有关电气自动控制的一些计算
电气自动化中无功补偿技术的应用分析
73M achining and Application机械加工与应用电气自动化中无功补偿技术的应用分析朱 根（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂，山东 济南 271104）摘 要：电气自动化技术的日渐纯熟促进了我国工业生产总值的可持续增长，尤其在进入二十一世纪后，工业生产领域电气设备数量不断增长，在满足正常生产需求的同时，电力能源消耗也呈现出逐年递增态势。
在这种形势之下，无功补偿技术逐步在电气自动化生产当中得到普遍推广和应用，该技术不仅能够提升供电效率，降低线路损耗，同时，能够节省大量的电力能源，进而为工业生产企业创造更多的经济效益。
因此，本文将围绕无功补偿技术的基本原理，以及在电气自动化中的应用优势与效果展开全面论述。
关键词：电气自动化；无功补偿技术；基本原理；具体应用中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0073-2 收稿日期：2020-12作者简介：朱根，男，生于1989年，汉族，山东平阴人，本科，中级工程师，从事电气设备技术与管理工作。
电力供电系统作为各种自动化电气设备的能源供应装置，为工业生产企业的自动化生产提供了源源不断的动力能源。
但是，受到电力供电系统功率因数的影响，系统在提供电力能源的同时，极易出现供电变压器与输送线路损耗，进而影响电网的供电质量，导致自动化电气设备无法正常运转。
而无功补偿技术的出现，能够提高电网的功率因数，有效改善供电环境，并且在保持稳定供电电压的前提下，能够节省大量的电力能源。
1 无功补偿技术基本原理无功补偿又称之为无功功率补偿，是电力供电系统当中调节和改善供电环境，提升电网功率因数的重要装置。
近年来，由于我国工业生产过程中使用的自动化电气设备越来越多，导致设备功率消耗量巨大，无形当中就增加了企业的经济负担。
而无功补偿技术的出现恰恰解决了这一难题，尤其在电气自动化生产过程中的应用，使得电网供电质量得到可靠保障，进而电网的电力能源损耗量也显著降低，因此，无功补偿装置始终在电力供电系统中扮演着不可或缺的角色。
继电保护定值计算
继电保护定值计算随着电力工业迅速发展，继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐，大量的电磁式继电保护装置被微机保护所取代。
针对多种形式、不同厂家各异的继电保护及自动装置能否正确动作，直接关系到电力系统的安全稳定运行。
有数据表明：电力系统因继电保护引起的电力事故占较大比重，由于定值计算与管理失误造成继电保护“三误”事故也时有发生。
因此，探索新模式下的继电保护定值计算与管理工作显得十分重要。
1 定值计算的前期工作1.1定值计算需要大量前期资料定值计算应具备准确无误的计算资料，这是进行定值计算的前提。
它包括：一、二次图纸；所带变压器、电容器、消弧线圈、电抗器等铭牌数据和厂家说明书；电压互感器、电流互感器变比和试验报告；实测线路参数或理论计算参数；保护装置技术说明书、现场保护装置打印清单等等。
1.2在实际计算中遇到的问题图纸或资料与现场实际不符；比如TA变比与实际不符、线路长度与实际不符、变压器短路阻抗与实际不符、应该实测的参数没有实测值、图纸错误等等。
定值计算所需资料不全：未提供电容器内部接线形式；没有现场保护装置打印清单等。
提供资料标注不清：架空线没有分段标注长度和型号；电缆线路在方案中没有写清所带用户或标注双电缆。
1.3TA变比与实际不符使定值计算错误例：某变电站10kV出线，带两台容量SN为1000kVA变压器，短路阻抗UK为6％，资料提供TA变比N为600/5，实际变比N为1000/1。
保护定值计算：TA变比N取600/5，过流保护按躲过最大负荷电流整定：I≥1.5×2SN×3 1/2UeN=1.37A则一般定值最小可选：600/5，2A。
而实际情况：TA变比N取1000/1，代入I≥0.16A可选择：1000/1 1A。
速断按躲过变压器低压侧短路整定：短路阻抗标么值：（取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=10.5kV，基准电流IB=5500A）当UB=UN时X*=UK%×SB/(100×SN)=6I≥1.3×5500/(X*×N)=9.93A（N取600/5）一般最小可取：600/5，10A。
电气传动自动控制系统模拟题
电气传动自动控制系统模拟试卷1：一、填空（共10分，每题2分）1. 常用的可控直流电源有旋转变流机组、、直流斩波器三种类型。
2. 晶闸管触发与整流装置的近似传递函数是。
3. 采用比例调节器的直流调速系统，考虑相同理想空载转速的情况，闭环静差率s cl与开环静差率s op的关系是s cl＝。
4. 一般来说，调速系统的动态指标以性能为主，而随动系统的动态指标以跟随性能为主。
5. 对于典型I型系统，开环放大倍数K越大，截止频率就越，系统响应就越，稳定性就越。
二、选择题（共10分，每题2分）1. 晶闸管整流器的失控时间和有关。
（A）整流器内阻（B）晶闸管电流（C）输入电压幅值（D）脉波数2. 试给出PI调节器的传递函数，并绘出用运算放大器的实现电路。
从频域特征上判断一个调速控制系统的性能（A）截止频率高，响应就慢（B）高频衰减快，抗干扰能力不强（C）低频段增益高，稳态精度（D）中频段越窄，稳定性越好3. 电压负反馈的调速系统不能抑制扰动。
（A）电网电压波动（B）调节器放大倍数变化（C）晶闸管内阻变化（D）负载波动4. 直流双闭环调速系统中通过变化就可以调整最大负载电流。
（A）速度给定（B）电网电压（C）电流调节器限幅（D）速度调节器限幅5. 典型I型系统可以无静差地跟踪信号（A）斜坡信号（B）阶跃信号（C）加速度信号（D）锯齿波信号三、简答题（共40分，每题5分）1. 试给出典型I型传递函数，并绘出其Bode图。
2. 在直流双闭环调速系统中，速度调节器有哪些作用？3. 调速系统的精度主要取决于哪些因素？4. 试绘出直流电动机的单闭环调速系统的静态结构图，结合该图说明闭环系统可以抑制哪些扰动。
5. 试绘出直流电机调压调速的机械特性和静特性。
6. 高频段小惯性环节如何近似处理？其近似条件是什么？7. 常见的交流调速方法有哪些？各有何特点？8. 试给出转速电流双闭环直流调速系统在稳态工作时的速度调节器和电流调节器输入和输出值。
电气元件选型及计算
电气元件选型及计算1、已知三相电动机容量，求其额定电流口诀(c):容量除以千伏数，商乘系数点七六。
三相二百二电机，千瓦三点五安培。
常用三百八电机，一个千瓦两安培。
低压六百六电机，千瓦一点二安培。
高压三千伏电机，四个千瓦一安培。
高压六千伏电机，八个千瓦一安培。
容量大一点的减一点.小一点的加一点精确计算电流I=P/UXJ3Xcos©(A)补充:准确的说,还应乘上电机效率.一般为0.9我们常见的三相电机额定电压(U)是380v.功率因数(COS©)—般是0.85,电机铭牌上会有标注10KW的三相电机额定电流的具体算法：I=10000F(380X1.73X0.85X0.9)~19.8A2、测知电力变压器二次侧电流，求算其所载负荷容量口诀：已知配变二次压，测得电流求千瓦。
电压等级四百伏，一安零点六千瓦。
电压等级三千伏，一安四点五千瓦。
电压等级六千伏，一安整数九千瓦。
电压等级十千伏，一安一十五千瓦。
电压等级三万五，一安五十五千瓦。
3、测知白炽灯照明线路电流，求算其负荷容量照明电压二百二，一安二百二十瓦。
不论供电还是配电线路，只要用钳型电流表测得某相线电流值，然后乘以220系数，积数就是该相线所载负荷容量。
测电流求容量数，可帮助电工迅速调整照明干线三相负荷容量不平衡问题，可帮助电工分析配电箱内保护熔体经常熔断的原因，配电导线发热的原因等等。
4、测知无铭牌380V单相焊接变压器的空载电流，求算基额定容量口诀：三百八焊机容量，空载电流乘以五。
变压器的空载电流一般约为额定电流的6%~8%(国家规定空载电流不应大于额定电流的10%)。
这就是口诀和公式的理论依据。
4、已知380V三相电动机容量，求其过载保护热继电器元件额定电流和整定电流口诀：电机过载的保护，热继电器热元件；号流容量两倍半，两倍千瓦数整定。
热元件整定电流按“两倍千瓦数整定”；热元件额定电流按“号流容量两倍半”算选；热继电器的型号规格即其额定电流值应大于等于热元件额定电流值。
自动控制原理课程设计--串联超前—滞后校正装置(2)
课题：串联超前—滞后校正装置（二）专业：电气工程及其自动化班级： 2011级三班姓名：居鼎一（20110073）王松（20110078）翟凯悦（20110072）陈程（20110075）刘帅宏（20110090）邓原野（20110081）指导教师：毛盼娣设计日期：2013年12月2日成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录一、设计目的-------------------------------------------------------------1二、设计要求-------------------------------------------------------------1三、实现过程-------------------------------------------------------------33.1系统概述-------------------------------------------------------- 33.1.1设计原理------------------------------------------------- 33.1.2设计步骤------------------------------------------------- 43.2设计与分析----------------------------------------------------- 53.2.1校正前参数确定--------------------------------------- 53.2.2确定校正网络的传递函数--------------------------- 53.2.3 理论系统校正后系统的传递函数和BODE 图-- 73.2.4系统软件仿真------------------------------------------ 8四、总结------------------------------------------------------------------15五、参考文献-------------------------------------------------------------16自动控制原理课程设计报告一、设计目的（1）掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。
电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用
电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用摘要：PLC又被称为可编程逻辑控制器，在系统中可以作为储存器，也具有编程的相关功能，是信息化技术发展的代表，具有显著优势。
在电气工程自动化领域，PLC技术改变了传统的技术应用框架，显著增强了自动化控制功能，产生深远影响。
因此，为更好地顺应电气工程项目的发展要求，应掌握PLC技术的应用要点，充分发挥该技术的功能。
关键词：电气工程；自动化控制；PLC技术；应用1概述PLC技术1.1PLC技术概念PLC技术又被称之为可编程逻辑控制器，是专门为工业环境下设计出的数字运算操作电子系统[1]。
PLC控制器内部设置了可编程储存装置，用于储存逻辑运算、顺序控制、定时、算术运算等操作指令。
可编程逻辑控制器内部具有的微处理器主要被应用于自动化控制数学运算控制器中，可以将控制指令随时载入并执行。
可编程逻辑控制器内部包括CPU、指令及数据内存、电源、数字模拟转换等功能模块，可满足逻辑控制、时序控制、模拟控制等要求。
1.2PLC技术应用原理在将PLC技术应用在电力工程自动化控制内，需要经过输入采样、程序执行、系统输出三大流程。
在输入采样过程中，可编程逻辑控制器使用数据扫描方式，全方位采集电气设备运行期间的各类数据信息。
在数据输入完成后，执行相关的输出刷新操作指令。
输出刷新期间，可编程逻辑控制器内的CPU会将映像状态及上一次输入数据进行综合处理，将数据存储在电路内部，对外设驱动操作。
与其他控制系统相比，可编程逻辑控制器可以对电力工程自动化控制的开关、顺序及闭环进行全方位管控，确保电气设备自动化控制系统能够更加适用于复杂环境。
1.3PLC技术特点PLC作为一种数字运算操作的电子系统主要被应用于工业环境下。
在PLC系统运行期间还借助了可编程储存器，用于内部储存执行逻辑运算、定时、算术运算等操作指令，借助数字式、模拟式的输出及输入控制各类生产机械设备运行全过程。
PLC系统需要使用顺序扫描、不断循环的方式运行。
供配电微机常用保护整定计算
供配电微机常用保护整定计算潘飞(大连西太平洋石油化工有限公司116600)摘要本文根据对供配电微机综合保护控制装置的实验摸索和理论研究，结合目前国内外常用微机综合保护控制装置的特点，简化了供配电设备微机常用保护的整定计算方法，给出了实用的计算数据。
关键词供配电，微机保护，综合保护，整定计算1引言随着微计算机技术的发展，微机综合保护控制装置（以下简称微机保护）将在供配电系统保护中获得广泛的应用。
如何将微机保护设置的恰到好处是摆在每个微机保护应用人员的重要任务。
微机保护装置的各种保护功能通常具有4~6段，每段保护既可选定时限也可为反时限，如将定时限动作时间设为0即成为速断保护，而且还可以通过编程自定义您所需要的各种保护和控制的新功能组合，再将多种保护和控制功能组成保护控制功能组，多组保护控制功能组之间可根据输入状态自动转换。
考虑经济和安装等问题而不必装设的机电式保护功能在微机保护中已变的非常容易实现。
2微机保护整定计算基础由于互感器、断路器等测量和执行元件及微机保护自身性能的提高，以及利用微计算机对多个供配电所或大型供配电系统的全部微机保护进行整定计算的需要，用于机电式保护继电器的部分整定计算方法已不能适应其要求，应给予修正。
2.1互感器变比在微机保护整定计算中，为了适应互感器二次数值的不同，不是采用互感器变比参与计算，用物理量作为整定值，而是用互感器的一次值作为计算参数，采用标幺值作为整定数据。
2.2接线系数由于机电式继电器的电流输入可为单相也可为两相差接，因此在整定计算时必须采用接线系数加以区分，而微机保护装置是同时输入三相数据，如仅有两相输入源也可由这两相输入源之和取反的方式作为第三相输入源，据此，在微机保护整定计算时已不需考虑接线系数。
2.3返回系数微机保护不必因接点压力问题考虑返回系数，通常过量动作返回系数K re大于0.95，欠量动作K re小于1.05，一些微机保护甚至达到0.98或1.02。
电气自动控制原理与系统(第三版)
比例环节的波德图
（2）对数相频特性 由于υ（ω）=0，因此其对数相 频特性曲线是一条与横轴重合的水平线。
图4-3 比例环节 的Bode图
积分环节的波德图
1．传递函数
2．频率特性
1 G ( s) is
G( j )
1 j i
j
1
i
1
i
e
j
π 2
(4-10) (4-11) (4-12)
• 对比积分环节对数频率特性公式可知，它们之间仅 差一个负号，因此它们的Bode图对称于横轴。即对 数幅频特性L（ω ）为一条斜率为20dB/dec的直线。 当τ d=1时（理想微分环节），该直线通过横轴 ω =1处。 • 当τ d≠1时，该直线通过横轴ω =1/τ d处。由于对 数相频特性φ （ω ）=π /2，因此对数相频特性曲 线是一条通过纵轴φ （ω ）=π /2处、与横轴平行 的直线。
惯性环节的波德图
惯性环节相移计算表
ωτ 0.1 0.25 -14.1 0.4 0.5 1.0 -45 2.0 2.5 4.0 10.0 -84.3 相移/（°） -5.7 -21.8 -26.6 -63.4 -68.2 -75.9
第四章自动控制系统的频域分析法
主要内容
• • • • • • • 第一节 频率特性的基本概念 第二节 典型环节的博德图 第三节 控制系统开环博德图的绘制 第四节 对数频率稳定判据与稳定裕量 第五节 典型系统的开环博德图与频域指标 第六节 开环频率特性与阶跃响应之间的关系 本章小结
电气自动控制原理与系统 第3版
惯性环节的波德图
惯性环节对数幅频特性误差修正表
τω 误差/dB 0.1 -0.04 0.25 -0.32 0.4 -0.65 0.5 -1.0 1.0 -3.0 2.0 -1.0 2.5 -0.65 4.0 -0.32 10.0 -0.04
电气自动化中无功补偿技术及其应用
• 140•近年来我国的电气自动化系统随着科学技术的稳定发展取得了大量研究成果，电气自动化设备的应用也让各类技术手段得到了广泛应用。
其中无功补偿技术的作用在于降低电能在电路当中的损耗，并且保障电力系统的自动化水平实现对于电能的充分利用，有效提升电能利用效率。
目前电气自动化设备应用带来的主要问题在于快速跟踪无功补偿和谐波治理的问题更加突出。
由于系统当中经常会出现谐波，且导致负荷稳定性下降，传统的静态无功补偿技术已经无法发挥有效作用，因此动态化的无功补偿技术将成为一种可行的技术途径，根据系统的负荷状态进行快速跟踪，并滤除谐波无功以保障电力系统功能的安全、经济运行。
1 无功补偿技术的特征整体来看无功补偿技术的作用在于满足电力网与负荷端的电压水平，因此会在这些区域设置无功电源，包括调相机、电容器等。
目前异步电动机或是变压器等电感性负荷是无功功率的主要设备，且无功功率一般消耗在异步电动机当中。
在目前的架空供电线路当中也有所涉及。
此时为了补偿供电设备所需的无功功率，会采取无功补偿技术手段来改进用电功率因素，让企业的供用设备保持经济合理运行。
总体而言无功补偿技术的技术意义主要体现在多个方面，包括降低供配电系统损耗提升系统利用率、实现系统电压幅值控制与稳定网络电压等，且在降低谐波电流对供电系统破坏作用方面也具有显著功能。
2 电气自动化中的无功补偿技术2.1 电力负荷功率因素功率因素本身指的是电力网中通过线路或变压器的功率百分数。
在目前的电网运行环节，功率因素一般会维持在比较大的范围内，因此可以考虑通过电力设备的视在功率来对有功功率进行供给，从而降低无功功率的传输减少有功功率产生的损耗情况。
这样一来也能提升地提升用户当中的功率因素并且改进供电设备在电压质量方面的效能。
如果Q 为零，那么功率因数设置为1，因而提升功率因素就是减少用电设备的无功功率。
2.2 并联电容器技术并联电容器在无功补偿方面的作用主要体现在降低电网线损并提升电压质量，该技术手段也具有普遍性。
电气自动化仪表工程量计算规则
第八章自动化控制仪表安装工程总则1、自动化装置及仪表安装调试，包括温度、压力、流量、差压、物位、显示仪表、单元组合仪表、液动单元仪表、组合仪表、调节仪表、执行机构、工业计算机和外围外部设备等，均以“台”或“套”为计量单位。
2、仪表盘、箱、柜安装以“个”、“台”或“套”为计量单位。
3、电缆、补偿导线及配管敷设，按图示长度计算，以延长米计算。
4、仪表管路有介质管、气信号管、供气管、伴热管、管缆等，应区别不同用途和安装方式,按图示长度计算，以延长米计算。
5、仪表、阀门安装及配件、附件制作、安装，以“个”为计量单位。
第一节过程检测与控制装置及仪表安装第1.1条检测仪表及控制仪表安装和单体调试包括温度、压力、流量、差压、物位、显示仪表、组合仪表、调节仪表、执行仪表，均以“台（块）”为计量单位，放大器、过滤器等与仪表成套的元件、部件或是仪表的一部分，其工程量不得分开计算。
第1.2条仪表在工业设备、管道上的安装孔和一次部件安装，按预留好和安装好考虑，并已合格，已包括部件提供、配合开孔和配合安装的工作内容，不得另行计算。
第1.3条电动或气动调节阀按成套考虑，包括执行机构与阀、手轮或所带附件成套，不能分开计算工程量。
但是，与之配套的阀门定位器、电磁阀要单列。
执行机构安装调试不包括风门、挡板或阀。
执行机构或调节阀还应另外配置附件，组成不同的控制方式，附件选择按本指南所列项目。
第1.4条蝶阀、多通电动阀、多通电磁阀、开关阀、O型切断阀、偏心旋转阀、隔膜阀等在工业管道上已安装好的调节阀门，包括现场调试、检查、接线、接管和接地，不得另外计算运输、安装、本体试验工程量。
第1.5条管道上安装节流装置，只计算一次安装工程量并包括一次法兰垫的制作安装。
第1.6条工业管道上安装流量计、调节阀、电磁阀、节流装置等由自控仪表专业配合管道专业安装，其领运、清洗、保管的工作已包括在自控仪表的相应项目内。
不在工业管道或设备上的仪表系统用法兰焊接和电磁阀安装，属仪表安装范围。
信息技术在电气自动化中的应用
信息技术在电气自动化中的应用一、概述随着科学技术的不断进步，信息技术在各个行业中发挥着越来越重要的作用。
在电气自动化领域，信息技术的应用也日益广泛，为电气系统的智能化运行提供了重要支持。
本文将就信息技术在电气自动化中的应用进行深入探讨，以期更好地理解信息技术对电气自动化的推动作用。
二、信息技术在电气自动化中的基本概念1. 信息技术的概念信息技术是指利用计算机技术、通信技术和信息处理技术来获取、存储、传输、加工和利用信息的一门综合性技术。
信息技术的发展使得信息处理更加高效、准确和快速，为各个领域的发展提供了技术支持。
2. 电气自动化的概念电气自动化是指利用电气技术与自动控制技术相结合，实现对电气设备和系统的自动化控制和运行。
电气自动化的发展促进了工业生产的自动化水平提高，同时也提高了电气设备的运行效率和安全性。
3. 信息技术在电气自动化中的应用意义信息技术的应用为电气自动化带来了新的发展机遇，它能够提高电气系统的自动化水平，增强设备的智能化程度，提高生产效率，降低能源消耗，改善生产环境，并推动电气自动化向数字化、智能化、网络化方向发展。
三、信息技术在电气自动化中的具体应用1. 物联网技术在电气自动化中的应用物联网技术是信息技术的重要组成部分，它通过将传感器、通信技术和信息处理技术相结合，实现设备之间的联网和数据交换。
在电气自动化领域，物联网技术可以实现设备之间的实时监测和通信，提高设备的智能化管理和控制水平，促进电气系统的智能化运行。
2. 云计算技术在电气自动化中的应用云计算技术是信息技术的新兴技术之一，它通过集成大量的计算资源和存储资源，为用户提供数据存储、计算和应用服务。
在电气自动化领域，云计算技术可以实现数据的集中存储和管理，实现远程监测和控制，提高电气设备的运行效率和安全性。
3. 大数据技术在电气自动化中的应用大数据技术是信息技术的热门技术之一，它通过对海量数据进行采集、存储、处理和分析，为用户提供有价值的信息和决策支持。
综保的整定计算
微机型综合保护装置典型整定计算摘要：继电保护整定计算专业性较强，然而在实践工作中，又是每名电气相关专业必须掌握的专业知识。
关键词：整定计算定值保护随着自动控制技术的开展，采用计算机技术实现其根本原理的微机智能型综合保护装置在公司得到了广泛应用，既不同于传统的电磁继电器，又不同于采用模拟电子技术的集成电路形式的继电器，因而有些功能的实现方式较以往也有不同，并且增加了一些传统继电器〔如GL、DL〕所不具备的功能。
这样一来，使用新型综合保护装置在计算保护定值时遇到许多困惑，因为目前没有完整的保护整定计算的参考书。
为了使大家对综合保护装置的整定计算有所了解和掌握，我结合过去整定计算的经历和有关综合保护装置的功能与保护整定计算的有关规定，对保护整定计算进展了总结形成此扁文章，不同厂家的保护装置对保护功能设置与各参数选择也许不同，但根本上小异。
本文只对常用设备保护进展了论述与未对短路电流进展计算，仅供大家参考。
线路保护整定计算降压变电所引出10KV电缆线路,线路接线如下列图所示:条件:最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流为5500A,配电所母线三相短路电流为5130A，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流为820A。
最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流为3966A,配电所母线两相短路电流为3741A，配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流为689A。
电动机起动时的线路过负荷电流为350A，10KV电网单相接地时最小电容电流为15A，10KV电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流为1.4A。
系统中性点不接地。
A、C相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
整定计算〔计算断路器DL1的保护定值〕1、瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流，取110A保护装置一次动作电流灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。
自动控制原理第2章
略去高次项，
yy0 dfd(IT
第2章第20页
② 两个自变量
y=f(r1， r2)
静态工作点： y0=f(r10， r20)
在y0=f(r10， r20) 附近展开成泰勒级数，即
y
f
(r10,r20)rf1
(r1
r10)rf2
(r2
r20)
EXIT
第2章第14页
2.1.3 机电系统
图示为一他激直流电动机。 +
图中，ω为电动机角速度
（ rad/s ） ， Mc 为 折 算 到 电 ua 动机轴上的总负载力矩 _
（ N·m ） ， ua 为 电 枢 电 压 + （V）。设激磁电流恒定，
并忽略电枢反应。
_
ia La
ea Ra
Mc
负载
取得u: a为给定输入量， ω为输出量，Mc为扰动量，忽略电枢电感，
• 传递函数是在拉氏变换基础之上引入的描述线性定常系统或 元件输入、输出关系的函数。它是和微分方程一一对应的一 种数学模型，它能方便地分析系统或元件结构参数对系统响 应的影响。
EXIT
第2章第26页
1. 定义 零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变
换与输入量的拉氏变换之比，称为该系统的传递函 数，记为G(s)，即：
例 一个由弹簧-质量-阻尼器组成 的机械平移系统如图所示。m为物 体质量，k为弹簧系数，f 为粘性 阻尼系数，外力F(t)为输入量，位 移x(t)为输出量。列写系统的运动 方程。
F
k
m x
EXIT
第2章第10页
解 在物体受外力F的作用下，质量m相对于初始状态的位移、速 度、加速度分别为x、dx/dt、d2x/dt2 。设外作用力F为输入量，位 移 x 为输出量。根据弹簧、质量、阻尼器上力与位移、速度的关 系和牛顿第二定律，可列出作用在上的力和加速度之间的关系为
电气、自动化控制及仪表安装工程工程量计算规则
电气、自动化控制及仪表安装工程工程量计算规则一、35千伏以下变（配）电设备电力变压器安装及干燥，按不同电压等级，不同容量分别以“台”为计量单位。
2、变压器油过滤以“吨”为计量单位。
变压器、断路器及其它充油设备的安装，定额内均未包括绝缘油的过滤，需过滤时按制造厂提供的油量计算。
计算公式：油过滤数量（吨）＝设备充油量（吨）×（1＋损耗率）损耗率为1.8％。
3、断路器、互感器的安装，按不同电压等级，不同电流以“台”为计量单位。
4、隔离开关、避雷器、熔断器、电抗器的安装以“组”为计量单位，每组按三相计算。
5、发电机、调相机、电动机的检查接线和解体检查按不同功率（KW）分别以“台”为计量单位，上述设备安装套用其他各册定额。
6、成套高压配电柜、低压配电柜、控制屏、配电箱安装均以“台”为计算单位。
上述设备安装均未包括基础槽钢、角钢的制作安装，母线及引下线的配制安装，应另套相应定额。
7、盘柜配线按导线截面（mm2）大小，以“米”为计量单位。
8、盘柜的外部连线预留长度按表1计算。
表1 单位：米/根序号项目预留长度说明1 各种箱、柜、板、盒高+宽盘面尺寸2 单独安装的铁壳开关、闸刀、起0.5 从安装对象中心起算动器、变阻器0.3 从安装对象中心起算3 继电器、控制开关、信号灯、按钮、熔断器4 分支接头 0.2分支线预留二、母线、绝缘子安装及电缆1、支持绝缘子安装按不同电压等级以“个”为计量单位。
2、悬式绝缘子串安装按不同电压等级以“串”为计量单位。
3、软母线安装，按不同电压等级和导线截面（mm2）大小以“跨/三相”为计量单位。
设计跨距不同时不得调整。
导线、绝缘子、线夹、金具、均压环，间隔棒等，按施工图设计用量计列。
4、软母线引下线安装，指从软母线引向设备的连接线，按导线截面大小以“跨/三相”为计量单位，设计长度不同时，不得调整。
导线、绝缘子、金具按施工图设计用量计列。
5、带型母线和带型母线引下线安装，分铝母线和铜母线及每相片数按片截面积（mm2）大小，以“米/单相”为计量单位。
电气自动化考试试题
电气自动化考试试题电气自动化是一门融合了电气工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等多个领域的综合性学科。
其在现代工业、农业、交通、能源等领域都有着广泛的应用。
为了检验考生对电气自动化相关知识的掌握程度，以下将呈现一套全面且具有一定难度的电气自动化考试试题。
一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种电器元件主要用于接通和分断电路？（）A 接触器B 继电器C 熔断器D 按钮2、三相异步电动机的旋转磁场转速与（）有关。
A 电源电压B 电源频率C 磁极对数D 以上都是3、在 PLC 编程中，常开触点对应的指令是（）A LDB LDIC OUTD AND4、直流电机的调速方法不包括（）A 改变电枢电阻B 改变电枢电压C 改变磁通D 改变电源频率5、自动控制系统中，反馈的作用是（）A 消除偏差B 增大偏差C 保持偏差不变D 以上都不对6、以下哪种传感器可用于测量位移？（）A 光电编码器B 热电偶C 压力传感器D 湿度传感器7、电力电子器件中，属于全控型器件的是（）A 二极管B 晶闸管C 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）D 电力二极管8、交流接触器的铁芯通常采用（）制成。
A 硅钢片B 铸铁C 铜D 铝9、变压器的主要作用是（）A 改变电压B 改变电流C 改变阻抗D 以上都是10、在电气控制系统中，热继电器主要用于（）保护。
A 短路B 过载C 欠压D 失压二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、电路的基本组成部分包括电源、＿____、负载和中间环节。
2、正弦交流电的三要素是幅值、角频率和_____。
3、三相异步电动机的定子绕组有_____和三角形两种接法。
4、可编程控制器（PLC）的基本组成包括_____、存储器、输入输出接口和电源。
5、电气控制系统中，常用的保护环节有短路保护、＿____保护、过电流保护、失压保护和零压保护等。
6、直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和_____四种。
7、传感器通常由_____、转换元件和测量电路三部分组成。
(完整版)第五章 电气控制的逻辑设计
第五章 电气控制的逻辑设计逻辑设计是近年发展起来的一种新兴设计方法，它的主要优点就在于能充分应用数学 工具和表格，全面考虑控制电路的逻辑关系，按照一定的方法和步骤设计出符合要求的控 制电路。
用逻辑设计法设计出的控制电路，精炼、可靠。
第一节 电气线路的逻辑表示一、电器元件的逻辑表示为便于用逻辑代数描述电路，对电器元件状态的逻辑表示作如下规定：(1)用K 、KM 、ST 、SB 分别表示继电器、接触器、行程开关、按钮的常开(动合)触头；用 表示其相应的常闭(动断)触头。
(2)电路中开关元件的受激状态(如继电器线圈得电，行程开关受压)为“1”状态；开关元件的原始状态(如继电器线圈失电，行程开关未受压)为“o ”状态，触头的闭合状态为“1”状态，触头的断开状态为“0”状态。
K ＝1，继电器线圈处于得电状态；K ＝o ，继电器线圈处于失电状态；K ＝1，继电器常开触头闭合；K ＝o ，继电器常开触头断开；K ＝1，继电器常闭触头闭合；K ＝o ，继电器常闭触头断开。
从上述规定看出，开关元件本身状态的“1”(线圈得电)、“o ”取值和它的常开触头的‘1”、“o ”取值一致，而和其常闭触头的取值相反。
B S T S MK K 、、、二、逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示在逻辑代数中，常用大写字母A、B、C、…表示逻辑变量。
三、电气线路的逻辑表示有了上述规定和基本逻辑关系，就可以应用逻辑代数这一工具对电路进行描述和分析。
具体步骤是：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件、保护元件等，它们触头间相互联接关系的逻辑函数表达式(均以未受激时的状态来表示)。
有了各个电气元件(以线圈为对象)的逻辑表达式后，当发出主令控制信号时(如按一下按钮或某开关动作)，可分析判断哪些逻辑表达式输出为“1”(表示那个电器线圈得电)，哪些表达式由“1’’变为“o”。
从而可进一步分析哪些电动机或电磁阀等运行状态改变，使机床各运动部件的运行发生何种变化等。
基于PLC技术的电气设备自动控制系统
基于PLC技术的电气设备自动控制系统摘要：为了给工业自动化提供技术支持，设计了一种基于PLC技术的电气设备自动控制系统。
获取电气设备运行的相关信息，输入到PLC可编程控制器，用于控制电气设备。
这些信息被输入到输出模块，用于控制电气设备和开关阀电路的工作状态。
显示模块为用户提供电气设备的运行信息。
实验结果表明，该系统运行稳定，具有良好的通信性能，能够控制电气设备的温度和压力，实际应用效果较好。
关键词：PLC技术；电气设备；自动控制系统引言可编程逻辑控制器的缩写是PLC。
在PLC控制技术出现之前，计算机技术在自动控制中的应用很少。
但是自从PLC技术的出现，它可以将计算机技术和自动控制技术有机的融合在一起，这两种新技术可以更好的促进相关产业的发展。
后期很多企业很好的更新了PLC控制系统的产品，使得PLC更加先进，在很多工业领域得到应用。
这大大提高了人们对PLC的认识，更多的企业选择使用PLC技术来控制其相关系统，尤其是在电气自动化方面。
1简述PLC技术PLC主要由微处理器存储器等组成。
通过智能设计实现智能控制系统。
PLC 技术可以通过逻辑分析对输入信号进行处理，通过输出形式对其进行控制，使其智能工作。
PLC系统可以执行某些操作，如内部逻辑运算，而传统的控制系统主要用于电气自动化，连接过程繁琐，系统灵活性低。
PLC系统包括电源等相关部件，用户可根据需要适当扩展和补充外部设备的辅助控制。
在PLC控制系统中，电源可以控制系统的关机和启动，并通过输入输出接口有效地发送和接收相应的命令。
CPU在PLC控制系统中起着重要的作用，可以有效地管理用户的流水线指标。
PLC是一种具有多种功能的专用工业控制设备。
PLC硬件主要包括内存，可以满足小型PLC控制系统的需要。
PLC技术的发展逐渐形成了一个比较完整的系统，内存影响着PLC系统的使用效果。
PLC系统运行过程中，数据以采样方式输入系统，必须保证输入脉冲信号宽度，使输入脉冲信号宽度大于随后的采样周期。
自动控制原理第二章
R(S)
C(S) 式中 1
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
单位阶跃响应曲线 r(t) c(t) c(t)
T
1 0.632 0
r(t)
t
特点: 输出量不能瞬时完成与输入量 完全一致的变化.
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
惯性环节实例 (a)
运算放大器构成的惯性环节
R1
ur
比例环节实例 (b) (a) 线性电位器构成的比例环节 (c) 由运算放大器构成的比例环节 传动齿轮构成的比例环节
+ r(t) R1 R ur 1 + ∞ uc ur(t) + i u (t) + R c 2 c(t) R2
RR 22 K= K= - R +R R21 1 K=i
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
第二章 自动控制系统的数学模型
2.1 微分方程式的编写 2.2 非线性数学模型的线性化 2.3 传递函数 2.4 系统动态结构图 2.5 系统传递函数和结构图的等效变换 2.6 信号流图
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
重点掌握： 微分方程 传递函数 系统结构图及信号流图 梅逊公式
自动控制原理
北华大学 电气信息工程学院 白晶B
由数学模型求取系统性能指标的主要途径
求解 观察
线性微分方程
时域响应
性能指标
拉氏变换
拉氏反变换
傅 氏 变 换
估算
传递函数
估算
S=jw 计算
频率特性
复域响应
自动控制原理
民用建筑电气计算
民用建筑电气设计计算1.计算内容包括：1.1供配电所负荷计算、短路电流计算与高低压电器选择、谐波的计算、电气照明计算、建筑物防雷与接地计算等。
其中建筑电气设计最常用的包括供配电所负荷计算、电气照明计算、建筑物防雷计算。
1.1.1供配电所负荷计算，包括设备功率的确定、计算负荷的确定、单相负荷计算、尖峰电流计算、年电能消耗计算、供电系统功率损耗计算、供电系统电能损耗计算、无功功率补偿计算、变电所负荷计算、变压器容量计算、柴油发电机容量计算、UPS和EPS电源容量计算、太阳能光伏电源系统容量计算、谐波计算等。
1.1.2短路电流计算与高低压电器选择计算，包括高低压系统短路电流计算、柴油发电机供电系统短路电流计算、高压电器选择、中性点接地设备选择、电流互感器选择、电压互感器选择、低压电器选择等。
1.1.3电线电缆的截面选择计算，包括导线、电缆选择的一般条件、按发热条件选择导线和电缆截面、按经济电流密度选择经济截面、按电压损失校验截面、按短路热稳定条件校验截面、低压配电系统中性线、保护线和保护中性线截面、硬母线截面选择等。
1.1.4常用用电设备计算，包括电动机、电梯的配电设计计算。
1.1.5电气照明计算，包括利用系数法的照度计算、概算曲线法的照度计算、逐点计算法的照度计算等。
1.1.6建筑物防雷与接地计算，包括建筑物年预计雷击次数计算、接闪杆的保护范围计算、接地电阻的计算等。
1.1.7弱电工程常用计算，包括安防、广播扩声、有线电视、综合布线等弱电系统常用的计算。
2.计算要点与示例计算2.1供配电所负荷计算其中以设备功率的确定、计算负荷的确定、变压器容量计算、柴油发电机容量计算最为常用。
2.1.1设备功率计算要点：（1） 进行负荷计算时，需要将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率，它是变配电所负荷计算的基础资料和依据。
（2） 每台用电设备的铭牌上都标有额定功率或额定容量，由于用电设备的额定工作条件不同，可分为连续工作制、短时或周期工作制，其设备功率的计算不能简单地将这些设备的额定功率直接相加。
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+ -
10 s(s 1)
1 Ks
(b)
习题
(3)比较两系统性能 系统（a）：
系统（b）：
增加速度负反馈后，系统的最大超调量减小，调节 时间减小，即提高了系统的稳定性和快速性。
习题
3.10 系统输入信号分别为单位阶跃信号、单位斜坡信号和 单位抛物线信号，分别计算系统的稳态误差。 解: 开环传递函数
习题
1.5 如图是水位自动控制系统的原理图。在运行中，希望 维持水面高度H不变。试分析它的工作原理，画出该系统的 方框图并指出控制对象、给定量、被控量、扰动量是什么？
习题
工作原理： 当电位器电刷处于电位器零电压位置时，电机不动，
控制阀门L1维持一定的开度不变，使水箱中的流入水量 和流出水量相等，从而水面保持在希望的高度H。
特征方程： s3 (10K f 1)s2 10s 10 0
劳斯表：
系统稳定的 充要条件是：
即当
时系统是稳定的。
习题
3.5 如图为仿型机床位置随动系统结构图，试求：
（1） 、n ；（2）单位阶跃响应的 p% 、tr 、t p 、ts 。
+ -
Kp 9
1 s(s 1)
解: 闭环传递函数：
与标准形式相比：
H2
+
G1
+-
-
H1
G2 + -
G3 H3
解：首先通过移动综合点和引出点消除交错。
+
G1
-
H1
H2 G1G3
G2 + -
G3 H3
习题
+
G1
-
H1
H2 G1G3
G2 + -
G3 H3
H2 G1G3
+
G1 1 G1 H1
G2
G3 1 G3 H3
习题
+
G1
1 G1 H1
传递函数:
H2 G1G3
习题
若水位上升，浮子位置也相应上升，带动杠杆使电 位器电刷从电位器零电压位置下移，从而给电动机一定 的控制电压，驱动电动机通过减速器减小L1阀门开度， 使进入水箱的流量减少，水箱水位下降，浮子位置相应 下降，电位器电刷上移直到电位器零电压位置时，系统 重新处于平衡状态，水面恢复到给定高度。
习题
控制对象： 水箱 被控量： 水面高度 扰动量： 出水流量Q2
这是一个Ⅰ型系统。
G2
G3 1 G3 H3
习题
2.13 试求图示系统在给定和扰动两种输入作用下的总输
出。
G3
N (s)
++
G1
++
G2
--
+-
H
解:(1)在给定输入R(s)单独作用下,令N(s)=0
习题
G3
++
G1
++
G2
--
H
N (s)
+-
(2)在扰动输入N(s)单独作用下,令R(s)=0
2个前向通道：
2个回环：
习题
给定量： 电位器零电压位置h r
方框图：
hr +
电位器 ∆u 放大器
给定量 -
电刷位置
反馈量
电动机 减速器 浮子、连杆
阀门
Q 2 扰动量 水箱 h
被控量
习题
给定量： 希望水位H r
方框图：
Hr+
浮子
给 - 杠杆 定 量
反馈量
电位器 ∆u 放大器
电动机
减速器
阀门
Q 2 扰动量 水箱 h
被控量
习题
执行环节：电动机、减速器、可变电阻器，产 生控制信号if（发电机励磁电流）
控制对象：发电机
反馈环节：反馈电位器，将发电机电压变换成反 馈电压uf反馈到输入端
习题
2. 控制对象：电动机 主扰动量：负载的变化
给定量： 给定电压u r 被控量： 发电机电压
方框图：
给定
ur +
∆u 放大器
电位器
-
ufBiblioteka 电动机 减速器 反馈电位器
1.6 如图是直流发电机电压自动控制系统原理图。试问： 1.该系统由哪些环节组成？各起什么作用？ 2.画出该系统的方框图，并指出控制对象、给定量、被
控量、主扰动量是什么？ 3.当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定？
解：1. 给定环节：给定电位器，产生给定电压 比较环节：通过线路连接将给定电压与反馈电压 进行比较 放大环节：放大器，将偏差电压放大
习题
2.14 试用梅逊公式求图示系统的传递函数。
解: 2个前向通道： 5个回环：
5个回环均相互接触，特征式 与所有回环都接触，
习题
3.2 已知系统的动态结构图如图所示，试用劳斯判据确定 使系统稳定的 K f 值的范围。
+ -
1 1 s
10
-
s(s 1)
Kf s
解: 闭环传递函数：
特征方程：
习题
可变电阻 发电机 u
习题
3. 负载电流增大时，发电机电压减小，反馈电 压减小，偏差电压∆u增大， ∆u > 0，电动机通过 减速器带动可变电阻触头下移，励磁电流增大， 发电机电压增大，直至重新达到期望值。
i↑
u↓
uf↓
△u↑
if↑
u↑
习题
2.10 化简系统结构图，求传递函数 C(s) / R(s) 。
则：
习题
超调量 上升时间 峰值时间 调节时间
习题
3.6
一单位反馈系统的开环传递函数为
G(s)
K
s(s 1)
，
其单位阶跃响应曲线如图所示，试确定系统参数 K 及 。
c(t)
解: 闭环传递函数：
1.25 1
0 1.5
则：
t /s
由响应曲线得：
习题
由响应曲线得：
c(t)
1.25 1
0 1.5
t /s
2个回环相互接触，特征式
与 不接触，
；与
均接触，
习题
G3
++
G1
++
G2
--
H
N (s)
+-
(3) 给定输入R(s)与扰动输入N(s)共同作用下
习题
2.14 试用梅逊公式求图示系统的传递函数。
G4
++
G1
+
G2
--
-
H1
G3 + +
H2
解: 2个前向通道： 5个回环：
5个回环均相互接触，特征式 与所有回环都接触，
习题
3.8 原系统如图(a)所示，具有速度反馈系统如图(b)所示，
试求:(1)原系统的 和 n ；(2)为使系统b的 0.5 ，试确 定 K 和 n 的值；(3)比较两系统的性能。
+ -
10 s(s 1)
+ -
10 s(s 1)
(a) 解: (1)原系统
1 Ks
(b)
习题
(2)增加速度反馈后
当流出水量发生变化时，水箱水位便相应地发生变 化。
习题
若水位下降，浮子位置也相应下降，带动连杆使电 位器电刷从电位器零电压位置上移，从而给电动机一定 的控制电压，驱动电动机通过减速器加大L1阀门开度， 使进入水箱的流量增加，水箱水位上升，浮子位置相应 上升，电位器电刷下移直到电位器零电压位置时，系统 重新处于平衡状态，水面恢复到给定高度。