电气工程基础第一章.doc

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1、一、电气工程基础学科简介现在电能成了国民经济和人民生活的一大支柱。发电厂把燃料产生的热能、水力的位能、风能等转换成电能。电能经过变压器和不同电床的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其它能量，如机械能、热能、光能等。这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备以及相应的通信、监控、安全、检测、自动控制、继电保护、调度自动化等设施连接在一起而组成的整体，称为电力系统。随着工业日益信息化、智能化，电力系统迅速朝着大机组、大电网、高参数、高电床、高度自动化的方向发展，这样不仅使电能的生产更加科学化

2、，血且更加优化用电，节约能源。电力系统是电气工程学研究的主体。电气工程专业的分类很多，如工业自动化、自动控制（智能系统控制）、电气技术、检测技术、电力系统及其自动化、机电一体化、电力电子技术、电机电器与控制等。其屮电力系统及其自动化专业是关于电力系统的运行、口动控制、信息处理、试验分析、研究开发以及电子与计算机的应用等技术方而研究的。该专业的基础课程有：电路原理、电磁场理论、信号与系统、电子技术基础、自动控制原理、电机学、计算机软件基础、微机原理及应用、电力电子技术基础等。《电气工程基础》一书主要从电力拖动系统稳定性的需

3、要阐述了有关的动力学方面的知识，从电力拖动系统口动控制角度介绍了有触点的继电控制系统的器件、电路和设计方法，进而介绍了无触点的可编程控制器的结构、原理与系统设计方法，从电力拖动系统的性能要求讨论了电机选择的几个方面的问题。通过本课程的学习，ri的是使同学们达到以下几点要求：1.明确电气工程专业的学习任务，了解电力拖动自动控制系统的发展方向；2.了解电力拖动系统的动力学公式，熟悉其运用；3.掌握继电控制系统的器件结构、原理及分析与设计控制电路的方法；4.掌握可编程控制器的结构、原理、指令系统和编程方法，学会其运用；5.掌握

4、电动机机械特性及启动与调速的方法、特性；1.掌握电动机容量选择的原理和方法；2.接触一些实际的电力拖动系统，从电风扇、洗衣机到机床、自行火炮等；阅读一些有关的书刊、杂志，以求学用结合。二、电力拖动的目的和任务以电动机为原动机驱动机械运行称为电力拖动。用直流电动机驱动机械运行称为直流电力拖动。直流电动机具有良好的启动性能和调速性能，因此它被广泛应用于电力牵引、轧钢机、起重设备、口行火炮屮。但它的结构较复杂，维修较麻烦。交流电力拖动则是用交流电动机作为原动机。它结构简单，工作可靠，成本较低，不需要经常维修，电源可直接取自交流

5、电网，因此它被广泛地应用于工矿企业屮。但是，它在调速方面不如直流电力拖动简单易行，线性可控。在工业生产屮，电力拖动系统的性能和质量在很大程度上影响着生产机械的性能、产品的质量和产量、生产成本、工人的劳动条件及能耗。在自行火箭炮装备屮，它影响着火炮的战术性能。因此，如何尽快的提高电力拖动系统的性能和质量是电力拖动技术的小心课题。由于现代控制论、信息论、系统论为电力拖动技术提供了科学的方法论和理论基础；电力电子、微电子技术的发展和先进制造及计算机应用技术的进步又为电力拖动技术奠定了坚实的物质基础，所以电力拖动技术突飞猛迸，使

6、电力拖动系统的性能和质量及口动化程度迅速提高。电力拖动实现自动化、智能化的H的在于：%1节约劳动力；%1更经济地使用材料和能源；%1提咼生产设备的利用率；%1提咼产品质量；%1提高生产设备的可靠性和安全性；%1减小故障的危险性和发生重人事故的可能性；%1由于人的固有局限性而不能用于操作的传动系统，可以实现过程控制。总之，就是改善人们在生产屮的工作条件，并且大幅度地提高社会生产和再生产效率。为此FI的，电力拖动的任务大致如下：%1采用低功耗的电子功率控制环节和传动机构，采用节能起动、制动和调速的方法来提高能源利用率；%1在

7、应用新型信息处理电路工艺和集成组件的基础上，采用完善的信号处理方案,尤其是采用微机系统来扩大电动机的调速范围，提高其动态性能和调节精度；%1研制、应用具有相应功率的控制环节和具有大的热吋间常数的高过载能力的电动机来提高拖动系统的加速能力；%1采取行之有效的办法来提高电力拖动系统的可靠性和安全性。例如，提高信息处理元件的集成化程度；减少触点的切换次数：采用显露的易于维修的结构；用检测监控设备来试验、检查运行设备情况和运行状态；采用有效的查找失误的方法，备有预防性维护、保养的措施等；%1选择合适的用于信息处理的频率，选用不易

8、受干扰、不易损坏的部件，采用合理的配线技术和外形结构，以提高系统的抗干扰能力；%1采用预先装配和检验的各种零部件、封装系统和设备模块，以实现有利于设计的拖动方案；开发和应用于这种拖动方案相适应的计算机辅助设计方法，以保证电力拖动系统的研制、设计更加合理化；%1拟定并采用有效的方法对所选的电力拖动系统性能进行仿真，以便