電氣自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)

1、電氣自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)第一部分 電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)電路基礎(chǔ)1、電路：電流流過的全部通路稱為電路。它是由一些電的 設(shè)備或器件組成的總體。2、電源：電路中提供電能或電訊號(hào)的器件。3、負(fù)載：在電路中吸收電能或輸出訊號(hào)的器件稱為負(fù)載。4、激勵(lì)：電源的電流或電壓稱為激勵(lì)函數(shù)或激勵(lì)。5、響應(yīng)：負(fù)載上的電流或電壓稱為響應(yīng)。6、電路元件：電路器件的理想化模型稱為電路元件。7、電容元件：具有儲(chǔ)存或釋放電場(chǎng)能量的性質(zhì)，即電場(chǎng)效 應(yīng)。8、電感元件：具有儲(chǔ)存或釋放磁場(chǎng)能量的性質(zhì)，即磁場(chǎng)效 應(yīng)。9、電壓：電路中兩點(diǎn)電位之差稱為電位差，或電壓。10、基爾霍夫定律包括電流定律 （KCL） 和電壓定律 （KVL） 。11、基爾霍夫（

2、第一定律）電流定律（ KCL ）：對(duì)于任一電 路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一瞬時(shí)，流出該節(jié)點(diǎn)的所有支路 電流的代數(shù)和為零。12、基爾霍夫（第二定律）電壓定律（ KVL ）：對(duì)于任一電 路中的任一閉合回路，在任一瞬時(shí)，流出該閉合回路的 所有支路電壓的代數(shù)和為零。13、交流電路：電流、電壓的大小或方向隨時(shí)間變化的電路 稱為交流電路。14、正弦交流電路： 電流或電壓按照正弦規(guī)律變化的電路稱 為正弦交流電路。15、最大值（振幅） ：正弦電流或電壓瞬時(shí)值的大小和方向 隨時(shí)間而變化，幅值變化的最大范圍稱為最大值或振 幅。16、周期：正弦函數(shù)是一個(gè)周期函數(shù)，重復(fù)變化一次需要的 時(shí)間稱為周期。周期用 T 表示，單位為

3、秒（ s）。17、頻率：周期的倒數(shù)稱為頻率。頻率用 f 表示，單位為赫 芝，簡(jiǎn)稱赫（ Hz）。18、角頻率：正弦電流變化一個(gè)周期，幅角變化為 2 弧度， 單位時(shí)間幅角變化的弧度數(shù) 2 /T,叫做角頻率。用 表 示，單位為弧度 /秒。 =2 f=2 /T。19、相位：正弦電流的幅角（ t+ i），叫做正弦量的相位。 相位是時(shí)間的函數(shù)，表示正弦量變化的進(jìn)程。 t=0 時(shí)的 相位 i 叫做正弦量的初相。20、正弦量的三要素：正弦量的振幅，角頻率（或頻率）和 初相，是決定正弦量的三個(gè)基本參數(shù)，也是進(jìn)行比較和 區(qū)分各個(gè)正弦量的依據(jù)，稱為正弦量的三要素。21、兩正弦量相位之差稱為相位差。同頻率正弦量的相位

4、差 等于初相之差，它與 及 t 無關(guān)。即相位差是一個(gè)常數(shù)。22、正弦電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)，它們的瞬時(shí)值是隨時(shí)間變化 的，只在某些特定時(shí)刻才等于最大值。為了衡量正弦量 做功的能力，通常不是用最大值或是瞬時(shí)值，而是有效 值。以正弦電流的有效值為例： I 1 i 2dt ，正弦電流 的有效值 I 的運(yùn)算值，先將電流瞬時(shí)值 i 平方，再在一 個(gè)周期內(nèi)取平均值，最后取其平方根，因此有效值又有 方均根值之稱。由此可知，有效值的意義為，周期性電 流與在數(shù)值上等于有效值的直流電流的做功能力是相 同的。結(jié)論如下：正弦電流有效值 I= 2Im ， Im為電流振幅 正弦電壓有效值 U= 2Um，U m為電壓振幅 正弦

5、電動(dòng)勢(shì)有效值 E= 2Em， Em為電動(dòng)勢(shì)振幅23、三相電動(dòng)勢(shì)：三相正弦電動(dòng)勢(shì)， 其頻率相同，幅值相等， 而初相位依次相差 120 度，稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。24、相序：三相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值或零值的次序，或者說從 超前相到滯后相的次序稱為相序。25、三相電路的聯(lián)接方式：通常在三相電路中，無論是電源或負(fù)載，均可接成星形（ Y ）或三角形（ ）。26、在星形聯(lián)接的三相四線制電路中， 把各相端線與中線點(diǎn) 之間的電壓稱為相電壓，端線與端線之間的電壓稱為線 電壓。且線電壓的有效值是相電壓有效值的 3 倍。而線電壓的相位則超前于相應(yīng)的相電壓 30 度。27、在星形聯(lián)接的三相四線制電路中， 把電源或負(fù)載各相中

6、 流過的電流稱為相電流，各端線中流過的電流稱為線電 流。且相電流等于線電流。28、在三角形聯(lián)接的電路中：線電壓等于相電壓；當(dāng)相電流 對(duì)稱時(shí)，線電流也是對(duì)稱的。并且線電流有效值為相電 流有效值的 3倍。而線電流的相位則滯后相電流 30 度。29、對(duì)稱三相電路的功率計(jì)算方法：P3ULIL cosQ3ULI LsinS3ULI Lcos有功功率：無功功率：視在功率：P3ULIL功率因數(shù)：電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)：模擬電子技術(shù)：1、PN 結(jié)：在一塊完整的硅片上，用不同的摻雜工藝使其一 邊形成 N 型半導(dǎo)體，另一邊形成 P 型半導(dǎo)體，那么在兩 種半導(dǎo)體的交界面附近就形成了 PN 結(jié)。PN 結(jié)是構(gòu)成各 種半導(dǎo)體器

7、件的基礎(chǔ)。2、PN 結(jié)的單向?qū)щ娦裕?PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，形成較大的 正向電流；而在加反向電壓時(shí)， 反向電流很小， 這種特性 稱為單向?qū)щ娦浴?、半導(dǎo)體二極管：是由 PN 結(jié)加上引出線和管殼構(gòu)成的。4、半導(dǎo)體二極管的特性： 正向特性：正向電壓超過某一數(shù)值后，產(chǎn)生明顯的正向電流。 反向特性：在給二極管加反向電壓時(shí)，反向電流很小。 反向擊穿：當(dāng)加反向電壓超過二極管的耐受值時(shí)，反向電流會(huì) 變得很大，二極管擊穿。5、晶體三極管：又稱雙極型晶體管。有兩個(gè) PN 結(jié)，有三個(gè) 區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)。 發(fā)射區(qū)與基區(qū)間的 PN 結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)間的 PN 結(jié)稱為集電結(jié)。6、晶體三極管具有

8、放大作用， 即在輸入端 （基極）用一個(gè)小 的變化量去控制使輸出端 （集電極） 產(chǎn)生一個(gè)大的， 與輸 入變化相對(duì)應(yīng)的變化量。數(shù)字電子技術(shù)：7、數(shù)字量：在自然界中， 有一類物理量的變化在時(shí)間上和數(shù) 量上都是離散的。 也就是說，它們的變化在時(shí)間上是不連 續(xù)的，總是發(fā)生在一系列離散的瞬間。 同時(shí)，它們數(shù)值大 小和每次的增減變化都是某一個(gè)最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。 我們把這一類物理量叫做數(shù)字量， 把表示數(shù)字量的信號(hào)叫 做數(shù)字信號(hào)，并且把工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路叫做數(shù) 字電路。8、數(shù)制：我們把多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法以及從低位到 高位的進(jìn)位規(guī)則稱為數(shù)制。 常用的數(shù)制有： 十進(jìn)制， 二進(jìn) 制，八進(jìn)制。9、碼

9、制：不同的數(shù)碼不僅可以表示數(shù)量的不同大小， 而且還 能用來表示不同的事物。 在后一種情況下， 數(shù)碼只是不同 事物的代號(hào)， 我們將這種數(shù)碼稱為代碼。 為了便于記憶和 查找，在編制代碼時(shí)總要遵循一定的規(guī)則， 這些規(guī)則就叫 碼制。10、邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有與、或、非三種。11、邏輯函數(shù)：當(dāng)輸入變量的取值確定后， 輸出變量的取值便 隨之而定， 因而輸入與輸出之間乃是一種函數(shù)關(guān)系， 我們 將這種函數(shù)關(guān)系稱為邏輯函數(shù)。12、門電路：用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯關(guān)系的電子電路通稱為門電 路。13、門電路中的二極管、三極管通常工作在開關(guān)狀態(tài)。14、根據(jù)邏輯功能的不同特點(diǎn)，我們把數(shù)字電路分成兩大類， 一類叫做組合邏輯電路，

10、另一類叫做時(shí)序邏輯電路。15、為了能夠使用數(shù)字電路處理模擬信號(hào)， 必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn) 換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，這種轉(zhuǎn)換稱為模 數(shù)轉(zhuǎn)換。16、把處理得到的數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)， 這種轉(zhuǎn) 換稱為數(shù) 模轉(zhuǎn)換。三、 電磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：四、 電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)： 交流異步電動(dòng)機(jī)：1、交流電機(jī)：是一種將機(jī)械能和交流電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的旋 轉(zhuǎn)式電磁機(jī)械。包括將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成交流電能的交流發(fā)電 機(jī)和將交流電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的交流電動(dòng)機(jī)。2、交流電動(dòng)機(jī)包括異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。3、異步電動(dòng)機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、 工作可靠、 維護(hù)方便、 價(jià)格便 宜等特點(diǎn)，得到十分廣泛的應(yīng)用。4、三相異步電動(dòng)機(jī)是由定子 （固定不動(dòng)的部分） 和轉(zhuǎn)

11、子 （轉(zhuǎn) 動(dòng)的部分）兩大部分組成。5、異步電動(dòng)機(jī)定子主要由定子鐵芯、 定子繞組和機(jī)座三部分 組成。6、異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、 轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸三部分 組成。7、在異步電動(dòng)機(jī)中， 當(dāng)三相對(duì)稱電流流進(jìn)定子繞組是會(huì)產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 其旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序是一致的。 其轉(zhuǎn) 速為： n0 60f 。（ 為電流的頻率， p 為磁極對(duì)數(shù)）8、當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載時(shí)， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)速 n0 ,定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相對(duì)轉(zhuǎn)速 n0 n切割轉(zhuǎn)子繞組中的 導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電勢(shì)與電流。9、異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)的瞬間， 會(huì)產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流， 通常 是電動(dòng)機(jī)額定電流的 4 7 倍。一般規(guī)定異步電動(dòng)

12、機(jī)的功 率低于 7.5kw時(shí)允許直接起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率大于 7.5kw 時(shí)， 如果電源總?cè)萘枯^大，且滿足公式：I1q 1 3 電 源總?cè)萘縄1N 4 3 起動(dòng)電 機(jī)容量也可以直接起動(dòng)，否則必須采取降壓起動(dòng)的方法。10、異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有：電抗或電阻降壓起 動(dòng)，星 三角（ Y- ）起動(dòng) ,自耦變壓器降壓起動(dòng)，變頻 器調(diào)速起動(dòng)等。11、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速目前主要采用變頻器控制調(diào)速。12、電動(dòng)機(jī)控制元件： 主要有自動(dòng)空氣開關(guān)、 交流接觸器、 熱 繼電器、中間繼電器、按鈕、指示燈等。13、熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)起的保護(hù)作用是過載保護(hù)。14、對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)主要有欠壓保護(hù)，失壓保護(hù)，短路保護(hù)， 缺相

13、保護(hù)，過載保護(hù)等。15、當(dāng)電源因故障缺少一相時(shí)， 電動(dòng)機(jī)帶電的兩相定子繞組電 流會(huì)升高， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降， 如沒有缺相保護(hù)， 電動(dòng)機(jī)將 燒毀。第二部分 電氣應(yīng)用技術(shù)一、工業(yè)供電技術(shù)：16、變電站：是變換電壓和交換電能的場(chǎng)所，主要由變壓器、 母線和開關(guān)控制設(shè)備等組成。17、配電站：只有受電及配電開關(guān)控制設(shè)備而沒有變壓器的場(chǎng) 所。18、電力網(wǎng)：是輸送和分配電能的通道。19、電能用戶：包含工業(yè)企業(yè)在內(nèi)的所有用電單位均稱為電能用戶。20、由發(fā)電廠、變電站、電力網(wǎng)和用戶組成的系統(tǒng)稱為電力系 統(tǒng)。21、低壓配電網(wǎng)：是指電壓經(jīng)變電所降為 380/220 V 后，送到 用戶的低壓配電線路。22、為了控制方便，

14、在變電所的出端與負(fù)載之間應(yīng)安裝低壓配 電屏（低壓開關(guān)柜），作為控制樞紐。23、低壓配電屏是由刀開關(guān)、 熔斷器、自動(dòng)空氣開關(guān)、 交流接 觸器、繼電器、互感器和計(jì)量?jī)x表等電氣研究組成的。24、低壓供電線路， 根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、 大小、分布情況及負(fù)載性 質(zhì)等進(jìn)行選擇， 其接線方式包括： 放射式、樹干式、 環(huán)形 式等。25、低壓配電線路有架空線路和電纜線路兩種。26、電纜線路具有不受外界影響（風(fēng)、雪、結(jié)冰） 、美化城市 等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是投資大，尋找故障和檢修困難。27、架空線路施工容易、 投資少、維護(hù)方便， 但缺點(diǎn)是易受天 氣等外界因素影響。二、安全用電：1、安全用電：是指一切用電人員，在既定環(huán)境條件下，

15、 采取必要的措施和手段；在確保人身及設(shè)備的前提 下，正確使用電氣設(shè)備。2、電氣事故主要包括電對(duì)人體的傷害（電傷和電擊）和對(duì)設(shè)備的損害（線路損害、電氣設(shè)備損害、引起火災(zāi)）3、人體觸電的方式主要有： 直接接觸觸電； 跨步電壓觸電； 接觸電壓觸電等。4、直接接觸觸電： 是指人體與電氣設(shè)備的帶電部分直接接 觸所發(fā)生的觸電。5、直接接觸觸電又分為單相觸電和兩相觸電。6、單相觸電：當(dāng)人體只接觸一根相線（火線）時(shí)，電流通 過相線經(jīng)人體流入大地，這種觸電稱為單相觸電。7、兩相觸電： 當(dāng)人體有兩點(diǎn)同時(shí)接觸到三相電路中任意兩 根相線，電流就會(huì)從一根相線經(jīng)人體流入另一根相線， 形成通路，這時(shí)人體處于線電壓之下而觸電

16、。8、安全用電的技術(shù)措施主要有：接地保護(hù)；接零保護(hù)；防 雷保護(hù)等。9、電氣人員在進(jìn)行電氣設(shè)備檢修或操作時(shí)， 必須遵守安全 規(guī)程和操作規(guī)程。三、半導(dǎo)體變流技術(shù)：1、半導(dǎo)體變流技術(shù)：即電力半導(dǎo)體變流技術(shù)，就是利用半 導(dǎo)體器件把電能進(jìn)行變換的技術(shù)。它包括電壓、電流、頻率、波 形和相數(shù)等的變換。2、電力半導(dǎo)體器件目前包括（硅）整流管、晶閘管及其派 生型、功率晶體管及其派生型和高效電力光電器件，在工業(yè)應(yīng)用 中，還是以晶閘管為主。3、電力電子學(xué)：是應(yīng)用于電力技術(shù)領(lǐng)域的電子學(xué)，它是電 氣工程三大主要領(lǐng)域：電力、電子和控制之間的邊緣學(xué)科。4、晶閘管是一種大功率的電力半導(dǎo)體器件。 它的工作方式 是靜止型的，因此

17、無噪音，無磨損。它既是電子元件，又是大功 率器件，具有響應(yīng)快、體積小、頻帶寬、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。5、當(dāng)前以晶閘管為主體的電力半導(dǎo)體器件已成為變流技術(shù) 發(fā)展的基礎(chǔ)，按其功能可分成以下幾種類型：整流器 -把交流電壓變?yōu)楣潭ɑ蚩烧{(diào)的直流電壓。逆變器 -把固定直流電壓變成固定或可調(diào)的交流電壓。斬波器 -把固定直流電壓變成可調(diào)的直流電壓。 交流調(diào)壓器 -把固定交流電壓變成可調(diào)的交流電壓。 周波變換器 -把固定的交流頻率變成可調(diào)的交流頻率或 可調(diào)的交流電壓。6、晶閘管 T 具有三個(gè)極：陽極 A 、陰極 K 和門極（或稱 控制極） G。7、晶閘管的陽極 A 和陰極 K 分別與電源和負(fù)載連接，組 成晶閘管的主

18、電路； 晶閘管的門極 G和陰極 K 分別與控制晶閘管 的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。8、晶閘管相當(dāng)于一個(gè)可以控制的單向?qū)щ婇_關(guān)， 在晶閘管 具有正向陽極電壓的情況下，再在門極加入適當(dāng)?shù)男盘?hào)，可以使 晶閘管由“斷態(tài)”變?yōu)椤巴☉B(tài)” ，因此，又稱門極為控制極。9、晶閘管的觸發(fā)電路：晶閘管由“斷態(tài)”變?yōu)椤巴☉B(tài)”的 條件有兩個(gè)：一是在電路中陽極的電位高于陰極電位；二是在門 極與陰極間加適當(dāng)正向電壓、電流（觸發(fā)）信號(hào)。這個(gè)觸發(fā)信號(hào) 就是由觸發(fā)電路提供的。10、晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求： 觸發(fā)信號(hào)可以為交流、直流或脈沖形式。 觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率（電壓、電流） 。 觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的寬度，保證觸發(fā)的

19、晶閘管可靠 導(dǎo)通。 觸發(fā)器要有足夠的移相范圍。 觸發(fā)電路與主電路必須同步。 觸發(fā)電路應(yīng)有足夠的抗干擾能力。11、晶閘管的保護(hù)電路：在晶閘管的使用必須配以保護(hù)電路， 主要包括過電壓保護(hù)和過電流保護(hù)。過電壓保護(hù)按照保護(hù)的部位 可以分為交流側(cè)保護(hù)、直流側(cè)保護(hù)和器件保護(hù)。12、變頻器按能量變換的情況可以分為交流交流變頻器， 交流直流交流變頻器兩種。前者是直接將工頻電源轉(zhuǎn)變成所 需頻率的交流電源， 所以也稱直接變頻。 后者則是把直流電能 （一 般是經(jīng)交流電源整流而得）轉(zhuǎn)變成所需頻率的交流電能，所以稱 為逆變器。四、檢測(cè)技術(shù)、電與非電測(cè)量：1、測(cè)量：就是通過物理實(shí)驗(yàn)的方法， 以同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量 （國際或國家

20、公認(rèn)的） 與被測(cè)量比較，確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)的過程2、測(cè)量變換：由于多數(shù)情況下，被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量不能直接 比較，需要把被測(cè)量變換成便于比較的某個(gè)中間量。 測(cè)量變換就是把 被測(cè)量按一定的規(guī)律變成便于傳輸或處理的另一種物理量的過程。 能 完成變換任務(wù)的元件稱為變換元件。3、變換元件都是以一定的物理定律為基礎(chǔ)的， 用來完成一 個(gè)特定的變換任務(wù)，多個(gè)變換元件的有機(jī)組合，就構(gòu)成了測(cè)量?jī)x表。4、最簡(jiǎn)單、理想的變換規(guī)律是變換前后的參數(shù)成比例關(guān)系， 即變換元件具有線性特征。5、測(cè)量方法：通常分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法兩大類。6、間接測(cè)量法：就是不直接測(cè)量被測(cè)量，而是先測(cè)量與被 測(cè)量有某種確切函數(shù)關(guān)系的其他幾

21、個(gè)物理量， 然后再根據(jù)已知的函數(shù) 關(guān)系，計(jì)算出被測(cè)量的值。7、測(cè)量?jī)x表的基本功能：檢出和變換功能；標(biāo)準(zhǔn)量保存功 能；運(yùn)算和比較功能；結(jié)果顯示功能。8、傳感器：能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī) 律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置。 傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè) 量的敏感元件， 產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件， 以及相應(yīng)的電子線路 所組成。9、溫度的測(cè)量可以分為接觸測(cè)溫法和非接觸測(cè)溫法兩大 類。其中膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度 計(jì)均屬于接觸測(cè)溫法；輻射式溫度計(jì)則屬于非接觸測(cè)溫法。10、膨脹式溫度計(jì)包括液體膨脹式溫度計(jì) （如水銀溫度計(jì)） 和固體膨脹式溫度計(jì)（如雙金屬溫度計(jì)）

22、。11、熱電偶溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： 精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 測(cè)溫范圍廣、 動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、信號(hào)可遠(yuǎn)傳，便于集中檢測(cè)和自動(dòng)控制。12、熱電阻溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫精度高、測(cè)溫范圍較大（尤 其在低溫方面）、便于遠(yuǎn)距離及多點(diǎn)測(cè)量、便于自動(dòng)測(cè)溫等。主要包 括鉑電阻、銅電阻、鎳電阻和半導(dǎo)體熱電阻等。13、測(cè)量壓力的儀表按照工作原理的不同， 可以分為四大類： 液柱式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度差進(jìn)行測(cè)量。 包括 U型壓力計(jì)，單管壓力計(jì)，壓縮式真空計(jì)等。 彈性式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn) 行測(cè)量。包括彈簧管壓力計(jì)，波紋管壓力計(jì)，膜式壓力計(jì)等。 活塞式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的重量進(jìn)

23、行測(cè)量。它是一種標(biāo)準(zhǔn)型壓力測(cè)量?jī)x器，用來校驗(yàn) 彈簧管壓力計(jì)等。 電氣式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成各種電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。包括壓電式壓力計(jì)，振弦式壓力計(jì)，應(yīng)變片式壓力計(jì)、熱 電偶式壓力計(jì)及電離式壓力計(jì)等。14、前三類壓力測(cè)量?jī)x表屬于機(jī)械式壓力計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、技術(shù)成熟；但只能作為就地儀表來使用，測(cè)量數(shù)據(jù)不能 直接遠(yuǎn)傳，儀表的動(dòng)態(tài)特性較差。15、電氣式壓力計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：壓力傳感器體積小，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)特性好，便于信號(hào)遠(yuǎn)傳及自動(dòng)測(cè)量。第三部分 自動(dòng)控制技術(shù)一、自動(dòng)控制原理：1、自動(dòng)控制：在沒有人參與的情況下， 通過控制器， 使被控對(duì) 象或被控過程具有預(yù)定的狀態(tài)和性能， 這樣一個(gè)過程稱為自 動(dòng)控

24、制。2、控制系統(tǒng)： 控制器和被控對(duì)象的總和稱為控制系統(tǒng)。 兩者組 合在一起，共同完成確定的任務(wù)。3、被控量：在控制系統(tǒng)中， 按規(guī)定的任務(wù)需要加以控制的物理 量。4、控制量：作為被控量的控制指令而加給控制系統(tǒng)的輸入量。5、擾動(dòng)量：干擾或破壞系統(tǒng)具有預(yù)定狀態(tài)和性能的所有物理 量。6、對(duì)于穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)， 一定的控制輸入， 就有相應(yīng)的確 定的輸出。 系統(tǒng)的這個(gè)輸出， 也可以稱為系統(tǒng)對(duì)控制輸入的 響應(yīng)，它是時(shí)間的函數(shù)。 自動(dòng)控制的目的就是保證系統(tǒng)對(duì)控 制輸入有滿意的響應(yīng)。7、控制方式： 根據(jù)采用的控制策略， 可以把控制方式分為開環(huán) 控制和反饋控制。8、反饋控制系統(tǒng)的組成： 基于反饋控制策略構(gòu)成的自

25、動(dòng)控制系 統(tǒng)，除被控對(duì)象外還需要包括以下各種基本元件： 測(cè)量元件：是用來測(cè)量控制量和被控量的元件。 比較元件：用來實(shí)現(xiàn)被控量與控制量比較并產(chǎn)生偏差信號(hào)的元件 放大元件：由于偏差信號(hào)一般都比較微弱，不能直接用于 驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，需要進(jìn)行放大，使其具有足夠大的幅度和 功率。因此，控制系統(tǒng)必須具有放大元件。 執(zhí)行元件：用來實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作，直接操縱被控對(duì)象的元件 就是執(zhí)行元件。它根據(jù)偏差量的大小產(chǎn)生控制動(dòng)作，驅(qū)動(dòng) 被控對(duì)象。 校正元件：對(duì)于控制性能要求比較高的系統(tǒng)或者比較復(fù)雜 的系統(tǒng)，為了改善系統(tǒng)的控制性能，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量， 需要在系統(tǒng)中引入專門元件，這類元件稱為校正元件。9、對(duì)自控系統(tǒng)的基本技術(shù)要求

26、： 穩(wěn)定性：反饋控制系統(tǒng)必須具有跟蹤（或復(fù)現(xiàn)）控制量以 及消除干擾影響的能力。 瞬態(tài)質(zhì)量：控制系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)間響應(yīng)中的瞬態(tài)分量， 描述過渡過程中系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，并常用系統(tǒng)的阻尼特性 和響應(yīng)速度來表征。反饋控制系統(tǒng)必須具備合乎要求的阻 尼特性，對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度也必須滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要 求。 穩(wěn)態(tài)精度：反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)品質(zhì)用穩(wěn)態(tài)精度來表征。 而穩(wěn)態(tài)誤差又是穩(wěn)態(tài)精度的度量。通常把典型輸入信號(hào)作 用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，作為對(duì)穩(wěn)態(tài)精度的基本要求。10、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型： 描述物理系統(tǒng)性能的數(shù)學(xué)表達(dá)式叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 它包括多種形式的數(shù)學(xué)模型： 微分方程、 傳遞 函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)、狀態(tài)變量表達(dá)式

27、等。11、系統(tǒng)微分方程的建立： 自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能可以用微分 方程來描述。建立系統(tǒng)和元件微分方程式的一般步驟如下 : 分析系統(tǒng)和各元件的工作原理，找出各物理量之間的關(guān)系， 確定系統(tǒng)和元件的輸入變量和輸出變量。 找出各元件輸入變量和輸出變量之間的內(nèi)在聯(lián)系，確定其 內(nèi)在聯(lián)系所遵循的物理定律和化學(xué)定律，并依此列寫原始 方程式。 對(duì)原始方程式進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，忽略次要因素，簡(jiǎn)化原始方 程式。若元件具有非線性特性，則將非線性方程式線性化， 建立線性方程式。 消去系統(tǒng)的中間變量，最后求出描述系統(tǒng)輸出量與輸入量 之間關(guān)系的運(yùn)動(dòng)方程式。12、傳遞函數(shù)： 是物理系統(tǒng)的一種數(shù)學(xué)模型， 它可以大大地簡(jiǎn)化 對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)

28、性能的分析和研究過程。13、控制系統(tǒng)分析的方法： 控制系統(tǒng)時(shí)域分析法、 控制系統(tǒng)頻域 分析法、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。二、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制技術(shù)：直流調(diào)速系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)交流調(diào)速系統(tǒng)：1、常見的交流調(diào)速系統(tǒng)： 降電壓調(diào)速； 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào) 速；繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速； 繞線轉(zhuǎn)子異步 電機(jī)串級(jí)調(diào)速；變極對(duì)數(shù)調(diào)速；變頻調(diào)速等。2、按照交流異步電機(jī)的基本原理， 從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率 Pm可分為兩部分：一部分是拖動(dòng)負(fù)載的有效功率 P2 1-s Pm ； 另一部分是轉(zhuǎn)差功率 Ps sPm （與轉(zhuǎn)差率成正比） 。從能量轉(zhuǎn) 換的角度上看， 轉(zhuǎn)差功率是否增大， 是沒有價(jià)值的消耗掉還 是得到回收，顯然

29、是評(píng)價(jià)調(diào)速系統(tǒng)效率高低的一種標(biāo)志。3、以轉(zhuǎn)差功率的消耗為出發(fā)點(diǎn)， 將異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分為三 大類：轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)：即全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能的 形式消耗掉。上述的第、調(diào)速系統(tǒng)都屬于這一類。這一 類調(diào)速系統(tǒng)效率最低，它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來換取轉(zhuǎn)速的 降低，越向下調(diào)速則效率越低。轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)：即轉(zhuǎn)差功率的一部分消耗掉，大 部分則通過變流裝置回饋電網(wǎng)或者轉(zhuǎn)化為機(jī)械能加以利用。轉(zhuǎn)速 越低則回收的轉(zhuǎn)差功率也越多， 上述的第調(diào)速系統(tǒng)屬于這一類， 其效率比第一類要高，但增加變流裝置也要消耗一部分功率。轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)：轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅損部分的消耗 是不可避免的，但在這類系統(tǒng)中無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率的消耗 基本不變，因此效率最高。上述的第、調(diào)速系統(tǒng)屬于這一類， 尤其是第種變頻調(diào)速，可以形成高動(dòng)態(tài)性能的無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)， 最具有應(yīng)用價(jià)值。三、自動(dòng)化儀表與過程控制：1、自動(dòng)化儀表：生產(chǎn)過程自動(dòng)化中必需的一類專門儀器儀表。 它包括對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的檢測(cè)儀表； 根據(jù)測(cè)量值對(duì)給定 值的偏差按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令的調(diào)節(jié)儀表 （調(diào)節(jié) 器）；根據(jù)調(diào)節(jié)儀表的命令對(duì)生產(chǎn)裝置的