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第一篇　化工电气1

第一章　直流电路1

第一节　静电学基础知识1

一、电荷的产生1

二、电场1

三、电位差（电压）2

四、电位3

五、电位差与电位的关系3

第二节　电路的组成4

第三节 电流、电动势和电阻4

一、电流4

二、电动势5

三、电阻6

第四节　欧姆定律和克希荷夫定律8

一、部分电路的欧姆定律8

二、全电路的欧姆定律9

三、克希荷夫电流定律10

四、克希荷夫电压定律10

第五节 电阻的串、并联和混联12

一、电阻的串联12

二、电阻的并联13

三、混联电路14

第六节 电功与电功率15

一、电功15

二、电流的功率15

三、焦耳-楞次定律16

第二章 电和磁的关系17

第一节　电流的磁场17

一、电流产生的磁场17

二、右手螺旋定则18

第二节　描述磁场的几个物理量19

一、磁通量19

二、磁感应强度19

三、磁导率20

四、磁场强度20

第三节　铁磁材料及其用途21

第四节　磁场对载流导体的作用力23

第五节　电磁感应24

一、电磁感应现象24

二、楞次定律及应用25

三、法拉第电磁感应定律26

第六节 自感、互感、涡流26

一、自感现象26

二、互感27

三、涡流28

第三章　交流电路29

第一节　正弦交流电的产生29

一、交流电和正弦交流电29

二、正弦交流电的产生29

第二节　正弦交流电的几个基本物理量31

一、正弦量及其三要素31

二、瞬时值、最大值和有效值31

三、周期、频率和角频率32

四、初相、相位、相位差32

五、正弦量的表示法33

第三节　几种简单参数的交流电路34

一、纯电阻电路34

二、纯电感电路36

三、纯电容电路37

四、交流电路中的功率40

第四节 电阻和电感串并联42

第五节　三相交流电路43

一、三相交流电动势的产生和表示法43

二、三相电源绕组的连接44

三、三相电路中负载的连接47

四、三相功率49

第四章　工业电子学基础知识50

第一节　半导体材料及其导电特性50

一、半导体材料锗和硅的导电特性50

二、PN结的单向导电性51

第二节　二极管和直流电源52

一、半导体二极管的结构和特性52

二、二极管的参数53

三、二极管整流的工作原理54

四、直流电源54

第三节　三极管和交流放大电路56

一、半导体三极管的结构和类型56

二、三极管的电流放大作用57

三、三极管的特性曲线58

四、三极管的各种工作状态61

五、单管交流放大电路62

六、多级放大器64

第四节　场效应管和可控硅65

一、场效应管的结构和特征65

二、可控硅和可控整流65

第五节　线性集成电路和运算放大器67

一、线性集成电路及其应用67

二、运算放大器工作原理及应用67

第六节　脉冲数字电路69

一、概述69

二、三极管工作在开关状态70

三、脉冲数字电路的工作原理及应用70

第五章　电气照明72

第一节　电气照明的一般知识72

一、电光源的分类及选择72

二、照明种类72

三、照明及照度标准73

四、照明质量标准75

第二节　照明灯具的选择76

一、工厂灯具的型号意义76

二、灯具的特征76

三、灯具的选择77

第三节 电气照明的配电系统78

一、电气照明的供电方式78

二、电压选择80

三、布线方式80

第四节 电气照明的控制线路80

一、白炽灯的控制线路80

二、日光灯的控制线路81

三、探照灯、碘钨灯的控制线路83

四、高压水银灯（汞灯）83

五、高压钠灯的控制线路84

六、氙灯的控制线路84

第六章　变压器85

第一节　概述85

一、变压器的构造和铭牌数据85

二、单相变压器的工作原理87

第二节　三相变压器91

第三节　特殊用途的变压器93

一、自耦变压器93

二、仪用互感器93

三、电焊变压器95

第四节　电力变压器的维护95

第七章　交流电动机97

第一节　概述97

一、交流电动机及类型97

二、交流电动机的构造97

三、旋转磁场99

四、异步电动机工作原理101

第二节　三相异步电动机102

一、转差率102

二、转子各参数与转差率的关系103

三、三相异步电动机的电磁转矩103

四、三相异步电动机的额定值105

第三节　三相同步电动机105

第四节 电动机的运行管理和维护108

一、电动机的运行管理108

二、电动机轴承的维护和润滑110

第八章 三相交流电动机的控制111

第一节　低压电器111

一、开关111

二、熔断器113

三、交流接触器113

四、按钮114

五、热继电器114

第二节　三相异步电动机开停的常见控制电路116

一、点动控制线路116

二、接触器自锁控制线路117

三、具有过载保护的自锁控制线路117

四、按钮连锁的正反转控制118

五、接触器连锁的正反转控制118

六、限位控制120

七、自动循环控制120

第三节　三相异步电动机的启动121

一、全压直接启动121

二、降压启动122

三、软启动器启动123

第四节　三相异步电动机的调速123

一、变极调速124

二、改变转差率调速124

三、变频调速125

第九章　电热设备127

第一节　概述127

第二节　电阻炉128

一、结构128

二、炉衬130

三、炉子功率的确定131

四、加热元件132

第三节　感应炉135

一、概述135

二、无芯感应熔炼炉137

三、有芯感应熔炼炉138

四、感应炉工频电源主回路139

五、感应炉的导线141

第四节　电伴热141

第十章 电气测量指示仪表144

第一节　概述144

一、仪表的分类144

二、仪表的级别144

三、电工仪表常用符号及其意义145

四、仪表的灵敏度及仪表常数147

第二节　磁电系仪表147

一、磁电系仪表的原理与结构147

二、磁电系仪表的应用148

第三节　电磁系仪表150

一、电磁系仪表的原理与结构150

二、电磁系仪表特点及应用151

三、电磁系钳形表152

第四节　电动系仪表153

一、原理与结构153

二、电动系仪表的特性与应用153

三、电动系功率表153

四、功率因数表155

第五节　感应系仪表156

一、结构原理156

二、感应系仪表的特征157

三、瓦时表157

第六节　万用表160

一、结构特点160

二、使用万用表应注意的问题161

三、万用表参考线路图161

第十一章　化工企业供电164

第一节　发电和输电164

一、发电概述164

二、输电概述165

第二节　化工企业供电168

一、化工企业供电特点168

二、化工企业供电169

三、UPS172

第十二章　电气安全174

第一节　人身触电的危害及触电方式174

一、电流对人体的危害174

二、人体电阻175

三、安全电压176

四、触电方式176

第二节　绝缘、屏护和间距177

一、绝缘177

二、屏护180

三、间距180

第三节　接地和接零185

一、接地和接零的类型、特点及作用185

二、接地装置的选择188

三、接地装置的安装190

第四节　配电系统的接地制式191

一、TN系统191

二、TT系统192

三、IT系统193

第五节　静电的危害和防护194

一、静电的产生和特点194

二、静电的危害195

三、静电的防护196

第六节　防雷保护198

一、概述198

二、防雷装置199

三、避雷装置的材料及安装202

四、防雷措施205

第二篇　化工仪表210

第十三章　化工自动化基本知识210

第一节　化工自动控制系统的组成及分类210

一、化工生产过程的控制210

二、自动控制系统的组成212

三、自动控制系统的分类215

第二节 自动控制系统的过渡过程及其质量指标215

一、系统的静态、动态和干扰作用215

二、自动控制系统的过渡过程及其质量指标217

第三节　化工自动化仪表简介219

一、自动化仪表的分类219

二、常用的自动化仪表219

第十四章　化工生产过程参数检测及仪表221

第一节　概述221

一、测量过程及测量误差221

二、精度等级、变差和灵敏度222

三、检测仪表的组成223

第二节　温度检测及仪表223

一、概述223

二、常用测温元件及变送器225

三、常用温度显示仪表232

四、温度仪表的选择及安装244

第三节　压力检测及仪表245

一、概述245

二、常用测压方法及仪表246

三、压力检测仪表的选择及安装253

第四节　流量检测及仪表255

一、概述255

二、节流式流量计256

三、其他检测方法简介266

第五节　物位检测及仪表270

一、概述270

二、常用的液位检测仪表271

三、其他物位计简介276

第六节　过程分析仪器简介279

一、概述279

二、过程分析仪器的组成及分类279

三、常见过程分析仪器280

第十五章　对象特性288

第一节　概述288

第二节　对象的动态特性曲线288

第三节　描述对象特性的三个参数289

一、放大系数K及其对控制过程的影响289

二、时间常数T及其对控制过程的影响290

三、滞后时间τ及其对控制过程的影响291

第十六章　控制规律和调节器294

第一节　双位调节294

第二节　比例调节296

一、比例调节规律及其特点296

二、比例度299

三、比例度对调节过程的影响300

第三节 比例积分调节301

一、积分作用的特点302

二、比例积分调节作用303

第四节 比例微分调节305

一、微分调节规律的特点305

二、比例微分调节306

三、比例积分微分调节307

四、调节器简介309

第十七章　调节阀313

第一节　气动薄膜调节阀的特性及选型313

一、气动薄膜调节阀结构和工作原理313

二、调节阀的主要类型314

三、调节阀的流通能力与流量特性317

四、调节阀的选择320

第二节　阀门定位器321

一、阀门定位器的工作原理321

二、阀门定位器的作用321

第三节　电动调节阀322

一、电动调节阀概述322

二、电动调节阀结构及工作原理322

第十八章　简单控制系统324

第一节　简单控制系统的构成324

一、简单控制系统的构成324

二、被控参数的选择324

三、操作变量的选择325

四、滞后对控制过程的影响325

五、调节器控制规律的选择326

六、调节器参数的工程整定326

第二节　简单控制系统的投运328

一、投入运行前的准备工作328

二、控制系统的投运330

第三节　常见化工单元的控制方案332

一、流量控制系统332

二、温度控制系统333

三、精馏塔的控制334

第十九章　复杂控制系统336

第一节　串级系统336

一、概述336

二、串级控制系统构成337

三、串级控制系统特点339

四、调节器正、反作用的确定339

第二节　其他复杂控制系统340

一、均匀控制系统340

二、比值控制系统341

三、三冲量控制系统342

第二十章　计算机控制系统345

第一节　计算机控制系统简介345

一、概述345

二、计算机控制系统的构成345

三、计算机控制系统的分类347

第二节　集散控制系统349

一、集散控制系统（DCS）的特点349

二、集散控制系统的构成350

第三节　集散控制系统举例354

一、美国霍尼韦尔（Honeywell）公司的TDC 3000系统354

二、美国霍尼韦尔公司的TPS系统356

三、日本横河（Yokogawa）公司的CENTUM系统363

四、日本横河公司的CS 3000系统365

第四节　可编程逻辑控制器和紧急停车系统369

一、可编程逻辑控制器369

二、紧急停车系统371

第二十一章 自动信号报警与连锁保护系统374

第一节　概述374

一、自动信号报警系统的基本工作状态375

二、自动信号连锁图常用符号375

第二节 自动信号报警回路与连锁保护系统375

一、自动信号报警回路375

二、连锁保护回路376

三、自动信号连锁在生产过程中的应用377

思考题381

习题406

习题解答420