电气工程概论 第二章 电机电器及其控制技术

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1、第2章电机电器及其控制技术1电气工程概论控制电机阀门控制火炮控制计算机……驱动各种机械和装备电动机机床水泵……电能的生产、传输和分配发电机变压器……2.1电机的作用与发展简史电机的作用2电气工程概论1831年法拉第创造了第一部感应发电机的模型1834年雅可比发明了功率为15W的棒状铁芯电动机1836年达文波特首先尝试用电动机驱动机械1845年惠斯通用电磁铁替代永久磁铁制成第一台电磁铁发电机1866年西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机1870年格拉姆制成了环形电枢自激发电机1878年出现了铁芯开槽法。有槽铁芯和鼓形绕组的结构一直沿用至今1880年爱迪生制造了名为“巨象”的大型直流发电机

2、1885年费拉里斯提出旋转磁场原理，研制出两相异步电动机1888年俄国人制成一台三相交流单鼠笼异步电动机3电气工程概论1882年英国人费朗蒂改进了交流发电机，提出了交流高压输电的概念1882年英国人高登制造了大型两相交流发电机1882年法国人高兰德和英国人约翰·吉布斯成功研制了第一台实用变压器1884年英国人霍普金生又发明了具有封闭磁路的变压器1891年布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，使得远距离高压输电成为现实经过100多年的发展，电机的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、材料科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。4电气工程概论2.2电机的分类与结构按在应用中的功

3、能分类：发电机，电动机，变压器变流机，变频机，移相机，控制电机按应用的电流种类：直流电机，交流电机按运行速度分类：变压器，直流电机，异步电机，同步电机，交流换向器电机按功率分类：大型电机，中小型电机，微型电机特种电机：步进电机，无刷电机，开关灭磁电机，超声波电机，…电机的分类5电气工程概论1、电力工业1）汽轮发电机应用：火力发电厂；核电厂；汽轮发电机正在安装转子6电气工程概论2）水轮发电机应用：水力发电厂世界上最大的水轮发电机在三峡电站安装7电气工程概论3）风力发电机应用：风力发电厂永磁外转子大型风力发电机永磁外转子定子8电气工程概论应用：机床；轧钢机；鼓风机；水泵；起重机；传送带；生产线

4、；…电梯用永磁曳引电动机2、工业生产部门与建筑业9电气工程概论电力机车直流牵引电动机3、交通运输业10电气工程概论2.4电动机的选用与运行控制1、电动机的选用种类：交流电机：三相电机、单相电机直流电机功率：电动机的功率是由生产机械所需的功率确定的。11电气工程概论2、电动机的运行控制电动机的启动鼠笼异步电动机：直接启动、降压启动、软启动。直流电机：直接启动、串联电阻启动、软启动。同步电动机：同步电动机本身没有启动转矩，启动时采用异步启动法，当启动到接近同步转速时再投入励磁，牵入同步运行。电动机的调速直流调速交流调速电动机的制动能耗制动反接制动回馈制动涡流制动12电气工程概论电机学是电气工程

5、及其自动化本科专业的专业基础课。通过本课程的学习，能够使学生掌握各种电机的结构、电磁关系、基础理论知识、基本运行特性和一般分析方法的训练，为学习后续的专业课程和将来从事专业工作打下良好基础。电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。类型有：同步电机、异步电机、变压器、直流电机。电机学分别研究上述电机的以下主要内容：物理模型、数学模型、实际运行、实验测试。2.5电机学研究的内容13电气工程概论2.6电器的分类电器按功能可分为：用于接通和分断电路的电器如：刀开关、接触器、负荷开关、隔离开关、断路器等用于控制电路的电器如：电磁启动器、星-三角启动器、变阻器、控制继电器等用于切换电路的电器如：转换

6、开关、主令电器等用于检测电路的电器如互感器、传感器等用于保护电路的电器如熔断器、断路器、限流电抗器、避雷器等电器按工作电压可分为：高压电器低压电器14电气工程概论2.7高压电器高压开关设备：包括：断路器、隔离开关、重合器、分段器、接触器、熔断器、负荷开关和接地开关等隔离开关真空负荷开关-熔断器组合电器高压真空断路器15电气工程概论2.8低压电器低压电器通常指交流1000V、直流1500V及以下配电和控制系统中的电器设备。它是对电能的产生、输送、分配起着开关、控制、保护、调节、检测及显示等作用。如继电器、接触器转换开关等。各种接触器和继电器各种低压转换开关16电气工程概论