2-電氣工程概論-第二章-電機(jī)電器及其控制技術(shù)

1、電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,1,電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史 電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu) 電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制 電機(jī)學(xué)的研究?jī)?nèi)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(jī)電器及其控制技術(shù),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,2,電機(jī)的作用,控制電機(jī) 閥門控制 火炮控制 計(jì)算機(jī) ,一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,3,一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史（續(xù)）,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,4,一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史（續(xù)）,經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，電機(jī)的理論已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是，隨著電工科學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的發(fā)展又進(jìn)入了新的階段。,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,5,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu),1、電機(jī)的分類,

2、特種電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 無(wú)刷電機(jī) 開關(guān)滅磁電機(jī) 超聲波電機(jī) ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,6,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,2、發(fā)電機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,7,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,3、電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,8,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,3電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,9,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,4、變壓器,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,10,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5、特種電機(jī),1）永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用： 航空、航天 家用電器 機(jī)器人 電動(dòng)汽車 電動(dòng)車組 電動(dòng)艦船 ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,11,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5、特種電機(jī),2）直線電機(jī) 應(yīng)用： 工業(yè)機(jī)械； 軌道交通； 電梯； 航空母艦飛機(jī)發(fā)射；

3、導(dǎo)彈發(fā)射架； 電磁推進(jìn)潛艇； ,海浪直接驅(qū)動(dòng)直線發(fā)電機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,12,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5、特種電機(jī),3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用： 自動(dòng)控制裝置中的執(zhí)行元件,各種步進(jìn)電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,13,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5、特種電機(jī),4）超導(dǎo)電機(jī) 應(yīng)用： 超大型發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī),全電軍艦吊艙式推進(jìn)系統(tǒng) 超導(dǎo)直流電動(dòng)機(jī)剖面圖,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,14,二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5、特種電機(jī),5）超聲波壓電電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用： 生物生命科學(xué)； 光學(xué)儀器； 高精密機(jī)械； ,微型超聲波壓電電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,15,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,1、電力工業(yè),1）汽輪發(fā)電機(jī) 應(yīng)用： 火力發(fā)電廠；

4、 核電廠；,汽輪發(fā)電機(jī)正在安裝轉(zhuǎn)子,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,16,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,1、電力工業(yè),2）水輪發(fā)電機(jī) 應(yīng)用： 水力發(fā)電廠,世界上最大的水輪發(fā)電機(jī)在三峽電站安裝,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,17,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,1、電力工業(yè),3）風(fēng)力發(fā)電機(jī) 應(yīng)用： 風(fēng)力發(fā)電廠,永磁外轉(zhuǎn)子大型風(fēng)力發(fā)電機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,18,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,2、工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè),應(yīng)用： 機(jī)床； 軋鋼機(jī)； 鼓風(fēng)機(jī)； 水泵； 起重機(jī)； 傳送帶； 生產(chǎn)線； ,電梯用永磁曳引電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,19,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),1）電力機(jī)車與城市軌道交通 電氣化鐵路； 地鐵； 無(wú)軌電車；

5、 ,電力機(jī)車直流牽引電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,20,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),2）內(nèi)燃機(jī)車 電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車： 直流直流； 交流直流； 交流直流交流； ,電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力關(guān)系示意圖,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,21,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),3）船舶 內(nèi)燃機(jī)電力推進(jìn)：,艦船內(nèi)燃機(jī)電力推進(jìn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,22,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),4）汽車,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,23,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),5）電動(dòng)車 純電動(dòng)車； 混合動(dòng)力車； 無(wú)軌電車； 有軌電車； 電瓶車； 電動(dòng)自行車； ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,24,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）

6、,3、交通運(yùn)輸業(yè),5）電動(dòng)車 純電動(dòng)車； 混合動(dòng)力車； 無(wú)軌電車； 有軌電車； 電瓶車； 電動(dòng)自行車； ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,25,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),6）磁懸浮列車驅(qū)動(dòng),圖2-25,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,26,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,3、交通運(yùn)輸業(yè),7）直線電動(dòng)機(jī)輪軌車輛,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,27,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,4、醫(yī)療、辦公設(shè)備與家用電器,醫(yī)療器械 心電機(jī) X光機(jī) CT 牙科手術(shù)工具 滲析機(jī) 呼吸機(jī) 電動(dòng)輪椅 ,辦公設(shè)備 DVD驅(qū)動(dòng)器 CD-ROM 打印機(jī) 傳真機(jī) ,家用電器 電冰箱 洗衣機(jī) 電風(fēng)扇 空調(diào)器 抽油煙機(jī) ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,28,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

7、（續(xù)）,5、航空、航天、國(guó)防,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,29,三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）,6、其它,演出設(shè)備 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練設(shè)備 游樂(lè)設(shè)備 電動(dòng)玩具 ,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,30,四、電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制,1、電動(dòng)機(jī)的選用 種類： 交流電機(jī)：三相電機(jī)、單相電機(jī) 直流電機(jī) 功率： 電動(dòng)機(jī)的功率是由生產(chǎn)機(jī)械所需的功率確定的。,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,31,四、電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制（續(xù)）,2、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 鼠籠異步電動(dòng)機(jī)：直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)。 直流電機(jī)：直接啟動(dòng)、串聯(lián)電阻啟動(dòng)、軟啟動(dòng)。 同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)本身沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)時(shí)采用異步啟動(dòng)法，當(dāng)啟動(dòng)到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)再投入勵(lì)磁，牽入同步運(yùn)行。

8、 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 直流調(diào)速 交流調(diào)速 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 能耗制動(dòng) 反接制動(dòng) 回饋制動(dòng) 渦流制動(dòng),電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,32,5、電機(jī)學(xué)研究的內(nèi)容,電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動(dòng)化本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生掌握各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本運(yùn)行特性和一般分析方法的訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程和將來(lái)從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。,電機(jī)運(yùn)行原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。 類型有：同步電機(jī)、異步電機(jī)、變壓器、直流電機(jī)。,電機(jī)學(xué)分別研究上述電機(jī)的以下主要內(nèi)容： 物理模型、數(shù)學(xué)模型、實(shí)際運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)測(cè)試。,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,33,6、電器的發(fā)展歷史,電器特指用于對(duì)電路進(jìn)行接通、分?jǐn)啵瑢?duì)電

9、路參數(shù)進(jìn)行變換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路和用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測(cè)和保護(hù)等動(dòng)作的電工裝置、設(shè)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(shù)、新工藝的發(fā)展，各類電器得到飛速發(fā)展?？傮w趨勢(shì)是容量增大，傳輸電壓高，自動(dòng)化程度高。 開關(guān)電器的發(fā)展為例： 刀開關(guān)； 熔斷器； 高壓斷路器。,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,34,7、電器的分類,電器按功能可分為： 用于接通和分?jǐn)嚯娐返碾娖?如：刀開關(guān)、接觸器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器等 用于控制電路的電器 如：電磁啟動(dòng)器、星-三角啟動(dòng)器、變阻器、控制繼電器等 用于切換電路的電器 如：轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令電器等 用于檢測(cè)電路的電器 如互感器、傳感器等

10、 用于保護(hù)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(dǎo)論,35,8、高壓電器,高壓開關(guān)設(shè)備： 包括：斷路器、隔離開關(guān)、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)和接地開關(guān)等,隔離開關(guān),真空負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器,高壓真空斷路器,電氣工程專業(yè)導(dǎo)論,36,8、高壓電器（續(xù)）,高壓開關(guān)設(shè)備： 包括：斷路器、隔離開關(guān)、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)和接地開關(guān)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(dǎo)論,37,8、高壓電器（續(xù)）,互感器： 是電力系統(tǒng)中供測(cè)量和保護(hù)用的設(shè)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(dǎo)論,38,8、高壓電器（續(xù)）,避雷器： 避雷器是電力系統(tǒng)中的過(guò)電壓限制在一個(gè)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(hù)的 避雷