电器的定义分类与典型结构,一、电器的定义,电器- -用于控制电路或实现电能转换及检测电参数的硬件设备或装置。 凡是根据外部指令或预定的功能，自动或手动、连续或断续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、检测和能量变换的电气设备都属电器的范畴。,二、电器的分类,我们一般把强电领域的技术问题称之电气工程，而把弱电领域的技术问题称之电子工程，电器是强电领域的概念，因此可以说电气工程领域的硬件都属电器的范畴，电器是电气工程的物质基础。(电机、变压器、输电线、电光电热等单列) 我们把用于功率控制的电力电子装置作为广义的电器对待，因为电器的智能化将越来越依赖电力电子技术来实现,一般按工作职能和使用领域分类,高压电器额定工作电压在1kV以上，主要用于电力系统，少量用于脉冲功率技术和特种电源中。一般包括：断路器、负荷开关、熔断器、避雷器、互感器与电抗器等,二、电器的分类,低压与家用电器额定工作电压在1kV以下，主要用于电力拖动和家庭电气设施，包括：断路器、接触器、组合（自动）开关、低压熔断器、低压避雷器、磁力启动器，家用电热、制冷、电动工具和照明等,二、电器的分类,测量电器电量传感器（包括电流互感/传感器，电压互感/传感器），非电量（输出为电量的）传感器 能量转换电器高压电容器、电抗器、电磁铁，电热、电声、电光电机等。 特种电器矿用电器、航空、舰船与铁道电器,二、电器的分类,我们可用执行通断任务时的转换深度 h来描述：,- h =Ro/Rc； 电器开路阻抗/闭合阻抗 有触点电器: h=1010-14 无触点电器:h=104-7 电力系统中的高、低压电器以开关电器为主； 开关电器中又以断路器为主要的和典型的研究对象，工作条件最苛刻，以三相交流电源为主。 从产业分工和结构方面，我们还可以把电器分为电器元件和成套电器，后者一般要结合纯电子控制装置组成一个功能系统，实际上已成为广义的电器了。,三、电器的典型结构,1）高压开关电器 高压断路器是最典型的高压开关电器，作为短路保护可以分断几万安培的短路电流。典型的真空断路器由灭弧室、操动机构、框架和辅助开关等组成。灭弧室由弹簧储能操动机构驱动，其动作指令由开关柜上的继电保护系统给出，开关上的若干组辅助触点可反映开关的状态，并可供外部电路使用。,真空灭弧室是开关的核心，当操动机构接到指令开始分闸操作时，处于闭合状态的真空灭弧室触头分离拉出电弧，在交变电流零点时电弧熄灭，完成电路分断功能。,真空断路器 -12kV系列,1）高压开关电器,真空开关对其操动机构的要求严格，随时准备动作，决不允许拒动或误动，一般采用储能的方式排除其能源故障带来的隐患。目前中压领域最新进展是永磁操动机构，可以与电子计算机控制匹配达到很高的时间控制精度，实现开关的动作相位控制，因之也称作电子操动。,1）高压开关电器,开关的框架主要应有绝缘方面的保证，固定处于高电位的灭弧室。此外还 附加有进行自诊断装置，有的高压开关整体封闭在一个绝缘气体柜内。,2）低压开关电器,塑壳空气开关是典型的低压电器，一般由灭弧室、操动机构、骨架和外壳以及过流脱扣装置等组成。以前低压系统大量使用各种熔断器，塑壳开关中有过流保护脱扣装置，各分支可以省去熔断器，从而简化了系统。,塑壳断路器采用了先进的灭弧系统，使开关利用电弧自身能量分割成许多小段，很容易在短路电流达到峰值前将其熄灭，从而使实际电弧的电流峰值和能量远没达到预期值，我们称之限流开断。 限流的最大意义在于，降低了整个系统可能承受的电流极限，在系统电动力和热稳定方面有了更好的保证。此外由于实际承受的电弧能量较小，灭弧室的体积也可以做的较小，这是限流断路器的又一优越性。,低压断路器,3）测量与能量转换电器,目前电力系统中最典型的测量电器是各种电流互感器和电压互感器。功率计量主要的计算测得的电流和电压。 电力系统用的电流互感器也称Ct，其一般结构是在环型铁心上绕一定匝数的二次线圈，主电流穿过环型线圈视作单匝的一次线圈。低压互感器与高压互感器的结构基本一致，只是一次和二次线圈之间的绝缘水平的差异。,3）测量与能量转换电器,新型测量电器也在向智能化方向发展，称之智能检测，所用硬件有本质上的改变：能量需求大大降低，数字输出，本身自诊断等。 能量转换电器范围很广，实际上电机是应用最广的机电能量转换系统，但它的研究已自成体系，成为专门的学科。,3）测量与能量转换电器,除电机以外的电磁（机械）、电热、电光、电声等虽然都有自己专门领域，但都仍属于电器范畴。这部分器件直接与人们的日常生活相关，与电能的使用相关，是我们电气工程的边界，是我们必须掌握的知识。 如电热器：直接欧姆热、涡流效应（电磁灶）、中频加热、微波加热、电弧炉、等离子体焚烧等等。,4）家用电器,随着经济和社会的发展，家用电器的用电量在电能消耗中的比例越来越大，反映了家用电器的使用量的急剧增加。虽然其内涵主要是上述能量转换电器，但更多的结合了电子技术，技术含量越来越高。因此，有必要把它们单列一类，进行分析研究。当然，现代高档的音像设备和太阳能设备、电动车等，主要是相关领域的研究对象，只在家电中归类。,5）成套电器和电力系统自动化装置 现代成套电器是电气工程与电子工程结合的产物，它不但的电器元件的集成，更主要的是其功能的完备，作为一个系统直接完成用户的服务功能。,本节课结束 课后作业： 在大学城空间加老师为好友！ Thank you!,