2-電氣工程概論-第二章-電機電器及其控制技術

1、電氣工程專業(yè)導論,1,電機的作用與發(fā)展簡史 電機的分類與結構 電機的應用領域 電動機的選用與運行控制 電機學的研究內容 電器的發(fā)展歷史 電器的分類 高壓電器 低壓電器,第二章 電機電器及其控制技術,電氣工程專業(yè)導論,2,電機的作用,控制電機 閥門控制 火炮控制 計算機 ,一、電機的作用與發(fā)展簡史,電氣工程專業(yè)導論,3,一、電機的作用與發(fā)展簡史（續(xù)）,電氣工程專業(yè)導論,4,一、電機的作用與發(fā)展簡史（續(xù)）,經過100多年的發(fā)展，電機的理論已經相當成熟。但是，隨著電工科學、材料科學、計算機科學與控制技術的發(fā)展，電機的發(fā)展又進入了新的階段。,電氣工程專業(yè)導論,5,二、電機的分類與結構,1、電機的分類,

2、特種電機 步進電機 無刷電機 開關滅磁電機 超聲波電機 ,電氣工程專業(yè)導論,6,二、電機的分類與結構（續(xù)）,2、發(fā)電機,電氣工程專業(yè)導論,7,二、電機的分類與結構（續(xù)）,3、電動機,電氣工程專業(yè)導論,8,二、電機的分類與結構（續(xù)）,3電動機,電氣工程專業(yè)導論,9,二、電機的分類與結構（續(xù)）,4、變壓器,電氣工程專業(yè)導論,10,二、電機的分類與結構（續(xù)）,5、特種電機,1）永磁無刷電動機 應用： 航空、航天 家用電器 機器人 電動汽車 電動車組 電動艦船 ,電氣工程專業(yè)導論,11,二、電機的分類與結構（續(xù)）,5、特種電機,2）直線電機 應用： 工業(yè)機械； 軌道交通； 電梯； 航空母艦飛機發(fā)射；

3、導彈發(fā)射架； 電磁推進潛艇； ,海浪直接驅動直線發(fā)電機,電氣工程專業(yè)導論,12,二、電機的分類與結構（續(xù)）,5、特種電機,3）步進電動機 應用： 自動控制裝置中的執(zhí)行元件,各種步進電動機,電氣工程專業(yè)導論,13,二、電機的分類與結構（續(xù)）,5、特種電機,4）超導電機 應用： 超大型發(fā)電機或電動機,全電軍艦吊艙式推進系統(tǒng) 超導直流電動機剖面圖,電氣工程專業(yè)導論,14,二、電機的分類與結構（續(xù)）,5、特種電機,5）超聲波壓電電動機 應用： 生物生命科學； 光學儀器； 高精密機械； ,微型超聲波壓電電動機,電氣工程專業(yè)導論,15,三、電機的應用領域,1、電力工業(yè),1）汽輪發(fā)電機 應用： 火力發(fā)電廠；

4、 核電廠；,汽輪發(fā)電機正在安裝轉子,電氣工程專業(yè)導論,16,三、電機的應用領域（續(xù)）,1、電力工業(yè),2）水輪發(fā)電機 應用： 水力發(fā)電廠,世界上最大的水輪發(fā)電機在三峽電站安裝,電氣工程專業(yè)導論,17,三、電機的應用領域（續(xù)）,1、電力工業(yè),3）風力發(fā)電機 應用： 風力發(fā)電廠,永磁外轉子大型風力發(fā)電機,電氣工程專業(yè)導論,18,三、電機的應用領域（續(xù)）,2、工業(yè)生產部門與建筑業(yè),應用： 機床； 軋鋼機； 鼓風機； 水泵； 起重機； 傳送帶； 生產線； ,電梯用永磁曳引電動機,電氣工程專業(yè)導論,19,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),1）電力機車與城市軌道交通 電氣化鐵路； 地鐵； 無軌電車；

5、 ,電力機車直流牽引電動機,電氣工程專業(yè)導論,20,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),2）內燃機車 電傳動內燃機車： 直流直流； 交流直流； 交流直流交流； ,電傳動內燃機車動力關系示意圖,電氣工程專業(yè)導論,21,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),3）船舶 內燃機電力推進：,艦船內燃機電力推進感應電動機,電氣工程專業(yè)導論,22,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),4）汽車,電氣工程專業(yè)導論,23,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),5）電動車 純電動車； 混合動力車； 無軌電車； 有軌電車； 電瓶車； 電動自行車； ,電氣工程專業(yè)導論,24,三、電機的應用領域（續(xù)）

6、,3、交通運輸業(yè),5）電動車 純電動車； 混合動力車； 無軌電車； 有軌電車； 電瓶車； 電動自行車； ,電氣工程專業(yè)導論,25,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),6）磁懸浮列車驅動,圖2-25,電氣工程專業(yè)導論,26,三、電機的應用領域（續(xù)）,3、交通運輸業(yè),7）直線電動機輪軌車輛,電氣工程專業(yè)導論,27,三、電機的應用領域（續(xù)）,4、醫(yī)療、辦公設備與家用電器,醫(yī)療器械 心電機 X光機 CT 牙科手術工具 滲析機 呼吸機 電動輪椅 ,辦公設備 DVD驅動器 CD-ROM 打印機 傳真機 ,家用電器 電冰箱 洗衣機 電風扇 空調器 抽油煙機 ,電氣工程專業(yè)導論,28,三、電機的應用領域

7、（續(xù)）,5、航空、航天、國防,電氣工程專業(yè)導論,29,三、電機的應用領域（續(xù)）,6、其它,演出設備 運動訓練設備 游樂設備 電動玩具 ,電氣工程專業(yè)導論,30,四、電動機的選用與運行控制,1、電動機的選用 種類： 交流電機：三相電機、單相電機 直流電機 功率： 電動機的功率是由生產機械所需的功率確定的。,電氣工程專業(yè)導論,31,四、電動機的選用與運行控制（續(xù)）,2、電動機的運行控制 電動機的啟動 鼠籠異步電動機：直接啟動、降壓啟動、軟啟動。 直流電機：直接啟動、串聯(lián)電阻啟動、軟啟動。 同步電動機：同步電動機本身沒有啟動轉矩，啟動時采用異步啟動法，當啟動到接近同步轉速時再投入勵磁，牽入同步運行。

8、 電動機的調速 直流調速 交流調速 電動機的制動 能耗制動 反接制動 回饋制動 渦流制動,電氣工程專業(yè)導論,32,5、電機學研究的內容,電機學是電氣工程及其自動化本科專業(yè)的專業(yè)基礎課。通過本課程的學習，能夠使學生掌握各種電機的結構、電磁關系、基礎理論知識、基本運行特性和一般分析方法的訓練，為學習后續(xù)的專業(yè)課程和將來從事專業(yè)工作打下良好基礎。,電機運行原理基于電磁感應定律和電磁力定律。 類型有：同步電機、異步電機、變壓器、直流電機。,電機學分別研究上述電機的以下主要內容： 物理模型、數學模型、實際運行、實驗測試。,電氣工程專業(yè)導論,33,6、電器的發(fā)展歷史,電器特指用于對電路進行接通、分斷，對電

9、路參數進行變換，以實現(xiàn)對電路和用電設備的控制、調節(jié)、切換、檢測和保護等動作的電工裝置、設備和組件。,電器從人類正式使用電能就開始使用。隨著電工新材料、電工制造新技術、新工藝的發(fā)展，各類電器得到飛速發(fā)展?？傮w趨勢是容量增大，傳輸電壓高，自動化程度高。 開關電器的發(fā)展為例： 刀開關； 熔斷器； 高壓斷路器。,電氣工程專業(yè)導論,34,7、電器的分類,電器按功能可分為： 用于接通和分斷電路的電器 如：刀開關、接觸器、負荷開關、隔離開關、斷路器等 用于控制電路的電器 如：電磁啟動器、星-三角啟動器、變阻器、控制繼電器等 用于切換電路的電器 如：轉換開關、主令電器等 用于檢測電路的電器 如互感器、傳感器等

10、 用于保護電路的電器 如熔斷器、斷路器、限流電抗器、避雷器等,電器按工作電壓可分為： 高壓電器 低壓電器,電氣工程專業(yè)導論,35,8、高壓電器,高壓開關設備： 包括：斷路器、隔離開關、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負荷開關和接地開關等,隔離開關,真空負荷開關-熔斷器組合電器,高壓真空斷路器,電氣工程專業(yè)導論,36,8、高壓電器（續(xù)）,高壓開關設備： 包括：斷路器、隔離開關、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負荷開關和接地開關等,戶外多油斷路器,220kVSF6瓷柱式 戶外高壓斷路器,電氣工程專業(yè)導論,37,8、高壓電器（續(xù)）,互感器： 是電力系統(tǒng)中供測量和保護用的設備，包括：電流互感器、電壓互感器兩大類。,電流互感器,電壓互感器,電氣工程專業(yè)導論,38,8、高壓電器（續(xù)）,避雷器： 避雷器是電力系統(tǒng)中的過電壓限制在一個合理的水平上。目前常用的有：碳化硅閥型避雷器、金屬氧化鋅避雷器等。,硅橡膠絕緣金屬氧化鋅避雷器,用于變壓器保護的 避雷