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一級建造師《機電工程》考試：1H24電氣設備的分類和性能

1H41 機電工程常用工程設備

1H21通用機械設備的分類和性能

1H24 電氣設備的分類和性能

機電工程常用的電氣設備有電動機、變壓器、高壓電器及成套裝置、低壓電器及成套裝置、電工測量儀器儀表等，是從電網受電，變壓，向負載供電，將電能轉換為機械能。本條主要知識點是：電動機、變壓器、高壓電器及成套裝置、低壓電器及成套裝置、電工測量儀器儀表的分類和性能。

一、電動機的分類和性能

1.電動機的分類

(1)按電動機工作電源不同分類，可分為直流電動機和交流電動機。

交流電動機分為單相電動機和三相電動機。單相電機供電電源為單相電源，例如，手持電動工具用電動機等。三相電機供電電源為三相電源，例如，切割機、套絲機、鋼筋彎曲機的電動機等。

(2)按結構及工作原理分類，可分為直流電動機、交流異步電動機和交流同步電動機。

1)交流同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。

2)交流異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又可分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又可分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

3)直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

(3)按電機功能分類，可以分為勻速運轉的電機、具有制動功能的電機和可調整速度的電機(調速電機)。

1)勻速運轉的電機。有感應電機，包括單項型感應電機和三相用感應電機等兩種。

可逆式(換向)電機，為單相用電容啟動感應電機，在電機內部增加了簡單剎車，適于頻繁的正逆運轉轉換。

2)具有制動功能的電機。有附電磁制動的電機，無激磁動作型內藏電磁制動的電機。具有接點制動器和無接點制動器等兩種。

3)可調整速度的電機(調速電機)，包括一體式和分體式。

(4)按用途分類

電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。

驅動用電動機又分為電動工具(例如鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電動機、家電(例如洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、吸塵器、電吹風、電動剃須刀等)用電動機及其他通用小型機械設備(例如小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等)用電動機。

2.電動機的性能

(1)直流電動機常用于拖動對調速要求較高的生產機械。它具有較大的啟動轉矩和良好的啟、制動性能以及易于在較寬范圍內實現平滑調速的特點。其缺點是結構復雜、價格高。

(2)同步電動機常用于拖動恒速運轉的大、中型低速機械。它具有轉速恒定及功率因數可調的特點。其缺點是結構較復雜、價格較貴、啟動麻煩。

(3)異步電動機是現代生產和生活中使用最廣泛的一種電動機。它具有結構簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、維護方便、堅固耐用等優點。其缺點是：與直流電動機相比，其啟動性能和調速性能較差;與同步電動機相比，其功率因數不高，在運行時必須向電網吸收滯后的無功功率，對電網運行不利。但隨著科學技術的進步，異步電動機調速技術的發展較快，在電網功率因數方面，也可以采用其他辦法進行補償。

二、變壓器的分類和性能

1.變壓器的分類

變壓器是輸送交流電時所使用的一種變換電壓和變換電流的設備。

(1)按用途分類，可分為：電力變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、工頻試驗變壓器、礦用變壓器、電抗器、調壓變壓器、互感器、其他特種變壓器。

(2)按相數分類，可分為：單相變壓器和三相變壓器;按繞組數量可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦電力變壓器。

(3)按變壓器的冷卻介質分類，可分為：油浸式變壓器、干式變壓器、充氣式變壓器等。

(4)按冷卻方式分類，可分為：自冷(含干式、油浸式)變壓器、蒸發冷卻(氟化物)變壓器。

(5)按防潮方式分類，可分為：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

(6)按鐵芯或線圈結構分類，可分為：芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵

芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環形變壓器、金屬箔變壓器。

(7)按電源相數分類，可分為：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

(8)按容量分類，可分為：中小型變壓器(電壓在35kV以下，容量在10～kVA)、大型變壓器(電壓在63～ll。0kV，容量在～0kVA)、特大型變壓器(電壓在220kV以上，容量在0～00kVA)。

2.變壓器的性能

變壓器的性能由多種參數決定，主要由變壓器線圈的繞組匝數、連接組別方式、外部接線方式及外接元器件來決定。

變壓器的主要參數：

(1)工作頻率，變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。

(2)額定功率，在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而且不超過規定溫升的輸出功率。

(3)額定電壓，在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規定值。

(4)電壓比，指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。

(5)空載電流，變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

(6)空載損耗，指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。

(7)效率，次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

(8)絕緣電阻，表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

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