U I 二 电工基础 交流电路P2 3 交流电的三要素 最大值 表示交流电出现最大振幅的值 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 02S初相角 表示交流电起始的电角度 用 表示 二 电工基础 交流电路P3 3 常见的表示方法 瞬时值 函数表达法 解析法 U UmSin t V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 电工基础 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 特点 电流和电压同频同相 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 2 fL LL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 U u i u R 二 电工基础 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 特点 电流相位起前电压相位90 2 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 i 2 U 二 电工基础 LR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 Q2P S Cos Q S Sin 二 电工基础 L R C并联电路 无功补偿 Cos 1 Cos 2只有减小电压与电流的夹角 值越小功率因数越高 二 电工基础 三相交流电 同频不同相 每两相电源之间相差120 电角度 U1 UmSin tVU2 UmSin t 120 VU3 UmSin t 120 V 1 2 3 0V相电压 火线与零线之间的电压为220V线电压 两根火线或相线与相线之间的电压为380V线电压等于 3倍相电压 U线 3U相 u3 u1 u2 2 3 2 3 三相交流正弦波形图 二 电工基础 电磁感应 磁场 是一种无气味无形体的物质 总是以N S极出现同性相斥 异性相吸磁场出现场合 永久性磁场周围 通电导体周围 磁力线 磁力线的方向就是磁场的方向N极指向S极 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 N S 电 磁 左手 三 电动机变压器 单相电机 结构 转子 定子 线圈 绕组 等组成 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 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 电动机变压器 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 电动机变压器 三相异步电动机 结构 定子 绕组 转子等组成 工作原理 利用电磁感应原理来实现 即旋转磁场 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 220AC U2 W2 V2 380AC L1 W2 U1 W1 L3 L2 V2 V1 U2 三 电动机变压器 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 电动机变压器 变压器 结构 初级线圈 次级线圈 铁芯等构成 工作原理 利用电磁感应原理 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 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 作用 改变电压 分配电流 传输功率 阻抗匹配 变压器的匝数与电压成正比 变压器的匝数与电流成反比 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 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 电磁感应原理结构 d 符号 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 KM KM 五 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 自锁连动控制电路 SB1 SB2 五 控制电路 点动 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 SB2 SB1 五 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 SB3 Fu 五 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 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 R 五 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 SB1 SB2 KT 主 主 六 相关知识 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 2 5mm2以下 8 6 7 10 6 16 5 25 4 35 3 5 5070 3 95120 2 5 150185 2 此表为铝线 若铜线可往上升一号 六 相关知识 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 End 谢谢