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电气百科:电气百科频道及栏目

来源:本站整理发布日期:2015-12-15

电器(electrical appliance)泛指所有用电的器具,从专业角度上来讲,主要指用于对电路进行接通、分断,对电路参数进行变换,以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件;从普通民众的角度来讲,主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备,如电视机、空调、冰箱、洗衣机、各种小家电等等。

 电气(electrical,electrical power and equipment)是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论、应用技术、设施设备等。电气工程(Electrical Engineering,简称EE)是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺少的关键学科。正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活、工作模式。电气工程的发展前景同样很有潜力,使得当今的学生就业比率一直很高。

主要分类

功能分类

1、用于接通和分断电路的电器,如接触器、刀开关、负荷开关、隔离开关、断路器等;

2、用于控制电路的电器,如电磁起动器、自耦减压起动器、变阻器、控制继电器等;

3、用于切换电路的电器,如转换开关、主令电器等;

4、用于检测电路系数的电器,如互感器、传感器等;

5、用于保护电路的电器,如熔断器、断路器、避雷器等。

电路作用分类

1、控制类电器:包括接触器、开关电器、控制继电器、主令电器等。其在电路中主要起控制、转换作用;

2、保护类电器:包括熔断器、热继电器、过电流继电器、欠压继电器过电压继电器等,其在电路中起保护作用。

动作原理分类

1、电器,如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器;

2、电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器,如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。

用途分类

1、控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器,例如接触器、继电器、电动机起动器等;

2、主令电器:用于自动控制系统中发送动作指令的电器,例如按钮、行程开关、万能转换开关等;

3、保护电器:用于保护电路及用电设备的电器,如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等;

4、执行电器:指用于完成某种动作或传动功能的电器,如电磁铁、电磁离合器等;

5、配电电器:用于电能的输送和分配的电器,例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。

工作原理分类

1、电磁式电器:依据电磁感应原理来工作,如接触器、各种类型的电磁式继电器等;

2、非电量控制电器:依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器,如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。

低压电器功能分类

1、开关电器:接通和分断电路并有一定通断能力的电器,如转换开关、起动器等;

2、熔断器:分断过载或短路状态下电路的电器,如高分断能力熔断器、自复熔断器等;

3、继电器:用于控制和保护的电器;

4、电阻器和变阻器:改变电路参数或将电能转换为热能的电器,如起动电阻、调节电阻和起动变阻器、励磁变阻器等;

5、调节器:使电路中某些量保持不变或使其按预定方式变化的电器;

6、电磁铁。

高压电器功能分类

1、开关电器:主要有高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、高压负荷开关和接地短路器。高压断路器用于接通或分断空载、正常负载或短路故障状态下的电路。高压隔离开关用于将带电的高压电工设备与电源隔离,一般只具有分合空载电路的能力。高压熔断器用于分断过载或短路状态下的电路。高压负荷开关用于接通或分断空载、正常负载和过载状态下的电路,通常与高压熔断器配合使用。接地短路器用于将高压线路人为地造成对地短路。

2、限制电器。主要包括电抗器、避雷器。

3、变换电器,又称互感器。

电气 - 释义

中文:电气

英文:electric

电气就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论,应用技术,设施设备等。  

关于电气的“气”:因先前有蒸气时代,后有电气时代,电气的气应该是当初中国人翻译时为了顺口,而这样翻译的,电里面没有“气”。

一般所认同的是,电器是具体的物体形象,电气是不可触摸的分类概念。可以说,电气包含了电器。

电气 - 含义

电气之于电器,是否可理解为天气之于天空? 从事电气行业多年,但深究其定义之内涵与外延者不多。曾浏览新手课堂里有一篇关于电气定义的论述,电气/电气工程(EE),其外延涵盖了微电子,光子学,以及微机应用技术。但似乎又与我们谈论的电气有所偏差。但,可以肯定一点,大家所认同的是,电器是具体的物体形象,电气是不可触摸的分类概念!电气包含电器。"电气"者,外文翻译之词也,盖西方工业之初,动力机械均由蒸汽轮机驱动,后来则有了电,故"电气"者,开始泛指工业动力者也,然现在也无蒸汽轮机了,故干脆以电气泛指电了。 “电气”这个名词已经用习惯了,所以沿用下来!

电气 - 电气符号

1、电气图形符号的种类和组成

电气图表符号一般分为:限定符号、一般符号、方框符号、以及标记或字符。

限定符号不能单独使用,必须同其他符号组合使用,构成完整的图形符号。

如交流电动机的图表符号,由文字符号、交流的限定符号以及轮廓要素组成。

延时过流继电器图形符号,由测量继电器方框符号要素,特性量值大于整定值时动作和延时动作的限定符号以及电流符号组成。[1]

电气方框符号一般用在使用单线表示法的图中,如系统图和框图中,由方框符号内带有限定符号以表示对象的功能和系统的组成,如整流器图表符号,由方框符号内带有交流和直流的限定符号以及可变性限定符号组成。

2、电气图形符号分类:

电气限定符号和常用的其他符号包括:电流和电压的种类,可变性,力或运动的方向,流动方向,特性量的动作相关性,效应或相关,性辐,射信号波形,机械控制,操作方法,非电量控制,接地和接机壳等。

电气导线和连接器件图形符号包括:导线,端子和导线的连接,连接器件,电缆附件等。

电气无源元件图形符号包括:电阻器,电感器,电容器等。

半导体和电子管图形符号包括:二极管,晶闸管,光电子,光敏器件等。

电能的发生和转换图形符号包括:绕组连接的限定符号,内部连接的绕组,电机部件及类型变压器,电抗器,消弧线圈,制动电阻,串并补电容,变流器,原电池等。

开关,控制和保护装置图形符号包括:触点开关,开关装置和起动器,有或无继电器,测量继电器,熔断器,间隙避雷器等。

测量仪表灯和信号器件图形符号包括:指示积算和记录仪表,遥测器件,电钟,灯,喇叭和电铃等。

电信图形符号包括:交换设备,电话机,传输信号发生器,变换器,放大器,光纤,光缆,光器件等。

电力照明和电信布置图形符号包括:发电厂和变电所,电信局局和机房设施,线路,配线,电什,配电箱,控制台,控制设备,用电设备,插座,开关和照明灯照明引出线等。

二进制逻辑单元图形符号包括:与输入输出和其他连接有关的限定符号,内部连接组合单元和时序单元等。

模拟单元图的符号包括:模拟和数字信号识别用的限定符号,放大器,函数器,信号转换器,电子开关等。

电气 - 控制系统

电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路,不同的设备有不同的控制回路,而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。主要功能  为了保证一次设备运行的可靠与安全,需要有许多辅助电气设备为之服务,能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合,称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能:

(1)自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制。

(2)保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。

(3)监视功能。电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视。

(4)测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数,如电压、电流、频率和功率的大小等。

在设备操作与监视当中,传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代,但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。系统组成  常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成。

(1)电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。

(2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。

(3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备等。

(4)自动与手动问路。电气设备为了提高工作效率,一般都设有自动环节,但在安装、调试及紧急事故的处理中,控制线路中还需要设置手动环节,通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。

(5)制动停车回路。切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等。

(6)自锁及闭锁同路。启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

电气 - 电气间隙

电气间隙是指电器中具有电位差的相邻两导体间,通过空气的最短距离。就是两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。

安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离

电气间隙的决定:

根据测量的工作电压及绝缘等级,即可决定距离

一次侧线路之电气间隙尺寸要求

二次侧线路之电气间隙尺寸要求

通常:

一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.NPE(大地)≥2.5mm,保险丝装置之后可不做要求,但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。

一次侧交流对直流部分≥2.0mm

一次侧直流地对大地≥2.5mm(一次侧浮接地对大地)

一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm,跨接于一二次侧之间之元器件

二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm即可

二次侧地对大地≥1.0mm即可

附注:决定是否符合要求前,内部零件应先施于10N力,外壳施以30N力,以减少其距离,使确认为最糟情况下,空间距离仍符合规定。

确定电气间隙步骤

确定工作电压峰值和有效值;

确定设备的供电电压和供电设施类别 ;

根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过电压大小;

确定设备的污染等级(一般设备为污染等级2);

确定电气间隙跨接的绝缘类型(功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘)。

确定电气间隙要求值

根据测量的工作电压及绝缘等级,查表( 4943:2H 和 2J和2K,60065-2001表:表8和表9和表10) 检索所需的电气间隙即可决定距离;作为电气间隙替代的方法,4943使用附录G替换,60065-2001使用附录J替换。

GB 8898-2001:电器间隙考虑的主要因素是工作电压,查图9来确定。 (对和电压有效值在220-250V范围内的电网电源导电连接的零部件,这些数值等于354V峰值电压所对应的那些数值:基本绝缘3.0mm ,加强绝缘6.0mm)

确定爬电距离和电气间隙注意

可动零部件应使其处在最不利的位置;

爬电距离值不能小于电气间隙值;

承受了机械应力试验;[2]

电气 - 基础知识

1. 电压:

电压也叫电位差,是指电流从高电位处向低电位处,两个电位之差。通常也叫电压。

用字母U表示,单位是伏特,用字母V表示。

其中:1V=1000mV=1000,000μV 1mV=1000μV

电压还分交流和直流,分别用ACV和DC V 表示。

直流电压在测量时要注意有+,-之分 。

2. 电阻:

电流在物体内流动所遇到得 阻力叫电阻,用R表示,单位:欧姆用字母Ω表示。

其中,1MΩ=1000KΩ=1000,000Ω

1KΩ=1000Ω

电阻的种类很多,有碳质电阻,碳膜电阻,绕线电阻等。形式上有固定电阻,可变电阻和电位器等。

电阻温度系数:电流流过电阻时,温度升高,其阻值发生变化,阻值变化值与原有阻值之比叫电阻的温度系数。对于金属材料的电阻,电阻随温度的升高而增大,是正温度系数;对石磨和碳来讲,电阻随温度的升高而减少,是负温度系数。温度系数越小,说明电阻越稳定。

空调器的温度传感器也是一种电阻,叫热敏电阻,其阻值是随着温度的升高而减少。

额定功率分1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10、20W等规格。

用指针式万用表测量电阻时要注意选择合适的档位,而且换档一定要调零。

3. 电容器:

凡被绝缘物分开的两个导体的组合都叫电容。用字母C表示,单位是法拉,用F表示。

其中,1F=1000000μF=106μF=1012μF

主要指标有电容量和耐压,如2.5μF/450V。

种类有云母电容、陶瓷电容、电解电容和纸质电容等。

一般,陶瓷电容用在高频电路上,电机的启动电容主要用电解电容。

测量电容时,把万用表表笔探头直接放在电容器两个端子上,数字表可以直接读出电容的容量。用指针表测量时,要用万用表的电阻档,并且将电阻档设置为最大量程,若指针偏转角度大,然后再逐渐回到最初位置(∞位置),说明电容器是好的。如果回不到∞位置,则表头指的电阻就是漏电电阻,一般电容器的漏电电阻是很大的,通常有几十到几百兆欧。测量0.01μ以上的大电容,用万用表RX10K档,只要表头指针摆动小或基本不跳动,可以判断电容器已开路。

电容器的容量不同,指针偏转的角度也有所不同。

4.变压器:

变压器由线圈和铁芯构成用来改变电压的装置。变压器主要用在空调控制电路中,作用是将交流电源电压降至一定值后送入整流电路。

工作原理:初级线圈上通过变化的 电流,在次级线圈上会感应出相应的电势,感应电势的 高低与初、次级线圈的圈数有关,如果变压器次级线圈的 圈数(匝数)少于初级,则为降压变压器,反之为升压变压器。

公式为:

初级电压(U1)/次级电压(U2)=初级匝数/次级匝数

变压器只能改变电压不能增大电力。

变压器一般在初级线圈中串入了温度保险丝,当变压器线圈温度过高时熔断,可以起到保护作用。但熔断丝熔断后不可恢复,更换熔断丝又缺乏可操作性,因此一般采用更换变压器的方法,造成很大浪费。

目前公司研究所正在进行可恢复的温度保护器件的实验工作,并准备在部分产品上使用。

5.电感:

电感是衡量线圈产生自感磁通本领大小的物理量,用字母L表示,单位是亨利,用字母H表示。

其中,1H=103mH=106μH

电感分为互感和自感两种。

(1) 互感:两个线圈之间的电磁感应叫做互感。如电流互感器等。

(2) 自感:由于通过线圈本身的 电流变化而引起的 电磁感应叫自感。

6.交流接触器:

交流接触器是利用电磁力,使电路接通和断开的一种自动控制器。

交流接触器的结构主要由电磁系统(铁芯、线圈)和触头组成。线圈有铁芯固定不动,当接通开关线圈通电时,铁芯线圈产生电磁吸力,使动铁芯吸合。同时动铁芯带动三个动触头向下运动与三个静触头接触,使电源可以由接触器的输入端送到接触器的输出端。

交流接触器的电路分为主回路、控制电路两部分。通常把负载电源供电回路叫主回路,把线圈通断控制回路叫控制回路。主回路包括电机、电加热器等供电电路,控制回路则有过电压、过电流、欠电压、超温保护、压力保护等电路。

使用交流接触器时,应按其电流不小于负载额定值的原则,来选择电流等级。例如:电机额定电流为8.6A,应选用10A的交流接触器。

7.热继电器:(TH型过流继电器)

热继电器是利用电流效应而动作的一种保护继电器,主要用于电机的过载保护。

热继电器由双金属片、加热元件、动作机构和触点系统等部分组成。双金属片是用两层膨胀系数相差较大的金属片,焊在一起做成的。使用时,将加热元件与电机电源串联,触点串联在接触器线圈控制电路中。当电机发生过载时,电流较大,使双金属片受热弯曲,通过动作机构,把动触点和静触点断开,使接触器线圈断电,电机脱离电源,因而起到保护作用。

这种继电器由一个手动调节旋钮,可以选择所需的电流值的大小。快断快接触点可自动复位与手动复位。

选用时根据电机的额定电流,选择热继电器的额定电流。如KFR-72LW/D的额定电流为7.2A,选用10A的热继电器,并将电流值调到7.2A。

8.电机:

空调器的风扇有离心式风扇、轴流式风扇和贯流式风扇等种类。电机的转速一般有高、中、低三档,送风有强、中、弱之分。

风扇电机通常使用单项电容感应式。

电容感应式电机有两个绕组,即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串连了一个容量较大的电容器,当运行绕组和启动绕组通过单项交流电时,由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中产生感应电流,电流与旋转磁场相互作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来。

新飞空调上使用的风扇电机为单相交流异步电动机。但根据实际使用的要求又分为转速可调和转速不可调。空调器室外风扇电机为单转速电机,其转速不可调。而室内电机在使用时由于用户有不同转速的要求,另外还要满足空调器的其他一些功能,因此室内风扇电机均为转速可以调节的。

室内电机根据其调速的方式不同又分为抽头电机和PG电机。

抽头电机一般有三个抽头,可以形成三个转速,我公司柜机产品均采用这种电机。

PG电机是一种带有霍尔元件的电机。霍尔元件被安装在电机的内部,正常时风机每转一周,霍尔元件输出一个或几个脉冲信号。当风扇电机转速高时,其输出脉冲信号频率高;当风扇电机转速低时,其输出脉冲信号频率低。输出的脉冲信号被单片机采集,然后通过调整可控硅的导通角从而调整PG电机的工作电压,进行风速的自动控制。

抽头电机和PG电机各有优缺点:抽头电机控制方法简单,但电机需要增加绕组抽头,工序复杂,另外控制部分需要三个继电器控制三个转速,使用的零部件多,成本高;而PG电机控制转速准确,但电机需要增加霍尔元件,控制部分还需要增加脉冲检测电路和过零检测电路,控制复杂。

鉴于抽头电机和PG电机的优缺点,目前部分厂家采用通过可控硅调压控制电机转速的开环控制方案:即根据整机的实验结果,确定空调器高、中、低风所需要的可控硅的导通角,写入单片机来直接调节风扇电机的控制电压,从而达到调速的目的。由于这种方法减少了霍尔元件和控制系统的部分电路,因此这种方法可以降低成本,但转速控制的精度不高。

我公司的挂机空调大多采用PG电机。

9. 三相电机:

制冷量大的柜机空调经常采用三相电动机,主要是压缩机,一般是3匹以上的空调。采用三相电的好处是效率高,启动转矩大,可以直接启动。如果采用单相220V供电,电压低的时候空调将发生启动困难,不能正常工作。

三相电动机对外只引出三根电源线,相与相之间电源电压为380V。 三相电动机的绕组有三角形和星形两种接法,上图中的(a)为星形接法,(b)为三角形接法。

三相电动机因有足够的启动转矩,效率和功率因数也较高,因而不需要使用电容器和启动继电器,但由于功率一般比较大,通常用交流接触器供电。

当空调器报出相位故障时,一般是三相电某相缺相或反相,先检查三相电是否都有电,缺相就是有一相不通或电源线内部断线,如果三相都有电,只要调换任意两相连接线即可。

如KFR-120LW/D06空调出现“E7”,KFR-72LW/D出现“E0”都是相位问题。

电气

电气主线路图

10. 步进电机:

步进电机是一种运行精度高、控制特性好的控制系统执行部件。它以脉冲方式工作,每接收到一个或几个脉冲,电机的转子就移动一个位置,移动的距离可以很小。

步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。步进电机*一种叫环形分配器的电子开关器件,通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列,轮流和直流电源接通后,就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场,使转子步进式的转动,随着脉冲频率的增高,转速就会增大。

现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。现阶段,反应式步进电机获得最多的应用。

步进电机的特点:

(1) 系统控制惯性好,速度快;

(2) 输出脉冲准确;

(3) 实时性强;

(4) 抗电磁特性好,抗干扰能力强。

空调挂机上的风叶驱动电机、柜机上的闭合导风板驱动电机都是步进电机。

11. 继电器:

继电器是控制电路种的执行部件,由一个线圈、一组或几组带触点的簧片组成。根据用途可分为交流继电器和直流继电器。

继电器用字母K表示。继电器的触点由动触点和静触点之分。下图是继电器在电路种的表示方法,其中(B)由两对动、静触点。

继电器的工作原理是:当继电器通电后,铁芯被磁化产生足够大的电磁力,吸动衔铁并带动簧片,使动触点与静触点闭合;当线圈断电后,电磁吸力消失,簧片带动衔铁返

原来的位置,使动触点与静触点分开。只要把要控制的电路接到触点上,就可以利用继电器进行控制了。——电气百科

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