维护电工基础知识解精选PPT.ppt
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1、关于维护电工基础知识解第1页,讲稿共110张,创作于星期三维修电工基础知识维修电工基础知识o元器件元器件o电机电机o变压器变压器o双闭环直流调速系统基础理论双闭环直流调速系统基础理论o变频器变频器o低压动态无功补偿低压动态无功补偿o软启动软启动oPLC基础知识基础知识第2页,讲稿共110张,创作于星期三第一章第一章 元器件元器件l定义:一般电阻元件,在任何一时刻元件两端的电电压压与流过其端钮之间的电流电流存在一种代数关系(确切的瞬时关系)的两端钮元件。l在交流和直流电路情况:瞬时值:序言l电阻电阻第3页,讲稿共110张,创作于星期三元器件元器件-电阻电阻第4页,讲稿共110张,创作于星期三元器
2、件-电阻l平均功率:耗能器件l电阻的电压和电流相位关系:同相位l电阻参数:功率、阻值l电阻的用途:1.分压 2.限流 3.吸收过电压 4.加热、提供热能、l电阻的特点:1.P大于0,具有耗能性 2.U和 I都可突变第5页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电感n电感定义:一般电感元件,就是电电流流i与与磁磁链链之间存在一种代数关系(确切的瞬时关系)的两端钮元件。韦安特性:磁链与电流关系磁链与电流关系 线性非时变的电感元件(韦安特性是条过原点直线)直流回路电感相当于短路第6页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电感l电感元件(线性非时变)电压、电流关系:电阻忽略不计时(外加电压超前电流90)
3、第7页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电感l功率、电压、电流相位关系:QL的频率是电压或电流频率的2倍。U、i都为正时,QL为正,吸收能量(负载)U、i都为负时,QL为正,吸收能量(负载)U为正i为负时,QL为正,吸收能量(无功电源)U为负i为正时,QL为正,吸收能量(无功电源)电阻忽略不计时,电路中没有能量损耗,瞬时功率正半周与正半周的面积完全相等,所以交流电感电路中平均功率为0.第8页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电感l磁场储能:存储在磁场中全部能量l 电感参数:电感量、电流l电感的用途:l滤波、谐波治理、变压器、电机、电磁铁、接触器、继电器、磁砣、电焊机、高频淬火等。第9页
4、,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电容n电容电容定义:聚集电荷或存储电能的元件。电荷与两端存在着代数关系的两端钮元件。库伏特性:i大于0时,充电;i小于0时,放电(q下降,电压降,电压变化率下降)。线性非时变电容元件 q正比于u第10页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电容l电流i超前电压u90度l阻抗 l电容的储能:第11页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-电容l某一时刻的电压u(t)与该时刻以前的电流都有关系,对 过去历史上有过的电流有记忆作用,因此,电容是有记忆性作用。l电容的特点:1.c元件是动态元件(导数关系)、储能元件、是由记忆性元件、无源性元件。2.电压超前电流90度
5、l电容的用途:l滤波、谐波治理、提高电网功率因数、过电压吸收等。l电容的种类:第12页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件n二极管二极管 1.PN结的单相导电性:结的单相导电性:I-PN结的电流(A)Is-反向饱和电流(A)V-外加电压(V)Vt-温度的电压当量 e-自然对数的底 q-电子电荷量 K-玻尔兹曼常数 T-绝对温度从上式可以看出,当PN结为正向偏置时,电压V为正,只要V远大于Vt(常温下Vt=0.026V),式中结中 远大于1,因此PN结中的电流If随正偏电压V的增加按指数规律上升。当PN结为反向偏置时,电压V为负,随电压V的绝对值的增加,指数项很快趋近于0,于是I约等于
6、-Is,即反向饱和电流是一常数,不随外加电压变化。第13页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件2.PN结的反向击穿(1)雪崩击穿:高电压击穿(2)齐纳击穿:也称隧道击穿,在比较低的反向电压下发生击穿(3)热击穿3.二极管的特性与参数:(1)伏安特性:与温度有关(温度升高曲线左移)4.开关特性:由于Pn结电容的存在,在二极管加正向电压流过正向电流时,结电容上冲有一定电荷。第14页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(1)在t0时刻,二极管加正向电压Vf,正向电流由负载电阻决定(If=Vf/R),二极管的正向压降很小。(2)当t=0时,切断正向电压Vf,施加反向电压Vr。二极管
7、的正向电压降很小,但是由于势垒电容和扩散电容的作用,载流子无法立即消失,所以,二极管两端电压电压仍然保持导通状态时正向电压降的值,即Ud。反向电流仍由负载电阻R决定,-Ir=-Vr/R。(3)当t0时,尽管空间电荷区的存储载流子不断漂移出该区,但由于N区中的非平衡载流子不断向空间电荷区移动。从而使空间电荷区仍然保持大量存储载流子,因而具有正向电压降,使反向电流保持较大的数值。第15页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(4)当t=td时刻,是二极管反向恢复过程中的的一个重要转折点,此时加于空间电荷区的正向电压减小为0,非平衡载流子完全消失,此后空间电荷区的载流子浓度将开始衰减,td称
8、为延迟时间。(5)当ttd以后,空间电荷区的载流子浓度进一步减少,开始承受反向电压PN结变为反向偏置状态,反向电流明显下降,反向电压降相应上升。反向电压上升到外加电压-Ur,反向电流减小到反向饱和电流,此时二极管完全恢复到截止状态。(6)由t=td到二极管完全截止所需时间称为电流下降时间,用tf表示(7)反向恢复时间trr=td+tf -决定开关速度5.性能参数:(1)额定正向平均电流 If长期运行时,允许通过的最大正向平均电流。有效值为:1.57If第16页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(2)反向重复峰值电压:反向所能施加的最高峰值电压。通常是反向雪崩击穿电压的2/3.(3)
9、最高允许结温:125-175(4)反向恢复时间trr:是从二极管正向电流过零到反向电流下降到其峰值10%时的时间间隔它与反向电流上升率、结温、开关前的最大正向电流等因素有关。(5)定额 :他是体现承载正向不重复最大电流的能力。即电流浪涌不超过一个工频周期时第17页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件6.二极管的分类:二极管的分类:普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。普通二极管:普通二极管:用于1KHZ以下的整流电路中,反向恢复时间25微秒左 右。快恢复二极管:快恢复二极管:用于高频斩波和逆变电路,反向恢复时间5微秒左 右。超快速二极管可达5
10、0纳秒。7.二极管的用途:二极管的用途:整流、过电压吸收、续流、限幅、稳压等。8.二极管的检验方法:二极管的检验方法:第18页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件n晶闸管(半控器件)晶闸管(半控器件)1.普通晶闸管普通晶闸管:(Thyristor)SCR (1)结构:结构:螺栓和平板型。(2)晶闸管导通、关断条件晶闸管导通、关断条件:(3)阳极伏安特性)阳极伏安特性:晶闸管阳极阴极之间电压Uak与阳极电流Ia之间的函数关系。(4)门极伏安特性:门极伏安特性:因工艺原因门极伏安特性相差很大。第19页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(5)晶闸管开通特性:)晶闸管开通特性:晶
11、闸管开通不是瞬间完成的,开通时阴极与阳极两端的电压有一个下降过程,而阳极电流的上升也有一个过程。(6)晶闸管关断过程:)晶闸管关断过程:Toff=Trr+Tgr Trr-反向恢复时间 Tgr-门极恢复时间(7)参数:)参数:a.电压参数:电压参数:断态不重复峰值电压:门极开路时,施加于晶闸管的正向阳极电压上升到正向伏安特性曲线急剧弯曲处所对应的电压。此电压不能重复施加,时间不大于10ms。第20页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件l断态重复峰值电压:门极开路及额定结温下,允许每秒50次,持续 时间不大于10ms,重复施加于晶闸管上的正向断态最大脉冲电压。一般为断态不重复峰值电压的9
12、0%。l反向不重复峰值电压:门极开路时,施加于晶闸管的反向电压上升到反向伏安特性曲线急剧弯曲处所对应的电压。此电压不能重复施加,时间不大于10ms。l反向重复峰值电压:门极开路及额定结温下,允许每秒50次,持续 时间不大于10ms,重复施加于晶闸管上的反向断态最大脉冲电压。l额定电压:将断态重复峰值电压和反向重复峰值电压的较小值定为额定电压。第21页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件l通态峰值电压通态峰值电压:(管压降)通2倍额定通态平均电流和额定结温时,阳极与阴极间瞬时电压值b.电流参数:电流参数:l通态平均电流:通态平均电流:环境温度40和规定的冷却条件下;导通角不小于170;
13、额定结温时,所允许通过的工频正弦半波电流的平均值;l维持电流:维持电流:l擎住电流:擎住电流:晶闸管导通后,去掉触发脉冲能使晶闸管保持导通所需要的最小阳极电流。擎住电流是维持电流的几倍。第22页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件l断态重复峰值电流:断态重复峰值电流:门极开路及额定结温下,对应于断态重复峰值电压下的峰值电流。l断态反向重复峰值电流:断态反向重复峰值电流:门极开路及额定结温下,对应于断态反向重复峰值电压下的峰值电流。l浪涌电流:浪涌电流:在规定条件下,工频正弦半周期内所允许的最大过载峰值电流。l门极参数:门极参数:l门极触发电压门极触发电压:(一般:(一般15V)l门极
14、重复电流门极重复电流 :(一般几十一般几十-几百几百mA)l门极反向峰值电压:不超过门极反向峰值电压:不超过10V 第23页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件l动态参数:动态参数:l断态电压临界上升率:断态电压临界上升率:du/dt 在额定结温和门极开路条件下,使得晶闸管保持断态所承受的最大电压上升率。l通态临界电流上升率通态临界电流上升率 di/dt 晶闸管用门极触发信号开通时,使得晶闸管不会导致损坏承的通态最大电流上升率。l2.特殊晶闸管特殊晶闸管l高频晶闸管高频晶闸管l双向晶闸管双向晶闸管l光控晶闸管光控晶闸管第24页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件3.晶闸管的
15、应用:晶闸管的应用:l各种整流电路:各种整流电路:(1)单相半波、全波整流电路(2)三相桥式全控、半控整流电路(3)带平衡电抗器的双反星整流电路l交流调压交流调压l逆变器逆变器l电子开关电子开关l晶闸管的检查:晶闸管的检查:l绝缘栅双极型晶体管:绝缘栅双极型晶体管:IGBT(电压控制器件)(电压控制器件)1.特点:特点:(1)输入高阻抗,是场控器件。(MOSFET特性-MOS场效应晶体 管)第25页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(2)输出特性饱和压降低。(BJT-双极晶体管特点)(3)驱动简单(日本富士EXB系列驱动模块)、保护容易、不用缓冲电路、开关频率高。lIGBT产品种类
16、:产品种类:一单元模块 1200V 2400A 3300V 1200A 二单元模块 1200V 800A 3300V 400A 六单元模块 2500V 1000AlIGBT的主要参数的主要参数:(1)集电极-发射极额定电压 雪崩击穿电压(2)栅极-发射极额定电压 小于+20V第26页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件(3)额定集电极电流:IGBT导通时的最大电流 8-400A(4)集电极-发射极饱和电压:l饱和动态时,集电极-发射极电压降。值越小,管子的功耗越小。2.3-3.5Vl开关频率:30-40KHZ 目前,功能市场应用最多的IGBT驱动模块是富士公司的EXB系列,它驱动全部
17、的IGBT产品。IGBT驱动模块有过电流保护电路和过电流保护输出信号端子;2500V高隔离电压的光耦;l智能电力模块(智能电力模块(IPM)(1)特点:将主开关器件、续流二极管、驱动电路、电流检测元件、电压检测元件、温度检测元件及保护信号生成与传送电路,某些接口电路集成在一起。第27页,讲稿共110张,创作于星期三元器件-功率元件IGBTIGBT驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路过流保护过流保护过流保护过流保护过热保护过热保护过热保护过热保护欠压保护欠压保护欠压保护欠压保护IPM IPM IPM IPM(智能功率模块)(智能功率模块)(智能功率模块)(智能功率模块)PIMPIMPIMPIM(功率
18、集成模块)(功率集成模块)(功率集成模块)(功率集成模块)第28页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机 M M M MT T T T电机转矩电机转矩电机转矩电机转矩T T T T负载转矩负载转矩负载转矩负载转矩中间中间中间中间传动传动传动传动机构机构机构机构终端机械终端机械终端机械终端机械第29页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机l电机的分类:电机的分类:按供电电源分:直流电机 和交流电机 按防护型式分:开启式、防护式(网罩式、防滴式、防溅式、封闭式、防水式、防暴式、水密式、潜水式。IP11-防止大于50mm的固体进入,且垂直水滴不能进入电机 按电机通风冷却方式分:空气冷却(自冷
19、式、自扇冷却、它扇冷却、管道通风冷却)、液体冷却。按工作制分:连续工作制、短时工作制、断续周期工作制、l电机名牌数据:电机名牌数据:型号、额定数据、防护等级、接线方式、海拔高度。型号:型号:异步机Y112S-6 112-中心高度112mm S-短机座 6-6极 同步机TFW225M2-6/24 225-中心高度225mm M-中机座 TFW-无刷同步发电机 第30页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机l直流电机直流电机:直流电动机、直流发电机。l直流电动机直流电动机:l1.类型:类型:它励电动机、串励电动机、复励电动机、永磁电动机l2.主要公式主要公式:3.直流电动机调速方法:直流电动机
20、调速方法:4.直流电动机各绕组极性判定:直流电动机各绕组极性判定:5.直流电动机刷位确定:直流电动机刷位确定:6.直流电动机维护直流电动机维护(1)起动前的检查起动前的检查:a.清扫灰尘。b.绝缘电阻测试。电机额定电压500V以下,500V摇表第31页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机 电机500V以上,1000V摇表 c.检查换向器表面是否光洁。d.检查电刷的磨损情况。刷距均匀否。(2)运行时的监视和维护 a.火花(无火花或1 1/2级的无害火花)b.温度监视 C.绝缘电阻监视.最低值1M/KV但不低于0.5M d.润滑系统的监视 e.异常情况的观察和分析。如:异常声音、异常气味、异
21、常振动等第32页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机(2)修复后的试验修复后的试验a.试验前工作试验前工作:l电机各种标志检查:如出线端标志,接地标志,转向标志等。l紧固件检查:l机械检查:l换向器及电刷、集电环检查。l气隙大小及对称性检查l轴承运行情况和电机振动情况检查:l磁极极性检查l中性位置确定b.绝缘测定:吸收比大于绝缘测定:吸收比大于1.3通常不低于下式所求值通常不低于下式所求值第33页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机lR-绝缘电阻(兆欧)u-电机绕组绝缘电阻(V)lP-电机额定功率(KW)l 对于交流发电机(KVA),对于调相机(Kvar)c.绕组直流电阻测量:绕组
22、直流电阻测量:l标准:标准:磁场绕组的直流电阻与原始值比较不大于2%。l 电枢换向片间的电阻差不超过10%(由均压线所引起的有规律的变化除外)。ld.绝缘耐压试验:绝缘耐压试验:l匝间耐压试验:匝间耐压试验:130%额定电压(空载时)1minl对地对地.绝缘耐压试验绝缘耐压试验:1000V+2倍额定电压 1minl超速试验:1.1倍额定电压的空载转速 2min第34页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机l交流电机 l同步、异步电动机比较表 l异步电动机l1.类型:类型:鼠笼式电动机、绕线式电动机l2.主要公式主要公式:第35页,讲稿共110张,创作于星期三第二章 电机l公式 3.交流电动
23、机调速方法:交流电动机调速方法:4.交流电动机各绕组极性判定:交流电动机各绕组极性判定:5.交流电动机维护交流电动机维护(1)起动前的检查)起动前的检查:(2)运行中检查:)运行中检查:第36页,讲稿共110张,创作于星期三第三章 变压器n变压器变压器l变压器分类:l变压器原理:l变压器连结组别:l变压器并联运行条件l变压器维护l变压器试验第37页,讲稿共110张,创作于星期三第四章 闭环直流调速系统基础理论闭环直流调速系统基础理论l l定义定义定义定义 以交流(直流)电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流(直流)以交流(直流)电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流(直流)
24、以交流(直流)电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流(直流)以交流(直流)电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流(直流)电气传动系统,也称交流(直流)电气拖动系统电气传动系统,也称交流(直流)电气拖动系统电气传动系统,也称交流(直流)电气拖动系统电气传动系统,也称交流(直流)电气拖动系统第38页,讲稿共110张,创作于星期三第四章 闭环直流调速系统基础理论闭环直流调速系统基础理论系统构成系统构成中间传动机构中间传动机构中间传动机构中间传动机构交流电源交流电源交流电源交流电源输入输入输入输入终端机械终端机械终端机械终端机械交流交流交流交流电机电机电机电机直流直流直流直流调速调
25、速调速调速装置装置装置装置直流输出直流输出直流输出直流输出皮带轮、齿轮箱等皮带轮、齿轮箱等皮带轮、齿轮箱等皮带轮、齿轮箱等风机、泵等风机、泵等风机、泵等风机、泵等直流直流直流直流电机电机电机电机交流交流交流交流调速调速调速调速装置装置装置装置交流输出交流输出交流输出交流输出执行机构执行机构执行机构执行机构变频器变频器变频器变频器第39页,讲稿共110张,创作于星期三第四章 闭环直流调速系统基础理论闭环直流调速系统基础理论l l直流电气传动系统特点:直流电气传动系统特点:直流电气传动系统特点:直流电气传动系统特点:控制对象:直流电动机控制对象:直流电动机控制原理简单,一种调速方式控制原理简单,一
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