電工知識及安全用電 教學PPT課件
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電工知識及用電安全電工知識及用電安全項目項目三三 主要主要電氣設備電氣設備安全安全項目導入:用電動機來拖動工作機械運動的這種方式稱為電力拖動。它通常由電動機、控制電器、保護電器及生產(chǎn)機械的傳動裝置組成。由于各行業(yè)的生產(chǎn)機械動作各異,對電動機的要求也各異,但不管怎樣復雜,其電力拖動部分均由一些基本控制線路組成。電氣設備的安全使用是一個非常重要的課題,涉及的內(nèi)容很廣泛。本項目主要的目的和任務是使學生獲得有關三相異步電動機的工作原理、低壓電器動作原理、電機連續(xù)控制和安全使用與維護方面的相關知識與技能。認識三相異步電動機認識低壓電器目錄CONTENT1 12 2認識三相異步電動機任務一學習目標學習目標 了解三相異步電動機的結構、銘牌參數(shù)。理解三相異步電動機工作原理。掌握電動機選用與維護安全。熟悉電機構造、銘牌。知道電機安全技術措施。任務描述任務描述通過學習三相異步電動機的結構、旋轉磁場、三相異步電動機的轉動原理,認識電動機的銘牌數(shù)據(jù),知道電機安全技術措施。本任務通過三相交流異步電動機的星形與三角形接線的操作訓練,讓學生掌握三相交流異步電動機的工作原理及相關知識,獲得正確使用三相交流異步電動機的技能。電動機是把電能轉換成機械能的動力設備。一般電動機可分為直流電動機和交流電動機兩大類。認識三相異步電動機一一、三相異步電動機的基本結構、三相異步電動機的基本結構 三相交流異步電動機由兩個基本部分組成:定子和轉子。1.1.定子定子定子是電動機的固定部分,定子由定子鐵芯、定子繞組和機座等組成。(1)機座 由鑄鐵或鋼板焊成。機座有兩個作用:一是作為電機磁路系統(tǒng)中的一部分;二是用來固定定子繞組及端蓋,起保護和散熱作用。(2)定子鐵芯 是電動機的磁路部分。整個鐵芯被固定在鑄鐵機座內(nèi),由0.5mm厚的硅銅片沖疊而成,每片之間互相絕緣,目的減少減小鐵損(渦流和磁滯損耗)。定子鐵芯內(nèi)圓開有許多小槽用來嵌放定子繞組。(3)定子繞組 是電動機的電路部分。三相定子繞組在空間互差120電角度。鑲嵌在定子槽內(nèi),10kW以下交流電機一般鑲嵌單層繞組,大容量電機采用雙層。三相繞組有六個引出線,可以接成Y連接和連接。2.2.轉子轉子轉子是電動機的旋轉部分,由轉子鐵芯,轉子繞組和轉軸等組成。(1)轉子鐵芯 磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊成。鐵芯外圓沖有許多均勻的槽用于嵌放轉子繞組。(2)轉子繞組 分籠型和繞線型兩種。籠型轉子繞組:由銅條或鑄鋁構成。去掉轉子鐵芯,外形像籠子,為了節(jié)省銅材料,小型異步電機多采用鑄鋁轉子繞組。繞線式轉子繞組:繞線轉子的鐵芯與籠型相同,不同的是在轉子的鐵芯槽內(nèi)嵌置對稱三相繞組并作星形連接。三個繞組的末端相連,各相繞組首端通過滑環(huán)和電刷引到相應的接線盒內(nèi),可以和外部的變阻器相接,串入電阻后可改變電動機的機械特性。繞線轉子異步電動機的轉子結構。二、三相異步電動機的工作原理二、三相異步電動機的工作原理 (一一)原理分析原理分析重點利用電磁感應定律、左手定則、右手定則、分析電機工作原理。e=BLv電動生磁:導線中流過的電流,就會產(chǎn)生的磁場。磁動生電:導體運動切割磁力線,感應出電動勢(右手定則)。電磁生力:通電導體在磁場里,會受到力的作用,受力方向與電流方向和磁感線方向有關(左手定則):f=BLi(二二)三相異步電動機的旋轉磁場三相異步電動機的旋轉磁場當在三相異步電動機三相對稱定子繞組U1U2、V1V2、W1W2中通入三相對稱交流電流iu、iv、iw,它們將產(chǎn)生各自的交變磁場,三個交變磁場將合成一個兩極旋轉磁場。轉子便會旋轉起來,轉子轉動的先決條件是在定子和轉子之間的氣隙中產(chǎn)生旋轉磁場。為了研究方便,規(guī)定:各繞組電流參考方向為從首端U1、V1、W1流入,從末端U2、V2、W2流出。(三三)工作原理工作原理 當三相異步電機接入三相交流電源時,三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢(定子旋轉磁動勢)并產(chǎn)生旋轉磁場。該旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動,根據(jù)電磁感應原理,轉子導體產(chǎn)生感應電動勢并產(chǎn)生感應電流。根據(jù)電磁力定律,載流的轉子導體在磁場中受到電磁力作用,形成電磁轉矩,驅(qū)動轉子旋轉,當電動機軸上帶機械負載時,便向外輸出機械能。電機的轉速(轉子轉速)小于旋轉磁場的轉速,從而叫為異步電機。(四四)結論結論 旋轉磁場的磁極對數(shù)p與定子繞組的空間排列有關。通過適當?shù)陌才?可以制成兩對、三對或更多對磁極的旋轉磁場。旋轉磁場轉速(又稱同步轉速)為:n1=60f/p(r/min)式中:n1旋轉磁場轉速,又稱同步轉速,轉每分(r/min);f三相交流電源的頻率,Hz;p旋轉磁場的磁極對數(shù)。不同磁極對數(shù)旋轉磁場的轉速不同磁極對數(shù)旋轉磁場的轉速磁極對數(shù)磁極對數(shù)(p)(p)1 12 23 34 45 5旋轉磁場轉速 n1(rmin -1)300015001000750600對旋轉磁場形成過程分析還可知,旋轉磁場轉向與通入電動機定子繞組的電流相序有關。若要使旋轉磁場反轉,只需把三根電源線中的任意兩根對調(diào),旋轉磁場與原來旋轉方向相反。電動機轉子轉速n2總是以低于旋轉磁場的轉速n1,即n2n1。異步電動機的同步轉速n1與轉子轉速n2之差,轉速差(n1-n2)與n1之比稱為異步電動機的轉差率,用s表示:s=n1-n2/n1 x100%或 n2=(1-s)n1轉差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。電動機在起動瞬間,n=0,s=1轉差率最大;空載運行時,n接近于同步轉速,轉差率s最小。一般情況下,異步電動機額定轉差率SN=0.020.06。三、三相異步電動機的銘牌參數(shù)三、三相異步電動機的銘牌參數(shù)電動機和其他電氣設備一樣,會在其銘牌上表明各種參數(shù)和運行條件。這對于正確使用電動機是有指導意義的。能夠正確理解銘牌上參數(shù)的意義,是熟練技術人員必須具備的素質(zhì)之一。三相異步電動機的銘牌。認識低壓電器任務二學習目標 低壓開關與熔斷器識別使用。接觸器與繼電器的識別和使用。認識各種低壓電器設備。正確連接電動機連續(xù)控制電路。任務描述 本任務要求學生熟悉刀開關、熔斷器、按鈕、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器的結構和功能;并能夠識讀控制電路圖,合理布置、正確連接電動機連續(xù)控制電路。認識低壓電器一一、低壓電器的基本知識、低壓電器的基本知識 1.1.低壓電器低壓電器 低壓電器通常是指工作在交流電壓1200V及以下,直流電壓1500V及以下電路中,起接通、切斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電氣設備。2.2.低壓電器的分類低壓電器的分類 (1(1)按低壓電器動作方式分類按低壓電器動作方式分類 手動控制電器:這類電器是由工作人員手動的,如刀開關、按鈕等。自動控制電器:這類電器是按照指令、信號或某個物理量的變化而自動動作的,如繼電器、接觸器、行程開關等。(2(2)按低壓電器用途分類按低壓電器用途分類 低壓控制電器:這類電器主要用于電氣控制系統(tǒng),如接觸器、繼電器等。低壓配電電器:這類電器主要在低壓配電系統(tǒng)中,對系統(tǒng)進行控制和保護,如刀開關、熔斷器、熱繼電器等。(3(3)按低壓電器的執(zhí)行機理分類按低壓電器的執(zhí)行機理分類 有觸點電器:有觸點電器具有動觸點和靜觸點,利用觸點的接觸和分離來實現(xiàn)電路的通斷,如繼電器、接觸器等。無觸點電器:無觸點電器沒有觸點,主要利用晶體管的開關效應及導通或截止來實現(xiàn)電路的通斷,如接近開關。二、常用的低壓電器二、常用的低壓電器 1.1.閘刀開關閘刀開關 閘刀開關是結構最簡單、應用最廣泛的一種手動低壓電器。閘刀開關的結構特點是以刀片與刀座分別為動、靜觸點。按刀片數(shù)量的不同,閘刀開關可分為單刀、雙刀和三刀三種。閘刀開關的主要作用是隔離電源,以便對負載設備進行維修、更換熔體、對不工作的設備切斷電源;閘刀開關還可以作小容量異步電動機的非頻繁啟動控制開關,一般限定電動機 的容量不能大于7.5kW。因閘刀開關具有結構簡單、價格便宜、使用維護方便等優(yōu)點,故應用很廣。常用于照明線路的控制開關。2.2.熔斷器熔斷器熔斷器是一種簡單、方便的短路保護電器。為了防止電動機在運行過程中可能出現(xiàn)的短路故障,因此需要在電動機的電路中安裝熔斷器。當過大的短路電流流過易熔合金制成的熔體時,熔體迅速熔斷,達到保護電路及電氣設備的目的。熔斷器由熔體和外殼組成,常見的熔斷器的結構。3 3.按鈕按鈕 按鈕開關簡稱按鈕,它是一種最簡單的手動電器。按鈕與接觸器的吸引線圈相配合,可以遠距離控制電機。按鈕的結構如圖3-10所示,按鈕由動觸片、靜觸片、按鈕帽和彈簧組成。在未按下按鈕帽時,上面的一對靜觸片被動的接通而處于閉合狀態(tài),稱為動斷(常閉)觸點;下面的一對靜觸片未被動觸片接通而處于斷開狀態(tài),稱為動合(常開)觸點。用手按下按鈕帽時,動觸點下移,于是動斷觸點先斷開,下面的動合觸點后閉合,松開按鈕帽時,在復位彈簧作用下,動觸點自動復位,使得動合觸點先斷開,動斷觸點后閉合。這種按鈕稱為復合按鈕。使用時可根據(jù)需要只選動合觸點或動斷觸點,或兩者同時選用。4 4.交流接觸器交流接觸器交流接觸器是利用電磁吸力工作的自動控制電器。它主要用來接通和斷開電動機或其他設備的主電路,它可以頻繁地動作,每小時可以開閉幾百次。5.熱繼電器在控制電路中,應該有必要的保護措施。除了短路保護外,還需要考慮電動機的過載保護問題。熔斷器通常只能作短路保護,不能用作過載保護。目前常用的過載保護電器是熱繼電器。它利用電流的熱效應而動作,用來保護電動機,以免電動機因過載而損壞。(三三)電動機電氣控制圖電動機電氣控制圖看圖和看懂圖是電工的一項基本技能,也是進行電氣設備安裝、維護和檢修的前提條件。電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種:電氣原理圖、電器位置圖和電氣安裝接線圖。1.1.電氣原理圖電氣原理圖電氣原理圖目的是便于閱讀和分析控制線路,應根據(jù)結構簡單、層次分明清晰的原則,采用電器元件展開形式繪制。它包括所有電器元件的導電部件和接線端子,但并不按照電器元件的實際布置位置來繪制,也不反映電器元件的實際大小。2.2.電氣位置圖電氣位置圖電氣位置圖詳細繪制出了電氣設備零部件的安裝位置,主要用于安裝接線的檢修。圖中各電器代號應與有關電路圖和電器清單上所有元器件代號相同。3.電氣安裝接線圖 電氣接線圖,是根據(jù)電氣設備和電器元件的實際位置和安裝情況繪制的,只用來表示電氣設備和電器元件的位置、配線方式和接線方式,而不明顯表示電氣動作原理,主要用于安裝接線、線路的檢查維修和故障處理。任務任務實施實施連接電機連續(xù)控制電路連接電動機控制電路,是技術人員的基本技能。學生要按照老師的要求,能夠識讀原理圖,明確所用元器件及作用,熟悉線路的工作原理,按照要求正確連接電路。拓知識展拓知識展目前,已不允許用膠蓋瓷底刀開關直接控制電動機的起停,廣泛使用斷路器代替。斷路器是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過流、過載和短路保護的電器。在低壓配電電路中可用作電路的短路保護和過載保護,同時也可用于不頻繁地接通和分斷電路以及控制電動機。斷路器主要由觸點、脫口機構組成。斷路器的外形圖、原理示意圖和符號。再見!再見!再見!再見!
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