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　　电气设备的类型和性能

　　机电工程电气设备是用于电力传输、分配、受电、控制和保护的各种设备，常用 的有发电设备、变电设备、配电设备、电动机、控制设备和电力电子设备等。

　　1.发电设备

　　(1)发电设备是指用于将机械能转化为电能的设备，建筑机电工程中常用柴油发 电机组作为应急或备用电源，柴油发电机组是一种小型的发电设备。

　　(2)柴油发电机组的性能参数有：功率输出、电压、频率、电流、冷却量及冷却 方式、燃烧空气量、排风量、允许排气背压等。

　　4)负荷开关

　　用于控制电路中的负荷，实现负载的接通和断开。

　　(1)负荷开关类型：包括手动负荷开关和自动负荷开关。

　　(2)负荷开关性能特点：额定电压、额定电流、操作方式等。

　　5)隔离开关

　　(1)隔离开关类型：常见的隔离开关包括刀闸、负荷开关、接地刀闸等。

　　(2)隔离开关性能特点：额定电压、额定电流、接通能力、断开能力等。

　　6)接地开关

　　用于在电路出现故障时接地，确保人员和设备的安全。

　　(1)接地开关类型：包括手动接地开关和自动接地开关。

　　(2)接地开关性能特点：接通电流、断开电流、接地能力等。

　　4)伺服电动机

　　(1)伺服电动机主要由伺服驱动器、电动机和其他相关部件组成。分为交流和直 流两大类，交流伺服电动机主要由定子和转子构成，直流伺服电动机结构与普通直流电 动机的结构基本相同。有刷电动机成本低、结构简单、启动转矩大、调速范围宽、控制 容易，但可产生电磁干扰，对环境有影响。

　　(2)伺服执行电动机是一种能够精确控制角度位置的旋转或线性执行器。伺服电 动机的功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对 象。伺服电动机可控性好，反应迅速，是自动控制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。

　　(3)伺服电动机性能特点：有控制电压时转子立即旋转，无控制电压时转子立即 停转。转轴转向和转速是由控制电压的方向和大小决定的。目前广泛应用于机械制造、 自动化设备、机器人等领域，它通过内置的反馈系统，能够根据控制信号实时调整输出 力矩和转速，从而实现精确的运动控制。

　　5.控制设备

　　控制设备是指用于控制电力系统运行的设备，包括自动化控制系统、保护装置、 监测仪表等，是电力系统中的大脑和神经系统，其性能直接影响到电力系统的安全稳定运行。

　　1)接触器

　　(1)接触器类型：通常分为交流接触器、直流接触器等。由电磁系统、触头系统、 灭弧系统、释放弹簧及基座等几部分构成。

　　(2)基本参数：主触点的额定电流、主触点允许切断电流、触点数、线圈电压、操作频率、机械寿命和电寿命等。

　　2)继电器

　　(1)继电器类型：

　　① 按输入信号的性质可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、 速度继电器和压力继电器等。

　　② 按输出形式可分为有触点继电器和无触点继电器。

　　③ 按用途可分为控制用继电器和保护用继电器等。

　　④ 按动作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和 电子式继电器。

　　(2)继电器性能特点：工作电压、接触电阻、机械寿命、电气寿命、过载能力、动作特性、接点负载能力、响应速度等。用于控制电路的开关动作，实现远程控制和保护 功能。

　　3)互感器

　　(1)互感器类型：分为电压互感器和电流互感器。电压互感器可在高压电力系统中用于电压和功率的测量等。电流互感器可用在电流测量、功率测量和线路保护等。

　　(2)互感器性能特点：将高电压、大电流变换成低电压、小电流;与测量仪表配合，可以测量电压、电流、电能，与控制设备配合能确保操作人员和设备的安全。

　　4)电抗器

　　可依靠线圈的感抗阻碍电流变化，具有保证断路器能切断短路电路，保证电气 设备的动、热稳定性，通过提高阻抗来限制短路电流等性质。例如：电抗器具有限制 电机启动电流、提高其工作可靠性、保护电动机平稳运行、延长电动机使用寿命等 性能。

　　6.电力电子设备

　　电力电子设备是指用于电力系统中电能的调节、变换和控制的设备，以提高电力 系统的效率和稳定性，包括变频器、整流器、逆变器、软启动器、无功补偿装置、滤 波器等，性能特点包括工作频率、效率、响应速度、谐波抑制能力、功率因数调节范 围等。

　　1)变频器

　　变频器是一种改变交流电源频率的电器，主要由整流单元、滤波单元、逆变单元、 控制单元四部分组成。其原理是基于电子器件对电源电压进行高频率开关控制，通过脉 宽调制技术(PWM) 将直流电压转换成可变频率的交流电源。例如：通过变频器改变 电源的电压和频率，调整电动机的运行速度，实现无级调速。

　　(1)整流单元：将输入的交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥等电子元件 进行整流。

　　(2)滤波单元：对整流后的直流电进行滤波，去除杂散的高频成分，得到稳定的 直流电源。

　　(3)逆变单元：将滤波后的直流电源进行逆变，通过高频开关管控制脉宽，改变 电压和频率形成交流电。

　　(4)控制单元：控制变频器的开关器件和 PWM 信号频率，根据输入控制信号调整 输出电压和频率，以实现电动机无级调速。

　　2)逆变器

　　逆变器是一种电源转换装置，可以将直流电源转换为交流电源，以供应各种需要 交流电能的电器设备。逆变器由逆变电路、逻辑控制电路、滤波电路三大部分组成。

　　(1)开关元件：是构成逆变器的核心部件，通过有规则地让开关元件重复通、断， 可将直流电转变为交流电输出。

　　(2)PWM 控制器：控制 IGBT 管的导通或截止，从而控制逆变器输出交流电的电 压和频率。

　　(3)反馈回路：用于监测输出电压和电流，并将其反馈给 PWM 控制器，以调整输 出电压和电流的波形。

　　例如：通过逆变器，可以控制电动机运行方式，改变电动机速度、扭矩和方向， 以提供对系统的精确控制并实现节能。逆变器还可分为多种类型，如太阳能逆变器、汽 车逆变器等不同类型的逆变器。

　　3)整流器

　　(1)整流器是一种将交流电转换为直流电的装置或元件。它的基本工作原理是基于半导体器件的特性和电流方向的控制。

　　(2)整流器有很多类型，包括二极管整流器、晶闸管整流器等;不同类型的整流 器适用于不同的应用场景，例如直流供电装置。

　　4)软启动器

　　(1)软启动器是电动机在不调速拖动控制中使用的一种性能优异的拖动设备。主 要有电子式(晶闸管调压式)、磁控式和自动液体电阻式等类型。

　　(2)软启动器是软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的控制装置;是 实现整个启动过程中无冲击而平滑的启动电动机。

　　(3)软启动器启动方式有：限流启动、斜坡电压启动、转矩控制启动、转矩加突 跳控制启动、电压控制启动等.

　　【备考策略：该考点主要出题方向为选择题，也可以考察案例题】

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