1、电器理论基础,主 编：张冠生课件制作：施晓蓉,概论,0-1 电器的定义和分类 0-2 典型电器的结构原理 0-3 电器学的主要理论范畴 0-4 电器技术的发展简史及其展望 0-5 我国电器制造事业的发展及其远景,本章教学目的与要求： 了解我国电器工业的现状及其发展前景；掌握电器的定义与分类、电器学的理论范畴，对典型电器的原理结构有一定的认识。本章教学重点与难点： 电器的定义；电器学的理论范畴,0-1 电器的定义和分类,一、电器的定义凡根据外界指定信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备都属电器的范畴。,电力
2、系统示意图,二、电器的分类,1. 工作职能：手动、自动（切换、控制or保护）、起动调速、稳压与调压、测量放大与变换、牵引与传动； 2. 结构工艺和生产部门：高压or低压开关电器、自动电磁元件、成套电器与自动化装置； 3. 元件与使用系统的关系：电力网系统用、电力拖动自动控制系统用、自动化通讯用弱电电器；,二、电器的分类,4. 使用场合和工作条件：一般工业企业用、特殊工矿企业用、农用、热带和高原用、牵引船舶航空用; 5. 执行机能和转换深度：有触点、无触点和混合式电器等。,10101014,104107,0-2 典型电器的结构原理,输入信号,输出信号,感测器官,线圈,中介,电磁机构（信息的转换、
3、控制）,执行器官,触头灭弧系统（动、静触头；灭弧系统；导电部件）,一、电磁式继电器 类型： 电磁式与非电磁式 （气囊式、受热等）； 分类：电流继电器、电压继电器、 热继电器、时间继电器、光继电器、压力继电器、速度继电器等。 结构：感测元件、操动机构、辅助触头,一、电磁式继电器 特性 （1）继电特性:反映继电器的输出输入关系的特性。可用右图表示。 Xl是继电器的动作值 XR是继电器的返回值,一、电磁式继电器 特性 （2）吸合值与释放值； （3）返回系数Kf ； （4）动作灵敏度（规定负 载下的最小动作功率）； （5）动作时间。,二、接触器 作用：远距离频繁通断主电路 和大容量控制电路，比 继电器
4、的执行能力强。 结构：主触头、辅助触头、灭弧室及较强的触头弹簧。,二、接触器 类型：直流接触器、交流接触器。（1）直流接触器主触头为双断点直动式或单断点转动式，上装灭弧室；辅助触头随衔铁一同动作。线圈通电后，衔铁克服反力闭合；线圈断电，衔铁释放。,（2）交流接触器 作用：通断交流主电路，以三相为主，也有四相。 结构：线圈电源是交流或直流；形式上有转动式和直动式，右图为转动式。还有辅助触头和采用磁吹、窄缝和删片等灭弧原理的灭弧室。,（2）交流接触器右图为直动式交流接触器。 其主触头是双断口，材料为银基合金。,（3）真空接触器动静触头真空泡（外壳用钼玻璃or高纯度氧化铝瓷制作）真空介质（10-4P
5、a） 波纹管电磁操动机构, 0-3 电器学的主要理论范畴,电器发热和电动力理论（第一、二章）； 电弧理论（第三、四、五章）； 电接触理论（第六章）； 电磁机构理论（第七章第十一章）。,一、发热和电动力理论 1. 发热计算：发热损耗计算；交流电器因集肤效应和邻近效应产生的涡流和磁滞附加损耗导致的发热计算；电器在不同工作制下的发热计算；导电部件在大电流下的发热计算，以及热稳定性校验。 2.电动力计算：不同几何位置安置的导体间电动力的分析和计算。,二、电接触理论 目的：触头设计 电接触理论包括： （1）电接触的物理化学过程中的热、电、磁以及金属变形等的效应； （2）接触电阻的物理化学本质及其计算；
6、（3）接触或开断过程中，触头的腐蚀、磨损和金属迁移； （4）触头在闭合过程中振动磨损和熔焊。还包括电接触的结构形式、触头材料、加工工艺等。,三、电弧理论 1. 生弧的物理基础：电离和激励的概念，气体放电和击穿，火花放电、辉光放电和弧光放电的界定和过程等 2. 弧柱理论：包含离子平衡的物理化学状态；电弧的直径与温度分布；电弧的弧根和斑点；电弧等离子流；电弧电位梯度,3. 电弧的静伏安特性和动伏安特性； 4. 电弧过零时的介质恢复和电压恢复过程。,四、电磁机构理论磁路与电磁铁特性。特 点：电器电磁机构是有可动铁心和可变气隙的电磁装置，应用分析软件能正确计算电磁场的分布，由吸力与反力特性曲线关系将能
7、确定电磁机构的形状和尺寸。,我国的电器工业 发展历程：仿苏自己研发引进、消化先进技术 产业现状：三分天下（私营企业、国营企业、外企） 课堂花絮:正泰、德力西、北开（厂长黄国诚为我校校友）、上海电科所、湖南电科所 讨论：为何我国大部分电器产品质量不如国外产品？,0-4 电器技术的发展简史及其展望,优秀校友：丁志文1934年6月生，1956年毕业于我校电器专业，曾任西安高压开关厂厂长。1955年8月至1989年10月期间，曾任沈阳高压开关厂技术员，西安高压电器研究所工程师，西电销售公司高级工程师、副经理、总工程师，1989年10月担任厂长。,优秀校友：,全国政协委员、北京开关电气股份有限公司董事长
8、黄国诚,0-5 我国电器制造事业的发展及其远景,截止2005年底，全国发电装机容量达到5亿千瓦。其中，水电占22.9%，火电占75.6%，核电占1.5%。 2005年全国发电量达到24747亿千瓦时，全社会用电量达到24689亿千瓦时，同比增长13.45%。人均用电量1800多千瓦时。居民用电量约占11%，人均218千瓦时. 全国人均用电量为世界平均水平的一半，仅为发达国家的1/6到1/10。 “今、明两年不缺电”,“十一五”我国电力建设,我国电力工业发展的主要特点是： （1）西电东送、南北互供、全国联网； （2）火电和电网技术升级； （3）建立开放的电力市场。 电源建设：到达2010年，装机
9、容量达到7.86亿千瓦。 电网建设：（1）建设交流1000千伏试验示范工程；（2）800千伏直流输电工程；（3）三峡输变电工程；（4）跨区输电工程，西北750千伏网架初具规模；（5）加强和拓展500千伏和330千伏网架；（6）加强城乡电网的建设改造。（投资：1.2万亿元）,课时安排：本学期共72学时，其中讲授64学时（6学时机动）；实验8学时。单周6学时；双周4学时。上课时间为第119周，其中第2、12 13、16、20周为实践性环节。,参考书目及网址：,电器学贺湘琰主编 机械工业出版社 低压电器设计手册周茂祥主编 机械工业出版社 低压电器方鸿发主编 机械工业出版社 低压电器杂志 高压电器杂志 防爆电器杂志 湖南工程学院网络课堂http:/59.71.0.30/scr2006/ 湖南工程学院电器学精品课程http:/
