电工基础精要概念与实物图解

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1、电工基础知识精要概念序言作者：永远年轻，QQ1071810045第一篇 电源各行各业的从业者，首先要注重安全第一，安全内容在此就不讲了。第一节 电源 就是电能的源头，如利用水、火、风、太阳能、生物能的发电机，发电机是把其他能源转换成电能的设备，再经升压变电站升压，然后输送到用户中端降压，最后进入用户驱动负载。第二节 电源分交流和直流 交流电源是以每秒50Hz正负波连续震荡的交替变换电流输出的电源。直流电源是直流发电机发出的电能，或者是交流电经过整流设备滤掉交流负弦波，只输出接近平稳的正弦波电流的电源。第三节 一、我国低压电源电压的等级 660V， 380V， 220V ，110V, 36V ，

2、12V 。这个电压值是电压表测量的有效值的平均值。二、 电源有三相和单相之分，三相电源即A、B、C三相输出；三相电源的每两相之间电压是660V、380、220V。三、 单相电源一般是指380V三相四线电源的A B、 A C、 BC的两相输出电源，称之为单相380V;或者A、 B 、C各相分别与N相（零线）两两输出的电源, 称之为单相220V。图表 1三相四线星形原理图和三相三线角接原理图电源相线A、B、C对应颜色黄、绿、红，中性线N为蓝色，保护线PE为双色线（绿加黄），AB、AC、BC之间的电压为线电压，A、B、C与中性点N之间电压为相电压。四、 电源的三种功率之间的换算关系：视在功率S=1.

3、732UI 单位: KVA有功功率P=1.732UIcos 单位KW无功功率Q=1.732UIsin 单位Kvar功率因数cos=P/S sin=Q/S 视在功率S =有功功率P+无功功率Q 电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数五、纯电阻电路的功率、电压、电流、电阻之间的关系：P=UI U=IR 三相变压器高低压侧电流计算公式三相变压器高低压侧电流计算公式;I=S/U/1.732.I高=1600000/10000/1.732=92.4A.I低=1600000/400/1.732=2309A（IS/U*1.7321600000/10000*1.73292.4 ，IS/U*1.73216000

4、00/380*1.7322431）电动机额定电流的计算公式I=P/(1.732*U*cos)或者三相电动机的功率一千瓦约为2安培电流，用其功率乘以2为其近似额定电流；单相电动机的功率一千瓦约4.5安培电流。现在的电动机实际输出功率因数约为0.86,即cos=0.86，上式为I=P/(1.732*U*0.86)=P/1.49U。N相是电源的中性点，在不同的供电系统中有不同的接法，有与大地连接的即TN-C、TN-S、TN-C-S、TT，也有不接地的IT。我国的五种供电方式：TN-S供电系统接线示意图：(1)TN-S 系统又称三相五线系统，即三条相线A、B、C，一条中线N 和一条保护接地线PE。仅保

5、护线PE 的一点接地，用电设备的外露可导电部分(如机架、机壳、机座等)接到PE 线上，如上图所示，这种连接的好处是正常工作时在PE 线上没有电流，因此设备的外露可导电部分也不呈现对地的电压。出现事故时也容易切断电源，因此比较安全。但费用较高，多用于环境条件比较差的场所。此外，由于PE 线上不呈现电流，因此有较强的电磁适应性，适宜于数据处理和精密监测装置的供电。（2）TN-C系统 TN-C 系统又称三相四线制系统，与TN-S 系统的区别在于它是将N 线与PE 线合并成了一根PEN 线，如上图所示。当三相负载不平衡或仅有一相带电的用电设备时，PEN 上有电流。在一般情况下，如果选用适当的开关保护装

6、置和足够的导线截面积也能达到安全的要求，目前国内采用这种方式的不少（工业用电多采用此方式供电）。（3）TN-C-S系统(3)TN-C-S 系统也称四线半系统，即在TN-C系统的末端将PEN线分为PE和N，如上图所示。但分开后再也不允许合并。这种系统兼有TN-C 系统的价格便宜和TN-S系统的比较安全的特点，而且电磁适应性也比较强，常用于线路末端环境较差的场合或有数据处理等设备的系统中。（4）TT系统TT 系统是三相四线制中线N 直接接地的系统，这种系统的应用较广。用电设备的外露可导电部分采用各自的PE 线接地，如上图所示。由于设备各自的PE线互不相关，因此电磁适应性比较好。但是故障电流取决于电

7、力系统的接地电阻和PE 线的接地电阻，其值往往很小，不足以使数千瓦用电设备的保护装置和电源断开。为了保护人身的安全，必须采用残余电流开关作为线路及用电设备的保护装置，否则就只适用于给小负荷供电。（5）IT系统IT 系统供电系统无接地线或相线需经过高阻抗接地，用电设备的外露可导电部分经过各自的PE 线接地，如上图所示。当任何一相故障接地时，大地即作为相线工作，所以仍能继续运行。如果另一相又接地，则会因形成相间短路而造成危险，故必须设置单相接地的监测装置，以便及时发出警报。这种系统甚为可靠，而且停电的机会很少，多用于煤矿和工厂等希望尽量减少停电的地方。同时由于各设备的PE 线是分开的，故彼此之间没

8、有干扰，电磁适应性比较强。直流电源 直流电源即是把交流电经过二极管的特性第二篇 电动机控制一、 电动机是把电能转换成机械能的电源终端负载，它的原理就是定子绕组得电产生旋转磁场，从而推动转子旋转，在转子轴端产生扭矩输出，带动其他机械做功。二、此图为三相电动机启动、自保、停止的基本电路原理图。此图为三相电动机启动、自保、停止的基本电路实物图。此电路最频繁出现的故障是热过载继电器损坏，接触器线圈损坏，辅助触点接触不良，按钮损坏，接触器主触点烧灼粘连。电动机正反转运行的基本电路原理图：正反转的电动机互锁控制线路接在对方接触器的辅助常闭触点上电动机正反转运行的基本电路实物图：正反转的电动机互锁控制线路必

9、须接在对方的辅助常闭触点上，否则会出现短路故障三相电动机接线盒内接线端子图：液位继电器控制水泵自动运行（手动/自动）转换二、 电动机 分三相和单相电动机，又有同步和异步电动机，直流和交流电动机，三相电动机又分鼠笼式和绕线式；1） 鼠笼式异步电动机就是转子是由裸导电金属条把硅钢片的楔形槽铆接在一起，各个金属条互相连通，外形就好像是松鼠笼子，硅钢片固定在一根轴上，轴则通过滚动轴承安装在电动机外壳上；而定子是由硅钢片和带绝缘铜或者铝漆包线组成。2） 绕线式电动机定子与鼠笼式定子一样，而转子是有带有绝缘铜漆包线绕制成的可以产生励磁的绕组，各绕组的抽头经过固定在转子轴上的滑环与控制器相连接，从而可以改变

10、电动机的旋转速度，以后绕线式电动机可能会淘汰。因为有现代电子调速驱动控制器（即变频器）的应用，鼠笼式电动机也可以随意改变旋转速度了！3） 现在还有旋转速度、角度控制非常精准的伺服电动机和步进电动机、直线电动机等等。三、 电动机驱动主回路和控制回路的常用低压电气元件：1） 空气断路器、熔断器、接触器、热继电器、中间继电器、PLC（可编程控制器）、变频器、伺服驱动器、软启动器、控制变压器、时间继电器、计数器、启动按钮、停止按钮、转换开关、指示灯、电压表、电流表、互感器、编码器、速度继电器、超重报警器、蜂鸣器、接近开关、行程开关、防撞传感器、整流器（整流开关电源）等。2） 根据电动机铭牌上的标定功率

11、，选择控制它的电气元件，元件的额定功率一定要和电动机的额定功率相匹配，比如熔断器、热过载继电器都要与电动机功率基本相等；断路器、接触器、变频器、软启动器等要等于或者略大于电动机功率为好。3） 空气断路器是电路里用来接通和断开电源的开关元件，基本是手动控制。其开闭频率不能太高，不能直接启动电动机，小功率电动机的不频繁启停可以使用。断路器分4P、3P、2P、1P，4P就是ABC三相火线加N相零线，3P就是只有三相火线接点；另外还有漏电保护断路器之分。4） 熔断器是保护电路的元件，一旦电路中有短路发生，它会迅速动作，（但需要选型规格合适）切断短路线路。5） 接触器是电动机启动/停止的控制元件，在它额

12、定电流内，可以频繁启停电动机（但有频率限制，即不能小于它的触点断弧时间约0.3秒）。6） 热过载继电器是电动机运行主回路的感应元件，它能够防止过流、短路、缺相、堵转，如果发生上述故障，热继电器的内部感应元件就会触发自身的触点动作，切断电动机的控制回路从而保护电动机。独立安装型组合安装型热继电器实物图与电路图符号（此继电器是与接触器组合安装使用）电子热继电器电子式热继电器与控制设备的主回路不直接连接，而是通过互感器检测设备的过载、缺相、堵转等运行情况，动作精度高。7） PLC是可编程序的逻辑控制器，取代过去的传统继电器，实现集成自动控制电路的主控元件。现在市场上的主流品牌有想西门子、欧姆龙、三菱

13、、松下、台达、AB、施耐德等等。8） 变频器是现代交流电动机调速的主打驱动控制器，功能强大，控制简单。可以实现变速运行，而不降低输出功率。9） 控制变压器就是把一次电源降低到相对安全的电压后 ，用来控制特殊场合的电动机控制回路和用电负载，以降低控制回路触电的危险。10） 时间继电器有延时接通型、断电延时型、接通/断开双向型、其触点有延时闭合、延时断开、和瞬时闭合、瞬时断开。一、延时接通型就是继电器线圈得电开始计时，到达预设时间值，它的延时触点立即动作； 二、断电延时型就是自身线圈断电后开始计时，到达预设时间值，它的延时触点立即动作；三， 接通/断开型线圈得电开始工作，就是循环时间继电器，它有两

14、个时间设定段，分别是定时接通、定时断开，往复循环工作，直至线圈断电为止。JIHAOOOOOOO延时接通往复循环直至预设计数值停止运行11） 计数器分增计数器、减计数器和增减双向计数器，有断电清零和断电保持型；计数器的工作原理是：计数器得电，其输入端子（U）得到脉冲信号，即开始计数，每输入一个脉冲为一个数，直至预设值其自身触点动作，即常开触点闭合、常闭触点打开，当其复位端子得到信号，则计数器复位，即计数清零。增计数器就是输入端子得到一个脉冲，计数器就从零开始加一个数，直到预设值。减计数器就是输入端子每得到一个脉冲，计数器就从预设值开始递减一个数。增减双向计数器就是具有双向功能。延时接通往复循环直

15、至预设计数值停止运行（手动/自动）转换13）编码器也叫脉冲发生器，其原理是它先得到一个直流电流，在它内部产生一个电子束打到接收盘上，其接收盘上有圆周刻度，（凹陷）然后随着他的转子被主动电动机带动旋转，就返回一个有规律的脉冲电流，反馈给驱动器（如PLC、变频器等）。驱动器经过内部计算、比较后得到电动机的当前状态，而后再发出控制电动机的指令，安装编码器控制的电动机一般属于矢量闭环控制。这种控制一般应用于电动机旋转位置（方向）要求相对较高的设备上（起重机等）。电路图名词解释在电路图中各种电气设备都是处于未接通电源和未受外力作用的状态。一、 电压：在电场中单位正电荷在电场力的作用下从A移动到B点，电场

16、力所做的功，称为A、B两点之间的电压，也可称为两点间的电位差U。单位：伏特V、毫伏mV、微伏uV、千伏kV。二、 电流：是指电荷的定向移动，电场力的作用下，处于电场内的电荷发生了定向移动，形成了电流，电流的大小称为电流强度，简称电流，符号 I；也可以说单位时间内通过导线某一截面的电荷量，叫做电流。每秒通过1库伦的电量称为1安培（A）。电流单位：安培A、毫安mA、微安uA。三、 电阻：当电流通过导体时会受到阻力，因为自由电子在导体内运动时会与导体的原子相互碰撞，从而阻碍自由电子的运动，导体对电流的这种阻力就叫电阻R。电阻的单位：欧姆、千欧k、兆欧M。四、 常开触点（动合触点）：就是电气设备在未动

17、作前处于断开0状态触点，也叫瞬动动合触点。五、 常闭触点（动断触点）：就是电气设备在未动作前处于闭合1状态触点，也叫瞬动动断触点。 六、时间继电器延时触点：电动机的铭牌七、 额定功率Pe:是指电动机在额定工作状态下，转子轴输出的机械功率。单位：千瓦KW。a) 额定电压Ue：是指电动机在额定工作状态下，输入的标称电压。单位：伏特V.b) 额定电流Ie: 是指电动机在额定功率工作状态下，电动机正常连续工作的最大电流，单位：安培A。c) 额定转速Rpm：是指电动机在额定电压、电流、额定负载时输出的最高转速。单位转/min.d) 额定功率因数：就是额定有功功率与额定视在功率的比值。单位：Cos%。e) 额的频率：就是电动机驱动电源的频率。我国的电源频率为50Hz.19