一级建造师机电工程考试复习资料(编辑修改稿)

一级建造师机电工程考试复习资料(编辑修改稿)内容摘要：

素 :任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值。 :交流电在变化中出现的最大瞬时值称为最大值。 :交流电每变化一次所需的时间称为周期 — T。 :交流电在 1s内变化的次数称为频率 — f。 :角频率是指交流电在 1s 内变化的电角度 — ω。 三者间内在的联系是： ω =2π f=2π / T :ω =+ψ为相位角，当 t=0 时，ψ为初相角。 切记： 正弦交流电的三要素是： 最大值、角频率 (或频率或周期 )和初相角。 :两个同频率的正弦交流电的相位之差称为相位差。 根据相位差 ,可以判断两个同频率正弦交流电超前和滞后关系。 :正弦交流的最大值是有效值的√ 2 倍。 实际工程中，交流仪表所测出的数值都是有效值 二、单一参数元件交流 电路 —— 电阻电路、电感电路、电容电路； 要了解： 电阻电路、电感电路、电容电路； 电压与电流、电阻、感抗和电容的以下关系： (1)数量关系 :电压有效值大小等于电流与电阻值的乘积（纯电阻负载） 电压有效值大小等于电流与感抗值的乘积（纯电感负载） 电压有效值大小等于电流与电抗值的乘积；（纯电容负载） (2)频率关系 :电压与电流同频率。 (3)相位关系 :电压与电流同相位（纯电阻负载） 电压超前电流相位 900 （纯电感负载） 电流相位超前电压相位 900（纯电容负载）。 (4)功率 ▲电阻电路中，它等于电压与电流的 乘积 ,也等于电流的平方乘以电阻或电压的平方除以电阻。 ▲纯电感电路不消耗交流电源能量 ,即有功功率等于零； 而反映能量交换规模的物理量称为无功功率 ,它等于电压与电流的乘积。 ▲纯电容电路不消耗交流电源能量 ,即有功功率等于零； 而反映能量交换规模的物理量称为无功功率 ,它等于电压与电流的乘积。 三、 RLC 串联电路及电路谐振 (一 )RLC 串联电路 由电阻、电感和电容组成的串联电路称为 RLC串联电路。 (1)视在功率 S:又称表观功率 ,单位为 VA（ KVA )； 其值为电路两端电压与电流的乘积 ,它表示电源 提供的总功率 ,反映了交流电源容量的大小。 (2)有功功率 P： 有功功率等于电阻两端电压与电流的乘积 ,也等于视在功率乘以功率因数。 （ 3）无功功率 Q 无功功率等于视在功率乘以功率因数角的正弦值 S=√ P2+Q2 四、功率因数的提高 —— 提高功率因数 ,可以降低线路损耗和线路压降。 提高功率因数的方法 为了提高电力系统的功率因数 ,常在负载两端并联电容器 ,叫并联补偿。 感性负载和电容器并联后 ,线路上的总电流比未补偿时减小 ,总电流和电源电压之间的相角也减小了 ,这就提高了 线路的功率因数。 1H411042 掌握三相交流电路联接方法 一、三相四线制 —— 电源的星形连接 连接方法： 把发电机三个线圈的末端连接在一起 ,成为一个公共端点 (称中性点， N）；把首端作为与外电路连接的端点。 此形式称为电源的星形连接； 切记规定： 1）从中性点引出的输电线称为中性线 ,简称中线 ,俗称零线 — N，颜色为 淡蓝色； 从三个线圈的始端引出的输电线叫做端线或相线 ,俗称火线；三根相线用符号 Ll、 L L3 表示，且分别用 黄、绿、红色标识； 2）由三根相线和一根中线构成的供电系统称为三 相四线制供电系统； 3）三相四线制可输送两种电压 : 一种是端线与端线之间的电压 ,叫线电压。 另一种是端线与中线间的电压 ,叫相电压； 且线电压是相电压的√３倍。 （ 380/220） 切记： 4）在对称三相负载的星形联接中 ,线电流就等于相电流； 5）线电压是每相负载相电压的√３倍。 三相负载的星形联接问题： 三相负载不对称的低压供电系统中 ,不允许在中线上安装熔断器或开关 ,以免中线断开引起事故。 三、三相负载的三角形联接 把三 相负载分别接在三相电源的每两根端线之间 ,称为三相负载的三角形联接。 切记结论： 由于作三角形联接的各相负载是接在两根端线之间 ,因此： 1）负载的相电压就是电源的线电压。 但线电流是相电流的√３倍。 2）在对称三相电压作用下 ,流过对称三相负载中每相负载的电流应相等 ,而各相电流间的相位差仍为 120176。 四、三相负载的三角形 /星形联接选择原则 —— 负载作三角形联接时的相电压比作星形联接时的相电压要高√３倍； 依据三相负载的额定电压决定三相负载的连接方式： —— 若各相负载 的额定电压等于电源的线电压 ,则应作三角形联接。 —— 若各相负载的额定电压是电源线电压的 1/√３倍应作 Y 形联接。 1H411043 熟悉变压器的工作特性 (一 )变压器的型号 按照国家标准规定 ,变压器的型号由汉语拼音字母和几位数字组成 ,表明变压器的系列和规格。 变压器型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料符号，以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。 如：电力变压器型号代号为： D S J L Z SC SG JMB YD BK(C)DDG D单相 S三相 J油浸自冷 L绕组为铝线 Z有载调压； SC三相环氧树脂浇注 SG三相干式自冷 JMB局部照明变压器 YD试验用单相变压器 BK(C)控制变压器（ C为 C型铁芯结构 DDG单相干式低压大电流变压器 (二 )变压器的额定值 (也称 为铭牌数据 ) SN:指变压器的额定视在功率 ,单位为 VA或 KVA。 U1N/ U2N:（线电压） I1N/I2N ： （线 电流） fN。 工业供用电频率标准规定为 50 Hz。 变压器的铭牌上还标明效率、温升、短路电压或短路阻抗百分值、连接组别、使用条件、冷却方式、重量、尺寸等。 (三 )运行特性 变压器的运行特性主要指 外特性和效率特性。 当变压器的一次绕组电压和负载功率因数一定时 , 二次电压随负载电流变化的曲线 称为变压器的外特性。 对于电阻性和感性负载来说 ,外特性曲线是 稍向下倾斜 的 ,而且功率因数越低 ,下降得越快。 变压器的效率特性是指变压器的传输效率与负载电流的关系。 如图所示 ,图 中横坐标β负载电流与额定电流的比值 ,为负载系数。 变压器的效率总是小于 1,变压器的效率与负载有关。 空载时 ,纵坐标效率η ,随着负载增大 ,开始时效率β也增大；但后来因铜损增加很快 , η反而有所减小 ,在不到额定负载时出现η最大值。 1H411044 熟悉旋转电机的工作特性 目前广泛应用的异步电动机 ,它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便、启动容易、成本较低等优点 ,但也有调速困难、功率因数偏低等缺点。 一、三相 异步电动机 铭牌数据 ：例如 :Yl60L4。 Y表示 (笼型 )异步电动机； 160一表示机座中 心高为 160mm； L表示长机座 (S 表示短机座 ,M表示中机座 )； 4一表示 4 极电动机。 指电动机定子绕组应加的 线 电压有效值 ,即电动机的额定电压。 ：指电动机所用交流电源的频率 ,50Hz。 指在额定电压、额定频率下满载运行时电动机 轴上输出 的机械功率 ,即额定功率。 指电动机在额定运行 (即在额定电压、额定频率下输出额定功率 )时定子绕组的 线 电流有效值 ,即额定电流。 ：指电动机在额定电压下 ,三相定子绕组应采用的联接方法。 （星接或角接） ：按电动 机所用绝缘材料允许的最高温度来分级的。 目前一般电动机采用较多的是 E 级绝缘和 B 级绝缘。 二、三相异步电动机的特性 :电源电压一定时 ,异步电动机的转速 n与电磁转矩 Tem 的关系称为机械特性。 电动机的电磁转矩与电压平方成正比。 :电源电压和频率为额定值时 ,电动机定子电流 I、转速 n、定子功率因数 COSψ 1效率 η 与电动机输出机械功率 P2之间的关系 ,称为电动机的工作特性。 工作特性可以用相应的曲线来表示 ,如图 1H4110442 所示。 此特性要理解： 定子电流 I、转速 n、定子功率因数 COSψ 1效率η与电动机输出机械功率 P2之间的关系 ,称为电动机的工作特性。 1H411050 自动控制系统类型、组成和自动控制方式 1H411051 掌握自动控制的方式 按照不同的目的和要求，自动控制方式可分为 简单控制系统 、 串级控制系统 、 前馈控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择性控制系统。 P2 生产过程中 80﹪ 左右的控制系统是 简单控制系统。 以提高系统质量为目的的复杂控制系统，主要有串级控制系统和前馈控制系统；满足某些特定要求的控制系统，主要有比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择 性控制系统。 一、简单控制系统 简单控制系统通常是指由一个控制器、一个执行器（控制阀）、一个被控对象、一个检测元件和一个变送器所组成的单闭环负反馈控制系统，也称为单回路控制系统。 在简单控制系统中，检测元件和变送器用来检测被控变量并转换为标准信号。 当系统受到扰动影响时，测量信号与设定值之间就有偏差，检测变送信号在控制器中与设定值相比较，并将其偏差值按一定的控制规律运算，输出控制信号驱动执行器（控制阀）改变操纵变量，使被控变量回到设定值上。 统的 特点 （ 1）结构简单； （ 2）所需的自动化装置数量少、投资低、操作维护也比较方便； （ 3）在一般情况下容易满足控制质量要求。 二、串级控制系统 串级控制系统是一种常用的复杂控制系统。 它由两个控制器串联连接组成，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值，在结构上具有以下特征： （ 1）将原被控对象分解为两个串联的被控对象； （ 2）以连接分解后的两个被控对象的中间变量为副被控变量，构成一个简单控制系统，成为副控制系统、副回路或副环； （ 3）以原对象的输出信号为主被控变量，即分解后的第 二个被控对象的输出信号，构成一个控制系统，称为主控制系统、主回路或主环； （ 4）主控制系统中控制器的输出信号作为副控制系统控制器的设定值，副控制器的输出信号作为主被控对象的输入信号； （ 5）主回路是定值控制系统，对主控制器的输出而言，副回路是随动控制系统，对进入副回路的扰动而言，副回路是定值控制系统。 特点 （ 1）由于副回路的存在，改善了对象的动态特性，提高了系统的工作频率； （ 2）能迅速克服进入副回路扰动的影响，提高系统的抗扰动能力； （ 3）对负荷变化有一定的自适应能力。 三、前馈控制系 统 前馈控制系统主要是根据扰动的大小来进行控制的系统，和反馈控制系统相比，具有快速及时的特点，但是不容易做到完全补偿。 在前馈控制系统中，一旦出现扰动，控制器将直接所测得的扰动大小和方向，按一定规律实施控制作用，补偿扰动对被控变量的影响。 由于扰动发生后，在被控变量还未出现变化时，控制器就已经进行控制，所以称此种控制为前馈控制。 这种前馈控制作用如能够恰到好处，可以使被控变量不再因扰动作用而产生偏差，因此它比反馈控制及时。 特点 （ 1）前馈控制是一种开环控制； （ 2）前 馈控制是一种按扰动大小进行补偿的控制； （ 3）前馈控制使用的是视对象特性而定的专用控制器； （ 4）一种前馈控制作用只能克服一种扰动； （ 5）前馈控制只能抑制可测不可控的扰动对被控变量的影响； （ 6）在实际工业生产过程中，影响被控变量的扰动因素很多，不可能对每个扰动都设计一套独立的前馈控制系统； （ 7）对不可测的扰动无法实现前馈控制。 四、其他控制系统 （比值调节系统） 均匀控制系统是在连续生产过程中各种设备前后紧密联系的情况下提出来的特殊的液位（或气压） 流量控制系统，其目的在于使液位保持在 一个允许的变化范围，而流量也保持平稳。 从结构上看，它可以是简单控制系统，也可以是其他控制系统。 （取代调节系统） 自动保护控制系统是把由工艺的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合逻辑方案。 在正常工况下，由一个正常的控制方案起作用，当生产操作趋向限制条件时，另一个用于防止不安全情况的控制方案将取代正常情况下工作的控制方案，直到生产操作重新回到允许范围以内，恢复原来的控制方案为止。 一台控制器的输出信号同时控制两个或两个以上的控制阀的控制系统就是 分程控制系统。 其目的包含两方面，一是从改善控制系统的品质角度出发，分程控制可以扩大控制阀的可调范围，使系统更为合理可靠；二是为了满足某些工艺操作的特殊要求。 1H411052 熟悉自动控制系统的分类 1．按 给定信号 的特征分：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。