电气工程概论+第二章+电机电器及其控制技术(二)
电气专业概论2电机与电器
电机的冷却
电机的冷却决定了电机的散热能力
及电机的温升，从而直接影响电机 的寿命和额定容量。 电机冷却的主要问题是确定冷却介 质和冷却方式 冷却方式分外部冷却和内部冷却两 大类
电机的防护
电机的防护方式有开启式、防护式、封闭式和防爆式 几种 开启式电机的定子两侧和端盖上都有很大的通风口， 只能在清洁、干净的环境中使用。 防护式电机的机座下面有通风口，适用于比较干燥、 没有腐蚀性和爆炸性气体的环境。 封闭式电机的机座和端盖上均无通风孔，完全是封闭 的，适用于尘土多、特别潮湿，有腐蚀性气体，易受 风雨、易引起火灾等较恶劣的环境 防爆式电机在封闭式基础上制成隔爆形式，机壳有足 够的强度，适用于有易燃易爆气体的场所，如矿井、 油库、煤气站等。
电机与拖动基础（电机学、电力拖动） 电力传动自动控制系统
电机在电能生产、传输和分配中的作用
电机在电能生产、传输和分配中的作用
电机作为生产机械和装备的动力设备
– 电动机具有效率高，与被拖动的装置联结 简便； – 电动机类型、型号多，具有不同的运行特 性，可满足不同类型生产机械的要求。 – 具有良好的调速性能，起动、制动、反向 和调速控制方便。 – 系统参数检测、信号变换及传递方便，易 于构成高性能自动控制系统和远距离控制。
2、异步电机
3、同步电机
4、直流电机
5、微控控制电机
1、变压器
变压器是一种静止的电器设备，它
利用电磁感应原理，把一种电压等 级的交流电能转换成频率相同的另 一种电压等级的交流电能。
小型变压器结构
电力变压器
变压器内部结构
变压器内部结构
变压器内部结构
变压器主要分析、学习内容
电气工程概论第二章-直流电机PPT课件
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计算题：
已知某直流电机额定工况下其转速 n = 1000r/min， 电枢开路电动势 Ea = 110V，扭矩 T = 250N·m，请 估算其额定电枢电流Ia。
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(十一) 直流电机的额定值
（1）额定功率PN：对于直流发电机，指电机输出的功率；
对于直流电动机，指电机输出的机械功率。
（2）额定电压UN：电机额定运行时的输入或输出电压。 （3）额定电流IN：电机额定运行时能承受的电流。 （4）额定转速nN：电机额定运行时的转子转速。 （5）额定励磁电压UfN：保证电机额定运行的励磁绕组所需
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(三) 直流电机的结构
直流电机主要包括转子和定子两大部分。转子是电机 的转动部分，定子是电机的静止部分。
1 定子：用来产生磁场和作为电机的机械支架，主要包括
主磁极、换向极、机座和电刷装置。
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2 转子：也称为电枢，用来产生感应电动势和电磁转矩， 实现能量的转换。主要包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、 转轴和风扇等。
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(七) 直流电机的电磁转矩
(八) 直流电机损耗和功率平衡
1 直流电机损耗分类
（1）机械损耗pmec，主要由轴承间的磨擦和电刷与换向器间
的摩擦产生。
（2）铁芯损耗pFe，由电枢铁芯产生的涡流损耗和磁滞损耗。 （3）励磁损耗pf，由励磁绕组电阻产生的损耗。 （4）负载损耗pa，电枢绕组的电阻损耗等。 （5）杂散损耗pad。
1）电枢回路串接电阻的人为机械特性：
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2）改变电枢端电压的人为机械特性：
3）改变气隙磁通Φ的人为机械特性(Rst＝0) ：
电机电器及其控制学科特点
电机电器及其控制学科特点
电机电器及其控制学科是以电气工程为基础、集电机学、电器学与控制学的知识与技
术为内容的学科。
它是涉及到电力、机械、控制、计算机等多学科交叉的应用领域，为我
国的实现民生、丰富人民精神文化生活提供了有效的技术控制手段。
电机电器及其控制学科以研究电机与电器及其在机械系统中的控制原理为目标，具有
设计原理、新型电机及电器性能及多用途等特点。
电气机械及控制系统包括以电机为核心的控制系统，包括从动机构的设计、控制及其
实时的监测，以及在过程控制中智能控制，模糊控制，机器学习等算法的开发运用，及实
现电气机械及信息系统的设计和控制的全过程。
其涉及的学科有电气工程，计算机科学，
数学，机械工程，物理等。
电机电器及其控制学科重视理论研究，如非线性控制，变结构控制，多用途领域电机
研究，样本时间系统，模型预测跟踪控制，多传感器控制，仿真研究和算法研究等。
同时，发展应用研究，涉及到汽车、航空、石油化工、水利等领域，满足行业实际需要。
如电机
自动化技术的应用，电机在建筑环境的控制，农业机械的定量控制，城市交通的可靠控制，电子技术应用等。
电机电器及其控制学科以技术为核心，以科学研究为前提，关注基本理论、应用科学
研究和新技术、新产品开发等工程技术，以折射社会发展和实现经济效益的需要，为民生
提供强有力的技术支撑。
电机电器及其控制学科目前已经取得了很多应用成果，也在不断
取得新突破，为人类的发展作出了重要的贡献。
电气工程概论(第2版)
4.1概述
4.2电力电子器 件及功率集成 电路
4.3电力电子变 流技术
4.4电力电子技 术在电气工程 领域的应用
4.3.1 AC-DC变换 4.3.2 DC-AC变换 4.3.3 DC-DC变换 4.3.4 AC-AC变换
4.4.1电力电子技术在电源领域中的应用 4.4.2电力电子技术在电力系统中的应用 4.4.3电力电子技术在电力传动中的应用
2.2.1电器学基本理论 2.2.2低压电器 2.2.3高压电器
3.1电力工业概况 3.2现代发电技术
3.3现代电技术 3.4供用电技术
3.6电力系统运行 与控制
3.5电力系统计算
3.7电力系统规划 与可靠性
3.8电力系统继体制改革 与电力市场
3.11面向未来的智 能电
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电气工程概论（第2版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
目录
02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
内容
概述
基本知识
技术
电子技术
技术
电机
概论
电气工程
学科 电力系统
电气
第版
电力
介质
第章
电气工程
电压
电器
内容摘要
本书第1版为普通高等教育“十一五”规划教材。全书共分五章，旨在阐述电气工程学科的基本知识体系，主 要内容包括电机与电器、电力电子技术、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术等学科的基本知识和应用领域， 注重对传统专业课程中的相关内容进行整合。可帮助相关专业学生和工程技术人员学习电气工程的基本知识，掌 握电气工程主要技术领域的概貌、发展过程、现状和未来趋势。
电气工程概论
电气工程专业概论电气工程是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可缺少的关键学科。
19世纪后半期到20世纪中叶，以工业生产电气化为主要标志的第二次工行革命使人类生产力大大提高，由电力技术为基础的电气工程学科作为其主要推动力，经过100多年的发展已形成一门学科覆盖面广，学科理论体系完善，工程实践成功，应用领域宽广的独立学科。
可以说电气工程的发展程度代表着国家科技进步水平。
电气工程学科涵盖的主要内容是研究电磁现象的规律及应用有关的基础科学，技术科学及工程技术的综合。
这包括电磁形式的能量，信息的产生、传输、控制、处理、测量及其相关的系统运行、设备制造技术等多方面的内容。
19世纪末电工科学技术已形成了电力和电信两大分支。
进入20世纪以后，电工科学技术的发展更为迅速，应用电磁现象的技术门类日益增多，发展和形成了许多独立的学科，如无线电技术、电子技术、自动控制技术等。
四川大学电气信息学院设有电气工程及其自动化（含电力系统及其自动化、电气技术、继电保护及自动化专业方向）、自动化、通信工程（含应用电子专业方向）等三个本科专业，用以培养电气工程领域的高技术人才。
一电气工程及其自动化电气工程与自动化专业是按国家教育部工程类引导性专业目录设置的宽口径专业，主要特点是电气工程与自动化相结合，强电与弱电相结合，电工技术与电子技术相结合，软件与硬件相结合，理论研究与技术应用相结合，理论与实践相结合，培养经济和社会发展需要的强弱电兼顾的复合型人才。
它涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。
在我国，本专业要培养适应我国社会主义建设需要的德智体全面发展，能够从事与电气工程有关的系统运行，自动控制，电力电子技术，信息处理，实验分析，研制开发，经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的宽口径复合型高级工程技术人才。
本专业学生主要学习电工技术，电子技术，电气控制，电力系统，计算机技术与应用等方面较宽领域的工程基础和一定的专业知识，具有解决电气控制技术问题及电力系统分析的基本能力。
电气工程概论复习资料
电气工程概论复习资料第二章电机电器及其控制技术1.电机的作用：电能的生产传输和分配，驱动各种机械和装备，控制电机。
2.电机的发展历史：初始阶段为永磁式发电机，实用度不高，1845年惠斯通用电磁铁职称第一台电磁铁发电机，1866年西门子制成第一台自激式发电机，自激原理的发现是永磁式发电机想励磁式发电机发展的关键，1870年格拉姆支撑了环形电枢自激发电机，之后出现了铁芯开槽法，1880爱迪生制造了大型直流发电机，1885研制出两相异步电动机，1888年第一台三相交流异步电动机诞生。
3.随着电工科学，材料科学，计算机科学及控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。
特别是电力电力，微机控制技术，永磁材料和超导材料的发展，给电机的发展注入了新的活力。
4.电机的分类，可按照应用的电流种类，功能分类，运行速度，功率分类，不乏有特种电机。
5.同步电机中发电机应用较多，异步电机中电动机拖动应用更多6.异步电机的工作原理和异步的含义：定子绕组接三相对称交流电，在气隙中建立基波圆形旋转磁动势，从而产生旋转磁场；气隙磁场与转子绕组有相对运动，切割转子绕组，产生电动势，转子带电；带电转子在变化磁场中受到电磁力的作用，从而产生电磁转矩。
转子便在电磁转矩的作用下旋转起来。
电机转速与旋转磁场不可能同步，始终存在转差率，因此称为异步电动机；异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电动机。
7.同步电机选取：转子强度和固定转子绕组考虑，用隐极同步电机（气隙均匀，转子圆柱形），当转子速度和离心力较小时，采用凸极同步电机（不均匀，极弧范围气隙小，极间部分气隙大）。
8.永磁无刷电动机分为方波驱动和正弦波驱动，随着稀土永磁材料技术，电力电子技术，计算机控制技术，和微电机制造工艺的提升，使得该电机发展及性能不断提高。
9.对起动、调速及制动没有特殊要求时（水泵、通风机、输送机、传送带），选用笼型电机；对重载起动的机械（起重机、卷扬机、锻压机及重型机械），选用绕线转子电机。
电机电器及其控制技术
交流电动机 的设计、控
制、应用
电机与运 动控制系
统
研究 方向
特种电机 的开发与
设计
继电器等控 制器的设计
与应用
变压器以及 各种专用变 压器的开发
设计
大型发电设备的开发与设计
主要研究大型发 电机的电磁设计、 励磁系统设计与 保护、新能源发 电等。
特种电机的开发与设计
结合新材料、新 技术、新工艺研 发具有新性能、 多功能的电机。
交流电动机的设计、控 制、应用
主要研究交流电 动机的设计方法、 控制策略，从而 实现执行电动机 的组合化与电子 化。
变压器、互感器以及各种 专用变压器的开发设计
电力系统中电力变 压器、电子线路中 电源变压器以及耦 合电路、传递信号、 实现阻抗匹配的特 种变压器的开发设 计。
电机与运动控制系统
适用于不同控制 目的的电机的数 学模型建立与分 析方法、工作原 理、优化设计以 及控制。
各种机器人的移动及关节姿态控制，光盘 驱动器，电动汽车，电动船舰，高速列车， 各种磁悬浮系统。
冰箱、空调、洗衣机、电梯、无轨电车的 调速系统等。
钢厂的连轧机、电炉，加工车间的各种机 床，造纸机，印刷机，纺织机，化工厂的 搅拌机和离心机，搬运厂的起重机和传送 带，矿山、油田、林场等用的电力拖动机 械。
1、电动机方面
电机组合化 电机电子化
小型化 实用化 多功能化
2、发电机方面
大容量 高效率 节能 环保
3、电机电器及其控制系统方面
驱动交流化 系统超高速化 系统超小超大型化 系统实现的集成化 控制的数字化 控制的智能化 控制的网络化
与现代技术紧密结合，新 产品不断涌现，发展迅速。
大型发电 设备的开 发与设计
电气工程概论重点
电气工程概论重点第一章绪论电能(de)基本要求：1.安全 2.可靠 3.优质 4.经济能量(de)形式：机械能,热能,化学能,辐射能,电能和核能能量(de)转换：形态,空间（输送）,时间（储存）电力系统(de)基本概念：由发电机、电力网内(de)变压器和电力线路以及用户(de)各种用电设备,按照一定(de)规律连接而组成(de)统一整体,称为电力系统.电力系统(de)特点：1.电能不能大量存储 2.暂态过程十分短暂 3.地区性特点较强 4.与国民经济各部门有着极为密切(de)关系.对电力系统(de)要求：1.为用户提供充足(de)电力 2.保证供电(de)安全可靠 3.保证良好(de)电能质量4.提高电力系统运行经济性大型电力系统(de)优势：1提高供电(de)可靠性,2减少系统装机量,3减少系统备用容量,4采用高效率大容量发电机组,5合理利用能源,充分发挥水电在系统中(de)作用电能质量(de)主要指标有电压、频率和波形.为什么要规定电力系统额定电压为了使电力系统和电气设备制造厂(de)生产标准化、系列化和统一化,电力系统(de)电压等级应有统一(de)标准.发电机,变压器和电力线路(de)额定电压与电力系统(de)额定电压(de)关系：发电机(de)容量一般比电力系统高5%,升压变压器(de)一次绕组(de)额定电压比电力系统高5%,二次高10%,降压器一次与电力系统相同,二次绕组高10%,电力线路和电力系统额定电压相同电力系统电压等级特点： 1.发电机(de)额定电压较电力系统(de)额定电压高出5%.2.电力变压器(de)一次绕组是接受电能(de),相当于受电设备,其一次绕组(de)额定电压应等于电力系统(de)额定电压,对于直接和发电机连接(de)升压变压器(de)一次绕组额定电压应等于发电机(de)额定电压,使之相互配合.3.电力变压器(de)二次绕组是提供电能(de),相当于供电设备,其二次绕组(de)额定电压较电力系统额定电压高出10%.但在3、6、10kV电压时,如短路阻抗小于%(de)配电变压器,则其二次绕组(de)额定电压比同级电网(de)额定电压高出5%.第二章电气设备(de)原理与功能变压器：利用电磁感应原理吧一种电压等级(de)交流电转换成相同频率(de)另一电压等级(de)交流电能. 采用高压输电能减少线路损耗变压器分类：油浸式,干式以及水冷式变压器额定值：1额定容量,2额定电压3额定电流4阻抗电压5短路损耗6空载损耗7空载电流百分值8链接组号变压器(de)过负荷能力：指在较短(de)时间累所能输出(de)功率,在一定条件下,可以超出变压器(de)额定容量发电站和变电站(de)主要作用：生产,输送和分配电能；根据电力系统要求投切线路；见识主要设备(de)工作状态；队主要设备进行定期(de)检修和维护；迅速消除故障,尽量减小故障(de)影同步发电机(de)非正常状态：过负荷运行,异步运行,不对称运行发电机励磁系统(de)基本要求：1有足够(de)强励顶值电压,2具有足够(de)励磁电压上升速度3有足够(de)调节容量,4应运行稳定,工作可靠,相应快速,调节平滑,具有足够(de)电压调节精度转差率：转差率为转子转速n 与同步转速0n 之差（0n -n ）对同步转速0n (de)比值,以s 表示,则s=（0n -n ）/0n异步电机三种运行状态：1. 电动机状态 当0<n<0n 即0<s<1时2. 发电机状态 n>0n ,s<03. 电磁制动状态 n<0,s>14. 最大转矩Tm=k ’U^2/2X 20三相异步电动机(de)启动方式：全压启动,降压启动,绕线型电机(de)启动 断路器(de)基本技术数据（断路器是开关电器）1. 额定电压N U . 额定电压是指断路器长期工作(de)标准电压（线电压）.它决定着断路器(de)绝缘尺寸,也决定断路器(de)熄弧条件.断路器可以在~倍(de)系统额定电压下正常工作.2. 额定电流N I 额定电流是指断路器长时间允许通过(de)最大工作电流.额定电流决定着断路器(de)导电回路(de)几何尺寸.3. 额定开断电流Nbr I 额定开断电流是指断路器在额定电压下能保证正常开断(de)最大短路电流.该电流是断路器开断能力(de)一个重要参数.开断电流和电压有关,在低于额定电压时,断路器开断电流可以提高,但由于灭弧装置机械强度(de)限制,开断电流有一极限值,该极限值称为极限开断电流.4. 短路关合电流NCl I 在额定电压下,能可靠关合、开断(de)最大短路电流称为额定关合电流,它是表征断路器灭弧能力、触头和操动机构性能(de)重要参数之一.断路器合闸于有潜伏性故障(de)线路时,就要经历一个先合后跳(de)操作循环,此时只有断路器(de)额定关合电流大于冲击电流,才能可靠地开断. 5. 热稳定电流th I 表示断路器承受短路电流热效应(de)能力.我国规定4s 内所能承受(de)热稳定电流为额定热稳定电流.通常断路器(de)热稳定电流等于它(de)额定开断电流.6. 动稳定电流es i 动稳定电流亦称为极限通过电流,是指断路器承受短路电流电动力效应(de)能力.即指断路器处在合闸位置时,允许通过(de)短路电流最大峰值.动稳定电流决定于导电部分及支持绝缘子部分(de)机械强度,并决定于触头(de)结构形式.7. 全开断（分闸）时间ab t 全开断时间是指断路器从接到分闸命令瞬间到电弧完全熄灭为止(de)时间间隔.全开断时间是用来表征断路器开断过程快慢(de)一种参数.该参数是断路器固有分闸时间与燃弧时间之和.8. 合闸时间on t 合闸时间是指断路器从接到合闸命令瞬间到各相(de)触点均接触为止(de)时间间隔.9. 额定断流容量Nbr S 断流容量综合反映断路器(de)开断能力,与额定电压和额定开断电流两个因素有关,Nbr S =3N U Nbr I互感器 互感器(de)主要作用是：把高电压和大电流按比例地换成低电压（100V 或100/3V ）和小电流（5A 或1A ）,以便提供测量和继电保护所需(de)信号,并使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化；把高电压（一次）部分与低电压（二次）部分相互隔离,且互感器二次侧均接地,以保证运行人员和设备(de)安全. 互感器(de)分类及作用是什么互感器二次侧为何必须接地互感器分为电压互感器,电流互感器和新型互感器,（作用同上）互感器二次侧均接地,以保证运行人员和设备(de)安全.电流互感器在运行中,为什么二次绕组不允许开路当电流互感器二次绕组开路时,2•I =0,则二次侧磁动势2•F =0,而使一次侧磁动势1•F 全部用来励磁,即0•F =1•F ,从而使铁心中(de)合成磁动势较正常情况下增大很多倍,并使铁心严重饱和.铁心中磁通(de)变化d φ/dt 成正比,因此,二次绕组将在磁通过零时,感应产生很高(de)尖顶波电动势,其值可达数千甚至上万伏,这对工作人员及仪表、继电器等都是极其危险(de).同时由于磁感应强度剧增,铁心损耗大大增加,铁心会产生严重过热,损坏线圈(de)边缘.此外铁心中还会有剩磁,使互感器误差增大.因此,电流互感器在运行中,二次回路是不允许开路(de).若需断开某个仪表和继电器,必须先将该仪表或继电器绕组短路后,才能断开仪表和继电器.第三章电气设备(de)分类与系统一次设备：生产,输送,分配和使用电能(de)设备二次设备：一次设备和系统(de)运行状态进行测量,控制,监视和保护(de)设备 电力系统分为：发电系统,输变电系统,配电系统,用电系统2、火电厂(de)生产流程及特点火电厂(de)种类虽很多,但从能量转换(de)观点分析,其生产过程却是基本相同(de),概括地说是把燃料（煤）中含有(de)化学能转变为电能(de)过程.整个生产过程可分为三个阶段：① 燃料(de)化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中(de)水使之变为蒸汽,称为燃烧系统；② 锅炉产生(de)蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统；③由汽轮机旋转(de)机械能带动发电机发电,把机械能变为电能,称为电气系统.分类标准：按燃料,按原动机,按供出能源,按发电厂总装机容量,按蒸汽压力和温度,按供电范围特点：1布局灵活.2一次性投建设资少3耗煤量大4动力设备繁多5大型发电机组有停机到开机并带满负荷时间久6各种排放物污染大3水力发电：生产过程,从河流高处火水库内引水,利用水(de)压力或流速冲动水轮机旋转,将水能转变成机械能,然后由水轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能.特点：能量转换过程中损耗小,发电效率高分类：堤坝式水电厂,引水式发电厂和混合式水电厂特点：1水能是再生能源2可综合利用3发电成本低,效率高4运行灵活5可储蓄可调节6建设和生产受自然环境影响7建设投资大,工期长4抽水蓄能电厂工作原理抽水蓄电厂是以一定水量作为能量载体,通过能量转换向电力系统提供电能.为此,其上、下游均需有水库以容蓄能量转换所需要(de)水量.在抽水蓄能电厂中,必须兼备抽水和发电两类设施.在电力负荷低谷时（或丰水时期）,利用电力系统(de)富余电能（或季节性电能）,将下游水库中(de)水抽到上游水库,以位能形式储存起来；待到电力系统负荷高峰时（或枯水时期）,再将上游水库中(de)水放下,驱动水轮发电机组发电,并送往电力系统,这时,用以发电(de)水又回到下游水库.显而易见,抽水蓄能电厂既是一个吸收低谷电能(de)电力用户（抽水工况）,又是一个提供峰荷电力(de)发电厂在电力系统中作用：调峰,填谷,备用,调频,调相,黑启动,蓄能第二节输变电系统输变电系统组成：变换电压(de)设备,接通和开断电路(de)开关电器,防御过电压,限制故障电流(de)电器,无功补偿设备,载流导体,接地装置功能：将发电厂生产(de)电能经过输变电系统配给给配电系统和用户电气主接线形式：有汇流母线和无汇流母线,有汇流母线(de)形式有单母线,单母线分段,单母线分段带旁路母线,双母线,双母线分段,双母线带旁路母线和一台半断路器接线.无汇流母线形式有单元接线,桥式接线和角形接线.双母线带旁路断路器(de)电器主接线形式检修某一出线时,不中断回路步骤：w2,w1正常供电,接通旁路断路器QF2旁边(de)母线隔离开关和和旁路母线隔离开关,再闭合QF2,是旁路母线W3带点,若W3故障则由几点保护装置断开QF2,若W3正常,闭合QS4,断开QF4,再断开QF4两端隔离开关,此时即可不中断回路供电检修高压直流输电系统就是将送端系统(de)高压交流电,经换流变压器变压,由换流器将高压交流转换成高压直流,通过直流输电线路输送到另一端换流站,再由换流器将高压直流转换成高压交流,然后经过换流变压器与受端交流电网相连,将电能送至受端系统.通常将交流转换成直流称为整流,实现整流功能(de)装置称为整流器；将直流转换成交流称为逆变,实现逆变功能(de)装置称为逆变器.整流器和逆变器统称为换流器.配电系统组成及作用：配电系统处于电力系统末端,把发电系统或输变电系统与用户连接起来,向用户分配电能和供给电能(de)重要环节,组成包括配电变电站,高低压配电线路和接户线在内(de)整个配电网和设备常用(de)几个重要指标1.供电可靠率 供电可靠率=1—（统计期间总时间用户平均停电时间）×100% 2.网损率 网损率=总供电量电力网电能损耗量×100% 3.电压合格率 电压合格率是指电力系统某点电压在统计时间内电压合格(de)时间占总时间(de)百分比.电压合格率有日电压合格率、月电压合格率和年电压合格率之分.电压系统负荷 按供电(de)可靠性划分一类负荷（亦称一级负荷）二类负荷（亦称二级负荷）三类负荷（亦称三级负荷）负荷曲线：描述某一段时间内用电负荷(de)大小随时间变化规律(de)曲线 日负荷曲线是描述一天24h 负荷变化情况(de)曲线,分为日有功负荷曲线和日无功负荷曲线.日负荷曲线对电力系统(de)规划设计和运行十分有用,它是安排日发电计划、确定各发电厂发电任务和系统运行方式以及计算用户日用电量等(de)重要依据.年负荷曲线是描述一年内每月（或每日）最大有功负荷随时间变化情况(de)曲线,分为年最大负荷曲线和年持续负荷曲线.年最大负荷曲线是描述一年内每月（或每日）最大有功负荷随时间变化情况(de)曲线.年持续负荷曲线是按一年内系统负荷数值(de)大小及其持续小时数依次由大到小排列绘制而成(de)曲线.这种曲线可用来安排发电计划及进行可靠性估计.如果用户始终保持最大负荷P m ax 运行,经过T m ax 时间后所消耗(de)电能恰好等于全年(de)实际耗电量,则称T m ax 为年最大负荷利用小时数,即T m ax =m ax P A =m ax 1P 87600Pdt 年最大负荷利用小时数(de)大小,在一定程度上反映了实际负荷在一年内(de)变化程度.消弧线圈(de)作用及其使用范围：当发生单相接地故障时,接地故障与消弧线圈构成另一个回路,接地故障相接地电流中增加了一个感性电流,和装设消弧线圈前(de)容性电流方向相反,相互补偿较少了接地故障点(de)故障电流,使电弧易于自行熄灭,从而避免引起各种危害,提高了供电可靠性,范围：3-6kv 电力网30A,10kv 电力网20A,35-60kv 电力网10A消弧线圈一般运行在过补偿状态原因：在过补偿方式下,即使电力网运行方式改变,也不会发展成为全补偿方式,致使电力网发生谐振,同事,由于消弧线圈有一定(de)裕度,今后电力网发展线路增多,对地电容增加后,原有消弧线圈还可以继续使用.第四章 设备工作接地与保护接地第一节 概述工作接地 为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠工作而采取(de)接地.工作接地一般都是通过电气设备(de)中性点来实现(de),所以又称为电力系统中性点接地.保护接地为了保证工作人员接触时(de)人身安全,将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电(de)金属部分接地,称为保护接地.保护接零在中性点直接接地(de)低压电力网中,把电气设备(de)外壳与接地中性线（也称零线）直接连接,以实现对人身安全(de)保护作用,称为保护接零（或简称接零）.防雷接地为了防止雷击和过电压对电气设备及人身造成危害,必须将强大(de)雷电流安全导入大地,以此为目(de)(de)接地称为防雷接地,也称过电压保护接地.防静电接地为消除生产过程中产生(de)静电积累引起触电或爆炸而设置(de)接地称为防静电接地.第二节工作接地（中性点接地）我国电力系统(de)中性点接地方式主要有四种,即中性点不接地（中性点绝缘）、经消弧线圈接地、中性点直接接地和经电阻接地.根据电力系统中发生单相接地故障时接地故障电流(de)大小,可将中性点接地(de)方式分为两类：一类是小电流接地系统,包括中性点不接地和经消弧线圈接地;另一类为大电流接地系统,包括中性点直接接地和经电阻接地.电力系统中性点经消弧线圈接地时,有三种补偿方式,即全补偿方式、欠补偿方式和过补偿方式.①若选择消弧线圈(de)电感时,使得I L=I C,则接地电容电流将全部被补偿,接地故障点电流为零,此即全补偿方式.采用全补偿方式使接地电流为零似乎很理想,但实际上此时容抗等级感抗,系统会发生串联谐振,产生很大(de)谐振电流,并在消弧线圈(de)阻抗上形成很高(de)电压降,使中性点(de)对地电位大为升高,可能会损坏设备(de)绝缘.②若I L＜I C,则接地故障点有未被补偿(de)电容电流流过,这种补偿方式称为欠补偿方式.采用欠补偿方式时,当电力网运行方式改变而切除部分线路时,整个电力网对地电容抗将减小,有可能发展为全补偿方式,导致电力网发生谐振,危及系统安全运行；此外,欠补偿方式容易引起铁磁谐振过电压等其他问题,所以很少被采用.③若I L＞I C,则接地故障点有剩余(de)电感电流流过,这种补偿方式称为过补偿方式.在过补偿方式下,即使电力网运行方式改变而切除部分线路时,也不会发展成为全补偿方式,致使电力网发送谐振.同时,由于消弧线圈有一点(de)裕度,今后电力网发展,线路增多、对地电容增加后,原有消弧线圈还可以继续使用.因此,实际上大多采用过补偿方式.保护接地与接零方式混用(de)危害及中性线重复接地(de)必要性如果同时采用了接地和接零两种保护方式,若实行保护接地(de)设备发生故障,则中性线(de)对地低呀压将会升高到电源相电压(de)一半或更高.这时,实行保护接零(de)所有设备上,便会带有统样(de)高电位,使设备外壳等金属部分将呈现较高(de)对地电压,从而危及操作人员(de)安全.所以同一低压配电系统内,保护接地与保护接零这两种不同(de)方式一定不能混用.在中性点直接接地(de)低压配电系统中,为确保接零保护方式(de)安全可靠,防止中性线断线所造成(de)危害,系统中除了工作接地外,还必须在整个中性线(de)其他部位再行接地,称之为重复接地.当中性点直接接地(de)低压配电系统实行重复接地后,可保证在万一出现中性线断线(de)情况下,配电系统(de)保护方式可以从保护接零(de)TN方式转化为保护接地(de)TT方式,从而减轻触点(de)危险程度.保护接地方式及其作用：1 IT接地,通过降低接地电阻Re以及限制设备外壳接地电压Ue(de)值 2 TT接地通过接地电流使回路(de)过电流装置动作而切断故障电路3TN 接地一般情况下使熔断器熔断或自动开关跳闸,从而切断电源保障人生安全.一台半断路器接线单元接线双母线带旁路母线接线 QF2—专用旁路断路器；QS1、QS2—旁路隔离开关；W3—旁路母线第五章 电压、功率及电能损耗(de)计算工程上常用(de)几个计算量1. 电压降落 指网络元件首、末端电压(de)相量差（1•U —2•U ）2. 电压损耗 指网络元件首、末端电压(de)数值差（1U —2U ） 电压损耗=N U U U 21-×100% 3. 电压偏移 指网络中某点(de)实际电压值与网络额定电压(de)数值差（N U U -）电压偏移常以百分比值表示,即 电压偏移=NN U U U -×100% 4. 输电效率 指线路末端输出(de)有功功率2P 与线路首端输入(de)有功功率1P (de)比值,常以百分值表示,即 输电效率=%10012⨯P P 中枢点是指那些反映系统电压水平(de)主要发电厂或枢纽变电站(de)母线,系统中大部分负荷由这些节点供电.1. 逆调压 高峰负荷时升高电压（N U ）、低谷负荷时降低电压（N U ）(de)中枢点电压调整方式,称为逆调压.这种方式适用于中枢点供电线路长,负荷变化范围较大(de)场合.2. 顺调压 高峰负荷时允许中枢点电压略低（N U ）、低谷负荷时允许中枢点电压略高（U）.N3.常调压在任何负荷下都保持中枢点电压为基本不变(de)数值,取（~）UN第六章短路故障分析与计算短路所谓“短路”就是电力系统中一切不正常(de)相与相之间或相与地之间发生通路(de)情况.短路(de)四种类型三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路有名值（任意单位）标幺值标幺值=位）基准值（与有名值同单序阻抗：元件三相参数对称时,元件两端某一序(de)电压降与通过该元件同一序电流(de)比值.。
电气工程概论论文
电气工程概论结课论文中文摘要电气工程涉及电机电器及其控制技术，电力系统及其自动化技术，电力电子技术与电力传动，高电压与绝缘技术，电工新技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。
该专业培养具有工程技术基础知识的和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，控制系统及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。
关键词电气工程专业启示现状基本内容电机电器及其控制技术：电机是以电磁感应现象为基础实现机械能与电能之间的转换及变换电能的机械，包括旋转电机和变压器两大类，其主要作用表现在三个方面，电能的生产、传输和分配，驱动各种生产机械和装配，作为各种控制系统和自动化智能化的重要部件。
电机的应用领域，电力工业、工业生产部门与建筑业、交通运输、医疗办公设备与家用电器和航天航空国防。
电机的发展不仅极大的提高了人类的生产力，同时也极大的丰富了人类的生活。
在我们的日常生活中，电机无处不在，我们的空调，我们的电冰箱，我们的微波炉，我们的电脑，或多或少都有电机的存在，甚至有人把一个家庭中拥有电机的数量看作是衡量一个家庭生活水平的标准。
可见电机在我们生活中的重要性。
电力系统及其自动化技术：电力系统是由发电、输电、变电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的一个统一系统。
电力的应用有照明、电加热、电力拖动、电化学和节约用电。
为了充分发挥电力系统的功能和作用，应满足以下基本要求，满足用户需求、安全可靠性需求、环保和生态需求。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
电机与电气控制技术
1）反抗性负载转矩 2) 位能性负载转矩
反抗性恒转矩负载特性 b) 位能性恒转矩负载特性
恒功率负载特性 通风机型负载特性
在电力拖动系统中，电动机的机械特性与负载转矩特性有交点，即T=TL这是系统稳定运行的必要条件。而电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：在 T=TL处
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书名：电机与电气控制技术 第2版作者：许翏ISBN：978-7-111-28838-1出版社：机械工业出版社高职高专层次
第二章 三相异步电动机
第一节 三相异步电动机的结构与工作原理
第二节 三相异步电动机的空载运行
第三节 三相异步电动机的负载运行
星形-三角形减压起动
Ist＇= Ist /3 Tst＇= Tst/3
三相绕线型异步电动机的起动
转子串电阻起动
转子串频敏变阻器起动
固态减压起动器的“软起动”
第九节 三相异步电动机的制动
电源反接制动
反接制动 三相异步电动机的反接制动有电源反接制动和倒拉反接制动两种。
倒拉反接制动
2890r/min
LW 79dB（A）
接法
防护等级IP44
50HZ
××Kg
ZBK2007-88
工作制
B级绝缘
××年××月
××电机厂
（二）三相异步电动机主要系列
1．型号
2．额定值
额定功率PN 额定电压UN 额定电流IN 额定频率fN 额定转速nN
常用的Y系列异步电动机有Y（IP44）封闭式、Y（IP23）防护式小型三相异步电动机，YR（IP44）封闭式、YR（IP23）防护式绕线型三相异步电动机，YD变极多速三相异步电动机，YX高效率三相异步电动机，YH高转差率三相异步电动机，YB隔爆型三相异步电动机，YCT电磁调速三相异步电动机，YEJ制动三相异步电动机，YTD电梯用三相异步电动机，YQ高起动转矩三相异步电动机等几十种产品。
电气工程概论电机电器及其控制技术课件
并安装火灾报警系统。
03
电磁辐射
高电压、大电流的电气设备可能产生电磁辐射，对人体健康造成潜在威
胁。为减少电磁辐射的影响，应合理规划布局，保持安全距离，并采取
屏蔽措施。
电气工程对环境的影响与防治措施
能源消耗
电气工程中的大量用电设备会消耗大量能源，加剧能源危机。为降低能源消耗，应推广节 能技术和设备，提高能源利用效率。
电器控制技术的应用与发展趋势
应用领域
电器控制系统广泛应用于工业自动化、智能家居、农业机械等领域 ，提高了生产效率和设备性能。
技术发展趋势
随着技术的不断进步，电器控制系统正朝着智能化、网络化、模块 化和集成化的方向发展，提高了系统的可靠性和可维护性。
未来展望
未来，随着人工智能和物联网技术的不断发展，电器控制系统将更加 智能化和自适应化，能够更好地满足各种复杂的应用需求。
电器的分类与工作原理
断路器
用于切断或闭合电路的电器，当 电流超过一定值时会自动断开。 工作原理基于电磁感应定律和热
效应。
接触器
用于远距离控制电动机等负载的启 动和停止。工作原理基于电磁感应 定律和机械运动原理。
继电器
一种控制电器，用于实现自动控制 和保护电路。工作原理基于电磁感 应定律和电路保护原理。
积极开发太阳能、风能、水能等可再生能源，减少化石能源的消 耗，降低碳排放。
节能减排技术的研究与应用
推广节能灯具、节能空调等节能设备，研究新型的节能减排技术， 提高能源利用效率。
循环Байду номын сангаас济与资源回收
建立废弃物回收和资源再利用体系，实现资源的循环利用，减少对 环境的负担。
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电器控制系统的设计原则与方法
电气工程概论 第2章 电机与电器技术应用及发展新技术
电气工程概论 第2章 电机与电气技术应用及发展技术
2）仪用变压器：如电压互感器、电流互感器，用于测量仪表和 继电保护
装置。 3）试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。 4）特种变压器：在特殊场合使用的变压器，如作为焊接电源的 电焊变压 器，专供大功率电炉使用的电炉变压器，将交流电整流成直流电 时使用 的整流变压器，电容式变压器，移相变压器等均属特种变压器。 （3）按绕组形式分 1）双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 2）三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个 电压等级。 3）自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通 的升压或降后变压器用。
电气工程概论 第2章 电机与电气技术应用及发展技术
《电气工程概论》
第2章 电机与电器技术应用及发展 新技术
重庆大学出版社 2021/2/18
电气工程概论 第2章 电机与电气技术应用及发展技术
第2章电机与电器技术应用及发展新技术
2.1 电机的分类 2.机 2.6 电器的历史和电器的分类 2.7 高压电器 2.8 低压电器 2.9 电气控制技术的发展
按照所应用的电流种类，电机可以分为直流电机和交流电机。 按照在应用中的功能来分，电机可以分为下列各类。 (1)将机械功率转换为电功率——发电机。 (2)将电功率转换为机械功率——电动机。 (3)将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为：
①输出和输入有不同的电压——变压器。 ②输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流——变流 机。 ③输出与输入有不同的频率——变频机。 ④输出与输入有不同的相位——移相机。
电气工程概论 第2章 电机与电气技术应用及发展技术
2.2.2 水轮发电机
水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发 电机。水 流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动 发电机的 转子，将机械能转换成电能而输出。水轮发电机用于水力发电 厂，是水 力发电厂生产电能的主要动力设备。水轮发电机也是同步电机 的一种。 由于原动机(水轮机)转速较低，一般为几百转/分以下，因此水 轮发电机 的转子粗而短，以增加极数。机组的起动、并网所需时间较短， 运行调 度灵活，除一般发电外，特别宜于作为调峰机组和事故备用机
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
永磁同步电机：利用永磁体产生磁场，实现高效、节能的电机
交流电机：利用磁场和导电体的相互作用产生电能和机械能
伺服电机：利用磁场和导电体的相互作用产生伺服动作
步进电机：利用磁场和导电体的相互作用产生步进动作
03
电器的分类与原理
开关电器
定义：开关电器是用于接通和断开电路的电器设备
控制电器
控制电器的作用与分类
接触器的工作原理与结构
继电器的工作原理与分类
控制器的工作原理与应用
测量电器
定义：用于测量电流、电压、功率等电参数的电器设备
分类：电流互感器、电压互感器、功率因数表等
工作原理：基于电磁感应原理，将一次电路的参数转换为二次电路的参数
应用：在电力系统、电机控制等领域中广泛应用
01
保护电器在电力系统中的重要性：阐述保护电器在电力系统中的作用，如保护设备免受短路、过载等故障的影响，确保电力系统的稳定运行。
单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点；根据需要可酌情增减文字
02
保护电器的选择和配置：根据电力系统的实际情况，选择合适的保护电器，并合理配置其参数，以确保电力系统的安全性和稳定性。
测量电器的种类和作用：介绍测量电器的种类、功能和应用范围，如电压互感器、电流互感器等。
测量电器在电力系统中的重要性：阐述测量电器在电力系统中的重要性，如保证电力系统的安全、稳定运行，提高电力系统的经济效益等。
测量电器的工作原理：详细介绍测量电器的工作原理、结构特点和使用方法，如电压互感器、电流互感器等的工作原理和使用方法。
04
电机控制技术
电机控制的基本原理
电气工程概论第二章-交流电机教程文件
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（3）同步发电机的外特性 发电机的电压调整率：
（四） 同步发电机的并网运行
（1）发电机的频率和电网频率相同； （2）发电机和电网的电压波形要相同； （3）发电机和电网电压大小、相位要相同； （4）发电机和电网的相序要相同。
（五） 同步发电机的功率平衡
作业
简答题：
P85 T2-12, 2-14, 2-17
电气工程概论第二章-交流电机
(一) 异步电机的结构
1 定子：定子铁芯由硅钢片冲片叠成，冲片内圆上的槽用 来嵌放定子绕组。 2 转子：主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三者构成。转 子绕组分为绕线型和鼠笼型两类。
异步电机结构
(二) 异步电动机的工作原理
1 旋转磁极对导体的作用
2 三相绕组的旋转磁场
(二) 异步电动机的工作原理
链的磁通；转子绕通过电流产生的仅与其自身相匝链的磁 通。
（三） 异步电机的运行方式
转差率s：旋转磁场的转速n1与转子转速n的差值与同步速 度n1的比值。可根据转差率来判断异步电机的运行状态。
1 电动机运行状态：0<s<1 2 发电机运行状态:-∞<s<0 3 电磁制动运行状态:在外力的作用下，转子转速与旋转磁
2 三相绕组的旋转磁场
两极三相电机定子磁 场规律： （1）电流变化一周，磁 场在空间上旋转360度。 （2）合成磁动势旋转方 向与绕组A、B、C在空间 的布置顺序相同。 （3）某相电流达最大值 时，合成磁动势轴线与该 相绕组轴线重合。 （4）合成磁动势的幅值 为每相脉振磁动势振幅的 1.5倍。
3 异步电机的磁通 （1）主磁通：同时与定子绕组及转子绕组相匝链的磁通。 （2）漏磁通：定子绕组通过三相电流产生的仅与其自身相匝
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
18
2. 工业生产部门与建筑业
应用：
电 梯
机床；
用
轧钢机；
永
鼓风机； 水泵；
起重机；
磁 曳 引 电
传送带；
动
生产线；
机
…
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
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3. 交通运输业
1）电力机车 与城市轨道
交通
电气化铁路； 地铁；
无轨电车； …
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
电 力 机 车 直 流 牵 引 电 动 机
11
特种电机
2）直线电机
应用： 工业机械； 轨道交通；
电梯； 航空母舰飞机发
射； 导弹发射架； 电磁推进潜艇；
…
海浪直接驱动直线发电机
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
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特种电机
3）步进电动 机
应用： 自动控制装置 中的执行元件
各种步进电动机
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
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特种电机
电气工程概论第二章电机电器及其控制技术
5
电 机 的 分 类
按电流分类 直流电机
交流电机
按功能分类(1) 将机械功率转换为电功率——发电机 (2) 将电功率转换为机械功率——电动机
(3) 将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为：
输出和输入有不同的电压——变压器 输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流——变流机 输出与输入有不同的频率——变频机 输出与输入有不同的相位——移相机
前雨刷电机(2) 风挡清洁泵(2)
起动电机 热量回收泵 自动水平校正 器 自动调速泵 油门控制电机
散热器风扇电机 油冷却扇电机 空调热风电机 阻流片控制电机
电气工程概论第二章电机与电器
四、真空断路器
（一）真空断路器概述
• 利用真空作为触头间的绝缘与灭弧介质的断路器称为真空 断路器。
• 真空灭弧室的压力值在1.33×10-2 ~1.33×10-5 Pa之间。 • 目前真空电路器已广泛应用于10、35kV的配电系统中，额
定开路电流已能做到50~100kA。 • 真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小：12kV对应开距约
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三、低压控制电器
（一）低压接触器概述
低压接触器是电气传动和自动控制系统中应用最广的 一种电器，适用于远距离频繁的接通和分断交、直流主电 路及大容量控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用 于控制照明设备、电焊机、电容器、电热设备等负载。
（二）控制继电器概述
电磁式控制继电器是根据电磁吸合和释放原理而动作 的继电器。
（4）避雷器运行过程中应经常监视和维护，有条件的电站型 阀式避雷器应安装动作次数记录装置。碳化硅避雷器和金属氧化 物避雷器应按有关标准定期测试性能，发现隐患应及时退出运行。
35
三、电抗器
电抗器属于感性元件，同电容器一样，也是一种基本的电器 元件。电抗器主要用于实现电力系统和工业用户的限流、无功补 偿、移相等功能，是电力、冶金、化工、电气化铁路等供电、输 变电系统中所必需的重要设备。
tan (%)
0.2 1
0.1
*
0 0
***
20 40 60 温度T / C
1—纸介质电容器 2—膜/纸复合介质电容器 2 3—全膜介质电容器
*3
80 100
不同介质的tan 温度特性
28
（2）自放电时间常数T，T=RC,其中R是电容器的绝缘电阻，C为 电容器的标称值。自放电时间常数T也是衡量电容器性能、制造 工艺的重要指标，通常认为T越大越好。
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