(完整版)电气自动化专业知识

电气自动化专业知识第一部分电工学基础知识一、电路基础1、电路：电流流过的全部通路称为电路。

它是由一些电的设备或器件组成的总体。

2、电源：电路中提供电能或电讯号的器件。

3、负载：在电路中吸收电能或输出讯号的器件称为负载。

4、激励：电源的电流或电压称为激励函数或激励。

5、响应：负载上的电流或电压称为响应。

6、电路元件：电路器件的理想化模型称为电路元件。

7、电容元件：具有储存或释放电场能量的性质，即电场效应。

8、电感元件：具有储存或释放磁场能量的性质，即磁场效应。

9、电压：电路中两点电位之差称为电位差，或电压。

10、基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。

11、基尔霍夫（第一定律）电流定律（KCL）：对于任一电路中的任一节点，在任一瞬时，流出该节点的所有支路电流的代数和为零。

12、基尔霍夫（第二定律）电压定律（KVL）：对于任一电路中的任一闭合回路，在任一瞬时，流出该闭合回路的所有支路电压的代数和为零。

13、交流电路：电流、电压的大小或方向随时间变化的电路称为交流电路。

14、正弦交流电路：电流或电压按照正弦规律变化的电路称为正弦交流电路。

15、最大值（振幅）：正弦电流或电压瞬时值的大小和方向随时间而变化，幅值变化的最大范围称为最大值或振幅。

16、周期：正弦函数是一个周期函数，重复变化一次需要的时间称为周期。

周期用T表示，单位为秒（s）。

17、频率：周期的倒数称为频率。

频率用f表示，单位为赫芝，简称赫（Hz）。

18、角频率：正弦电流变化一个周期，幅角变化为2π弧度，单位时间幅角变化的弧度数2π/T,叫做角频率。

用ω表示，单位为弧度/秒。

ω=2πf=2π/T。

19、相位：正弦电流的幅角（ωt+ψi），叫做正弦量的相位。

相位是时间的函数，表示正弦量变化的进程。

t=0时的相位ψi叫做正弦量的初相。

20、正弦量的三要素：正弦量的振幅，角频率（或频率）和初相，是决定正弦量的三个基本参数，也是进行比较和区分各个正弦量的依据，称为正弦量的三要素。

21、两正弦量相位之差称为相位差。

同频率正弦量的相位差等于初相之差，它与ω及t无关。

即相位差是一个常数。

22、正弦电流、电压或电动势，它们的瞬时值是随时间变化的，只在某些特定时刻才等于最大值。

为了衡量正弦量做功的能力，通常不是用最大值或是瞬时值，而是有效值。

以正弦电流的有效值为例：I=，正弦电流的有效值I的运算值，先将电流瞬时值i平方，再在一个周期内取平均值，最后取其平方根，因此有效值又有方均根值之称。

由此可知，有效值的意义为，周期性电流与在数值上等于有效值的直流电流的做功能力是相同的。

结论如下：正弦电流有效值m ，mI为电流振幅正弦电压有效值m ，mU为电压振幅正弦电动势有效值m ，mE为电动势振幅23、三相电动势：三相正弦电动势，其频率相同，幅值相等，而初相位依次相差120度，称为对称三相电动势。

24、相序：三相电动势达到最大值或零值的次序，或者说从超前相到滞后相的次序称为相序。

25、三相电路的联接方式：通常在三相电路中，无论是电源或负载，均可接成星形（Y）或三角形（∆）。

26、在星形联接的三相四线制电路中，把各相端线与中线点之间的电压称为相电压，端线与端线之间的电压称为线电压。

而线电压的相位则超前于相应的相电压30度。

27、 在星形联接的三相四线制电路中，把电源或负载各相中流过的电流称为相电流，各端线中流过的电流称为线电流。

且相电流等于线电流。

28、 在三角形联接的电路中：线电压等于相电压；当相电流对称时，线电流也是对称的。

并且线电流有效值为相电而线电流的相位则滞后相电流30度。

29、 对称三相电路的功率计算方法：有功功率：cos L L P I θ=无功功率：sin L L Q I θ=视在功率：L L S I =功率因数：cos θ=二、 电子技术基础知识：㈠模拟电子技术：1、 PN 结：在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，那么在两种半导体的交界面附近就形成了PN 结。

PN 结是构成各种半导体器件的基础。

2、 PN 结的单向导电性：PN 结加正向电压时，形成较大的正向电流；而在加反向电压时，反向电流很小，这种特性称为单向导电性。

3、 半导体二极管：是由PN 结加上引出线和管壳构成的。

4、半导体二极管的特性：①正向特性：正向电压超过某一数值后，产生明显的正向电流。

②反向特性：在给二极管加反向电压时，反向电流很小。

③反向击穿：当加反向电压超过二极管的耐受值时，反向电流会变得很大，二极管击穿。

5、晶体三极管：又称双极型晶体管。

有两个PN结，有三个区，分别称为发射区、基区、集电区。

发射区与基区间的PN结称为发射结，集电区与基区间的PN结称为集电结。

6、晶体三极管具有放大作用，即在输入端（基极）用一个小的变化量去控制使输出端（集电极）产生一个大的，与输入变化相对应的变化量。

㈡数字电子技术：7、数字量：在自然界中，有一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的。

也就是说，它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。

同时，它们数值大小和每次的增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍。

我们把这一类物理量叫做数字量，把表示数字量的信号叫做数字信号，并且把工作在数字信号下的电子电路叫做数字电路。

8、数制：我们把多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为数制。

常用的数制有：十进制，二进制，八进制。

9、码制：不同的数码不仅可以表示数量的不同大小，而且还能用来表示不同的事物。

在后一种情况下，数码只是不同事物的代号，我们将这种数码称为代码。

为了便于记忆和查找，在编制代码时总要遵循一定的规则，这些规则就叫码制。

10、逻辑代数的基本运算有与、或、非三种。

11、逻辑函数：当输入变量的取值确定后，输出变量的取值便随之而定，因而输入与输出之间乃是一种函数关系，我们将这种函数关系称为逻辑函数。

12、门电路：用以实现基本逻辑关系的电子电路通称为门电路。

13、门电路中的二极管、三极管通常工作在开关状态。

14、根据逻辑功能的不同特点，我们把数字电路分成两大类，一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。

15、为了能够使用数字电路处理模拟信号，必须把模拟信号转换成相应的数字信号，这种转换称为模—数转换。

16、把处理得到的数字信号再转换成相应的模拟信号，这种转换称为数—模转换。

三、电磁学基础知识：四、电机基础知识：㈠交流异步电动机：1、交流电机：是一种将机械能和交流电能进行相互转换的旋转式电磁机械。

包括将机械能转变成交流电能的交流发电机和将交流电能转变成机械能的交流电动机。

2、交流电动机包括异步电动机和同步电动机。

3、异步电动机具有构造简单、工作可靠、维护方便、价格便宜等特点，得到十分广泛的应用。

4、三相异步电动机是由定子（固定不动的部分）和转子（转动的部分）两大部分组成。

5、异步电动机定子主要由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。

6、异步电动机转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成。

7、在异步电动机中，当三相对称电流流进定子绕组是会产生旋转磁场。

其旋转方向与三相电流的相序是一致的。

其转速为：060fnP=。

（ƒ为电流的频率，p为磁极对数）8、当异步电动机拖动机械负载时，转子转速n低于旋转磁场转速n,定子旋转磁场以相对转速0n n-切割转子绕组中的导体，在转子中产生电势与电流。

9、异步电动机在起动的瞬间，会产生很大的起动电流，通常是电动机额定电流的4—7倍。

一般规定异步电动机的功率低于7.5kw时允许直接起动。

电动机功率大于7.5kw时，如果电源总容量较大，且满足公式：11134qN I I ⎡⎤≤+⎢⎥⎣⎦电源总容量起动电机容量也可以直接起动，否则必须采取降压起动的方法。

10、 异步电动机常用的降压起动方法有：电抗或电阻降压起动，星—三角（Y--∆）起动,自耦变压器降压起动，变频器调速起动等。

11、 三相异步电动机的调速目前主要采用变频器控制调速。

12、 电动机控制元件：主要有自动空气开关、交流接触器、热继电器、中间继电器、按钮、指示灯等。

13、 热继电器对电动机起的保护作用是过载保护。

14、 对电动机的保护主要有欠压保护，失压保护，短路保护，缺相保护，过载保护等。

15、 当电源因故障缺少一相时，电动机带电的两相定子绕组电流会升高，电动机转速下降，如没有缺相保护，电动机将烧毁。

第二部分 电气应用技术一、 工业供电技术：16、 变电站：是变换电压和交换电能的场所，主要由变压器、母线和开关控制设备等组成。

17、 配电站：只有受电及配电开关控制设备而没有变压器的场所。

18、 电力网：是输送和分配电能的通道。

19、 电能用户：包含工业企业在内的所有用电单位均称为电能用户。

20、由发电厂、变电站、电力网和用户组成的系统称为电力系统。

21、低压配电网：是指电压经变电所降为380/220 V后，送到用户的低压配电线路。

22、为了控制方便，在变电所的出端与负载之间应安装低压配电屏（低压开关柜），作为控制枢纽。

23、低压配电屏是由刀开关、熔断器、自动空气开关、交流接触器、继电器、互感器和计量仪表等电气研究组成的。

24、低压供电线路，根据负荷等级、大小、分布情况及负载性质等进行选择，其接线方式包括：放射式、树干式、环形式等。

25、低压配电线路有架空线路和电缆线路两种。

26、电缆线路具有不受外界影响（风、雪、结冰）、美化城市等优点，但缺点是投资大，寻找故障和检修困难。

27、架空线路施工容易、投资少、维护方便，但缺点是易受天气等外界因素影响。

二、安全用电：1、安全用电：是指一切用电人员，在既定环境条件下，采取必要的措施和手段；在确保人身及设备的前提下，正确使用电气设备。

2、电气事故主要包括电对人体的伤害（电伤和电击）和对设备的损害（线路损害、电气设备损害、引起火灾）。

3、人体触电的方式主要有：直接接触触电；跨步电压触电；接触电压触电等。

4、直接接触触电：是指人体与电气设备的带电部分直接接触所发生的触电。

5、直接接触触电又分为单相触电和两相触电。

6、单相触电：当人体只接触一根相线（火线）时，电流通过相线经人体流入大地，这种触电称为单相触电。

7、两相触电：当人体有两点同时接触到三相电路中任意两根相线，电流就会从一根相线经人体流入另一根相线，形成通路，这时人体处于线电压之下而触电。

8、安全用电的技术措施主要有：接地保护；接零保护；防雷保护等。

9、电气人员在进行电气设备检修或操作时，必须遵守安全规程和操作规程。

三、半导体变流技术：1、半导体变流技术：即电力半导体变流技术，就是利用半导体器件把电能进行变换的技术。

它包括电压、电流、频率、波形和相数等的变换。

2、电力半导体器件目前包括（硅）整流管、晶闸管及其派生型、功率晶体管及其派生型和高效电力光电器件，在工业应用中，还是以晶闸管为主。