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　　電氣設備的類型和性能

　　機電工程電氣設備是用于電力傳輸、分配、受電、控制和保護的各種設備，常用 的有發(fā)電設備、變電設備、配電設備、電動機、控制設備和電力電子設備等。

　　1.發(fā)電設備

　　(1)發(fā)電設備是指用于將機械能轉化為電能的設備，建筑機電工程中常用柴油發(fā) 電機組作為應急或備用電源，柴油發(fā)電機組是一種小型的發(fā)電設備。

　　(2)柴油發(fā)電機組的性能參數有：功率輸出、電壓、頻率、電流、冷卻量及冷卻 方式、燃燒空氣量、排風量、允許排氣背壓等。

　　4)負荷開關

　　用于控制電路中的負荷，實現負載的接通和斷開。

　　(1)負荷開關類型：包括手動負荷開關和自動負荷開關。

　　(2)負荷開關性能特點：額定電壓、額定電流、操作方式等。

　　5)隔離開關

　　(1)隔離開關類型：常見的隔離開關包括刀閘、負荷開關、接地刀閘等。

　　(2)隔離開關性能特點：額定電壓、額定電流、接通能力、斷開能力等。

　　6)接地開關

　　用于在電路出現故障時接地，確保人員和設備的安全。

　　(1)接地開關類型：包括手動接地開關和自動接地開關。

　　(2)接地開關性能特點：接通電流、斷開電流、接地能力等。

　　4)伺服電動機

　　(1)伺服電動機主要由伺服驅動器、電動機和其他相關部件組成。分為交流和直 流兩大類，交流伺服電動機主要由定子和轉子構成，直流伺服電動機結構與普通直流電 動機的結構基本相同。有刷電動機成本低、結構簡單、啟動轉矩大、調速范圍寬、控制 容易，但可產生電磁干擾，對環(huán)境有影響。

　　(2)伺服執(zhí)行電動機是一種能夠精確控制角度位置的旋轉或線性執(zhí)行器。伺服電 動機的功能是將輸入的電壓控制信號轉換為軸上輸出的角位移和角速度，驅動控制對 象。伺服電動機可控性好，反應迅速，是自動控制系統(tǒng)和計算機外圍設備中常用的執(zhí)行元件。

　　(3)伺服電動機性能特點：有控制電壓時轉子立即旋轉，無控制電壓時轉子立即 停轉。轉軸轉向和轉速是由控制電壓的方向和大小決定的。目前廣泛應用于機械制造、 自動化設備、機器人等領域，它通過內置的反饋系統(tǒng)，能夠根據控制信號實時調整輸出 力矩和轉速，從而實現精確的運動控制。

　　5.控制設備

　　控制設備是指用于控制電力系統(tǒng)運行的設備，包括自動化控制系統(tǒng)、保護裝置、 監(jiān)測儀表等，是電力系統(tǒng)中的大腦和神經系統(tǒng)，其性能直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

　　1)接觸器

　　(1)接觸器類型：通常分為交流接觸器、直流接觸器等。由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、 滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧及基座等幾部分構成。

　　(2)基本參數：主觸點的額定電流、主觸點允許切斷電流、觸點數、線圈電壓、操作頻率、機械壽命和電壽命等。

　　2)繼電器

　　(1)繼電器類型：

　　① 按輸入信號的性質可分為電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、 速度繼電器和壓力繼電器等。

　　② 按輸出形式可分為有觸點繼電器和無觸點繼電器。

　　③ 按用途可分為控制用繼電器和保護用繼電器等。

　　④ 按動作原理可分為電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和 電子式繼電器。

　　(2)繼電器性能特點：工作電壓、接觸電阻、機械壽命、電氣壽命、過載能力、動作特性、接點負載能力、響應速度等。用于控制電路的開關動作，實現遠程控制和保護 功能。

　　3)互感器

　　(1)互感器類型：分為電壓互感器和電流互感器。電壓互感器可在高壓電力系統(tǒng)中用于電壓和功率的測量等。電流互感器可用在電流測量、功率測量和線路保護等。

　　(2)互感器性能特點：將高電壓、大電流變換成低電壓、小電流;與測量儀表配合，可以測量電壓、電流、電能，與控制設備配合能確保操作人員和設備的安全。

　　4)電抗器

　　可依靠線圈的感抗阻礙電流變化，具有保證斷路器能切斷短路電路，保證電氣 設備的動、熱穩(wěn)定性，通過提高阻抗來限制短路電流等性質。例如：電抗器具有限制 電機啟動電流、提高其工作可靠性、保護電動機平穩(wěn)運行、延長電動機使用壽命等 性能。

　　6.電力電子設備

　　電力電子設備是指用于電力系統(tǒng)中電能的調節(jié)、變換和控制的設備，以提高電力 系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，包括變頻器、整流器、逆變器、軟啟動器、無功補償裝置、濾 波器等，性能特點包括工作頻率、效率、響應速度、諧波抑制能力、功率因數調節(jié)范 圍等。

　　1)變頻器

　　變頻器是一種改變交流電源頻率的電器，主要由整流單元、濾波單元、逆變單元、 控制單元四部分組成。其原理是基于電子器件對電源電壓進行高頻率開關控制，通過脈 寬調制技術(PWM) 將直流電壓轉換成可變頻率的交流電源。例如：通過變頻器改變 電源的電壓和頻率，調整電動機的運行速度，實現無級調速。

　　(1)整流單元：將輸入的交流電源轉換為直流電源，通常采用整流橋等電子元件 進行整流。

　　(2)濾波單元：對整流后的直流電進行濾波，去除雜散的高頻成分，得到穩(wěn)定的 直流電源。

　　(3)逆變單元：將濾波后的直流電源進行逆變，通過高頻開關管控制脈寬，改變 電壓和頻率形成交流電。

　　(4)控制單元：控制變頻器的開關器件和 PWM 信號頻率，根據輸入控制信號調整 輸出電壓和頻率，以實現電動機無級調速。

　　2)逆變器

　　逆變器是一種電源轉換裝置，可以將直流電源轉換為交流電源，以供應各種需要 交流電能的電器設備。逆變器由逆變電路、邏輯控制電路、濾波電路三大部分組成。

　　(1)開關元件：是構成逆變器的核心部件，通過有規(guī)則地讓開關元件重復通、斷， 可將直流電轉變?yōu)榻涣麟娸敵觥?/P>

　　(2)PWM 控制器：控制 IGBT 管的導通或截止，從而控制逆變器輸出交流電的電 壓和頻率。

　　(3)反饋回路：用于監(jiān)測輸出電壓和電流，并將其反饋給 PWM 控制器，以調整輸 出電壓和電流的波形。

　　例如：通過逆變器，可以控制電動機運行方式，改變電動機速度、扭矩和方向， 以提供對系統(tǒng)的精確控制并實現節(jié)能。逆變器還可分為多種類型，如太陽能逆變器、汽 車逆變器等不同類型的逆變器。

　　3)整流器

　　(1)整流器是一種將交流電轉換為直流電的裝置或元件。它的基本工作原理是基于半導體器件的特性和電流方向的控制。

　　(2)整流器有很多類型，包括二極管整流器、晶閘管整流器等;不同類型的整流 器適用于不同的應用場景，例如直流供電裝置。

　　4)軟啟動器

　　(1)軟啟動器是電動機在不調速拖動控制中使用的一種性能優(yōu)異的拖動設備。主 要有電子式(晶閘管調壓式)、磁控式和自動液體電阻式等類型。

　　(2)軟啟動器是軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的控制裝置;是 實現整個啟動過程中無沖擊而平滑的啟動電動機。

　　(3)軟啟動器啟動方式有：限流啟動、斜坡電壓啟動、轉矩控制啟動、轉矩加突 跳控制啟動、電壓控制啟動等.

　　【備考策略：該考點主要出題方向為選擇題，也可以考察案例題】

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