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高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 版權信息
- ISBN：9787302522300
- 條形碼：9787302522300 ; 978-7-302-52230-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 本書特色
本書針對動車組檢修、電力機車駕駛、電力機車整備、電力機車檢修的崗位對基本電工技能和電力電子技能的要求，整合資源，書中有電力電子技術在電力機車方面的應用實例，并配有11個實訓項目。本書圖文并茂，文字通俗易懂。針對每一操作項目及工作流程，均有詳細工具設備的使用說明及步驟，直觀易懂。本書結構簡潔、重點突出，有助于學生復習與自學。本書注重知識的應用和學生應用能力的培養，不過分強調公式的推導計算。
高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 內容簡介
本書以電工基本理論為基礎，以電工技術和電力電子技術為核心，以基本電器元件識別檢測、照明線路安裝調試、配電盤安裝調試、變壓器的檢測、電機的檢查維護、電機控制線路安裝調試、整流電路的連接與測試、逆變電路的連接與測試為載體，實現理論實踐結合，內容涵蓋了供電與用電安全、直流電路、交流電路、變壓器、電機、電力電子器件、可控整流電路、逆變電路、斬波電路和我國典型機車電力電子技術應用案例等。
高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 目錄
模塊1供電與安全用電
1.1電能的產生、輸送與分配
1.2安全用電
1.2.1安全用電常識
1.2.2防觸電的安全保護
1.2.3工作接零與保護接零
1.2.4低壓配電系統接地形式
1.3觸電急救
1.4電氣防火、防爆、防雷常識
1.5節約用電
1.6實訓模擬觸電急救練習
小結
習題
模塊2直流電路
2.1電路的組成及連接
2.1.1電路的組成
2.1.2電路的基本物理量及參考方向
2.2電路的基本規律
2.2.1歐姆定律
2.2.2基爾霍夫定律
2.2.3電阻的連接
2.2.4電源的等效變換
2.3電路的三種工作狀態
2.4電氣設備的額定值
2.5電路的基本分析方法
2.5.1支路電流法
2.5.2疊加定理
2.6實訓導線的連接和絕緣的恢復
2.7實訓電工常用儀表使用
小結
習題
模塊3正弦交流電
3.1正弦交流電的基本概念
3.1.1正弦量的三要素
3.1.2相位差
3.2正弦量的相量表示法
3.2.1復數的表示形式
3.2.2復數的運算
3.2.3正弦量的相量表示法
3.3RLC正弦交流電路
3.3.1純電阻正弦交流電路
3.3.2純電感正弦交流電路
3.3.3電容元件
3.3.4RLC串聯諧振電路及其諧振
3.4正弦交流電路的功率
3.4.1瞬時功率
3.4.2有功功率
3.4.3無功功率
3.4.4視在功率(表觀功率)
3.4.5功率因數及其提高
3.5實訓照明線路的安裝
小結
習題
模塊4三相交流電
4.1三相電源
4.1.1三相交流電動勢的產生
4.1.2三相電源的連接方法
4.2三相負載及三相電路的分析計算
4.2.1三相負載的星形連接
4.2.2三相負載的三角形連接
4.3三相功率及其測量
4.3.1三相功率
4.3.2三相功率的測量
4.4實訓單相與三相電能表安裝
小結
習題
模塊5電機
5.1概述
5.1.1電機的定義
5.1.2電機中使用的材料
5.1.3電機中的基本理論
5.1.4電機的作用和地位
5.1.5電機的發展趨勢
5.2變壓器
5.2.1變壓器的分類、基本結構、額定值
5.2.2交流鐵芯線圈電路
5.2.3變壓器的工作原理
5.2.4變壓器的極性
5.2.5變壓器的損耗
5.2.6三相變壓器和特殊變壓器
5.3三相異步電機
5.3.1三相異步電機的基本結構
5.3.2三相異步電機的工作原理
5.3.3三相異步電機的電路分析
5.3.4三相異步電機的電磁轉矩
5.3.5三相異步電機的啟動
5.3.6三相異步電機的調速特性
5.3.7三相異步電機的額定值
5.4三相異步電機的控制電路
5.4.1常用低壓控制電器
5.4.2電機控制電路的基本概念
5.4.3電機的控制電路
5.5實訓三相異步電機控制線路安裝
小結
習題
模塊6電力電子器件
6.1電力電子技術的發展及應用
6.1.1電力電子技術概述
6.1.2電力電子技術的應用
6.2半導體二極管
6.2.1半導體基本知識
6.2.2半導體的單向導電性
6.2.3橋式整流電路
6.3半導體三極管及其放大電路
6.3.1三極管的基本知識
6.3.2三極管的電流分配與放大作用
6.3.3三極管的特性曲線
6.4晶閘管類器件
6.4.1晶閘管
6.4.2雙向晶閘管
6.4.3門極可關斷晶閘管
6.4.4其他晶閘管類器件
6.4.5全控型電力電子器件
6.5實訓常用電子元器件的識別、測量與選用
小結
習題
模塊7可控整流電路
7.1單相可控整流電路
7.1.1單相半波可控整流電路
7.1.2單相橋式全控整流電路
7.1.3單相橋式半控整流電路
7.2三相可控整流電路
7.2.1三相半波可控整流電路
7.2.2三相橋式全控整流電路
7.3實訓三相橋式全控整流電路實訓
小結
習題
模塊8逆變電路
8.1有源逆變電路
8.1.1整流與逆變的關系
8.1.2電源間能量的變換關系
8.1.3有源逆變電路的工作原理
8.2無源逆變電路
8.2.1逆變器的分類與性能指標
8.2.2逆變電路的工作原理
8.3三相橋式逆變電路
8.3.1逆變工作原理及波形分析
8.3.2電路中基本電量的計算
8.3.3逆變失敗原因分析及逆變角的限制
8.4實訓單相橋式全控整流電路及有源逆變電路實驗
8.5實訓三相半波有源逆變電路實驗
小結
習題
模塊9直流斬波電路分析
9.1直流斬波電路簡介
9.1.1直流斬波電路基本知識
9.1.2直流斬波電路基本原理
9.2直流斬波電路分析
9.2.1降壓斬波電路
9.2.2升壓斬波電路
9.2.3升降壓斬波電路
9.2.4Cuk斬波電路
9.2.5Sepic斬波電路
9.2.6Zeta斬波電路
9.3直流斬波電路比較
9.4實訓直流斬波電路原理實驗
小結
習題
模塊10電力電子技術應用實例
10.1韶山4型電力機車牽引整流器供電系統
10.1.1韶山4型電力機車牽引整流器
10.1.2韶山4改進型電力機車主電路
10.2電力/內燃機車空調電源
10.2.1引用標準和技術條件
10.2.2空調電源設計
小結
習題
參考文獻
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高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 節選
模塊1供電與安全用電 隨著社會生產力的發展和人們生活水平的提高，電能的生產和應用已成為一個國家工業化發展的重要標志。電力生產的特點是發電、供電、用電同時進行，中間任一環節出現故障都將影響整個電力系統。 1. 知識目標 (1) 了解電能的產生、輸送與分配的方式。 (2) 熟悉安全用電、觸電急救和電氣滅火的相關知識。 (3) 掌握觸電急救方法。 2. 能力目標 (1) 能夠對電氣火災進行現場急救。 (2) 能夠進行口對口人工呼吸。 (3) 能夠進行胸外按壓。 3. 素質目標 (1) 培養學生利用網絡自學的能力。 (2) 在學習過程中培養學生嚴謹認真的態度、企業經濟效率意識、創新和挑戰意識。 (3) 能客觀、公正地進行自我評價及對小組成員的評價。 1.1電能的產生、輸送與分配 由發電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶連接而成的統一整體，稱為電力系統，該系統起著電能的生產、輸送、分配和消耗的作用。 電能(electrical energy)是指電以各種形式做功的能力(所以有時也叫電功)。日常生活中使用的電能主要來自各種形式能量的轉換，包括水能、內能（俗稱熱能、火力發電）、核能、風能、化學能及光能等。電能也可轉換成其他所需能量形式。它可以靠有線或無線的形式作遠距離的傳輸。電能被廣泛應用在動力、照明、冶金、化學、紡織、通信、廣播等各個領域，是科學技術發展、國民經濟飛躍的主要動力。 1. 電能的產生 目前，電能的產生廣泛采用火力發電、水力發電、核能發電三種方式。 1) 火力發電 火力發電是利用石油、煤炭、天然氣等化石燃料燃燒后發出的熱量加熱水，使水變成高溫高壓的蒸氣，推動汽輪機產生機械能，帶動發電機轉動而產生電能。 火力發電建廠快，投資少，但消耗大量燃料，發電成本高，對環境污染嚴重。目前，我國以火力發電為主。為控制污染，我國已將“潔凈煤發電”列為中長期科技發展規劃重點。 2) 水力發電 水力發電是利用河流、湖泊等位于高處具有勢能的水流至低處，將其中所含勢能轉換成水輪機的動能，再以水輪機為原動力，推動發電機產生電能。水力發電經濟、無污染，并可以實現水資源綜合利用，但投資大，建站速度慢，且受自然條件的影響較大。 我國水力資源豐富，長江三峽水電站工程的落成，使我國的水力發電量得到極大的提高。 3) 核能發電 核能發電是用中子沖擊鈾235使其原子核裂變，產生巨大的熱量和熱水，使水變成水蒸氣，推動汽輪機并帶動發電機發電。 核能發電消耗燃料少，發電成本低，但投資大、周期長、建站要求高。我國現有秦山、大亞灣、嶺澳、田灣、寧德、紅沿河、陽江等16座核電站，47臺機組運行發電，另有13臺核電機組在建，核發電能力將逐年增加(統計數據截至2019年12月)。 火力發電、水力發電和核能發電是目前發電的主力軍。除此之外，人們還在研究更多地利用各種資源發電的方法，如 風力發電、太陽能發電、海浪發電、地熱發電、磁流體發電等，它們都無環境污染，有很好的發展前景。除了在地面建立太陽能發電站外，還擬建立太空發電站。 2. 電能的輸送 由于發電廠一般都建在能源產地或交通運輸方便的地方，故需用主干輸電線長距離輸送電能給各用電單位。為提高供電質量、增強用電的可靠性，目前都將一個國家或一個大地區的發電廠、各變電站、輸配電線路組成一個電力網，簡稱電網。電網結構示意圖如圖11所示。 圖11電網結構示意圖 從發電站發出的電能，經過升壓變壓器后，進行遠距離輸送，到達目的地后，經過降壓變壓器降壓后得到各種等級的電壓，供給不同的用電部門和負荷。各發電站和變電所通過聯絡線相連，組成一個強大的電力網，以保證供電的可靠性。各變電所的任務是升壓與降壓，集中與分配電能，適當調整電源電壓和進行電網的保護，使輸出電壓基本穩定在額定電壓的允許范圍內，并確保電網安全運行。 1) 輸電 電網都采用高電壓、小電流輸送電力。根據焦耳—楞次定律(Q=I2Rt)可知，電流通過導體所產生的熱量Q，是與通過導體的電流I的平方成正比的。在相同輸送功率和輸送距離下，因為P=UI，所選用的電壓等級越高，線路電流越小，則導線截面和線路中的功率損耗、電能損耗就越小。但是，電壓等級越高，線路的絕緣要求也相應提高，桿塔的尺寸也要隨導線間及導線對地距離的增加而加大，變電所的變壓器和開關設備的造價也要隨電壓的增高而增加。因此，采用過高的電壓不一定恰當，在設計時需根據輸電容量和線路投資等綜合因素考慮其技術經濟指標，決定所選用輸電電壓等級的高低。一般來說，傳輸的功率越大，傳輸距離越遠時，選擇較高的電壓等級比較有利。 近30年，我國主要采用500kV為主的超高壓輸電網絡。為減少輸電線路的輸電損耗，我國近些年成功破解了特高壓(1000kV以上)輸電世界難題，目前已建成世界上電壓等級高、輸送容量大、技術先進的“兩交兩直”特高壓工程。隨著特高壓輸電等先進技術的全面推廣應用，電網不僅是傳統意義上的電能輸送載體，還是功能強大的能源轉換、高效配置和互動服務平臺。通過這個平臺，能夠連接大型能源基地和負荷中心，實現電力遠距離、大規模、高效率輸送，在更大范圍內優化能源配置； 能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合，滿足客戶多樣化的需求，服務智能家居、智能社區、智能交通、智慧城市發展，是我國未來的能源互聯網平臺。 目前，在我國電力系統中，220kV及以上電壓等級多用于大型電力系統的主干線； 110kV多用于中、小型電力系統的主干線及大型電力系統的二次網絡； 35kV多用于大型工業企業內部電力網，也廣泛用于農村電力網； 10kV是城鄉電網較常用的高壓配電電壓，當負荷中擁有較多的6kV高壓用電設備時，也可考慮采用6kV配電方案； 3kV僅限于工業企業內部采用，380/220V多作為工業企業的低壓配電電壓。 電網的輸電線目前一般都采用架空輸電，為了不受雷擊、風雨、冰雪等氣候條件的影響，超高壓輸電線采用地下電纜輸電，一般放在管路和隧道中跨越港灣、海峽、河流等。 2) 變電 變電即變換電網的電壓等級。要使不同電壓等級的線路聯成整個網絡，需要通過變電設備統一電壓等級來進行銜接。在大型電力系統中，通常設有一個或幾個變電中心，稱為中心變電站。變電中心的使命是指揮、調度和監視整個電網(或一大區域)的電力運行，進行有效的保護，并有效地控制故障的蔓延，以確保整個電網的運行穩定與安全。 變電分為輸電電壓的變換和配電電壓的變化，前者通常稱為變電站，或稱為一次變電站，主要是為輸電需要進行電壓變換，但也兼有變換配電電壓的設備； 后者通常稱為變配電站(所)，或稱為二次變電站，主要是為配電需要而進行電壓變換，它將電壓為35kV~110kV或6kV~10kV的高電壓變換為電壓為1kV以下的低電壓，作為各種低壓電器或裝置的電源，并對變電或配電所的電器設備進行控制、測量、指示，保護變電設備的正常運行。變配電站(所)一般只設置變換配電電壓的設備； 如果只具備配電功能而無變電設備的，則稱為配電站(所)。變電站饋送的電力在到達用戶前(或進入用戶后)，通常尚需再進行一次電壓變換，這級變電是電網中的*后一級變電。 電力從電廠到用戶，電壓要經過多級變換。經過變電而把電壓升高的，稱為升壓； 把電壓降低的，稱為降壓。用來升壓、降壓的變壓器稱為電力變壓器。習慣上高壓配電線路末端變電的電力變壓器，稱為配電變壓器。 目前，國內外還在開發、研制和應用高壓直流輸電技術。高壓直流輸電技術在降低傳輸線路損耗方面遠勝于高壓交流輸電技術，它能夠有效地在幾千千米內以及水下長距離輸送電力，可實現水力發電廠的遠距離電力傳輸、離岸風電與太陽能并網及不同地區之間點對點的相互連接。 3. 工廠配電 電力的分配簡稱配電。為配電服務的設備和線路，分為配電設備和配電線路； 配電線路上的電壓等級，簡稱配電電壓。工業、企業都有中央變電所和車間變電所(小規模的企業往往只有一個變電所)，中央變電所接收送來的電能，然后分配到各車間，再由車間變電所或配電箱將電能分配給各用電設備。 配電電壓的高低，通常決定了用戶的分布、用電性質、負載密度和特殊要求等情況。常用的高壓配電電壓有3kV、6kV和10kV三種，大多數用戶是由10kV或6kV高壓供電，用電量大的用戶，也有需用35kV高壓或110kV超高壓直接供電的。低壓配電電壓為380/220V。 1) 電力負荷等級 供電部門根據用電部門的重要性和中斷供電時在政治上、經濟上、生活上所造成的損失程度，將用電部門分為三級，并對其采用不同的供電方式，以保證供電質量。 (1) 一級負荷： 突然停電將會造成人員傷亡或主要設備將遭受損壞且長期難以修復，或對國民經濟帶來巨大損失的，如醫院、地鐵以及政治、軍事、交通、通信、經濟等部門，稱為一級負荷。對一級負荷用戶應采用兩個獨立的電源系統供電。 (2) 二級負荷： 突然停電將會造成較大經濟損失，或因處理不當而發生人身和設備事故的部門，如煉鋼廠、化工廠、大型商場、重要科研單位等部門，稱為二級負荷。對二級負荷用戶，一般應采用兩路電源線進行供電。 (3) 三級負荷： 除一、二級負荷以外的其他用戶，均屬于三級負荷。對三級負荷所提供的電力，允許因電力輸配電系統出現故障而暫時停電。供電時，一般采用單路電源供電。 2) 低壓配電連接方式 企業生產車間的配電，從車間變電所或配電箱到用電設備的線路屬于低壓配電線路，根據負載的不同，常用放射式和樹干式兩種連接方式。 (1) 放射式配電。放射式配電如圖12(a)所示，對每一個獨立負載或一組集中負載都用單獨的配電線路供電，適用于負載比較分散而各個負載點又具有相當大的集中負載情況，如水泵(獨立負載)或車間照明(集中負載)。放射式配電可靠性高，某一線路的故障不會影響到其他線路，但經濟性相對較差。 (2) 樹干式配電。樹干式配電如圖12(b)所示，將每一個獨立負載或一組集中負載按其所在位置，依次接到某一個配電干線上，適用于負載集中，同時各個負載點位于變電所或配電箱的同一側，其間距較短或負載比較均勻地分布在一條線路上。樹干式配電的經濟性較好，但可靠性和機動性較差，當干線發生故障時，接在干線上的所有設備都要受到影響。 在實際中，經常把這兩種方式結合起來運用。 圖12常用低壓配電方式
高職高專軌道交通類新型教材電工與電子技術/張磊 作者簡介
張磊，女，1981年生，微電子學與固體電子學專業碩士，天津鐵道職業技術學院講師。曾主編北京師范大學出版社出版的《數字電視技術》，參編北京師范大學出版社出版的《辦公自動化》，參編北京郵電大學出版社出版的《數字電路分析與實踐》，參編北京交通大學出版社出版的《動車組電機與電器》和《動車組牽引與控制系統》。
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