电气自动化

船舶电子及自动化，整理了自动控制系统、异步电动机、传感器与仪表、线圈铁芯发热、三相三线制供电系统、半导体、PLC、蓄电池、三相交流异步电动机的内容，一起来看。

电气自动化

• 自动控制系统
  • NAKAKITA气动PID调节器
    • 比较环节：位移平衡原理
  • 负反馈控制系统
    • 定值控制
      • 稳定性指标
        • 衰减率
          • ＜0 发散
          • 0-1 分别是等幅-衰减-非周期
        • 振荡次数
        • 超调量（与衰减率相反）
          • 非周期
      • 准确性（精确性）
        • 最大动态偏差
        • 静态偏差
      • 快速性
        • 过渡时间
        • 上升时间
        • 峰值时间
    • 随动控制
    • 程序控制
      • 给定值按照一定的规律变化
  • PID作用强弱分析
    • 比例作用强
      • 抛物线顶点纵坐标大
    • 积分作用强
      • 抛物线定点横坐标小
    • 微分作用强
      • 抛物线开口大
  • PID控制环节
    • 节流分压室
      • 比例
      • 比例带越大，静态偏差越大
      • 比例带小，比例作用强，静态偏差小，被控量振荡激烈
    • 节流盲室
      • 积分
      • 消除扰动的系统误差，即静态偏差
    • 比例和积分作用越弱，则系统越稳定，但稳定周期拉长
    • 比例惯性
      • 微分
      • 改善动态过程，减小最大动态偏差
  • 控制信号
    • 电流
      • 0-10mA
      • 4-20mA
    • 电压
    • 气压
      • 0.02-0.1MPa
  • 阀门定位器
    • 消除由于膜片阀引起的滞后
• 异步电动机
• 传感器与仪表
  • 容积式流量传感器
    • 齿轮转速越快，电磁脉频率越大，流量越大
  • 电磁式流量传感器
    • 利用电磁感应原理
    • 只能测量导电介质
  • 296硅压力传感器
    • 传感器膜片内电阻变化，电桥变化为电压变化
  • 磁脉冲传感器
    • 测量转向时--磁头位置差 1/4的齿距
    • 测速齿轮的齿顶和齿槽分别通过感应线圈产生系列电动势
  • 扭矩传感器
    • 检测主机有效功率（轴功率）
    • 扭矩越大，相位差越大
  • EVT-10C粘度传感器
    • 结构
      • 测粘计
      • 单片机变送部分
    • 粘度越大，钟摆减震越强，感应电动势降越大
  • 火警探测器
    • 定温式
      • 双金属片
      • 定温式
    • 差温式
      • 利用热膨胀推动金属膜片接通触点
    • 感烟式
      • 由基准光电池和测量光电池组成
        • 烟雾浓度影响透光度
      • 离子型
        • 烟雾颗粒吸收被电离的离子
    • 差定温式
    • 温升式
  • 气敏半导体
    • 可燃气体浓度越高电阻越小
  • 耗气型气动功率放大器
    • 弹簧预紧力大，起步压力也会大
  • 差压变送器
    • 放大系数和量程乘积是定值
    • QBC单杠杆
      • 下移反馈波纹管----量程减小
    • 电动式差压变送器
    • 1511型电容式差压变送器
  • 伺服电机
    • 交流伺服电机
      • 特点
        • 转动惯量小，转子电阻大，电压大小调速度，相位变向
        • 励磁、控制绕组空间位置上相差90°
    • 直流伺服电机
      • 电磁式
      • 永磁式
  • 误差
    • 基本误差（精度）
      • 仪表本身缺陷所造成的误差。
      • 仪表的精度就是仪表盘或说明书中所写的精度等级，常见的等级有0.1级、0.2级0.35级、0.5级、1.0级、1.5级、2.0级、2.5级等，其中0.1级、0.2级和0.35级多用于标准仪表。
    • 绝对误差
      • 仪表的指示值与实际值之间的差。
      • 最大绝对误差=量程范围×精度等级/100
    • 相对误差
      • 仪表的绝对误差与实际值之比的百分数。
    • 回差
      • 主机实际转速所对应的电压值从URH下降到URL所需时间，就是两次启动的间隔时间。通常把URH与URL之间的差值叫做回差△U。
• 线圈铁芯发热
  • 铁损
    • 磁滞损耗
      • 铁磁材料交变磁场作用下，磁畴不停转动，产生摩擦
    • 涡流损耗
      • 感应电流热效应
  • 铜损
    • 线圈电流热效应
• 三相三线制供电系统
  • 三相变压器
    • 移相变压器
  • 220V
    • 照明变压器
      • 二次侧三角形接法
  • 380V
  • 440V
  • 相关公式
    • P=
• 半导体
  • 本征半导体（锗硅）
    • P型（掺杂三价元素B）
      • 多子：空穴
    • N型（掺杂五价元素P）
      • 多子：自由电子
    • 不掺杂的话，载流子少导电性很差
      • 热敏性
      • 光敏性
      • 掺杂性
  • 锗管
    • 点接触类型
    • 死区电压 0.1-0.3V
  • 硅管
    • 面接触类型
    • 死区电压 0.5V
  • 二极管
    • 单向导电性
  • 三极管（晶体管）
    • 放大
      • 集电极反偏，发射极正偏
    • 饱和
      • 集电极、发射极均正偏
    • 截止
      • 集电极、发射极均反偏
  • 晶闸管
    • 门级
    • 阳极
    • 阴极
• PLC
  • 数字量输出接口
    • 继电器
    • 晶体管
    • 晶闸管
  • 模拟量输入
    • A/D转换
    • 模拟切换开关
    • 补偿电路
    • 恒流源
    • 光隔离部件
    • 逻辑电路
  • 编程语言
    • 梯形图
    • 指令语句
    • 控制系统流程图
    • 高级语言
• 蓄电池
  • 酸性（10h）
    • 放电终了
      • 电压1.7V
    • 充电完毕
      • 比重1.285
      • 电压2.4-2.6V
  • 碱性（8h）
    • 放电终了
      • 电压0.7V
    • 充电完毕
      • 电压1.4-1.8V
  • 过充电条件
    • ①蓄电池放电到极限电压以下；
    • ②蓄电池放电后，停放1~2昼夜没有及时充电
    • ③蓄电池极板抽出过，
    • ④以最大电流放电超过限度；
    • ⑤电解液内混有杂质；
    • ⑥个别电池极板疏化，充电时相对密度不易上升。
• 三相交流异步电动机
  • 特点
    • 结构简单
    • 易于维护
    • 安全可靠
    • 调速性能差
  • 空气隙
    • 一般而言，气隙越小磁阻越小
    • 但是气隙越小，加工装配困难，摩擦增大
  • 绕线式异步电动机
    • 转子三相绕组
      • 星形连接
        • 可以接两种电压
      • 转子定子磁极对数相同
  • 鼠笼式异步电动机
  • 转差率
    • 转子电流大，转差率大
  • 调速
    • 恒磁通调速
    • 恒功率调速
• DPU之间通过CAN总线连接
• 网络型监视与报警系统
  • 特点
    • 1、现场总线（CAN）作为各个子系统（DPU）的内部控制网络
    • 2、上层网络采用局域网，形成全分布式的监控系统
  • DATA CHIEF C20
    • DPU 分布式处理单元
    • ROS 远程操作站
    • WCS 值班呼叫系统（延伸报警）
    • 其他辅助设备
      • UPS（不间断电源）
      • HUB（以太网集线器）
      • LOS（现场操作站）
      • MOS（便携式操作站）
  • DATA CHIEF C20
    • 局域网
      • 网关
        • CAN总线
          • DPU
            • 监视
            • 控制
            • 报警
              • 延伸报警系统
                • 3分钟延迟报警（失职报警）
            • 完整通信
            • 参数存储
            • 24V直流电源
            • 自检功能
          • DPU
          • DPU
          • ......
• 电网保护
  • 发电机转速为额定值，但不能建立电压发生这种故障，
    • 首先按下充磁按钮，若能起压到额定值，说明发电机无剩磁或剩磁能量不足。
    • 若充磁后仍不能建立电压，可能充磁回路失效，或发电机本身故障导致不能建立电压，或整流桥的整流元件击穿。
    • 首先检查充磁回路的可控硅和整流三极管是否有击穿使整流回路短路而无法充磁和起压；
    • 然后检查发电机励磁回路是否有开路、电刷是否卡住在刷握上、电刷辫是否断开、电刷与滑环接触是否不良。
    • 处理方法是修复故障元件、清洗滑环、紧固各紧固点。
  • 逆序继电器一般在岸电箱
  • 带电检查，切记不可用万用表的电阻档，容易爆表
• 电气安全
  • 间接触电
    • 跨步电压
    • 接触电压触电
  • 电流互感器
    • 升压变压器，不能断路运行
  • 电压互感器
    • 降压变压器，不能短路
  • 熔断器
    • 螺旋式
      • 热惯性较大的铅、锡
    • 有填料封闭管式
    • 无填料管式
  • 应急照明
    • 一月一次效能实验
• 电子电路
  • 断路器
    • 结构
      • 1-63A微型断路器
      • 100-630A塑壳式断路器
      • 800A以上，框架式断路器
  • 变频器（变压变频）
    • 交-直-交变频器
      • 定频三相交流电---直流---滤波-逆变器---电压、频率可调的交流
  • 软启动器（变压不变频）
  • 触发电流的选择
    • 热继电器
      • 额定电流
    • 断路器
      • 1.5倍的额定电流
    • 接触器
      • 2.5倍的额定电流
  • 运算放大器
    • 理想化条件
      • ①开环电压放大倍数AU0→∞；
      • ②差模输入阻抗rid→∞；
      • 3开环输出电阻R0→0,
      • ④共模抑制比KCMRR→∞.
  • 电动机负载转矩特性
    • 转矩变化规律
      • 恒转矩
        • 转矩方向
          • 反抗性
          • 位能性
            • 重物提升下落，转矩方向不变
      • 恒功率
        • 负载转矩乘积不变
        • 电缆卷筒、机床切削加工
      • 通风机
        • 船舶中风机和叶片泵
  • 圆盘式电磁制动器
    • 电路保护
      • 零压保护
        • 防止失电后恢复供电立即启动电机
      • 失（欠）压保护
        • 接触器
      • 过载保护
        • 热继电器
      • 短路保护
        • 熔断器
• 电动机机械特性曲线
  • 三相异步电动机