《常用電動機與電器設備》本課件旨在全面介紹常用電動機與電器設備的基礎知識、工作原理、選型應用及維護保養。通過學習本課程，學員將能夠掌握各類電動機的特性，熟悉常用電器設備的構造與功能，提升電氣安全意識，并了解電氣節能技術，為實際工作奠定堅實基礎。課程簡介本課程是一門理論與實踐相結合的課程，旨在為學員提供常用電動機與電器設備的全面認識。課程內容涵蓋電動機的工作原理、分類、選型、安裝調試及維護，以及常用電器設備（如接觸器、繼電器、斷路器、熔斷器）的構造、工作原理和應用。此外，還將介紹電氣安全基礎知識和電氣節能技術，培養學員的安全意識和節能意識。適用對象電氣工程技術人員、機電維修人員、自動化工程師、相關專業學生等。學習方式課堂講授、案例分析、實驗演示、在線學習等多種方式相結合。課程目標1知識目標掌握各類電動機的工作原理、結構特點和應用范圍；熟悉常用電器設備的構造、功能和使用方法；了解電氣安全基礎知識和電氣節能技術。2能力目標能夠根據實際需求選擇合適的電動機和電器設備；能夠進行電動機的安裝、調試和維護；能夠診斷和排除常見的電氣故障；能夠運用電氣節能技術，提高能源利用效率。3素質目標培養安全用電意識，遵守電氣安全規程；樹立節能環保意識，積極推廣電氣節能技術；培養嚴謹細致的工作作風和解決實際問題的能力。課程內容概要1電動機概述電動機的定義、工作原理、分類及常用類型。2常用電動機類型異步電動機、同步電動機、直流電動機的結構、特性、起動、調速及應用。3電動機的選型、安裝與調試電動機選型原則、考慮因素、安裝注意事項及調試步驟。4電氣控制設備概述低壓電器、高壓電器、電氣控制原理圖及常用電器設備。5常用電器設備接觸器、繼電器、斷路器、熔斷器的工作原理、類型及應用。6電氣安全基礎知識安全用電原則、觸電急救及電氣設備維護保養。7電氣節能技術節能電動機、變頻調速技術及智能控制系統。電動機概述電動機是將電能轉換為機械能的電氣設備。它利用電磁感應原理，通過電磁力驅動轉子旋轉，從而實現能量轉換。電動機廣泛應用于工業、農業、交通運輸、家用電器等各個領域，是現代社會不可或缺的重要設備。應用廣泛工業生產、交通運輸、家用電器等領域。能量轉換將電能轉換為機械能。核心部件定子、轉子、繞組等。電動機的定義電動機，也稱為馬達，是一種將電能轉化為機械能的旋轉電機。它是利用通電線圈在磁場中受力轉動的現象制成的。電動機種類繁多，但其基本結構都包含定子和轉子兩部分。定子產生磁場，轉子在磁場中受力旋轉。能量轉換器將電能轉換為機械能的關鍵設備。核心組成主要由定子和轉子構成，實現電磁能量轉換。電動機的工作原理電動機的工作原理基于電磁感應定律和電磁力定律。當通電導體放置在磁場中時，會受到電磁力的作用。電動機通過定子繞組產生旋轉磁場，該磁場作用于轉子繞組，產生感應電流，進而產生電磁力，驅動轉子旋轉。旋轉磁場的頻率和轉子旋轉的速度決定了電動機的轉速。電磁感應核心物理現象，驅動電動機運轉。旋轉磁場定子產生，驅動轉子旋轉的關鍵。電動機的分類電動機可以根據不同的標準進行分類。按照工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。交流電動機又可分為異步電動機和同步電動機。按照結構和用途的不同，還可以分為鼠籠式電動機、繞線式電動機、調速電動機、伺服電動機等。分類標準主要類型特點工作電源直流電動機、交流電動機直流/交流供電，特性不同交流電機類型異步電動機、同步電動機轉速與電源頻率關系不同常用電動機類型：異步電動機異步電動機，又稱感應電動機，是利用電磁感應原理工作的交流電動機。其轉子繞組中沒有直接接入電源，而是通過定子繞組產生的旋轉磁場感應出電流，從而產生電磁力驅動轉子旋轉。異步電動機結構簡單、運行可靠、維護方便，是工業生產中最常用的電動機類型。電磁感應轉子電流由定子磁場感應產生。結構簡單運行可靠，維護方便。應用廣泛工業生產中最常用的電動機類型。異步電動機的結構異步電動機主要由定子和轉子兩部分組成。定子包括定子鐵芯、定子繞組和機座等部件。定子鐵芯用于安裝定子繞組，定子繞組是電動機的電路部分，通過通電產生旋轉磁場。轉子包括轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸等部件。轉子繞組是電動機的感應部分，通過感應電流產生電磁力。定子產生旋轉磁場的核心部件，包含鐵芯和繞組。轉子在磁場中受力旋轉，包含鐵芯、繞組和轉軸。異步電動機的工作特性異步電動機的工作特性主要包括轉速、轉矩、電流、功率因數等。異步電動機的轉速略低于同步轉速，且隨著負載的增加而略有下降。轉矩隨著電流的增加而增加，但達到一定值后會下降。功率因數隨著負載的增加而提高。了解這些工作特性有助于合理選擇和使用異步電動機。轉速轉矩本圖展示了異步電動機轉速和轉矩隨負載變化的關系。異步電動機的起動方法異步電動機的起動電流很大，直接起動會對電網造成沖擊。因此，需要采用合適的起動方法來降低起動電流。常用的起動方法包括直接起動、自耦變壓器起動、星三角起動、軟起動器起動等。不同的起動方法適用于不同的場合，需要根據實際情況選擇。直接起動簡單經濟，適用于小功率電動機。自耦變壓器起動降低起動電壓，減小起動電流。星三角起動適用于正常運行為三角形連接的電動機。異步電動機的調速方法異步電動機的轉速調節可以通過改變電源頻率、改變極對數、改變轉子電阻等方法實現。變頻調速是目前最常用的調速方法，它通過改變電源頻率來實現轉速的無級調節。改變極對數可以實現轉速的分級調節。改變轉子電阻適用于繞線式異步電動機。變頻調速改變電源頻率，實現無級調速。改變極對數改變電機極對數，實現分級調速。改變轉子電阻適用于繞線式異步電動機，改變轉子回路電阻。常用電動機類型：同步電動機同步電動機是一種轉子轉速與電源頻率嚴格同步的交流電動機。其轉子繞組需要接入直流電源勵磁，以產生恒定的磁場。同步電動機的轉速恒定、功率因數可調，常用于對轉速穩定性要求較高的場合，如精密機床、紡織機械等。轉速恒定1功率因數可調2需直流勵磁3同步電動機的結構同步電動機的結構與異步電動機類似，也主要由定子和轉子兩部分組成。但同步電動機的轉子繞組需要接入直流電源勵磁，因此轉子結構較為復雜。根據轉子結構的不同，同步電動機可分為凸極式同步電動機和隱極式同步電動機。定子與異步電動機類似，產生旋轉磁場。轉子需要接入直流電源勵磁，結構較復雜。同步電動機的工作特性同步電動機的主要特點是轉速恒定，不受負載變化的影響。但同步電動機的起動轉矩較小，需要采用特殊的起動方法。此外，同步電動機的功率因數可以通過調節勵磁電流來改變，可以實現超前、滯后或unity功率因數運行。1轉速恒定不受負載變化影響，轉速穩定。2起動轉矩小需要采用特殊的起動方法。3功率因數可調通過調節勵磁電流改變功率因數。同步電動機的應用同步電動機常用于對轉速穩定性要求較高的場合，如精密機床、紡織機械、大型水泵等。此外，同步電動機還可以用作同步調相機，通過調節勵磁電流來改善電網的功率因數。精密機床紡織機械大型水泵常用電動機類型：直流電動機直流電動機是一種使用直流電源供電的電動機。其工作原理基于電磁力定律，通過電樞繞組通電后在磁場中受到電磁力的作用，驅動轉子旋轉。直流電動機具有調速性能好、起動轉矩大等優點，但結構復雜、維護量大，適用于對調速性能要求較高的場合，如電動車、電梯等。1調速性能好2起動轉矩大3結構復雜直流電動機的結構直流電動機主要由定子、轉子、電刷和換向器等部件組成。定子包括主磁極、換向極和機座等部件，用于產生磁場。轉子包括電樞鐵芯、電樞繞組和轉軸等部件，用于產生電磁力。電刷和換向器用于將直流電源引入電樞繞組，并實現電流的換向。定子產生磁場，主要部件為主磁極和換向極。轉子產生電磁力，主要部件為電樞鐵芯和電樞繞組。電刷和換向器引入直流電源，實現電流換向。直流電動機的工作原理直流電動機的工作原理基于電磁力定律。當電樞繞組通電后，在磁場中受到電磁力的作用，該電磁力驅動轉子旋轉。換向器的作用是使電樞繞組中的電流方向隨轉子位置的變化而不斷改變，從而保證電磁力方向不變，使轉子能夠持續旋轉。電磁力定律電動機運轉的基礎。電樞繞組通電產生電磁力，驅動轉子旋轉。換向器作用改變電流方向，保證轉子持續旋轉。直流電動機的調速方法直流電動機的調速方法主要包括改變電樞電壓、改變勵磁磁通和改變電樞回路電阻等方法。改變電樞電壓可以實現轉速的無級調節，且調速范圍廣。改變勵磁磁通可以實現轉速的升速或降速調節。改變電樞回路電阻可以實現轉速的降速調節。改變電樞電壓無級調速，范圍廣。改變勵磁磁通升速或降速調節。改變電樞回路電阻降速調節。直流電動機的維護直流電動機的維護主要包括定期檢查、清潔、潤滑和更換易損件等。定期檢查電刷的磨損情況，及時更換磨損的電刷。定期清潔換向器表面，保持其光滑清潔。定期潤滑軸承，減少摩擦。定期檢查繞組的絕緣情況，防止絕緣老化。1檢查電刷定期檢查磨損情況，及時更換。2清潔換向器保持表面光滑清潔。3潤滑軸承減少摩擦，延長壽命。4檢查繞組絕緣防止絕緣老化，確保安全運行。電動機的選型電動機的選型是電氣設計的重要環節。合理的電動機選型可以保證設備的安全可靠運行，提高生產效率，降低能源消耗。電動機選型需要綜合考慮負載特性、工作環境、供電條件、經濟性等因素，選擇合適的電動機類型、功率、轉速等參數。1安全可靠保證設備安全可靠運行的首要條件。2提高效率選擇合適的電動機，提高生產效率。3降低能耗合理選型，降低能源消耗。電動機選型原則電動機選型應遵循以下原則：滿足負載要求、保證安全可靠、經濟合理、維護方便。滿足負載要求是指電動機的功率、轉速等參數應與負載的特性相匹配。保證安全可靠是指電動機應具有足夠的過載能力和防護等級。經濟合理是指電動機的成本和運行費用應綜合考慮。維護方便是指電動機的結構應簡單，易于維護和更換。1滿足負載要求2保證安全可靠3經濟合理電動機選型考慮因素電動機選型需要考慮以下因素：負載特性、工作環境、供電條件、經濟性。負載特性包括負載的類型、功率、轉速、轉矩、起動轉矩、過載能力等。工作環境包括溫度、濕度、海拔高度、粉塵、腐蝕性氣體等。供電條件包括電壓、頻率、容量等。經濟性包括電動機的成本、運行費用、維護費用等。負載特性工作環境供電條件經濟性電動機的安裝與調試電動機的安裝與調試是保證電動機正常運行的關鍵環節。安裝前應檢查電動機的型號、規格、外觀等是否符合要求。安裝過程中應注意對中、找平、緊固等環節。調試過程中應檢查電動機的絕緣電阻、電壓、電流、轉速、溫升等是否符合標準。安裝前檢查型號、規格、外觀等。安裝過程中對中、找平、緊固等。調試過程中絕緣電阻、電壓、電流、轉速、溫升等。電動機的安裝注意事項電動機的安裝應注意以下事項：選擇合適的安裝位置，保證通風良好、環境干燥。安裝基礎應牢固可靠，能承受電動機的重量和振動。電動機與負載的連接應平穩可靠，避免產生過大的振動和噪音。電動機的接地應良好，保證安全用電。選擇安裝位置通風良好、環境干燥。安裝基礎牢固可靠，能承受重量和振動。連接平穩避免過大振動和噪音。電動機的調試步驟電動機的調試步驟包括：檢查絕緣電阻、檢查電源電壓、檢查接線是否正確、空載試運行、帶載試運行。檢查絕緣電阻應使用兆歐表測量，確保繞組絕緣良好。檢查電源電壓應符合電動機的額定電壓。檢查接線是否正確，避免發生短路或缺相。空載試運行應觀察電動機的運行是否平穩、噪音是否正常。帶載試運行應觀察電動機的轉速、電流、溫升等是否符合標準。1檢查絕緣電阻確保繞組絕緣良好。2檢查電源電壓符合電動機額定電壓。3檢查接線避免短路或缺相。4空載試運行觀察運行是否平穩、噪音是否正常。5帶載試運行觀察轉速、電流、溫升等是否符合標準。電氣控制設備概述電氣控制設備是用于控制和保護電氣設備的各種電器元件和裝置。它包括低壓電器、高壓電器、控制繼電器、保護繼電器、傳感器、控制器等。電氣控制設備廣泛應用于工業自動化、電力系統、建筑電氣等領域，是實現電氣設備自動化控制的重要組成部分。核心功能控制和保護電氣設備。主要組成低壓電器、高壓電器、繼電器、傳感器、控制器等。應用領域工業自動化、電力系統、建筑電氣等。低壓電器低壓電器是指額定電壓在1000V及以下的電器設備。它包括接觸器、繼電器、斷路器、熔斷器、開關、按鈕、指示燈等。低壓電器主要用于控制和保護低壓電氣設備，如電動機、照明、配電等。1額定電壓1000V及以下。2主要功能控制和保護低壓電氣設備。3常見類型接觸器、繼電器、斷路器、熔斷器等。高壓電器高壓電器是指額定電壓在1000V以上的電器設備。它包括斷路器、隔離開關、互感器、避雷器等。高壓電器主要用于控制和保護高壓電氣設備，如變壓器、高壓電動機、輸電線路等。高壓電器對安全性和可靠性要求較高。1額定電壓高2安全性要求高3可靠性要求高電氣控制原理圖電氣控制原理圖是用于描述電氣控制系統工作原理的圖形符號和文字說明。它可以清晰地表達電氣控制系統的組成、連接和控制邏輯。電氣控制原理圖是電氣設計、安裝、調試和維護的重要依據。圖形符號用于表示電氣元件。文字說明用于描述元件的功能和連接關系。重要依據電氣設計、安裝、調試和維護。常用電器設備：接觸器接觸器是一種用于頻繁接通和分斷電路的電器設備。它主要由電磁機構、觸頭系統和滅弧裝置等組成。接觸器廣泛應用于電動機控制、照明控制、電力控制等領域，具有壽命長、操作頻率高等優點。頻繁接通分斷適用于頻繁操作的場合。主要組成電磁機構、觸頭系統、滅弧裝置。接觸器的工作原理接觸器的工作原理是：當電磁機構的線圈通電時，產生電磁力，吸引銜鐵帶動觸頭動作，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開，從而實現電路的接通和分斷。當線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在彈簧的作用下復位，觸頭恢復到原始狀態。線圈通電產生電磁力。銜鐵動作帶動觸頭動作。觸頭狀態改變實現電路接通或分斷。接觸器的類型接觸器可以根據不同的標準進行分類。按照觸頭的類型，可分為交流接觸器和直流接觸器。按照用途，可分為電動機接觸器、照明接觸器、電力電容器接觸器等。按照滅弧方式，可分為空氣式接觸器、真空接觸器、固體介質接觸器等。不同的接觸器適用于不同的場合，需要根據實際需求選擇。分類標準主要類型特點觸頭類型交流接觸器、直流接觸器適用于交流/直流電路用途電動機接觸器、照明接觸器專門用于控制電動機/照明接觸器的應用接觸器廣泛應用于電動機控制、照明控制、電力控制等領域。在電動機控制中，接觸器用于起動、停止、正反轉、調速等控制。在照明控制中，接觸器用于控制照明電路的開關。在電力控制中，接觸器用于控制電力電容器的投切，改善電網的功率因數。電動機控制照明控制電力控制常用電器設備：繼電器繼電器是一種用于控制電路的電器設備。它利用電磁機構將輸入信號轉換為輸出信號，實現對電路的控制。繼電器廣泛應用于自動控制、保護、測量等領域，具有控制范圍廣、可靠性高等優點。1控制電路2轉換信號3應用廣泛繼電器的工作原理繼電器的工作原理是：當輸入信號（如電壓、電流）達到設定值時，繼電器的電磁機構動作，吸引銜鐵帶動觸頭動作，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開，從而改變輸出電路的狀態。當輸入信號消失時，電磁機構釋放銜鐵，觸頭恢復到原始狀態。輸入信號達到設定值。電磁機構動作吸引銜鐵。觸頭狀態改變改變輸出電路狀態。繼電器的類型繼電器可以根據不同的標準進行分類。按照工作原理，可分為電磁繼電器、熱繼電器、時間繼電器、固態繼電器等。按照用途，可分為控制繼電器、保護繼電器、測量繼電器等。不同的繼電器適用于不同的場合，需要根據實際需求選擇。分類標準主要類型特點工作原理電磁繼電器、熱繼電器基于電磁/熱效應用途控制繼電器、保護繼電器用于控制/保護電路繼電器的應用繼電器廣泛應用于自動控制、保護、測量等領域。在自動控制中，繼電器用于實現邏輯控制、時序控制、位置控制等。在保護中，繼電器用于實現過載保護、短路保護、過壓保護、欠壓保護等。在測量中，繼電器用于實現電壓測量、電流測量、頻率測量等。自動控制保護測量常用電器設備：斷路器斷路器是一種用于接通、分斷和保護電路的電器設備。它能夠在正常情況下接通和分斷電路，在故障情況下（如過載、短路）迅速切斷電路，保護電氣設備和人身安全。斷路器廣泛應用于電力系統、工業配電、建筑電氣等領域。1接通分斷電路2過載短路保護3安全可靠斷路器的工作原理斷路器的工作原理是：當電路正常時，斷路器的觸頭閉合，電路接通。當電路發生過載或短路時，過電流脫扣器或短路脫扣器動作，使斷路器的觸頭迅速斷開，切斷電路，從而實現保護。電路正常觸頭閉合，電路接通。過載或短路脫扣器動作。觸頭斷開切斷電路，實現保護。斷路器的類型斷路器可以根據不同的標準進行分類。按照額定電壓，可分為低壓斷路器和高壓斷路器。按照滅弧介質，可分為空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等。按照用途，可分為配電斷路器、電動機保護斷路器、漏電保護斷路器等。不同的斷路器適用于不同的場合，需要根據實際需求選擇。分類標準主要類型特點額定電壓低壓斷路器、高壓斷路器適用于低壓/高壓電路滅弧介質空氣斷路器、真空斷路器采用不同的滅弧介質斷路器的應用斷路器廣泛應用于電力系統、工業配電、建筑電氣等領域。在電力系統中，斷路器用于保護變壓器、輸電線路等。在工業配電中，斷路器用于保護電動機、配電柜等。在建筑電氣中，斷路器用于保護照明、插座等。電力系統工業配電建筑電氣常用電器設備：熔斷器熔斷器是一種用于保護電路的電器設備。它利用熔體的熔斷來切斷電路，從而實現保護。熔斷器結構簡單、成本低廉，但保護特性單一，適用于對保護特性要求不高的場合。保護電路1熔體熔斷2結構簡單3熔斷器的工作原理熔斷器的工作原理是：當電路發生過載或短路時，流過熔體的電流增大，使熔體發熱并熔斷，從而切斷電路，實現保護。熔體的熔斷時間和電流大小成反比，電流越大，熔斷時間越短。過載或短路電流增大。熔體發熱溫度升高。熔體熔斷切斷電路，實現保護。熔斷器的類型熔斷器可以根據不同的標準進行分類。按照熔體的材料，可分為金屬熔斷器和石英砂熔斷器。按照用途，可分為過電流保護熔斷器和短路保護熔斷器。按照結構，可分為螺旋式熔斷器、插式熔斷器和快速熔斷器。不同的熔斷器適用于不同的場合，需要根據實際需求選擇。分類標準主要類型特點熔體材料金屬熔斷器、石英砂熔斷器采用不同的熔體材料用途過電流保護熔斷器、短路保護熔斷器保護特性不同熔斷器的應用熔斷器廣泛應用于低壓配電、家用電器、電子設備等領域。在低壓配電中，熔斷器用于保護電線、電纜、開關等。在家用電器中，熔斷器用于保護電機、變壓器等。在電子設備中，熔斷器用于保護集成電路、晶體管等。低壓配電家用電器電子設備電氣安全基礎知識電氣安全是電氣工作人員必須掌握的基本知識。它包括安全用電原則、觸電急救、電氣設備維護保養等內容。加強電氣安全教育，提高安全意識，可以有效預防電氣事故的發生，保障人身安全和設備安全。1安全用電原則2觸電急救3設備維護安全用電原則安全用電原則包括：不私拉亂接電線、不超負荷用電、不使用破損的電器設備、不濕手觸碰電器設備、定期檢查電器設備、發現異常及時處理。遵守安全用電原則是預防電氣事故的基礎。1不私拉亂接2不超負荷3不濕手觸碰觸電急救觸電急救的步驟包括：迅速脫離電源、檢查呼吸心跳、進行人工呼吸和胸外按壓、撥打急救電話。迅速脫離電源是首要任務，可以使用絕緣工具或干布將觸電者與電源分離。進行人工呼吸和胸外按壓時，應按照正確的步驟進行，直到急救人員到達。1脫離電源迅速使用絕緣工具。2檢查呼吸心跳判斷生命體征。3人工呼吸胸外按壓維持生命。4撥打急救電話尋求專業幫助。電氣設備維護保養電氣設備維護保養的目的是保證電氣設備的安全可靠運行，延長設備的使用壽命。維護保養的內容包括：定期檢查、清潔、潤滑、緊固、更換易損件等。不同的電氣設備有不同的維護保養要求，應根據設備說明書進行操作。1定期檢查發現異常及時處理。2清潔潤滑減少摩擦，防止腐蝕。3緊固更換保證連接可靠。電動機常見故障與排除電動機常見故障包括：不能起動、起動困難、轉速異常、過熱、振動、噪音、冒煙、異味等。不同的故障有不同的原因和排除方法，應根據具體情況進行分析和處理。例如，不能起動可能是電源故障、繞組斷路、繞組短路等原因引起，應逐一檢查排除。不能起動轉速異常過熱電器設備常見故障與排除電器設備常見故障包括：接觸器不能吸合、繼電器不能動作、斷路器不能合閘、熔斷器頻繁熔斷等。不同的故障有不同的原因和排除方法，應根據具體情況進行分析和處理。例如，接觸器不能吸合可能是線圈斷路、觸頭接觸不良、電源電壓過低等原因引起，應逐一檢查排除。接觸器繼電器斷路器熔斷器電氣節能技術電氣節能技術是指通過采用先進的技術和措施，降低電氣設備的能源消耗，提高能源利用效率