第7讲-1H411000机电工程专业技术(五)(2023年新版)

1H411000机电工程专业技术机电工程专业技术考试内容包括：1H411010机械传动与技术测量；1H411020流体力学特性和热功转换关系；1H411030机电工程材料的分类和性能；1H411040电路与电气设备；1H411050自动控制系统类型、组成和自动控制方式；1H411060工程测量的要求和方法。课程内容：1H411040电路与电气设备；1H411050自动控制系统类型、组成和自动控制方式；1H411060工程测量的要求和方法。考纲要求：1H411040电路与电气设备；掌握单相电路的种类掌握三相交流电路联接方法熟悉变压器的工作特性熟悉旋转电机的工作特性1H411050自动控制系统类型、组成和自动控制方式；掌握自动控制的方式1H411060工程测量的要求和方法掌握工程测量的要求熟悉工程测量的方法了解工程测量常用仪器的应用第一节 1H411040电路与电气设备1H411041掌握单相电路的种类一、交流电的基本概念(一)正弦交流电的八个物理量和三要素1.瞬时值:任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值。2.最大值:交流电在变化中出现的最大瞬时值称为最大值。3.周期:交流电每变化一次所需的时间称为周期T。4.频率:正弦交流电在1s内变化的次数称为频率f。5.角频率:角频率是指交流电在1s内变化的电角度。三者间内在的联系是： =2f=2/ T 6.初相角:=t+为相位角，当t=0时，为初相角。切记：正弦交流电的三要素是： 最大值、角频率(或频率或周期)和初相角。7.相位差:两个同频率的正弦交流电的相位之差称为相位差。 根据相位差,可以判断两个同频率正弦交流电超前和滞后关系。8.有效值:正弦交流的最大值是有效值的2 倍。实际工程中，交流仪表所测出的数值都是有效值例1。正弦交流电在1s内变化的电角度称为（C）A相位差 B频率 C角频率 D初相角提示：区分频率和角频率2周期、频率、角频率三者之间的关系正确的是（ ）。A角频率与周期成正比 B角频率与频率成反比 C频率与周期成正比 D周期与频率互为倒数提示： =2f=2/ T，分析三者之间的关系，熟记。二、单一参数元件交流电路电阻电路、电感电路、电容电路；要了解：电阻电路、电感电路、电容电路；电压与电流、电阻、感抗和电容的以下关系：(1) 数量关系:电阻电路：电压有效值大小等于电流有效值与电阻值的乘积？电感电路：电压有效值大小等于电流有效值与感抗的乘积；?电容电路：电压有效值大小等于电流有效值与电容值的乘积；(2)频率关系:电压与电流同频率。(3)相位关系:电阻电路：电压与电流同相位、？电感电路：电压相位超前电流相位900 ？电容电路：电流相位超前电压相位900。(4)功率电阻电路：它等于电压与电流的乘积,也等于电流的平方乘以电阻或电压的平方除以电阻。纯电感电路：不消耗交流电源能量,即有功功率等于零；而反映能量交换规模的物理量称为无功功率,它等于电压与电流的乘积。纯电容电路：不消耗交流电源能量,即有功功率等于零；而反映能量交换规模的物理量称为无功功率,它等于电压与电流的乘积。三、RLC串联电路及电路谐振(一)RLC串联电路由电阻、电感和电容组成的串联电路称为RLC串联电路。1.功率 (1)视在功率S:又称表观功率,单位为VA（KVA )；其值为电路两端电压与电流的乘积,它表示电源提供的总功率,反映了交流电源容量的大小。(2)有功功率P：有功功率等于电阻两端电压与电流的乘积,也等于视在功率乘以功率因数。（3）无功功率Q 无功功率等于视在功率乘以功率因数角的正弦值 S=P2+Q2四、功率因数的提高目的提高功率因数,可以降低线路损耗和线路压降。提高功率因数的方法： 为了提高电力系统的功率因数,常在负载两端并联电容器,叫并联补偿。 感性负载和电容器并联后,线路上的总电流比未补偿时减小,总电流和电源电压之间的相角也减小了,这就提高了线路的功率因数。1H411042掌握三相交流电路联接方法一、三相四线制电源的星形连接1、连接方法 把发电机三个线圈的末端连接在一起,成为一个公共端点(称中性点，N）；把首端作为与外电路连接的端点。此形式称为电源的星形连接；切记规定： 1）从中性点引出的输电线称为中性线,简称中线,俗称零线N，颜色为淡蓝色； 从三个线圈的始端引出的输电线叫做端线或相线,俗称火线；三根相线用符号Ll、L2、L3表示，且分别用黄、绿、红色标识；2）由三根相线和一根中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统； 3）三相四线制可输送两种电压: 一种是端线与端线之间的电压,叫线电压; 另一种是端线与中线间的电压,叫相电压； 且线电压是相电压的 倍。（380/220）切记：4）在对称三相负载的星形联接中：线电流就等于相电流；线电压是每相负载相电压的倍。 二、三相负载的星形联接把各项负载相同的三相负载称为对称三相负载，如三相电动机、三相电炉等；反之，称为不对称三相负载，如不对称的三相照明。 把三相负载分别接在三相电源的一根端线和中线之间的结法，称为三相负载的星形联接。切记特点：1）负载对称：三相对称负载作星形连接时的中线电流为零，所以取消中线不影响三相电路的正常工作，由三相四线制就变成三线三相制；2）负载不对称：当负载不对称时，中线电流不为零，但中线电流较小，所以中线截面积较小；当中线存在时，能平衡各相电压，保证三相负载成为三个互不影响的独立电路，此时，各相负载电压对称；一旦断开中线，电压就不相等；三相负载不对称的低压供电系统中,不允许在中线上安装熔断器或开关,以免中线断开引起事故。3）在对称三相负载的星形连接中：线电流就等于相电流，线电压是每相负载相电压的倍；三、三相负载的三角形联接把三相负载分别接在三相电源的每两根端线之间,称为三相负载的三角形联接。切记结论： 由于作三角形联接的各相负载是接在两根端线之间,因此： 1）负载的相电压就是电源的线电压；但线电流是相电流的倍； 2）在对称三相电压作用下,流过对称三相负载中每相负载的电流应相等,而各相电流间的相位差仍为120°。四、三相负载的三角形/星形联接选择原则 因为负载作三角形联接时的相电压比作星形联接时的相电压要高倍；所以：依据三相负载的额定电压决定三相负载的连接方式：若各相负载的额定电压等于电源的线电压,则应作三角形联接;若各相负载的额定电压是电源线电压的1/倍应作Y形联接。例1交流电路中，视在功率S的单位为()。（06年题）A瓦特(w)B伏安(VA)C焦耳(J)D瓦(Var)2负载作三角形连接时的相电压是星形连接时的相电压的( )倍。（09年题） A B C1 D13三相四线制低压架空线路的排列相序应符合面向负荷从左至右为( )。 A L1、N、L2、L B L1、L2、N、L C L1、L2、L、N D N、L1、L2、L1H411043熟悉变压器的工作特性 (一) 变压器的分类P29（二）变压器的工作原理 (三)变压器的额定值(也称为铭牌数据)1.额定容量SN:指变压器的额定视在功率,单位为VA或KVA;2.额定电压U1N/ U2N:3.额定电流I1N/I2N 4.额定频率fN。工业供用电频率标准规定为50 Hz。 变压器的铭牌上还标明效率、温升、短路电压或短路阻抗百分值、连接组别、使用条件、冷却方、重量、尺寸等。(四)运行特性变压器的运行特性主要指外特性和效率特性。1.外特性当变压器的一次绕组电压和负载功率因数一定时,二次电压随负载电流变化的曲线称为变压器的外特性。对于电阻性和感性负载来说,外特性曲线是稍向下倾斜的,而且功率因数越低,下降得越快。2.效率特性变压器的效率特性是指变压器的传输效率与负载电流的关系。如图所示,图中横坐标表示负载电流与额定电流的比值,为负载系数。变压器的效率总是小于1,变压器的效率与负载有关。纵坐标为效率。空载时,=0；随着负载增大,开始时效率也增大；但后来因铜损增加很快,反而有所减小；在不到额定负载时出现最大值。