6 电气工程概论_第六章_电工新技术 ppt课件
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电工技术基础ppt课件
柴油机组 汽油机组
各种形式的电源设备图
任何电源都可以用两种电
源模型来表示，输出电压比较
稳定的，如发电机、干电池、
蓄电池等通常用电压源模型(理
想电压源和一个电阻元件相串
联的形式)表示；US
+
_
R0
（2）电流源
输出电流较稳定的：如光电 池或晶体管的输出端等通常用电流源 模型(理想电流源和一个内阻相并联 的形式)表示。
电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等因
素，由制造厂家给出的技术数据。额定值有下标N表示，
如2. 电路的三种工作状态
（1）通路
（2）开路
（3）短路
I＝US÷(RS＋RL)
S
＋ RS
＋ U=US－IRS
—US
—
RL
S I＝0
RS
＋
＋ US
U=US
——
S
RSI＝US/RS ＋
18
曾凡峰 制作
电工技术基础
必须指出，电路在进行上述模型化处理时是有条件的： 实际电路中各部分的基本电磁现象可以分别研究，并且相 应的电磁过程都集中在电路元件内部进行。这种电路称为 集中参数元件的电路。
集中参数元件的特征
1. 电磁过程都集中在元件内部进行，其次要因素可以忽略。
如R，L、C这些只具有单一电磁特性的理想电路元件。
2023/10/19
20
曾凡峰 制作
电工技术基础
（2）电感元件
Ψ
L
0
i
电感产品实物图 电感元件图符号 线性电感元件的韦安特性 对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系
为微分(或积分)的动态关系，即：
显然，只有电感元件上的电 发流生变化时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称 为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：
电气工程概论全套教学课件
（3）额定短路通断能力不小于线路中可能出现的最大短路电 流。
（4）线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器 整定电流。
（5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压；按使用场合 的需要来确定是否需要带延时。
（6）注意断路器接触方向，母联断路器应选用可在下方进线 的断路器。
（7）注意与其他电器的配合协调，各级断路器的过电流脱扣 器整定值和延时应符合选择性配合要求。
张刘春设计
电簔工程概论
0
第一章绪论
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。
圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷 开关和真空接触器上。
2 横向磁场触头
横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场，它与电弧电 流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动，防止电弧停留 在某一点上，延缓阳极斑点的产生，提高了开断能力。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤（2000），居世界第 三位，比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后，只占国民 经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh（世界排序第25 位）、装机容量1850MW（世界排序第21位）。
2003年，分别增加到19052亿kWh和391GW（皆居世界第二 位），各增大443倍和211倍。
（4）线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器 整定电流。
（5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压；按使用场合 的需要来确定是否需要带延时。
（6）注意断路器接触方向，母联断路器应选用可在下方进线 的断路器。
（7）注意与其他电器的配合协调，各级断路器的过电流脱扣 器整定值和延时应符合选择性配合要求。
张刘春设计
电簔工程概论
0
第一章绪论
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。
圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷 开关和真空接触器上。
2 横向磁场触头
横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场，它与电弧电 流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动，防止电弧停留 在某一点上，延缓阳极斑点的产生，提高了开断能力。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤（2000），居世界第 三位，比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后，只占国民 经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh（世界排序第25 位）、装机容量1850MW（世界排序第21位）。
2003年，分别增加到19052亿kWh和391GW（皆居世界第二 位），各增大443倍和211倍。
电气工程及其自动化专业导论-第6章 电工理论与新技术
电气工程及其自动化专业导论
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。
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。
6 电气工程概论_第六章_电工新技术 ppt课件
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
23
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
24
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
19
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-17 托克马克装置原理 （环形核聚变反应装置）
电气工程专业导论
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ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-18 基于托克马克的核聚变电站原理
电气工程专业导论
21
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但这种 发电方式的热效率很低，最高只有40%。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
22
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
36
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
➢ 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
37
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”）。
电气工程概论 ppt课件
a ej1 2 0 1 2j2 3,a 2。 ej1 2 0 1 2j2 3
2021/2/21
36
➢ 由于U相接地，其对地电容CU被短接，所以U相 对地电容电流变为零。
➢ V、W相对地电容电流分别为
IC VU jX V V j3C U U e j1 5 03C U U e j6 0 （1-7）
2021/2/21
5
1.发电厂 生产电能的工厂，把不同形式的一次能源转
换成电能。
➢ 分类：据所利用能源的种类不同，可将发电厂 分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、 风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和潮 汐发电厂等。
➢ 发电厂举例
2021/2/21
6
2.变电所 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起
16
➢ 理想的三相交流电力系统中，三相电压应有相同的 幅值，且顺时针按U、V、W顺序互成120°，这样 的系统就是三相平衡的系统。
➢ 电力系统实际运行中，由于三相负荷大小不等或系 统三相阻抗不对称等因素的存在，使得电力系统三 相电压处于不平衡运行状态。
➢ 三相电压不平衡用电压负序分量（顺时针按U、W、
3
一、电力系统的组成
电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路 和电力用户连接而成的统一整体，包含着电能 的生产、输送、分配和使用。
电力系统加上发电厂的动力部分，如汽轮机、 水轮机、锅炉、水库、反应堆等，称之为动力 系统。
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
2021/2/21
4
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
变压器T2：高压侧绕组额定电压为220kV， 中压侧绕组的额定电压为121kV，低压侧绕组 的额定电压为11kV或10.5kV；
2021/2/21
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➢ 由于U相接地，其对地电容CU被短接，所以U相 对地电容电流变为零。
➢ V、W相对地电容电流分别为
IC VU jX V V j3C U U e j1 5 03C U U e j6 0 （1-7）
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5
1.发电厂 生产电能的工厂，把不同形式的一次能源转
换成电能。
➢ 分类：据所利用能源的种类不同，可将发电厂 分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、 风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和潮 汐发电厂等。
➢ 发电厂举例
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2.变电所 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起
16
➢ 理想的三相交流电力系统中，三相电压应有相同的 幅值，且顺时针按U、V、W顺序互成120°，这样 的系统就是三相平衡的系统。
➢ 电力系统实际运行中，由于三相负荷大小不等或系 统三相阻抗不对称等因素的存在，使得电力系统三 相电压处于不平衡运行状态。
➢ 三相电压不平衡用电压负序分量（顺时针按U、W、
3
一、电力系统的组成
电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路 和电力用户连接而成的统一整体，包含着电能 的生产、输送、分配和使用。
电力系统加上发电厂的动力部分，如汽轮机、 水轮机、锅炉、水库、反应堆等，称之为动力 系统。
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
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图1-1 电力网、电力系统和动力系统
变压器T2：高压侧绕组额定电压为220kV， 中压侧绕组的额定电压为121kV，低压侧绕组 的额定电压为11kV或10.5kV；
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电气工程概论 第六章 电工新技术(一)
短定子异步电机驱动是单边励磁，地面设备简单经济，但须接触网/轨， 效率较低，速度低。 长定子同步电机驱动是双边励磁，地面设备复杂，成本高，无需接触网/ 轨，效率高，速度高。
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
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超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
电气工程概论第六章
a I a a Ib I 1 c
2
运算子
ae
j120
第五节
简单不对称短路计算
暂态
由上式可以得出正序、负序、零序三组对称分量
矩阵形式 可以用反变换求出 三相不对称的相量
I120 SIabc
Iabc S I120
1
第五节
简单不对称短路计算
暂态
第一节
概述
暂态
短路电流对电力系统将产生极大的危害，主 要有以下方面：
(1)短路电流的热效应使设备急剧发热，持续时间过长就可 能导致设备过热损坏； (2)短路电流将产生很大的电动力，可能使设备永久变形或 严重损坏； (3)短路将引起系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常 工作； (4) 短路情况严重时，可能使电力系统的运行失去稳定， 造成电力系统解列，甚至崩溃，引起大面积停电； (5)不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响正常工作。
暂态
在标幺制中，三相电路计算公式与单 相电路的计算公式完全相同。
工程计算中，通常选定功率基准值Sd和电压 基准值Ud，这时，电流和阻抗的基准值分别为
2 Ud Ud Zd 3I d S d Sd Id 3U d
S U I U Z I
第二节
标幺值
暂态
电力系统计算中有时采用一些物理量的相对 值来进行计算，这些相对值就叫作标幺值。
一、标幺值
有名值（任意单位） 标幺值 基准值（与有名值同单 位）
Z Z Z d ( R j X ) Z d R j X U U U d I I I d S S Sd ( P j Q) Sd P j Q
电气工程新技术课程PPT课件
10
新型无线传能技术及应用-分类及原理
布朗的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波传输系统
在地面上，传输装置大概分成三 部分：微波源，发射天线，接收 天线三部分。微波源内有磁控管； 微波源输出的能量通过同轴电缆 连接至和波导管之间的适配器上； 亚铁酸盐的循环器连接在波导管 上,使波导管和发射天线相匹配。 硅控整流二极管天线用来收集微 波并把它转换成直流电，这种天 线 在 2.45GHz 测 试 时 曾 经 达 到 甚 至超过90%的效率。
诺贝尔物理学奖自创立开始的三十年里，尼古拉·特斯拉一 个人就被评选出九次，与爱迪生一起二次，而他把这十一次 的诺贝尔奖全部让贤。
4
新型无线传能技术及应用-发展历史
1908年6月30日，通古斯大爆炸：爆炸产生的能量相当于广岛原
子弹的1000倍，超过2150平方公里内的6千万棵树焚毁倒下。此
事件与3000多年前印度的死丘事件及1626年5月30日北京的王恭
9
新型无线传能技术及应用-分类及原理
2.电磁辐射 远场就是远远大于发射接收设备尺寸的千米计的电能传输 距离。对于远距离输电，现在主要都是有线高压传输。然 而，远距离有线传输成本高，能量损失大，消耗资源多， 所以，电能远距离无线传输势必会成为发展的趋势。远场 电能传输，有普通的地面电能传输，有太空-地面-地面电 能传输等几个应用。
8
新型无线传能技术及应用-分类及原理
它利用了感应耦合系统和电力电子技术相结合的方法， 实现了电能的无物理连接传输。它将系统的变压器的紧 密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在具有不同磁性 的结构上,实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不 需物理连接。
感应耦合技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离 能量传输效率高，可高达99%。但是缺点在于传输距离近， 对位移和频率变化的稳定性差。需要一次、二次线圈尽 量保持在对齐状态，一旦出现相对位移，效率会急剧下 降，而且电磁污染较严重。可以应用于传输功率不大， 相对位置基本不变的场合，例如手机无线充电，电磁炉 等。
新型无线传能技术及应用-分类及原理
布朗的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波传输系统
在地面上，传输装置大概分成三 部分：微波源，发射天线，接收 天线三部分。微波源内有磁控管； 微波源输出的能量通过同轴电缆 连接至和波导管之间的适配器上； 亚铁酸盐的循环器连接在波导管 上,使波导管和发射天线相匹配。 硅控整流二极管天线用来收集微 波并把它转换成直流电，这种天 线 在 2.45GHz 测 试 时 曾 经 达 到 甚 至超过90%的效率。
诺贝尔物理学奖自创立开始的三十年里，尼古拉·特斯拉一 个人就被评选出九次，与爱迪生一起二次，而他把这十一次 的诺贝尔奖全部让贤。
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新型无线传能技术及应用-发展历史
1908年6月30日，通古斯大爆炸：爆炸产生的能量相当于广岛原
子弹的1000倍，超过2150平方公里内的6千万棵树焚毁倒下。此
事件与3000多年前印度的死丘事件及1626年5月30日北京的王恭
9
新型无线传能技术及应用-分类及原理
2.电磁辐射 远场就是远远大于发射接收设备尺寸的千米计的电能传输 距离。对于远距离输电，现在主要都是有线高压传输。然 而，远距离有线传输成本高，能量损失大，消耗资源多， 所以，电能远距离无线传输势必会成为发展的趋势。远场 电能传输，有普通的地面电能传输，有太空-地面-地面电 能传输等几个应用。
8
新型无线传能技术及应用-分类及原理
它利用了感应耦合系统和电力电子技术相结合的方法， 实现了电能的无物理连接传输。它将系统的变压器的紧 密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在具有不同磁性 的结构上,实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不 需物理连接。
感应耦合技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离 能量传输效率高，可高达99%。但是缺点在于传输距离近， 对位移和频率变化的稳定性差。需要一次、二次线圈尽 量保持在对齐状态，一旦出现相对位移，效率会急剧下 降，而且电磁污染较严重。可以应用于传输功率不大， 相对位置基本不变的场合，例如手机无线充电，电磁炉 等。
《电气工程概论》第六章 电气工程新技术发展 课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第六章电气工程新技术发展课堂笔记及练习题主题：第六章电气工程新技术发展学习时间：2016年1月18日--1月24日内容：我们这周主要学习电力系统的大电网互联技术，电工技术的最新发展，大功率电力电子技术。
第六章电气工程新技术发展第一节电力系统大电网互联技术电力系统大电网互联技术我国电力系统的发展，是世界电力系统发展的重要组成部分。
我国电力系统发展面临的大容量远距离输电和大电网互联问题，将是我们未来10-20年内要解决的主要问题。
环境保护制约和电力体制改革的影响也将现实地提到日程，必须引起我们高度重视。
到2010年，在我国中部将形成沿长江流域包括四川、华中、华东电网在内的三峡交直流电力系统，总容量将会接近200GW。
与此同时，北方的华北、东北、西北电网将实现互联；南方电网将进一步加强。
届时，全国将形成北、中、南三大互联电网的格局。
通过它们之间的互联，预期2020年左右将基本实现全国联网。
随着东部、中部核电的建设，西部巨型水电和坑口火电的开发，全国范围的远距离输电和电网互联将得到进一步加强。
在我国，大型电厂、电源基地特别是大型水电站的建设，往往导致跨省、跨区大容量远距离送电，对大电网发展起着决定性作用。
大电网互联是实现更大区域范围内资源优化配置和逐步缩小东西部地区经济差距的客观需要，这一发展战略的实施已经成为促进全国联网的重要因素。
大电网互联可以取得显著的联网效益，实现更大范围内的资源优化配置，取得联网送电效益，有利于加大中西部地区能源资源的开发力度，有利于电力工业实施可持续发展战略，能更好地适应市场经济的需要。
大电网互联的联网效益体现在以下几个方面：（1）错锋效益。
（2）水、火电互补效益。
（3）水电流域补偿调节效益。
（4）互为备用效益。
电网互联，为电网之间互相调剂余缺和协调规划与运行提供了前提条件。
扩大电网有利于充分发挥大型水、火电站的作用和效益；可在更大范围内实现系统经济运行。
形成更大区域内的发供竞争局面，相互开拓了电力市场，进而取得企业和社会双重效益；大大改善大机组运行环境，有效地解决小网大机的系统运行问题。
《电气工程概论》课件
《电气工程概论》ppt课件
目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程 应用，涉及电能的生产、传输、 分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展 的重要支柱，为人类生产和生活 提供电力支持，推动科技进步和 社会发展。
PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专 门为工业环境设计的数字电子设备， 能够进行逻辑控制、顺序控制和运动 控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对 电气设备的运行数据进行学习， 实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对 电气系统进行智能调度，实现能 源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中，维持各节点电压、频率和功率平衡 的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度，对整个系统的可靠性进行量 化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理 。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡，确保 电能质量，实现经济和安 全运行。
运行控制
通过调度自动化系统，实 时监控和调整系统运行状 态，确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长，优化 资源配置，提高电网运行 效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全 可靠、经济环保，并具备 可扩展性。
目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程 应用，涉及电能的生产、传输、 分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展 的重要支柱，为人类生产和生活 提供电力支持，推动科技进步和 社会发展。
PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专 门为工业环境设计的数字电子设备， 能够进行逻辑控制、顺序控制和运动 控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对 电气设备的运行数据进行学习， 实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对 电气系统进行智能调度，实现能 源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中，维持各节点电压、频率和功率平衡 的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度，对整个系统的可靠性进行量 化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理 。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡，确保 电能质量，实现经济和安 全运行。
运行控制
通过调度自动化系统，实 时监控和调整系统运行状 态，确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长，优化 资源配置，提高电网运行 效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全 可靠、经济环保，并具备 可扩展性。
电气工程基础课件大全PPT课件
节点电压法
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
电气工程概论绪论[]讲课PPT
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39
近年来的研究热点：
① 电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各 类问题；
② 生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术； ③ 气体放电及多相混合体放电问题； ④ 基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器； ⑤ 反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及
其观察和测量技术； ⑥ 电能质量的理论及其测量、控制； ⑦ 可再生能源发电、电能存储和电力变换技术； ⑧ 现代测量原理及传感技术； ⑨ 脉冲功率技术与低温等离子体应用基础； ⑩ 电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、
在我国高等学校的本科专业目录中，电气工程对应的 专业是电气工程及其自动化或电气工程与自动化。 本科和博士生的专业为电气工程及其自动化,硕士研究 生就读电气工程有5个二级学科.
4
1998年国家颁布的大学本科专业目录
•电机电器及其控制
•电力系统及其自动化 •高电压与绝缘技术
电气工程及其 自动化专业
•电气技术
电气工程在国民经济中的地位参看P4第3段。
10
1.2 电气科学与工程的发展简史
司南模型
11
时间 公元前七世纪 公元前一世纪
1600年
1660年
1745年
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
静电吸引
王充（叙述），中国
《论磁石》论述磁 现象（近代电磁学 吉尔伯特，英国 研究的开端）
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克，德国
麦克斯韦方程（现代电 磁学最重要的理论基础）
法拉第，英国（电容F） 麦克斯韦，英国
18
安培与他的实验装置
19
电工科学所涉及的领域十分广泛，包括电磁学与电路理论、电机电器学、电力系统、电工材料学等12学科分类。 4 电气工程的理论基础 电气工程在国民经济中的地位参看P4第3段。 DMS/DSM/GIS 皮克斯发明的直流发电机 3 电气工程的发展前景 电工科学所涉及的领域十分广泛，包括电磁学与电路理论、电机电器学、电力系统、电工材料学等12学科分类。 080804电力电子与电力传动 法拉第，英国（电容F） 3．获得较好的工程实践训练，具有较熟练的计算机应用能力； 教育部将高等院校里的学科门类分类为一级学科和二级学科一级学科是学科大类,用四位码表示。 麦克斯韦方程组（联系电荷、电流和电场、磁场的基本微分方程组） 二级学科是其下的学科小类，用六位码表示。 电气科学与工程所涉及的领域： 5 电气工程常用的计算机程序简介
电工电子技术说课 ppt课件
《电工电子技术》说课
适用计算机辅助设计与制造专业
说课人：机电系 陈红玲
1
说课项目
课程性质 教学目标
主要 内容
课程衔接与设计 教学改革
教学单元设计
能力考核评价
课程教学效果
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
4、常用测量工具及仪器使用能力； 3、进一步掌握不对称负载时这两种 3、培养学生对待工作严谨的态度和工
5、电路分析、计算、调试、检测 连接方法下线电压、相电压及线电流、 作责任心等职业操作规范。
能力。
相电流的关系。
重点：1、负载作星形联接、三角形联接的方法； 2、线电压、相电压及线电流、相电流的关系；
❖ 初步掌握用电安全知识。
9
(二) 能力目标 ❖ 掌握高等电类工程技术人员所必需具备的电路、
磁路、模电、数电的基础知识及分析计算的基 本方法；
❖ 初步具备工程计算和实验研究的能力。
10
(三) 综合素质目标 A
实事求是和严谨的态度
B
安全意识和责任意识
C
沟通、协作和组织协调能力
D
团队合作精神
E
严格的科学态度和分析问题的逻辑性与条理性
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
一、课程性质
核心课程2
电子与电工技术
学期
2
总学时 72
理论 学时
50
实践 学时
22
职业能力要求： 一般电路的计算与应用能力； 电路的合理选择与应用能力； 供电、配电及用电各个环节的基础电气安全知识与实际应用能力。
适用计算机辅助设计与制造专业
说课人：机电系 陈红玲
1
说课项目
课程性质 教学目标
主要 内容
课程衔接与设计 教学改革
教学单元设计
能力考核评价
课程教学效果
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
4、常用测量工具及仪器使用能力； 3、进一步掌握不对称负载时这两种 3、培养学生对待工作严谨的态度和工
5、电路分析、计算、调试、检测 连接方法下线电压、相电压及线电流、 作责任心等职业操作规范。
能力。
相电流的关系。
重点：1、负载作星形联接、三角形联接的方法； 2、线电压、相电压及线电流、相电流的关系；
❖ 初步掌握用电安全知识。
9
(二) 能力目标 ❖ 掌握高等电类工程技术人员所必需具备的电路、
磁路、模电、数电的基础知识及分析计算的基 本方法；
❖ 初步具备工程计算和实验研究的能力。
10
(三) 综合素质目标 A
实事求是和严谨的态度
B
安全意识和责任意识
C
沟通、协作和组织协调能力
D
团队合作精神
E
严格的科学态度和分析问题的逻辑性与条理性
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
一、课程性质
核心课程2
电子与电工技术
学期
2
总学时 72
理论 学时
50
实践 学时
22
职业能力要求： 一般电路的计算与应用能力； 电路的合理选择与应用能力； 供电、配电及用电各个环节的基础电气安全知识与实际应用能力。
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。
THANKS
感谢观看
电器控制系统的设计原则与方法
《电气工程新技术》幻灯片
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若
1 ,2 2 (r L s s r L g g ) 2 (r L s s r L g g )1 C 2 ( ( L r s s r L g g )) 2
平方根里面的数小于零，微分方程式解为：
a i d 1 ( t ) x 1 e tsi d 1 t n 1 ) ( z 1 si t n 1 )(
磁材料与温度有很大的关系，一般情况下，当磁场强度一定时，温 度升高会使磁导率下降，最终会降至最小值m0，对应的温度称为居里点 温度，或居里点。
返 回 上 页 下7 页
B B
0
H
0H
B 0H
(a)
(b)
(c)
图2.3 典型的磁滞回线 (a)硬磁材 (b)软磁材 (c)记忆磁材
图2.4 交流信号作用下不同工作点对输出的影响 返回
返 回 上 页 下5 页
磁通的定义为穿过某截面S的磁感应矢量的面积分，即：
BdS s 磁场强度向量和磁感应向量之间的关系为：
B u H u 0 u r H
u 式中的 、u 0 、u r 分别为导磁物质的磁导率、真空磁导率、
和相对磁导率。 而根据安培环路定律知：在磁场中，沿任意闭合路径磁场强度向量 的线积分，等于穿过该闭合路径所界定的面的电流的代数和，即：
H dl i
l
返 回 上 页 下6 页
I / l / u s 一般情况下，磁通于磁场强度之间的关系可写为：
其中， 为导线匝数； I 为磁场强度积分路径长度；
由于m为非线性，所以磁通与电流之间的关系也是非线性关系。 铁磁物质根据磁滞回线的形状及其在工程上的用途基本上分为两大类。
一类是软磁材料，另一类是硬磁材料。软磁材料的磁滞回线狭窄，回线面 积较小，磁导率高，一般用于电工钢片（硅钢片），做成电机、变压器、 继电器的铁芯，铁镍合金、铁金氧磁体、纯铁、铸铁和铸钢等都属于软磁 材料；硬磁材料一般具有较高的剩磁感应Bs和较大的矫顽磁力Hc，磁滞 回线较宽，如钨钢、钴钢等都是硬磁材料，一般制成永久磁铁。另外还有 一种磁铁，它的磁滞回线呈矩形，一般计算机中的存储器铁芯就是用这种 材料做成的。
若
1 ,2 2 (r L s s r L g g ) 2 (r L s s r L g g )1 C 2 ( ( L r s s r L g g )) 2
平方根里面的数小于零，微分方程式解为：
a i d 1 ( t ) x 1 e tsi d 1 t n 1 ) ( z 1 si t n 1 )(
磁材料与温度有很大的关系，一般情况下，当磁场强度一定时，温 度升高会使磁导率下降，最终会降至最小值m0，对应的温度称为居里点 温度，或居里点。
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B B
0
H
0H
B 0H
(a)
(b)
(c)
图2.3 典型的磁滞回线 (a)硬磁材 (b)软磁材 (c)记忆磁材
图2.4 交流信号作用下不同工作点对输出的影响 返回
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磁通的定义为穿过某截面S的磁感应矢量的面积分，即：
BdS s 磁场强度向量和磁感应向量之间的关系为：
B u H u 0 u r H
u 式中的 、u 0 、u r 分别为导磁物质的磁导率、真空磁导率、
和相对磁导率。 而根据安培环路定律知：在磁场中，沿任意闭合路径磁场强度向量 的线积分，等于穿过该闭合路径所界定的面的电流的代数和，即：
H dl i
l
返 回 上 页 下6 页
I / l / u s 一般情况下，磁通于磁场强度之间的关系可写为：
其中， 为导线匝数； I 为磁场强度积分路径长度；
由于m为非线性，所以磁通与电流之间的关系也是非线性关系。 铁磁物质根据磁滞回线的形状及其在工程上的用途基本上分为两大类。
一类是软磁材料，另一类是硬磁材料。软磁材料的磁滞回线狭窄，回线面 积较小，磁导率高，一般用于电工钢片（硅钢片），做成电机、变压器、 继电器的铁芯，铁镍合金、铁金氧磁体、纯铁、铸铁和铸钢等都属于软磁 材料；硬磁材料一般具有较高的剩磁感应Bs和较大的矫顽磁力Hc，磁滞 回线较宽，如钨钢、钴钢等都是硬磁材料，一般制成永久磁铁。另外还有 一种磁铁，它的磁滞回线呈矩形，一般计算机中的存储器铁芯就是用这种 材料做成的。
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。
电气工程概论+第六章+工新技术
第6章 电工新技术（续）
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
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）
线
电动-发电机
DC
AC
பைடு நூலகம்
双向变流器 2
公交车辆 轻轨车辆
轨旁飞轮储能再生制动系统
四、风力发电系统不间断供电
五、卫星姿态控制
六、大功率脉冲放电电源
6.10 脉冲功率技术
6.10.1 脉冲功率技术的发展
马克斯发生器
6.10.2 脉冲功率技术的应用
一、强激光的研究 二、强脉冲X射线 三、 核电磁脉冲 四、高功率微波武器
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
W 1 J2
2
因此，现代飞轮尽量增加转速，不追求高转动惯量。
6.9.2 飞轮储能的应用
一、 电力调峰
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
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）
线
电动-发电机
DC
AC
பைடு நூலகம்
双向变流器 2
公交车辆 轻轨车辆
轨旁飞轮储能再生制动系统
四、风力发电系统不间断供电
五、卫星姿态控制
六、大功率脉冲放电电源
6.10 脉冲功率技术
6.10.1 脉冲功率技术的发展
马克斯发生器
6.10.2 脉冲功率技术的应用
一、强激光的研究 二、强脉冲X射线 三、 核电磁脉冲 四、高功率微波武器
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
W 1 J2
2
因此，现代飞轮尽量增加转速，不追求高转动惯量。
6.9.2 飞轮储能的应用
一、 电力调峰
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电气工程专业导论
7
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
8
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）
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 基
放等 电 直 电离 磁 线
础 物子 流 电
理体 体 机 物力 理学
新材料
超永半 导磁导 材材体 料料材
料
新技术
微计 电算 子机
主 放核磁 磁磁
要 电聚流 流悬
分 应变体 体浮
支用
电气工程专业导论
18
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
➢ 超导输电
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-12 2000A高温超导电缆结构 云电英纳超导电缆公司
电气工程专业导论
14
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-13 30m长、35kV、2kA高温超导电缆 云电英纳超导电缆公司
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）
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➢ 超导变压器
图6-10 500kW, 6600/3300V 图6-11 26kW高温超导变压器 高温超导变压器（日本） （中国科学院电工研究所等）
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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
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二、超导电工技术（续）
1. 超导现象 2. 1911年荷兰科学家昂纳斯（H. Kamerlingh Onnes）在
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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
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但这种 发电方式的热效率很低，最高只有40%。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。
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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。
3. 超导态的两个基本性质：
4. 一是零电阻效应； 5. 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。
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➢ 超导储能
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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）
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➢ 超导磁悬浮列车
图6-16 日本超导磁悬浮列车
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➢ 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。
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图6-17 托克马克装置原理 （环形核聚变反应装置）
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图6-18 基于托克马克的核聚变电站原理
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是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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二、超导电工技术
图6-2 液氦温区低温超导材料——NbTi导线
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图6-6 5MW船用高温超导推进电动机
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图6-7 5MW船用高温推进电动机结构图
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发 推列 电 进车
超 永磁 光 电
导 电机 电 力
电 工
与磁 体
应 用
电 子
微 电 数 控 电工 电 磁
子 专 与 机 装置 场 数
用 设 电控 CAD 值 计
备制
算
图6-1 电工新技术的分类
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• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你