第六章 电工新技术
电工新技术的原理和应用
电工新技术的原理和应用1. 引言随着科技的迅速发展，电工领域也不断涌现出新的技术和创新。
这些新技术的出现不仅为电工行业带来了更高效、更安全的解决方案，同时也推动了整个社会的发展。
本文将介绍电工领域中一些重要的新技术，包括其原理和应用。
2. 无线电力传输技术无线电力传输技术是一项革命性的新技术，它可以将电能通过无线方式传输到设备中，从而无需通过传统的电线来进行传输。
这项技术的原理是利用电磁波将电能传输到目标设备中，然后通过接收器将电能转换为可用的电力。
无线电力传输技术的应用非常广泛，例如无线充电器、无线电动汽车充电等。
•优点：–方便快捷，无需使用电线进行连接。
–提高了设备的灵活性和移动性。
–可在恶劣环境中进行电能传输。
•应用案例：–无线充电器：如手机、无线耳机等电子设备可以通过无线充电器充电，无需与电源连接。
–无线电动汽车充电：电动汽车可以通过无线充电技术进行充电，提高了充电效率和便利性。
3. 智能电网技术智能电网技术，也被称为智能电力系统，是利用先进的通信、控制和信息技术来提高电力系统的运行效率和可靠性的一项技术。
它通过实时监测和管理电力系统，使得电力的生成、传输和消费更加高效和可持续。
智能电网技术的核心原理是基于大数据分析和人工智能，实现对电力系统的智能化管理和优化。
•优点：–提高电力系统的效率和可靠性。
–降低能源消耗，减少对环境的影响。
–支持可再生能源的大规模接入。
•应用案例：–智能电力监控系统：通过实时监测电网，快速发现故障并进行修复，提高电力系统的可靠性和安全性。
–基于大数据分析的负荷预测：通过对历史数据的分析，预测负荷变化并进行优化调度，实现对电力系统的智能化管理。
4. 可穿戴式智能设备可穿戴式智能设备是一种集成了电子技术和传感器的智能设备，可以直接穿戴在人体上。
它可以实时监测人体的各项生理参数，并将数据传输到手机或其他设备上进行分析和处理。
可穿戴式智能设备的原理是通过传感器采集数据，然后通过蓝牙或其他无线通信方式将数据传输到其他设备上。
电气工程及其自动化专业导论-第6章 电工理论与新技术
哈尔滨理工大学
电气工程及其自动化专业导论
目录
第1章 电气工程及其本科教育 第2章 电机电器及其系统 第3章 电力系统及其自动化 第4章 电力电子与电力传动 第5章 高电压与绝缘技术 第6章 电工理论与新技术
第6章 电工理论与新技术
第六章目录
6.1 电工理论与新技术的主要内容 6.2 电工理论研究进展 6.3 新能源技术 6.4 无线电能传输 6.5 超导电力技术 6.6 磁悬浮技术 6.7 脉冲功率技术 6.8 生物电磁学 6.9 微机电系统 6.10 电工新技术展望
场与物质相互作用问题。
第6章 电工理论与新技术
6.2 电工理论研究进展
6.2.3 电工理论发展方向
2. 电网络 超宽带信号采集理论与系统 模拟及模数混合信号电路设计、测试与故障诊断 电路设计与测试自动化 宽频电暂态的建模与分析 非线性电路分析与设计理论 基于计算机科学、物理学、人工智能新成果的电路建模、分析、设计和诊断技术 智能电网数据分析与处理 学科拓展与交叉研究领域
题，深化研究各类电磁场数值计算方法，提高求解大规模工程实际问题的能力。 新型磁性材料建模方法：针对新型磁性材料的快速发展，深入研究磁性材料磁化与损耗的建
模方法；针对电工设备节能优化设计需要，深入研究磁性材料的磁化与损耗特性机理。 电磁场与物质的相互作用：主要研究高电压、大电流、强功率条件下的特定电磁装置中电磁
第6章 电工理论与新技术
6.3 新能源技术
6.3.1新能源发电
太阳能发电的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射转化为电能。太阳能发电由于无污染 、无噪声、运行维护简单、应用环境几乎不受地域影响，资源总量非常丰富，因此一直以来受到 人们的青睐，还被认为是新世纪的主要能源。
电工新技术
强磁场应用
2)在生物工程与医疗应用方面
–
–
–
(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研 究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主 体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化; 血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影 响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。 (2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了 磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场 中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质 酰胺与氢的交换等。 (3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研 究了在4-8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中 血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程 的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影 响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。
电工理论与新技术
主要研究内容（案例）：
–
–
–
–
(1)电磁场与电磁波理论及其新技术： 主要研究工程电磁场理论和电 磁场的数值分析、特种电机与电器电磁场或磁路的分析与设计、电 磁波的传播与散射、电磁兼容、多效应耦合场的分析与设计等。 (2) 网络理论与自动化设计： 主要研究大规模电路分析与设计理论、 人工神经网络及其应用、交直流混合电力网络分析、非线性动力网 络(包括混沌)、数据网络等。 (3) 军用电器与车辆电器的可靠性与测试技术: 主要研究继电器可靠 性寿命预测理论与技术、电磁继电器可靠性容差设计理论与技术、 电器可靠性试验与测试技术；电器抗振性设计理论与技术、大功率 混合式电器技术。 (4) 新型电能变换技术： 主要研究现代电力变换器的负面效应及其 对策，新型低污染、高效电能变换理论与应用技术等。
电气工程概论 第六章 电工新技术(一)
电气工程概论 28
1.日本超导磁悬浮列车技术
车载超导磁体
动 力 集 成 绕 组
感 应 导动 磁力 铁集 成 超
驱动列车行驶
悬 浮 超 导 磁 铁
电气工程概论
7
6.2.2 超导技术的应用
一.超导电机
绕组由实用超导线绕制成的电机。具有功率密度大、 效率高等优点。
83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
电气工程概论 8
超导线在临界温度Tc、临界磁场强度Hc和临界电流密度 Jc值以内时,具有超导性,其电阻为零。 超导电机绕组的电阻损耗降为零，既解决了电枢绕组发热、 温升问题，又使电机的效率大为提高。 更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高， 使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可以比传统常 规电机提高几倍到几十倍。这样，就大大提高了电机的功率 密度，降低电机的重量、体积和材料消耗。
第6章 电工新技术
电气工程概论
1
主要内容：
了解电工新技术的发展趋势； 了解超导电工技术； 了解聚变电工技术； 了解磁流体发电技术； 了解磁流体推进技术； 了解可再生能源发电技术； 了解磁悬浮列车技术； 了解燃料电池技术； 了解飞轮储能技术； 了解脉冲功率技术； 了解微机电系统。
电气工程概论 2
6.1 电工新技术的发展趋势
电气工程概论 21
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
（磁 图悬 片浮 资列 料车 ）的 原 理 和 应 用
22
超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
《电工新技术教程》教学大纲
《电工新技术教程》教学大纲电工新技术教程教学大纲一、课程概述1.1课程背景和目的本课程旨在培养学生对电工新技术的理论和应用能力，使其能够熟悉电工新技术的发展趋势和应用领域，并具备解决实际问题的能力。
1.2课程内容本课程主要包括以下内容：-电工新技术的概念和分类-电工新技术在能源领域的应用-电工新技术在工业自动化领域的应用-电工新技术在建筑电气系统中的应用-电工新技术在交通运输系统中的应用-电工新技术在家庭和商业领域的应用-电工新技术的环保和节能效果-电工新技术的安全与风险管理-电工新技术的发展前景和趋势二、教学目标2.1知识与理解能力-理解电工新技术的原理和基本概念-掌握电工新技术在能源、工业自动化、建筑电气系统、交通运输系统、家庭和商业领域的应用-了解电工新技术的环保和节能效果，以及安全与风险管理2.2技能与应用能力-能够分析和解决电工新技术应用中的实际问题-具备电工新技术的实际操作技能-能够独立设计和实施电工新技术项目2.3心理与社会能力-具备良好的职业道德和团队合作精神-具备持续学习和创新的意识和能力-能够适应电工新技术领域的工作环境和挑战三、教学方法3.1理论授课通过教师讲解、多媒体演示等方式，向学生传授电工新技术的基本原理和概念。
3.2实践操作通过实验、实习等方式，使学生能够亲自操作电工新技术设备和工具，掌握实际应用技能。
3.3课堂讨论与案例分析通过讨论学生在学习过程中遇到的问题和实际案例，加深对电工新技术的理解和应用。
四、教学评估4.1考核方式-平时成绩：包括课堂表现、实验报告、作业等-学期末考试：对学生掌握的电工新技术知识进行考核-实际操作能力评估：通过实验、实习等方式对学生的实际操作能力进行评估4.2成绩评定-平时成绩占总成绩的20%-学期末考试成绩占总成绩的60%-实际操作能力评估成绩占总成绩的20%五、教学资源-电工新技术教材及参考书籍-多媒体教学设备及软件-实验室设备和工具六、教学进度安排第一周：电工新技术的概念和分类第二周：电工新技术在能源领域的应用第三周：电工新技术在工业自动化领域的应用第四周：电工新技术在建筑电气系统中的应用第五周：电工新技术在交通运输系统中的应用第六周：电工新技术在家庭和商业领域的应用第七周：电工新技术的环保和节能效果第八周：电工新技术的安全与风险管理第九周：电工新技术的发展前景和趋势第十周：复习与总结七、教学参考书目-《电工新技术概论》-《电工新技术应用指南》-《电工新技术实验教程》-《电工新技术案例分析》以上为《电工新技术教程》的教学大纲，旨在帮助学生全面了解电工新技术的基本理论和实际应用，培养他们分析问题和解决问题的能力，为他们进一步从事电工新技术领域的工作或研究打下坚实的基础。
电气工程导论第六章-电工理论与新技术
超导
超导的发现 超导的微观机理 超导材料 超导的应用 展望
超导现象的发现
超导是某些金属或合金在低温条 件下出现的一种奇妙的现象 。最先发现这种现象的是荷 兰物理学家卡麦林· 昂纳斯。 1911年夏天，当昂纳斯的两个研 究生在做低温实验时，偶然 发现某些金属在极低温环境 中，金属的电阻突然消失了 。昂纳斯接着用水银做实验 ，发现水银在4.1K时（约相当 于-269℃），出现了这种超 导现象；他又用铅环做实验 ，九百安培的电流在铅环中 流动不止，两年半以后仍旧 毫无衰减。
磁悬浮列车是利用超导体的完全 排磁性，使列车悬浮在空中，以 直流电动机作为推动力。他的优 点是，不接触轨道，无摩擦，运 行安全，无噪声，无任何有害气 体排放。
在上海浦东已经建成了我国第一 条磁悬浮铁路，全长30公里，仅 需8分钟。
超导技术在定向武器方面的应用
在军事上，定向武器在未来战争中将起到举足轻重的作用。美国 和俄罗斯已经把定向武器的研制放在突出的位置。定向武器就是把能量 汇聚成极细的能束，并沿着指定的方向以光速向外发射，从而摧毁目标。
Байду номын сангаас
通过研究人们发现：所有 超导物质，如钛、锌、汞 等，当温度降至临界温度 时，皆显出某些共同特征：
超导之性质
电阻为零，一个超导体 环移去电源之后，还能 保持原有电流．有人做 过实验，发现超导环中 的电流持续了两年半而 无显著衰减 完全执磁性，这一现象 由德国物理学家迈斯纳 发现，只要超导材料进 入超导状态，便可把磁 感线排斥体外，其体内 的磁感应强度总是零 （迈斯纳效应）．
超导的发现轰动了全世界的 科学家，大家纷纷想要揭开 超导的奥秘，因为只有了解 了超导现象的微观机理，才 能使它为人类作出更大的贡 献。
电工理论与新技术
电工科学和其它科学之间的多学 科交叉又形成了电工科学中一个 新兴的大分支——“电工新技术”
电力电子已成为世界范围内的重 要节能技术。
电工科学的结构及 与其它科学的界面
电工科学在我国的发展
电工科学发展中的学科特点
试题
• 以一个实际工程为例，说明电工理论新技 术在工程实践中的应用。
• 要求：3000～5000字，手写 • 内容： • 电工理论概述 • 工程概述 • 电工理论新技术在本工程中的应用 • 对电工理论新进展的认识和体会
• 电工科学在科技体系中占有特殊的重要地 位。它既是国民经济的一些基本工业，如 电源、电力、电工制造业等依靠的技术科 学，又是另一些基本工业，如交通、铁路、 冶金、化工、机械等行业不可少的技术支 持，还是一些高科技和新技术中的重要科 技组成部分。
• 电工科技的进步在国防和工农业发展及人 民生活水平的提高中具有广泛的影响和巨 大的作用。
• 可再生能源发电
可再生能源是当今备用重视的不枯竭、无 污染的新能源。 (1) 风力发电 (2) 太阳能发电 (3) 地热能发电 (4) 海洋能发电 (5) 生物质能发电 (6) 燃料电池发电
电工新技术的主要研究内容
• 等离子体技术 物质可分为固态、液态、气态和等离子四 种状态。等离子体是由大量带电离子（电 子和离子）以及中性粒子（分子和原子） 组成的电离气体。 (1) 高温等离子体的应用 (2) 低温等离子体的应用
电工新技术的主要研究内容
• 生物、医学中的电工新技术
(1) 医用成像装置 X射线诊断装置、X-CT装置、MRI、超声
诊断装置、核医学成像装置、红外热成像装置、 电子内窥镜以及图像存档和传输系统等。 (2) 治疗仪器与设备
放射治疗、微波治疗、射频治疗、超声治 疗、激光治疗、毫米波治疗、红外治疗等。
《电工新技术介绍》课件
本课件将介绍电工领域的最新技术，帮助您了解新技术的定义和概述，以及 它们在主要技术领域中的应用和优势。
定义和概述
电工新技术是指在电能的生产、传输和利用过程中应用的创新技术。这些技术在解决能源效率、环境保 护和安全可靠性等方面具有重要作用。
主要技术领域
太阳能
太阳能电池板和太阳能发电站的发展，提供了 清洁、可再生的能源解决方案。
总结和未来发展方向
电工新技术的快速发展为能源产业带来了巨大的变革。未来，我们可以期待 更多创新的技术和解决方案的出现，以满足不断增长的能源需求和环境保护 的要求。
应用和优势
1 应用广泛
电工新技术在能源生产、建筑、交通、通信等领域都有广泛的应用。
2 环保节能
这些新技术能够提高能源利用效率，减少能源消耗，对环境产生更少的负面影响。
3 安全可靠
新技术的引入提高了电力系统的安全性和可靠性，减少了故障和事故的风险。
案例分析和实例演示
风力发电
风力发电技术通过利用风能产生电力，为许多地 区提供了可持续、清洁的电力解决方案。
智能家居
智能家居技术的发展，使家庭能源管理更加高效， 提供了更舒适、便捷的生活方式。
新技术的挑战和解决方案
1
可靠性问题
新技术在实施过程中可能面临可靠性问题，需要进行严格的测试和验证。
2
成本压力
新技术的使用需要投入大量的资金，需要寻找降低成本的解决方案。
3
技术难题
新技术可能涉及到一些复杂的技术问题，需要专业的人才和技术支持来解决。
电动汽车
电动汽车技术的进步，推动了可持续交通和减 少碳排放的目标。
智能电网
智能电网的建设将电力传输和分配的效率提高 到一个新的水平，实现了节能和可再生能源的 有效利用。
电工新技术
一、填空题1、感生电动势的方向可根据（楞次）定律来确定。
2、涡流损耗与交变磁通的（频率）磁路中磁感应强度的最大值及铁心厚度有关。
3、磁通势越大，产生的磁通越多，说明(磁场) 越强。
4、放大电路中，当基极直流电流I确定后,直流负载于输出特性曲线上的交点,称为电路的(静态工作点)。
5、直流差动放大电路可以放大差模信号,抑制( 共模信号)。
6、在串联稳压电路中，如果输入电压上升，调整管压降应（相应增大），才能保证输出电压值不变。
7、基本逻辑门电路有“与”门，“或”门，和(非)门，利用此三种基本逻辑门电路的不同组合，可以构成各种复杂的逻辑门电路。
8、一异步四位二进制加法计数器，当第四个CP脉冲过后，计数器状态变为(0100 )9、三相半控桥式整流电路的移相范围为( 0~18 0 )。
10将直流电源的(恒定)电压变换为可谓直流电压的装置称为直流斩波器。
11、晶闸管逆变器的作用是把直流电变成（交流电）。
12、电力场效应管(MOSFET)是利用改变电场来控制固体材料导电能力的有源器件，属于（电压控制原件。
13、变压器运行性能的主要指标有两个，一是一次侧端电压的变化，二是（效率）14、直流电机的电枢反应是指（电枢）磁场对主磁场的影响15、步进电动机工作时，每输入一个（电脉冲）电动机就转过一个角度或前进一步16、闭环调整系统中，造成系统不稳定的主要原因是（系统放大倍数过大）17、在转速负反馈系统中，给定电压和反馈电压是（一串联的，且极性相反18、微型计算机的核心是（CPU）19、OR－LD是电路块并联连接指令20、溢流阀的作用主要有两个：一是起溢流和稳压，二是起（限压保护）二选择题21、线圈自感电动势的大小与（D）无关A、线圈中电流的变化率B、线圈的匝数C、线圈周围的介质D、线圈的电阻22、铁磁物质的相对磁导率是（C）A23、当只考虑求解复杂电路中某一条支路电流电压的情况，采用（A）比较方便A、支路电流法B、回路电流法C、戴维南定理D、叠加原理24、电机或变压器铁心中，相互绝缘的硅钢片每片的厚度为（B）A、0.35－0.5mmB、0.25-0.3mmC、0.45-0.6mmD、0.15-0.25mm25、SR－8型双踪示波器中的电子开关有（B）个工作状态A、4B、5C、6D、726、一般要求模拟放大电路的输入电阻（A）A、大些好，输出电阻小些好B、小些好，输出电阻大些好C、和输出电阻都大些好D、和输出电阻都大些好27、晶体管串联型稳压电源中的调整管工作在（C）状态A、饱和B、截止C、放大D、任意28、“异或”门的逻辑表达式为（A）A、F＝AB＋ABB、F＝AB＋ABC、F＝A＋B＋CD、F＝ABC29、组合逻辑电路在任意时刻的输出状态，仅取决于该时刻的（A）A、电路状态B、输入状态C、电压高低D、电流大小30、计数器主要由（A）A、触发器B、显示器C、RC环形多谐振荡器D、石英晶体多谐振荡器31、在三相半波可控整流电路中，当负载为电感性时，负载电感量越大，则（B ）A、导通角越小B、导通角越大C、输出电压越高D、输出电压越低32、电力晶体管（GTR）在使用时，要防止（D ）A、时间久而失效B、工作在开关状态C、静电击穿D、二次击穿33、通常对功率在1千瓦以上的电机，成品试验电压可取（D ）A2UN+220伏B2UN+380伏C2UN+500伏D2UN+1000伏34、直流电机换向磁极的作用是（D ）A、产生主磁通B、产生电枢磁通C、产生换向电流D、改善电机换向35、直流测速发电机从原理和结构上看主要是一种（ A ）A、直流发电机B、交流发电机C、同步发电机D、直流整流发电机36、直流电动机绕组直流电阻的测定最好选用（ D ）A、兆欧表B、万用表C、单臂电桥D、双臂电桥37、双闭环系统中不加电流截止负反馈，因为（B ）A、有转速环保证B、有电流环保证C、有比例积分调节器保证D、有速度调节器的限幅保证38、带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时，调节作用主要靠（A ）实现A、电流调解器B、比例、积分调节器C、速度调节器D、电流、速度调节器39、PLC可编程序控制器，整个工作过程分五个阶段，当PLC通电运行时，第四个阶段应为（B ）A、与编程器通讯B、执行用户程序C、读入现场信号D、自诊断40、变配电所运行管理的定期分析应多长时间一次（A ）A、一个月B、3个月C、6个月D、1年三、判断题41、两根平行的直导线同时通入相反方向的电流时，相互排斥。
电工新技术发展趋势
电工新技术的发展趋势主要包括智能化、自动化、能源转型与清洁能源、物联网技术等方向。
1.智能化：电工技术正走上智能化和自动化的道路。
例如，智能电网的出现，通过实时监测、智能调度和优化控制，提高了电能的利用效率和供电质量，减少了能源浪费和环境污染。
智能家居系统则通过集成控制、远程监控和人机交互，实现了家居设备的智能化管理和能源的节约利用。
2.自动化：随着人工智能和物联网技术的迅猛发展，电工技术也走上了自动化之路。
例如，在工业制造领域，自动化控制和信息化管理提高了生产效率和产品质量，降低了人工成本和能源消耗。
3.能源转型与清洁能源：随着能源危机的日益严重和环境污染的加剧，能源转型和清洁能源成为电工技术发展的重要方向。
传统的化石能源逐渐被可再生能源所取代，如太阳能、风能、水能等。
现代电工技术通过开发新型的能源转换装置、优化能源系统设计和提高能源利用效率，推动了可再生能源的快速发展和应用。
4.物联网技术：物联网技术的发展也极大地推动了电工技术的发展。
通过物联网技术，各种设备可以相互连接并交换数据，从而更好地实现设备间的协同工作。
例如，智能家居系统可以通过物联网技术实现家庭设备的互联互通，提高家居生活的便利性和舒适度。
5.工业互联网：工业互联网是互联网技术与工业生产相结合的产物，它通过连接设备、人员和服务，实现对企业生产过程的实时监控和优化。
工业互联网不仅可以提高生产效率和质量，还可以降低成本和资源消耗，是未来工业发展的重要趋势。
6.5G技术：5G技术是新一代移动通信技术，它的带宽更高、速度更快、延迟更低，可以满足大量设备同时连接的需求。
5G技术的应用将为电工技术的发展带来新的机遇和挑战。
例如，5G技术可以实现远程控制和监测，提高电力系统的可靠性和安全性；同时，5G技术也可以促进智能制造和工业自动化的发展。
7.人工智能与大数据：人工智能与大数据技术的融合，将为电工技术的发展带来巨大的推动力。
通过对大量数据的分析和挖掘，可以更好地了解设备的运行状态和需求，实现更加精细化的管理和优化。
电气工程导论第六章电工理论与新技术PPT课件
磁共振成像技术(MRI)和CT成像技术比较，首 先是成像原理不同。
CT即计算机断层扫描技术,是将X射线对人体 组织作横断面扫描后通过计算机对密度对比 分析成像诊断疾病，对人体有X线辐射损伤，
MRI是通过发射脉冲磁场信号，对人体氢质子磁共振信号进行分析成像，
诊断疾病，不存在X线幅射损伤。可根据需要对人体进行横断面、矢状面、
托卡马克装置是一种磁约束 热核聚变实验装置，经过人 们50多年的不懈努力，1992 年以来，已经成功的在欧洲 联合环jet和美国TFTR上进行 了氘氚放电，开发聚变能的 科学可行性终于在托卡马克 装置上得到证实。
1911年夏天，当昂纳斯的两个研 究生在做低温实验时，偶然 发现某些金属在极低温环境 中，金属的电阻突然消失了 。昂纳斯接着用水银做实验 ，发现水银在4.1K时（约相当 于-269℃），出现了这种超 导现象；他又用铅环做实验 ，九百安培的电流在铅环中 流动不止，两年半以后仍旧 毫无衰减。
5
通过研究人们发现：所有 超导物质，如钛、锌、汞 等，当温度降至临界温度 时，皆显出某些共同特征：
9
将近一百年过去了，经过 几代科学家的不断探索， 人类也对超导的机理有了 一个大概的认识，目前我 们对它有一下解释：
10
1950年，美籍德国人弗茹里赫与美国伊利 诺斯大学的巴丁经过复杂的研究和推论后， 同时提出：超导电性是电子与晶格振动相 互作用而产生的。他们都认为金属中的电 子在点阵中被正离子所包围，正离子被电 子吸引而影响到正离子振动，并吸引其它 电子形成了超导电流。
在磁悬浮列车方面的应用
列车的最高时速为300公里，飞机的为1000公里。所以人们就想寻 求一种时速介于两者之间的交通工具。磁悬浮列车整好满足了这个
要求。最高时速可达到500公里。
电工新技术使老设备焕发新春论文
电工新技术使老设备焕发新春[摘要]随着电子技术的发展，电工新技术不断涌现，新型开关器件，新型控制技术和控制方法使原来控制复杂的系统变得简单，使设备的许多功能都比较容易实现，并且电气控制系统简洁、可靠、成本低。
下面以plc对原德国进口铣床进行技术改造为例，介绍电气控制系统改造的具体方法。
技术改造后，该控制系统硬件电路得到了简化，提高了整个电气系统的工作性能和机床的工作效率。
[关键词]德国立式铣床；plc；消磁；电磁离合器；方向控制该机床是70年从德国进口，代表当时先进机床制造技术，其控制方法与国内控制方法有很大不同，在其控制系统上为了减少该机床机械结构的复杂性，大量采用电气控制技术，相对国内同型机床具有机械机构简洁、精度高、控制灵活、功能齐全、操作方便等特点。
是我厂主要生产设备，为学校的发展做出了很大贡献。
但是由于电气控制系统过于发杂，加上几十年的运行，电气控制系统严重老化，原生产厂家配件早已停产，无元器件供应，已不能正常工作。
学校多次组织对其进行修复，但效果均不太好，致使该设备一直不能正常使用。
看着价值十几万的进口设备，生产不能满足，下决心对其使用电工新技术进行技术改造。
首先对该设备的控制系统原理加以分析，由于时间久远，该设备的技术资料已丢失，只能根据机械结构和控制方法重新进行设计电气控制系统。
为了满足控制要求，通过对该机床解剖、检测，弄清楚其控制原理，利用plc控制功能强大来实现。
1机床解剖分析立式铣床是一种通用的多用途机床，由于该机床与国内同类机床最大的不同在于该机床的方向控制，改造成功与否就在于方向能否控制好，所以改造的难点和重点就在于此。
通过解剖发现该机床的三个坐标方向控制是采用一个电机正反转和三个方向电磁离合器来实现的。
通过不同电磁离合器得电来控制三个坐标方向（上下、左右、前后）。
为了实现走刀与快移又增加了两个离合器来分别控制，所以该机床的方向控制就多大5个离合器。
搞清楚工作原理就用plc的强大功能通过编程就很容易实现。
电气工程概论+第六章+工新技术
6.6 可再生能源发电
6.6.1 风力发电
风能是最重要
的可再生能源，它 们是广泛存在，机 会均等，自由索取 ，最终可依赖的初 级能源。风力发电 将在整个电力生产 中将占有越来越多 的份额。
海上风力发电场
6.6.2 太阳能发电
一、太阳能热发电
太阳能热 发电的四 种方式
二、太阳能光伏发电
五、电磁炮
轨道炮 线圈炮
电流
电枢 （等离 子体）
驱动线圈 电枢 线圈
磁悬浮发射器 磁悬浮间隙
电磁发射装置
磁悬浮加速托架
美国电磁轨道炮
6.11 微机电系统
微 机 电 系 统 （ Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS），是融合了硅微加工、光刻 铸造成型和精密机械加工等多种微加工技术制作 的集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控 制电路、接口电路、通信和电源于一体的微米 （10-6m）尺度微型机电系统。
6.7 磁悬浮列车技术
磁
电动式
永磁式
悬
长定子
长定子
浮
列
车
的
分
类
电磁式 短定子
电磁式 长定子
一、日本超导磁悬浮列车
二、 德国常导磁悬浮列车Transrapid
上海磁悬浮列车
三、 日本常导磁悬浮列车HSST
四、永磁悬浮列车
6.8 燃料电池技术
6.9 飞轮储能系统
6.9.1 飞轮储能原理 根据牛顿定律，飞轮 的储能为
微机电电机
微机电继电器
微机电陀螺仪
微机电微型（概念图）
W 1 J2
2
因此，现代飞轮尽量增加转速，不追求高转动惯量。
电工新技术发展趋势
电工新技术发展趋势随着科技的不断进步与发展，电工行业也在朝着新技术应用的方向迅猛发展。
从过去的传统电气技术到如今的智能化、可持续发展的技术，电工行业正经历着翻天覆地的变化。
本文将探讨电工新技术的发展趋势，并对其在未来的应用进行展望。
一、能源存储技术能源存储是电工行业中一个备受关注的领域。
随着可再生能源的快速发展以及对能源供应的可靠性要求的增加，能源存储技术成为了一个热门话题。
目前，电池技术是最为常见的能源存储技术，但其容量有限且存在安全隐患。
因此，未来的发展趋势将会是开发更高容量、更安全可靠的电池技术，以满足日益增长的能源需求。
二、智能电网技术智能电网是电工行业的另一个重要发展方向。
智能电网利用先进的监测、控制和通信技术，将传统电网升级为智能化的能源分配和管理系统。
它能够实现电网运营的高效、安全、可靠，同时也可以更好地集成可再生能源，提高能源利用效率，减少对化石燃料的依赖。
未来，智能电网将继续向智能感知、智能操作和智能决策等方向发展，为电力系统的可持续发展提供支持。
三、电动化技术随着对环境污染的关注以及对能源消费效率的追求，电动化技术正逐渐成为电工行业的主流趋势。
电动汽车、电动自行车等电动化交通工具的普及，推动了电池技术的发展。
同时，电动化技术也将扩展到更广泛的领域，如工业设备、家用电器等。
未来，电动化技术的发展将更加注重提高储能技术和充电设施的便利性，以满足广大用户对使用电动化产品的需求。
四、智能家居技术智能家居技术是电工行业快速发展的一个领域。
通过将家庭设备和系统连接到互联网上，实现远程控制和智能化管理，智能家居技术可以提升家庭的舒适性、便利性和能源利用效率。
未来，智能家居技术将更加注重用户体验和安全性，以满足用户对智能化生活的需求，并通过应用人工智能技术的发展，实现更智能化的家居管理。
总结起来，电工新技术发展的趋势主要包括能源存储技术、智能电网技术、电动化技术和智能家居技术。
这些技术的应用将推动电工行业向更智能化、可持续发展的方向发展。
电工新技术介绍
3
20世纪60年代末一种新型工业控制装置
可编程序控制器(Programmable Controller，简称PC)
应运而生.
它将传统的
继电器控制技术
计算机控制技术
通信技术
融为一体
广泛地应用于各类生产机械和生产过程的自动控制中。
早期的可编程序控制器仅具有
逻辑控制、定时、计数等功能
称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称
改为PLC来控制
整理ppt
13
用直译法编写程序
整理ppt
14
进一步整理程序如下：
整理ppt
15
变频控制技术
交－直－交变频整理器p的pt 基本构成
16
整理ppt
17
整理ppt
18
整理ppt
19
感谢您的关注！
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！
电工新技术介绍
2009
PLC控制技术
一、PLC概述 • 机械设备的电气控制，早期采用传统的继电－接触器控制
。即用导线将各种继电器KA、KT、KM线圈及触点按一定的 逻辑关系连接起来的控制系统。称为电器元件控制阶段。 • 传统继电－接触器控制的特点： （1）直观：器件的串联、并联逻辑关系直观，控制电路的 接通或分断通过开关或继电器触点闭合或断开来实现，看 得见。 （2）使用方便：能直接控制较大功率的负载。 （3）价格低：器件成本低，构成控制系统造价不高。
在工业控制领域曾占主导地位，应用也很广。 但有明显的缺陷：
整理ppt
2
传统继电－接触器控制 明显缺陷：
电工新技术详解
孙元璋智能电网的研究与发展态势1智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
2智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。
3智能电网的特征（1）智能电网是自愈电网“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。
从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。
这是智能电网最重要的特征。
（2）智能电网激励和包括用户。
在智能电网中，和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。
实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。
（3）智能电网将抵御攻击。
不管是物理攻击还是网络攻击，智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通，在电网规划中强调安全风险，加强网络安全等手段，提高智能电网抵御风险的能力。
（4）提供满足21世纪用户需求的电能质量。
智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户对不同电能质量水平的需求，同时要将优质优价写入电力服务的合同中。
（5）减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。
智能电网将采取技术和管理手段，限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。
除此之外，智能电网将采用适当的滤波器，以防止谐波污染送入电网，恶化电网的电能质量。
《电工新技术教程》教学大纲
《电工新技术教程》教学大纲一、说明1.课程的性质和内容本课程是维修电工技师、高级技师培训教材，主要内容包括自动控制系统的基本知识、传感器技术基础、电动机调速系统、可编程控制器、触摸屏及其应用、PLC数据网络通信、数控机床。
2.课程的任务和要求课程的主要任务是◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎通过本课程的学习应达到以下几个方面的要求：◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎3.教学中应注意的问题◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎二、学时分配表三、教学要求、内容及建议1自动控制系统的基本知识※教学要求（1）知道人工控制和自动控制的基本概念（2）掌握开环控制和闭环控制的特点、自动控制的准确定义（3）掌握自动控制的基本组成，会绘制方框图（4）熟悉自动控制的分类及各类的特点（5）会分析实际自动控制系统并绘制相关方框图（6）理解并掌握对自动控制系统的基本要求（7）深刻理解掌握PID控制调节原理※教学内容1.1 引言1.2 人工控制和自动控制1.3 开环控制和闭环控制1.4 自动控制系统的组成1.5 自动控制系统的分类1.6 自动控制系统的应用实例1.7 对自动控制系统的基本要求1.8 PID控制器※教学建议本章内容为基础知识也是后续内容的基础，特别是电动机调速系统的基础，教学应突出重点，对理论不要求太深入分析，力求把握基本概念。
2传感器技术基础※教学要求（1）深刻理解传感器的基本概念、特性（2）熟悉传感器的分类和各类的特点（3）掌握热电偶传感器的工作原理，会应用相关定律解决问题（4）掌握热电阻传感器的工作原理（5）掌握弹性敏感元件的特性，熟悉其分类（6）掌握电阻应变片的工作原理，熟悉测量电路（7）掌握并会分析液位传感器的工作原理※教学内容2.1 传感器的基本概念2.2 温度传感器2.3 力传感器2.4 液位传感器※教学建议本章内容讲述传感器技术基础，教学过程中应注意讲清基本原理原理，并注意区分不同传感器。
3 电动机调速系统※教学要求（1）掌握电动机调速的基本概念（两个重要指标）（2）掌握有静差调速系统的特点，了解其局限性（3）掌握补偿控制的特点及其与反馈控制的区别（4）掌握无静差调速系统的特点、积分调节器的作用（5）熟悉自动调速系统中的检测环节（6）掌握转速、电流双闭环调速系统的基本组成、特性和稳态参数，会分析双闭环调速系统的启动过程，深刻理解转换环、电流环的功能。
机电一体化中电工新技术的运用
机电一体化中电工新技术的运用1、引言电工新技术是一种新兴的电工技术，具有广阔的应用前景，目前在机电一体化系统内已经有了广泛的应用，借助这一技术制作研发的机电一体化产品有着众多的种类，这也为机电一体化行业的进步起了巨大的促进作用。
对电工新技术基本的作用和功能进行详细的分析发现，这一技术在机电一体化系统内得到应用之后，不仅可以对其产品生产的环境进行有效的改善，提升机电一体化工作的效率，还可以有效的降低能源消耗，促进生产中节能环保目标的实现。
下面与电工新技术概述相结合，对其在机电一体化系统内的应用进行详细的研究与探讨。
2、电工新技术概述、定义和发展趋势电工新技术在经济和社会发展中是一项非常重要的环节，这一技术的不断进步使国民经济不断增长和发展，它能够利用自身的技术能力和优势，不仅使生产力水平得到了解放，还使生产的效率得到有效的提高，此外，这一技术自身还可以使生产中的能源消耗得到降低，为建立和谐社会做出贡献。
从整体来看，这一技术对国家经济发展有很大作用，也为人们的生活质量和社会发展奠定了基础。
电工新技术实际上就是在目前并没有进行大规模的使用，但是却具有相当效益和前景的电工技术。
随着社会与时代的不断发展，电工新技术对国民经济发展所起的作用也愈发突出，已经成为本世纪最有生命力和活力的技术之一。
对电工新技术发展的原因进行分析可以发现，这一技术实际上是以传统的电工技术为基础，然后在不断的发展与进步，是新时代背景下，各种新的工艺、材料、理论和知识等于一体的电工技术。
这一技术发展于上世纪下半叶，当时流行的新型理论有生物电磁学理论、电磁流体力学理论以及等粒子物理等，技术的表现形式则是电磁诊断、放电应用和磁流体发电等技术。
在新世纪的今天，电工新技术也遇到了新的机遇，冲上了新台阶，除了以前的各种材料设备、理论和技术在很多行业都得到广泛的应用之外，这一技术还在向着网络科技、生物科技、纳米科技等方向转变，已经成为带动经济发展的重要力量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-6 5MW船用高温超导推进电动机
电气工程专业导论
8
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-7 5MW船用高温推进电动机结构图
电气工程专业导论
9
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
超导长定子
永磁长定子
常导短定子
常导长定子
图6-29 磁悬浮列车分类
电气工程专业导论 31
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
日本超导磁悬浮列车
图6-30 日本超导磁悬浮列车 的转向架
图6-31 日本超导磁悬浮列车 的导轨结构
电气工程专业导论
32
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
德国常导磁悬浮列车Transrapid
图6-32 Transrapid原理
电气工程专业导论 33
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
日本常导磁悬浮列车HSST
图6-33 日本名古屋常导磁悬浮列车（Linimo）
电气工程专业导论
34
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
风力发电系统不间断供电 卫星姿态控制
大功率脉冲放电电源 其他应用
电气工程专业导论
40
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电力调峰
图6-39 电力系统中的飞轮储能装置
电气工程专业导论 41
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电动车辆飞轮电池
图6-8 300kW超导单极电动机 （武汉712所等）
图6-9 由超导电动机作动力 的吊舱式螺旋推进器 （图片来源：ABB公司）
10
电气工程专业导论
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
超导变压器
图6-10 500kW, 6600/3300V 图6-11 26kW高温超导变压器 （中国科学院电工研究所等） 高温超导变压器（日本）
六、可再生能源发电
风力发电
图6-23 风力发电站与电力系统并网
电气工程专业导论 25
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-24 海上风力发电机正在安装（丹麦）
电气工程专业导论
26
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
太阳能发电
主要有三种： 一是使太阳能直接转变成热能，即光热转换， 如太阳能热水器； 二是使太阳能直接转换成电能，即光电转换， 如太阳能电池； 三是使太阳能直接转变成化学能，即光化学转换， 如太阳能发电机。 1945年，美国贝尔电话实验室制造除了世界上第一块 实用的硅太阳能电池，开创了现代人类利用太阳能的 新纪元。
1. 超导现象
1911年荷兰科学家昂纳斯（H. Kamerlingh Onnes）在测量 低温下水银电阻率的时候发现，当温度降到-269℃附近， 水银的电阻突然消失。 超导态的两个基本性质： 一是零电阻效应； 二是完全抗磁性，又称迈斯纳（Meissner）效应，即在磁 场中超导体只要处于超导态，则它内部产生的磁化强度 与外磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零，即磁 力线完全被排斥在超导体外面。
电气工程专业导论
38
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
九、飞轮储能系统
图6-37 瑞士1955年试制的 飞轮储能轨道试验车
电气工程专业导论
图6-38 飞轮储能系统
39
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
飞轮储能的应用
电力调峰 电动车辆飞轮电池 飞轮储能-再生制动系统
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
第六章 电工新技术
一、 电工新技术的发展趋势 二、 超导电工技术 三、 聚变电工技术 四、 磁流体发电技术 五、 磁流体推进技术 六、 可再生能源发电 七、 磁悬浮列车技术 八、 燃料电池技术 九、 飞轮储能系统 十、 脉冲功率技术 十一、微机电系统
图6-21 日本超导磁流体推进船
电气工程专业导论 23
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
等离子磁流体航天推进器
（a）
（b） 图6-22 等离子推进器
（a）结构示意图 （b）“SMART-1 号”探测器等离子推进器的喷口
电气工程专业导论
24
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
43
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-43 轨旁飞轮储能再生制动系统
电气工程专业导论
44
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
卫星姿态控制
图6-44 卫星姿态控制用飞轮系统
电气工程专业导论
45
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
15
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
超导在电气工程领域的其他应用 超导电磁线圈：应用于托克马克装置、磁流体发电机等； 超导磁悬浮轴承：无机械摩擦，稳定好。 总之，超导电工已由最初的超导磁体技术扩展到了包括超 导电力应用与强磁场应用等领域，随着低温超导技术和高 温超导技术的不断发展，特别是如果实现了临界温度达到 室温的实用超导体，将带来革命性的改观。
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍0%。磁流体发电的热 效率可以从火力发电的30-40%提高到50-60%甚至更高。 磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将 热能直接转化为电能的新型发电方式。
电气工程专业导论
20
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
1
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
一、电工新技术的发展趋势
新理论、新原理
放 电 物 理 等 离 子 体 物 理 电 磁 流 体 力 学 直 线 电 机 超 导 材 料
基
础
新材料
永 磁 材 料 半 导 体 材 料
新技术
微 电 子 计 算 机
主 要 分 支
放 电 应 用
图6-27 塔式太阳能热电站 原理示意图
29
电气工程专业导论
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-28 太阳能光伏电池阵
电气工程专业导论
30
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
七、磁悬浮列车技术
电动式 长定子 永磁式 长定子 电磁式 短定子 电磁式 长定子
电气工程专业导论
5
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
二、超导电工技术（续）
图6-4 超导体的完全抗磁性现象
电气工程专业导论
6
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
二、超导电工技术（续）
2. 超导技术的应用
超导电机
图6-5 83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
图6-19 磁流体发电原理与试验装置（日本）
电气工程专业导论
21
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-20 磁流体发电用超导磁体 （中国科学研究院电工研究所）
电气工程专业导论
22
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
五、磁流体推进技术
磁流体推进船
电气工程专业导论
16
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
三、 聚变电工技术
与裂变反应堆主要依靠核工技术与热工技术的 结合而发展起来的历史不同，聚变反应堆的发展 主要依赖于核工技术与电工新技术的结合，因为 需要的关键技术超导技术、大体积强磁场技术、 大能量脉冲电源技术、辅助加热技术、等离子体 控制技术都属于电工新技术。
电气工程专业导论 13
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
超导储能
图6-14 超导储能装置的储能线圈
图6-15 2 MJ超导储能设备 （德国）
14
电气工程专业导论
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
超导磁悬浮列车
图6-16 日本超导磁悬浮列车
图6-40 英国Bristol的新型 纯飞轮供电有轨车
电气工程专业导论 42
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
飞轮储能-再生制动系统
图6-41 德国采用飞轮储能装置 的LIREX混合动力轻轨列车
图6-42 美国内燃机发电机-飞轮 储能混合动力公交车ATTB
电气工程专业导论
永磁磁悬浮列车
图6-34 德国柏林永磁半悬浮列车
电气工程专业导论
35
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
八、燃料电池技术
燃料电池的雏形是1839年由英国科学家格罗夫 （William Robert Grove，1811-1896）提出 的（当时称为“气体伏打电池”）。
图6-35 燃料电池的外部结构图
二、超导电工技术
图6-2 液氦温区低温超导材料——NbTi导线
电气工程专业导论 3
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
二、超导电工技术（续）
图6-3 液氮温区高温超导材料——Bi系带材