1.2 机电工程常用工程设备
一、通用设备的分类和性能
机电工程通用设备常用的有：泵、风机、压缩机、输送设备等。11X
工作原理 结构形式 | 容积式 | 往复泵 | 活塞泵、柱塞泵、隔膜泵 | 【复活诸葛】 |
回转泵 | 齿轮泵、螺杆泵、叶片泵 | 【赤裸夜回】 | ||
叶轮式 | 离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵 | 【妯娌混漩涡】 | ||
按泵轴位置 | 立式泵、卧式泵 | |||
按吸口数目 | 单吸泵、双吸泵 | |||
驱动泵原动机 | 电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵 | |||
主要性能参数 | 流量、扬程、轴功率、转速、效率和必需汽蚀余量；【小刘比杨工拽】 | |||
1.泵的分类和性能【15案】
例如，一幢30层的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。
2.风机的分类与性能：
气体流动 | 轴流式、离心式、混流式【妯娌混】 |
结构形式 | 单级风机、多级风机 |
排气压强 | 通风机、鼓风机、压气机 |
性能参数 | 效率、流量、噪声、振动、压力、功率、转速【口诀：小刘躁动转公鸭】 |
其他 | ①轴功率，指风机的输入功率。 |
3.压缩机的分类与性能：
压缩气体种类 | 空气、氧气、氨、天然气压缩机 | |
压缩气体方式 | 容积式 | 往复式(活塞式、膜式)、回转式(滑片、螺杆、转子) |
动力式 | 轴流式、离心式和混流式【妯娌混】 | |
压缩次数 | 单级、两级、多级压缩机 | |
汽缸的布置方式 | W形、扇形、M形、H形压缩机 | |
汽缸的排列方法 | 串联式、并列式、复式、对称平衡式压缩机 | |
最终排气压力 | 低压、中压、高压、超高压压缩机【口诀:性出入洗牌留笑容】 | |
主要性能参数 | 输出功率、输入功率、吸气压力、排气压力、性能系数、流量、工作效率、容积 | |
4.输入设备分类与性能：
分类方式 | 类型 |
有挠性 | 带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输送机、悬挂输送机、斗式提升机、气力输送设备 |
无挠性 | 螺旋输送机、气力输送机、滚柱输送机【口诀：无脑萝莉滚】 |
主要性能 参数 | ①输送能力和线路布置(水平运距、提升高度)②输送速度和驱动功率。 ③主要工作部件的特征尺寸。【口诀：李显公诉(魏)征】 |
二、专用设备的类型和性能：
(一)电力工程设备
1.火力发电设备
(1)锅炉的类型及主要性能参数
按照特种设备目录 | 承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉 |
按用途分类 | 电站锅炉、工业锅炉、船用锅炉 |
按锅炉出口 | 低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉、超超临界压力锅炉 |
按所用燃料 | 固体燃料锅炉、液体燃料锅炉、气体燃料锅炉、余热锅炉等【口诀：三驴蒸温鸭】 |
主要性能参数18X | ①蒸发量、压力、温度、锅炉受热面蒸发率、锅炉受热面发热率、锅炉热效率。 ②锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指标，热效率为60%～82%。 |
(2)汽轮机的类型及主要性能参数
按工作原理 | 冲动式汽轮机，反动式汽轮机，冲动、反动联合汽轮机 |
按热力过程 | 凝汽式、背压式、抽气式、抽气背压式和中间再热式汽轮机 |
按蒸汽压力 | 低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机、超超临界压力汽轮机 |
按蒸汽流动方向 | 轴流式汽轮机、辐流式汽轮机 |
主要性能参数 | 进气量、排气压力、汽耗、转速、功率、主汽温度、主汽压力 【口诀：金牌好公主文雅】 |
(3)核发电设备
核岛设备 | ①反应堆堆芯、燃料转运装置、反应堆压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和稳压器。 ②核岛设备是承担热核反应的主要部分。 |
常规岛设备 | 汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热器、高低压加热器、主给水泵、凝结水泵、主变压器和循环水泵。 |
辅助系统设备 | 化学制水、制氧、压缩空气站 |
(4)风力发电设备
分类方式 | 内容 | |
风力 | 直驱式 | ①没有发电机和齿轮变速系统：降低了风机机械故障率； ②具有结构简单、可靠性强、效率高、维护成本低等优点： ③永磁材料存在失磁现象，出现问题只有返厂维修 |
双馈式 | ①增加了变速箱；降低了发电机的故障率。【口诀：吃法偏冷冻】 ②机舱内集成了发电机系统、齿轮变速系统、制动系统、偏航系统、冷却系统 | |
额定功率和叶轮直径是风力发电机组的最重要的参数。 | ||
(5)光伏发电设备
分类方式 | 特点 |
独立(离网) | ①由太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组成 |
并网 | ①光伏电池组件、并网逆变器、公共电网、监控系统组成 ②产生的直流电经并网逆变器转成交流电后直接并入公共电网 |
分布 | ①光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、 ②并网逆变器、交流配电柜：供电系统监控装置和环境监测装置安装在用户现场或靠近用电现场配置较小的供电系统 |
主要性能参数：光伏发电厂发电功率。 | |
(6)光热发电设备
分类 | ①槽式光热发电、塔式光热发电、蝶式光热发电和菲涅尔式光热发电。口诀：操飞他爹 ②目前国内常见的是槽式光热发电和塔式光热发电。 |
槽式光热发电 | 槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽式抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。 |
塔式光热发电 | 塔式光热发电设备有定日镜和塔顶吸热器等 |
(二)石油化工设备
1.石油化工设备的类型及性能
(1)石油化工设备的分类
按设计压力 | 常压设备；P<0.1MPa; 高压设备；10MPa≤P<100MPa; 超高压设备；P≥100MPa; | 中压设备； P<0时，为真空设备。 |
按生产工艺原理 | 容器、反应器、塔设备、换热器、储罐 | |
性能 | ①贮存、均压、热交换、反应、分离、过滤；气体压缩、粉碎、混合、分离、成型 ②粉碎设备的性能指标有：生产能力、产品粒径、最大粉碎硬度。 | |
(2)塔设备
按操作压力 | 加压塔、常压塔及减压塔 |
按单元操作 | 干燥塔、反应塔、解吸塔、萃取塔、吸收塔、精馏塔【口诀：干饭姐崔戏精】 |
按内件结构 | ①板式塔又分为：泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌形塔及浮动舌形塔、穿流式栅板塔、导向筛板塔。【口诀：泡芙留到三十】 ②填料塔又分为：散装填料塔和规整填料塔。 |
(3)储罐
按制作储罐的材料分 | 金属储罐和非金属储罐 |
按储罐位置分为 | 地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐 |
按储罐储存介质分为 | 原油储罐、燃油储罐、润滑油储罐、食用油储罐、甲醇储罐、消防水储罐 |
按储罐安装形式分为 | 立式储罐、卧式储罐 |
按储罐结构分为 | ①固定顶储罐(又分为锥顶储罐、拱顶储罐、自支承伞形顶储罐) ②浮顶储罐(又分为外浮顶储罐、内浮顶储罐(带盖内浮顶储罐) |
(三)冶炼设备
1.建材设备
水泥 设备 | ①回转窑、生料磨、煤磨、水泥磨称为水泥生产的“一窑三磨”。 ②水泥生产设备的主要参数：熟料量。玻璃生产线的主要参数：熔化量。 |
玻璃 设备 | ①浮法玻璃生产线主要的工艺设备有：锡槽、退火窑、玻璃熔窑、冷端的切装系统。 【口诀:熄火玻璃冷】 ②锡槽是浮法玻璃生产的关键设备，也是成型设备。 |
三、电气设备的类型和性能(新增)
(一)发电设备
1.柴油发电机组【口诀:北方冷，留屏风烧公鸭】
性能参数：允许排气背压、冷却方式、冷却量、电流、频率、排风量、燃烧空气量、功率输出、电压。
(二)变电设备(1、包括变压器、整流器、逆变器等。13X)
2.变压器的类型及主要技术参数
按用途分 | (电力、电炉、整流、工频试验、矿用、电抗器、调压、互感器、其他特种)变压器 |
按相数分 | 单相变压器和三相变压器 |
按绕组数量分 | 双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器 |
按冷却介质分 | 油浸式变压器、充气式变压器、干式变压器【口诀：冷却油漆干】 |
按容量分 | 中小型变压器、大型变压器、特大型变压器。 |
主要技术参数 | 效率、工作频率、额定容量、空载损耗、空载电流、电压比、额定电压 【口诀：小平靓号，牛逼呀】25变 |
(三)配电设备
开关柜 | 按开关设备的布置形式 | 金属铠装式开关柜、间隔式开关柜和箱式开关柜 | ||
按断路器和其他元件的安装方式不同 | 固定式、中置式、手车式开关柜 | |||
主要技术参数 | 额定电压、额定电流、额定频率、额定工频、耐受电压、额定雷电冲击、耐受电压 | |||
配电柜 | 按电压不同 | 高压配电柜和低压配电柜 | ||
按设备的结构特征 | 固定式、抽屉式、组合式 | |||
按配电用途不同 | 应急配电柜、照明配电柜、动力配电柜、计量配电柜和【口诀：急招栋梁用】 | |||
性能特点 | 额定电流、额定电压、短路承受能力、防护等级【口诀：牛鸭城防行】 | |||
断路器 | 类型 | 空气断路器、SF₆气体断路器、真空断路器 | ||
重要 性能参数 | ①操作特性、短路开断能力、额定电流、额定电压。【口诀：操断牛鸭】 ②具有控制、保护和安全隔离作用；具有灭弧特性。 | |||
负荷 开关 | 类型 | 手动负荷开关和自动负荷开关 | ||
性能特点 | 额定电压、额定电流、操作方式 | |||
隔离 开关 | 类型 | 刀闸、负荷开关、接地刀闸 | ||
性能特点 | 接通能力、断开能力、额定电流、额定电压【口诀：通断牛鸭个性】 | |||
接地 开关 | 类型 | 手动接地开关和自动接地开关 | ||
性能特点 | 接通电流、接地能力、断开电流【口诀：姐弟断】 | |||
(四)电动机
直流 | 无刷直流电动机 | ||
有刷直流电动机 | 直流 | 电磁直流电动机又可分：串励、并励、他励和复励直流电动机。 永磁直流电动机又可：为稀土、铁氧体和铝镍钴永磁直流电动机。 | |
性能 | 较大的启动转矩和良好的启、制动性能，较宽范围内实现平滑调速的优越性能，较强的过载性能，广泛应用于机床、轧钢机、电力机车和需要经常启动并调速的电气传动装置中。 | ||
交流 异步 | 三相异步电动机 | 切割机、套丝机、钢筋弯曲机等为三相电源供电的三相异步电动机。 | |
单相异步电动机 | 手持电动工具、家用电器用电动机等为单相电源供电的单相异步电动机。 | ||
性能 | 现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。 | ||
交流同步 | ①分为：电磁同步电动机、永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机 ②性能：具有转速和电源频率保持严格同步的特性，即只要电源频率保持恒定，转速就绝对不变。 | ||
伺服 | 交流 伺服 | ①交流伺服电动机主要由定子和转子构成 ②有刷电动机成本低、结构简单、启动转矩大、调速范围宽、控制容易，但可产生电磁干扰，对环境有影响。 | |
直流伺服 | |||
特点 | 伺服执行电动机是一种能够精确控制角度位置的旋转或线性执行器 | ||
性能 | 目前广泛应用于机械制造、自动化设备、机器人等领域，它通过内置的反馈系统，能够根据控制信号实时调整输出力矩和转速，从而实现精确的运动控制。 | ||
(五)控制设备
1.接触器
接触器类型 | 通常分为交流接触器、直流接触器 |
构成 | 电磁系统、触头系统、灭弧系统、释放弹簧及基座等几部分构成。【口诀：磁头灭黄鸡】 |
基本参数 | 主触点的额定电流和允许切断电流、触点数、线圈电压、操作频率、机械寿命和电寿命 |
2.继电器
按输入信号的性质 | 电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器和压力继电器 | |
按输出形式可分为 | 有触点继电器和无触点继电器 | |
按用途可分为 | 控制用继电器和保护用继电器 | |
按动作原理可分为 | 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器 | |
继电器 | 工作电压、接触电阻、机械寿命、电气寿命、过载能力、动作特性、接点负载能力、响应速度。 | |
3.互感器
类 型 | 电压互感器 | 电压互感器可在高压电力系统中用于电压和功率的测量 |
电流互感器 | 电流互感器可用在电流测量、功率测量和线路保护 | |
性能 | ①将高电压、大电流变换成低电压、小电流； ②与测量仪表配合，可以测量电压、电流、电能，与控制设备配合能确保操作人员和设备的安全 | |
4.电抗器
具有保证断路器能切断短路电路，保证电气设备的动、热稳定性，通过提高阻抗来限制短路电流
(六)电力电子设备
电力电子设备是指用于电力系统中电能的调节、变换和控制的设备，以提高电力系统的效率和稳定性，
包括：变频器、整流器、逆变器、软启动器、无功补偿装置、滤波器等
性能特点包括：工作频率、效率、响应速度、谐波抑制能力、功率因数调节范围等。
1.变频器
定义 | 变频器是一种改变交流电源频率的电器，由整流单元、滤波单元、逆变单元、控制单元四部分组成 |
作用 | 通过变频器改变电源的电压和频率，调整电动机的运行速度，实现无级调速。 |
整流单元 | 将输入的交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥等电子元件进行整流。整脚趾 |
滤波单元 | 对整流后的直流电进行滤波，去除杂散的高频成分，得到稳定的直流电源。 |
逆变单元 | 将滤波后的直流电源进行逆变，通过高频开关管控制脉宽，改变电压和频率形成交流电。 |
控制单元 | 控制变频器的开关器件和PWM信号频率，根据输入控制信号调整输出电压和频率，实现电动机无级调速。 |
2.逆变器
作用 | 可以将直流电源转换为交流电源 |
组成 | 逆变电路、逻辑控制电路、滤波电路三大部分组成。 |
开关元件 | 是逆变器的核心部件，可将直流电转变为交流电输出。 |
PWM控制 | 控制逆变器输出交流电的电压和频率。 |
反馈回路 | 用于监测输出电压和电流，并将其反馈给PWM控制器，以调整输出电压和电流的波形。 |
例如 | 通过逆变器，可以控制电动机运行方式，改变电动机速度、扭矩和方向，以提供对系统的精确控制并实现节能。逆变器还可分为多种类型，如太阳能逆变器、汽车逆变器等不同类型的逆变器。 |
3.整流器
(1)整流器是一种将交流电转换为直流电的装置或元件。
它的基本工作原理是基于半导体器件的特性和电流方向的控制。
(2)整流器有很多类型，包括二极管整流器、晶闸管整流器等；
4.软启动器【口诀：转转软斜线】
定义 | 软启动器是电动机在不调速拖动控制中使用的一种性能优异的拖动设备 |
类型 | 主要有电子式(晶闸管调压式)、磁控式和自动液体电阻式等类型。 |
特点 | ①软启动器是软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的控制装置； ②是实现整个启动过程中无冲击而平滑的启动电动机。 |
启动方式 | 限流启动、斜坡电压启动、转矩控制启动、转矩加突跳控制启动、电压控制启动 |