電氣工程概論第六章電工新技術(shù)詳解

電氣工程概論第六章電工新技術(shù)ppt課件本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分新理論、新原理新材料新技術(shù)等離子體物理放電物理電磁流體力學(xué)直線電機(jī)超導(dǎo)材料永磁材料半導(dǎo)體材料微電子計(jì)算機(jī)放電應(yīng)用核聚變磁流體發(fā)電磁流體推進(jìn)磁懸浮列車(chē)超導(dǎo)電工永磁電機(jī)與磁體光電應(yīng)用電力電子微電子專用設(shè)備數(shù)控與機(jī)電控制電工裝置CAD電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)主要分支圖6-1電工新技術(shù)的分類

一、電工新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分二、超導(dǎo)電工技術(shù)圖6-2液氦溫區(qū)低溫超導(dǎo)材料——NbTi導(dǎo)線

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）圖6-3液氮溫區(qū)高溫超導(dǎo)材料——Bi系帶材本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分超導(dǎo)現(xiàn)象

1911年荷蘭科學(xué)家昂納斯（H.KamerlinghOnnes）在測(cè)量低溫下水銀電阻率的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降到-269℃附近，水銀的電阻突然消失。

超導(dǎo)態(tài)的兩個(gè)基本性質(zhì)：一是零電阻效應(yīng)；二是完全抗磁性，又稱邁斯納（Meissner）效應(yīng)，即在磁場(chǎng)中超導(dǎo)體只要處于超導(dǎo)態(tài)，則它內(nèi)部產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)完全抵消，從而內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即磁力線完全被排斥在超導(dǎo)體外面。二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）圖6-4超導(dǎo)體的完全抗磁性現(xiàn)象本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）2.超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用

超導(dǎo)電機(jī)圖6-583MW超導(dǎo)發(fā)電機(jī)超導(dǎo)轉(zhuǎn)子（左）與試驗(yàn)車(chē)間（日本）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-65MW船用高溫超導(dǎo)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-75MW船用高溫推進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-8300kW超導(dǎo)單極電動(dòng)機(jī)（武漢712所等）圖6-9由超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的吊艙式螺旋推進(jìn)器（圖片來(lái)源：ABB公司）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

超導(dǎo)變壓器圖6-10500kW,6600/3300V高溫超導(dǎo)變壓器（日本）圖6-1126kW高溫超導(dǎo)變壓器（中國(guó)科學(xué)院電工研究所等）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

超導(dǎo)輸電圖6-122000A高溫超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)云電英納超導(dǎo)電纜公司本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-1330m長(zhǎng)、35kV、2kA高溫超導(dǎo)電纜云電英納超導(dǎo)電纜公司本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

超導(dǎo)儲(chǔ)能圖6-14超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能線圈圖6-152MJ超導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備（德國(guó)）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)圖6-16日本超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

超導(dǎo)在電氣工程領(lǐng)域的其他應(yīng)用超導(dǎo)電磁線圈：應(yīng)用于托克馬克裝置、磁流體發(fā)電機(jī)等；超導(dǎo)磁懸浮軸承：無(wú)機(jī)械摩擦，穩(wěn)定好。

總之，超導(dǎo)電工已由最初的超導(dǎo)磁體技術(shù)擴(kuò)展到了包括超導(dǎo)電力應(yīng)用與強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)用等領(lǐng)域，隨著低溫超導(dǎo)技術(shù)和高溫超導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是如果實(shí)現(xiàn)了臨界溫度達(dá)到室溫的實(shí)用超導(dǎo)體，將帶來(lái)革命性的改觀。

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分三、聚變電工技術(shù)

與裂變反應(yīng)堆主要依靠核工技術(shù)與熱工技術(shù)的結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的歷史不同，聚變反應(yīng)堆的發(fā)展主要依賴于核工技術(shù)與電工新技術(shù)的結(jié)合，因?yàn)樾枰年P(guān)鍵技術(shù)超導(dǎo)技術(shù)、大體積強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)、大能量脈沖電源技術(shù)、輔助加熱技術(shù)、等離子體控制技術(shù)都屬于電工新技術(shù)。

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-17托克馬克裝置原理（環(huán)形核聚變反應(yīng)裝置）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-18基于托克馬克的核聚變電站原理本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分四、磁流體發(fā)電技術(shù)

當(dāng)前，世界各國(guó)的電力主要來(lái)源仍舊是火力發(fā)電，但這種

發(fā)電方式的熱效率很低，最高只有40%。磁流體發(fā)電的熱效率可以從火力發(fā)電的30-40%提高到50-60%甚至更高。磁流體發(fā)電是將高溫導(dǎo)電燃?xì)饣蛞后w與磁場(chǎng)相互作用而將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的新型發(fā)電方式。本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-19磁流體發(fā)電原理與試驗(yàn)裝置（日本）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-20

磁流體發(fā)電用超導(dǎo)磁體（中國(guó)科學(xué)研究院電工研究所）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分五、磁流體推進(jìn)技術(shù)

磁流體推進(jìn)船圖6-21日本超導(dǎo)磁流體推進(jìn)船本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

等離子磁流體航天推進(jìn)器（a）（b）圖6-22等離子推進(jìn)器（a）結(jié)構(gòu)示意圖（b）“SMART-1號(hào)”探測(cè)器等離子推進(jìn)器的噴口本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分風(fēng)力發(fā)電圖6-23風(fēng)力發(fā)電站與電力系統(tǒng)并網(wǎng)六、可再生能源發(fā)電本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-24海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在安裝（丹麥）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分太陽(yáng)能發(fā)電

主要有三種：一是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成熱能，即光熱轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能熱水器；二是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，即光電轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能電池；三是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，即光化學(xué)轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)。

1945年，美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室制造除了世界上第一塊實(shí)用的硅太陽(yáng)能電池，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代人類利用太陽(yáng)能的新紀(jì)元。本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-25太陽(yáng)能發(fā)電的四種方式（a）槽型拋物面（b）菲涅耳透鏡（c）盤(pán)形拋物面-中心接受器（d）分布平面塔式接收器本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-26太陽(yáng)能熱發(fā)電站圖6-27塔式太陽(yáng)能熱電站原理示意圖本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-28太陽(yáng)能光伏電池陣本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分七、磁懸浮列車(chē)技術(shù)超導(dǎo)長(zhǎng)定子永磁長(zhǎng)定子常導(dǎo)短定子常導(dǎo)長(zhǎng)定子電動(dòng)式長(zhǎng)定子電磁式短定子電磁式長(zhǎng)定子永磁式長(zhǎng)定子圖6-29磁懸浮列車(chē)分類本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

日本超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)圖6-30日本超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的轉(zhuǎn)向架圖6-31日本超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

德國(guó)常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)Transrapid圖6-32Transrapid原理本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

日本常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)HSST圖6-33日本名古屋常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)（Linimo）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

永磁磁懸浮列車(chē)圖6-34德國(guó)柏林永磁半懸浮列車(chē)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分八、燃料電池技術(shù)燃料電池的雛形是1839年由英國(guó)科學(xué)家格羅夫（WilliamRobertGrove，1811-1896）提出的（當(dāng)時(shí)稱為“氣體伏打電池”）。圖6-35燃料電池的外部結(jié)構(gòu)圖本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-36為計(jì)算機(jī)供電的燃料電池本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分第一代燃料電池，堿性燃料電池，效率最高，但成本昂貴；第二代燃料電池，磷酸型燃料電池，技術(shù)先進(jìn)，實(shí)用；第三代燃料電池，熔融碳酸鹽型（MCFC）電池，效率比磷酸 型高，燃料也不僅僅限于氫氣，是一種大容量發(fā)電燃料 電池；第四代燃料電池，固體電解質(zhì)型燃料電池（SOFV），性能優(yōu) 良，電解是固體，因此免去了腐蝕和溢漏的危險(xiǎn)；第五代燃料電池，聚合物電解質(zhì)型薄膜燃料電池（PEMFC）， 與氫能源關(guān)系十分密切；最近又出現(xiàn)了生物燃料電池，具有功率大，體積小，效率 高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分九、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)圖6-37瑞士1955年試制的飛輪儲(chǔ)能軌道試驗(yàn)車(chē)圖6-38飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分飛輪儲(chǔ)能的應(yīng)用

電力調(diào)峰

電動(dòng)車(chē)輛飛輪電池

飛輪儲(chǔ)能-再生制動(dòng)系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不間斷供電

衛(wèi)星姿態(tài)控制

大功率脈沖放電電源

其他應(yīng)用本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-39電力系統(tǒng)中的飛輪儲(chǔ)能裝置

電力調(diào)峰本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

電動(dòng)車(chē)輛飛輪電池圖6-40英國(guó)Bristol的新型純飛輪供電有軌車(chē)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

飛輪儲(chǔ)能-再生制動(dòng)系統(tǒng)圖6-41德國(guó)采用飛輪儲(chǔ)能裝置的LIREX混合動(dòng)力輕軌列車(chē)圖6-42美國(guó)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)-飛輪儲(chǔ)能混合動(dòng)力公交車(chē)ATTB本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-43軌旁飛輪儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

衛(wèi)星姿態(tài)控制圖6-44衛(wèi)星姿態(tài)控制用飛輪系統(tǒng)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

大功率脈沖放電電源圖6-45航天飛機(jī)電磁發(fā)射示意圖本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分十、脈沖功率技術(shù)脈沖功率技術(shù)的基礎(chǔ)是沖擊電壓發(fā)生器，也叫馬克斯發(fā)生器或沖擊機(jī)，是德國(guó)人馬克斯（E.Marx）在1924年發(fā)明的。圖6-46馬克斯發(fā)生器本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分目前，脈沖功率技術(shù)的發(fā)展方向是提高功率水平，具體的主攻方向是：提高儲(chǔ)能密度，研制大功率和高重復(fù)率的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，向著高電壓、大電流、窄脈沖、高重復(fù)率的方向發(fā)展。脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用：強(qiáng)激光的研究強(qiáng)脈沖X射線核電磁脈沖高功率微波武器電磁炮本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分軌道炮線圈炮磁懸浮發(fā)射器

磁懸浮加速托架磁懸浮間隙電樞線圈

驅(qū)動(dòng)線圈

電樞（等離子體）電流圖6-47電磁發(fā)射裝置本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-48國(guó)外研制的電磁炮本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分十一、微機(jī)電系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystems，MEMS），是融合了硅微加工、光刻鑄造成型和精密機(jī)械加工等多種微加工技術(shù)制作的集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微米（10e-6m）尺寸微型機(jī)電系統(tǒng)。本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-49微機(jī)電系統(tǒng)電機(jī)和一根頭發(fā)的對(duì)比（顯微圖）圖6-50微機(jī)電系統(tǒng)繼電器（放大圖）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-51微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-52封裝好的微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分圖6-52微機(jī)電系統(tǒng)衛(wèi)星（概念圖）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分謝謝!本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Chapter6NewTechnologyofelectrotechnics

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分1.DevelopmentsofElectrotechnics1.TendenciesofElectrotechnics2.SuperconductorElectrotechnics3.NuclearFusionElectrotechnics4.MagnetohydrodynamicPowerGeneration5.MagnetohydrodynamicPropulsionTechnology6.RenewablePowerGeneration7.

MagneticLevitationTrain8.FuelCells9.FlywheelEnergyStorageSystems10.PulsedPowerTechnology11.MicroElectro-MechanicalSystems本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分2.SuperconductorElectrotechnicsLiquidHeliumregionlowtemperaturesuperconductivematerial–NbTi

wire

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分LiquidNitrogenregionhightemperaturesuperconductivematerial-Biseriestapes本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分>>SuperconductingPhenomenon

AmomentousdiscoverybyDutchscientistH.KamerlinghOnnesin1911,thattheresistanceofthemercuryturnedtozerowhenthetemperaturebelow-269℃.Itisaphenomenondisplayedbysomematerialswhentheyarecooledbelowacertaintemperature,knownasthesuperconductingcriticaltemperature,Tc.

HTS:highTcsuperconductor

BelowTc,superconductingmaterialsexhibittwocharacteristicproperties:Zeroelectricalresistance;Fulldiamagnetism(MeissnerEffect).Whenthesuperconductorbelowit’scriticaltemperature，andamagnetisbroughtneartoit,theinnermagneticfieldintensityofthesuperconductoriscompletelyexpelledtozero,behavingasafulldiamagnet.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分MeissnerEffectAsuperconductivediskonthebottom,cooledbyliquidnitrogen,causesthemagnetabovetolevitate.Thefloatingmagnetinducesacurrent,andthereforeamagneticfield,inthesuperconductor,andthetwomagneticfieldsrepeltolevitatethemagnet.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分>>Applications

Superconductingmotor83MWsuperconductingrotor

andit’stestplant(Japan)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分5MWHTSshippropulsionmotor本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分5MWHTSshippropulsionmotorstructures本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分300kW

superconductinghomopolarmotor（712instituteofWuHan,China）Superconductingmotorpoddedpropeller本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Superconductingtransformer500kW,6600/3300VJapanHTStransformer26kWHTStransformer

(InstituteofelectricalengineeringChineseacademyofscience)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Superconductingpowertransmission2000AHTScableInnopowersuperconductorcableCo.,Ltd.,Beijing本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分30mlength、35kV、2kAHTScablessystem本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Superconductingmagneticenergystorage(SMES)SMEScoilGermany2MJSMES本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Superconductingmagneticlevitatingtrain(Maglev)JapansuperconductingMaglevtrain本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Applicationsinelectricalengineering

Superconductingcoil:Tokamakdevice,Magnetohydrodynamic

PowerGeneration

SuperconductingMaglevbearing:Nomechanicalfriction,Steady

Inshort,superconductingelectrotechnicshasgainedadvanceddevelopmentfromsuperconductingmagnettosuperconductingpowerapplicationsfields.WiththedevelopmentofLTSandHTStechnology,somebadlyexpectedpracticalhouseTcsuperconductorswillbefounded.Oncethishappens,thewholeworldofelectronics,powerandtransportationwillberevolutionized.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分3.NuclearfusionelectrotechnicsIncontrasttonuclearfissionreactor,whichbasedontheintegratingwithNuclearandheatengineeringtechnology,thecombinationwithnewtechnologyofelectrotechnicsisthemainstreamtoresearchfusionreactor,suchassuperconducting,strongmagneticfield,highpulsedpower,assistantheating,plasmatechnology.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分PrincipleofTokamakdevice(Toroidalnuclearfusiondevice)Deuterium-Tritium-Helium

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Tokamakfusionreactorpowerplant本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分4.Magnetohydrodynamic(MHD)PowerGeneration

Atpresent,theefficiencyofcoal-firedpowergeneratingispoorabout30-40percent,whileMHDpowergenerationcouldreaches50-60percentorevenhigher.

MHDpowergenerationisthatanewmethodtogenerateelectricpowerfromheatenergybyinteractionsbetweenhotgasorliquidandmagneticfield.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分PrinciplediagramofMHDpowergeneratorandtestdevices本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分SuperconductingmagnetofMHDpowergenerator(InstituteofelectricalengineeringChineseacademyofscience)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分5.MagnetohydrodynamicPropulsionTechnology

MagnetohydrodynamicpropulsionshipJapansuperconductingMHDpropulsionship本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

PlasmaMagnetohydrodynamicspaceflightpropeller（a）（b）PlasmaMHDpropeller（a）Structuresketchmap（b）Propellerspoutof“SMART-1”detector本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

WindpowergenerationWindpowerplantand

gridconnected6.RenewablePowerGeneration本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Offshorewindpowergenerationbeinginstalled（Denmark）本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Solarpowergeneration

Threeprinciples：

1）Photothermalconversion,

usingthesuntoheatwaterandproducesteamtorunelectricalturbines,suchas

solarwaterheater;

2）Photoelectricconversion,convertingsolarenergytoDCelectricity,suchassolarcells;

3）Photochemicalconversion,chemicalenergybeinggeneratedfromsolarenergy.

Fourmethodstocollectsolarenergy,showedinthefigures

asfollows:

本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Fourmethodsofsolargeneration(a)Parabolictrough(b)‘Fresnel’lens(c)Solardishes(d)Solarpowertowers本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分SolarthermalpowerstationSolarpowertowersketchmap本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Solarphotovoltaicarrays(PVarrays)本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分7.Magneticlevitatingtrain(Maglev)technology超導(dǎo)長(zhǎng)定子永磁長(zhǎng)定子常導(dǎo)短定子常導(dǎo)長(zhǎng)定子電動(dòng)式長(zhǎng)定子電磁式短定子電磁式長(zhǎng)定子永磁式長(zhǎng)定子Maglevtrainsclassification本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第87頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分TherearetwotypesofMaglevs:onesthatuselikemagnetswhichrepeleachotherandonesthatuseopposingmagnetsthatattractwitheachother.OnesthatuserepellingmagnetsarecalledSuperconductingMaglevs,whileElectromagneticMaglevsuseopposingmagnets.HowdoesaMaglevTrainwork?EachprojectisdevelopingitsownversionofMaglevbutthemaindifferencerestsonthewaythemagneticfieldisgenerated.TheGermanmodelandtheJapaneseHSST(HighSpeedSurfaceTransport)useElectromagneticSuspension(EMS).ChinainitsShanghaiMaglevusesGermantechnology.EMSusestheattractivemagneticforceofamagnetbeneatharailtoliftthetrainup.TheYamanashiMaglev(Japan)andtheprojectedFloridaMaglevuseElectrodynamicSuspension(EDS).EDSusesarepulsiveforcegeneratedbytheinteractionbetweenthemagneticfieldsinthetrainandtherailtopushthetrainawayfromthetrack.TheprojectinLosAngeles(Indutrack)usesPermanentMagnetEDS.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第88頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

JapansuperconductingMaglevtrainsSuperconductingMaglevbogieSuperconductingMaglevtrack本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第89頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Germanynormal-conductingmaglev:TransrapidPrincipleof

Transrapid本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第90頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Japannormal-conductingHSSTMaglevNormalconductingmaglev-LinimoinNagoya,JapanHSST:HighSpeedSurfaceTransport本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第91頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

PermanentMaglev(PM)Berlinpermanentmagnethalflevitatingtrain,Germany本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第92頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分8.FuelcellsBritishphysicistWilliamRobertGrove,1811-1896,producedthefirstfuelcellin1839(called“GasVoltaicbattery”atthattime).Fuelcellexteriorstructure本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第93頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分FuelcellasComputerpowersupply本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第94頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Maintypesoffuelcells:

Firstgeneration,alkalinefuelcell(AFC),highefficiencybutcostmuch;

Second,phosphoricacidfuelcell(PAFC),advanced andverypractical;

Third,moltencarbonatefuelcell(MCFC),higher efficiencythanPAFC,usedtogeneratestrong power;

Fourth,solidoxidefuelcell(SOFC),usedsolid electrolyte,avoidsthedangerofelectrolytescorrosionandleakage;

Fifth,protonexchangemembranefuelcell(PEMFC),closelyrelatedtohydrogenenergy;

Inrecently,thereappearedanewtypefuelcellcalledmicrobialfuelcell(MFC),largepower,smallsize,andhighefficiency.本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第95頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分9.FlywheelEnergyStorageSwitzerlandflywheelenergystoragetracktestvehiclein1955Flywheelenergystoragesystem本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第96頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Applications

Powergridpeakshaving

Electricvehiclesflywheelbattery

Flywheelenergystorage-regenerativebrakingsystem

Windpowergenerationsystem’suninterruptedpowersupply

Satelliteattitudecontrol

Dischargingpulsedhighpowersupply

Otherapplications本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第97頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Flywheelenergystoragedeviceinpowersystem

Powergridpeakshaving本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第98頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

ElectricvehiclesflywheelbatteryBristolnewtramcarswithflywheelpowersupply本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第99頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

Flywheelenergystorage-regenerativebrakingsystemGermanyhybridpowerlightrailtrain“LIREX”withflywheelenergystorageAmericainternalcombustionenginegenerator–flywheelenergystoragehybridpublictransit“ATTB”本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第100頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分Flywheelenergystorage-regenerativebrakingsystembesidethetrack本文檔共113頁(yè)；當(dāng)前第101頁(yè)；編輯于星期二\16點(diǎn)49分

SatelliteattitudecontrolFlywheelsystemofSatel