《電氣工程概論電子課件全書課件完整版ppt全套教學(xué)教程最全電子教案電子講義(最新).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電氣工程概論電子課件全書課件完整版ppt全套教學(xué)教程最全電子教案電子講義(最新).ppt（203頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第1章 緒論,電氣工程概論,2022/7/1,第1章 緒論,第2章 電機與電器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù),第3章 電力系統(tǒng)及其自動化應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù),第4章 電力電子與電力傳動,第5章 高電壓與絕緣應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù),本書內(nèi)容,3,第1章 緒論,1.1 電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.2 應(yīng)用型本科院校電氣專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)及條件1.3 電氣工程及其自動化專業(yè)未來發(fā)展趨勢,4,1.1 電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,電氣工程的歷史和形成電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,電氣工程（Electrical Engineering）是研究電磁領(lǐng)域的客觀規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，是以電工科學(xué)中

2、的理論和方法為基礎(chǔ)而形成的工程技術(shù)。,5,電氣工程 的歷史和形成呢個,1752年，富蘭克林著名的“風(fēng)箏實驗”為人類解開了電的神秘面紗。麥克斯發(fā)現(xiàn)的電磁理論，讓電氣工程的理論基礎(chǔ)趨于完善。20世紀交接的年代，西方發(fā)達國家陸續(xù)將電氣工程專業(yè)植入大學(xué)課程，這是電氣工程專業(yè)最早出現(xiàn)的地方。,電氣工程的歷史和形成,6,電氣工程 的歷史和形成呢個,電磁學(xué)理論的建立及通訊技術(shù)的發(fā)展（1）庫侖定律（2）“伏打電池”（3）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和安培右手定則（4）法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)（5）麥克斯韋建立電磁場理論,電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐,7,電氣工程 的歷史和形成呢個,電工技術(shù)的初期發(fā)展（1）直流發(fā)電機的誕生（2

3、）遠距離輸電和電力工業(yè)技術(shù)體系的初步建立（3）交流發(fā)電機電荷電動機的誕生,電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐,8,電氣工程 的歷史和形成呢個,電工理論的建立（1）電路理論的建立（2）電網(wǎng)絡(luò)理論的建立（3）交流發(fā)電機電荷電動機的誕生,電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐,9,電氣工程 的歷史和形成呢個,新技術(shù)革命對電氣工程技術(shù)的推動（1）計算機的升級換代對電氣工程技術(shù)的推動（2）電子信息技術(shù)的發(fā)展,電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐,10,電氣工程 的歷史和形成呢個,傳統(tǒng)的電氣工程定義為“用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和”。 應(yīng)用型本科教育是以高級應(yīng)用為目的的專業(yè)性通才教育，以現(xiàn)代工程師為培養(yǎng)目標(biāo)，是學(xué)歷教育和素質(zhì)教

4、育的統(tǒng)一。應(yīng)用型本科教育在組織形式，育人機制及經(jīng)費來源上應(yīng)于社會高度聯(lián)合，在人才培養(yǎng)過程和模式上應(yīng)高度重視和企業(yè)的高度融合。 目前，大多院校的電氣工程及其自動化專業(yè)中，電氣工程一級學(xué)科中下屬5個二級學(xué)科，分別是電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動和電工理論與新技術(shù)。,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,11,電氣工程 的歷史和形成呢個,1、電機與電器學(xué)科包括：電力系統(tǒng)中的大型發(fā)電機、電動機，有著廣泛應(yīng)用的中小型電機。前者側(cè)重于運行分析、建模仿真及監(jiān)測診斷，后者側(cè)重于理論分析、設(shè)計方法及現(xiàn)代節(jié)能控制技術(shù)。就電力工業(yè)本身而言，電機就是發(fā)電廠和變電站的主要設(shè)備，它在機器制造業(yè)

5、和輕、重型制造工業(yè)中應(yīng)用廣泛?？梢哉f，只要涉及電機的場所都能看到該學(xué)科的研究成果。該專業(yè)畢業(yè)生可在電力系統(tǒng)相關(guān)單位從事大型電機運行分析、監(jiān)測控制或故障診斷等相關(guān)技術(shù)工作，也可在其他行業(yè)從事電機設(shè)計及運行控制和節(jié)能技術(shù)開發(fā)工作，還可在相關(guān)科研單位、高等學(xué)校從事科研及教學(xué)工作，或從事與電機及其運行控制相關(guān)的管理工作。,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,12,電氣工程 的歷史和形成呢個,2、電力系統(tǒng)及其自動化包括：電力生產(chǎn)的全過程(包括發(fā)電、輸電、配電、用電等)，其研究內(nèi)容衍生的各項技術(shù)成果廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、變壓器、輸電線路和配電裝置中，涉及控制、優(yōu)化、經(jīng)濟、穩(wěn)定等多項指標(biāo)。除了涉及電氣工程相關(guān)知識外，該

6、專業(yè)對自動化、測量、計算機、通信等技術(shù)也有較高要求。,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,13,電氣工程 的歷史和形成呢個,3、高電壓與絕緣技術(shù)學(xué)科包括：電力系統(tǒng)防雷保護設(shè)計、絕緣子在線監(jiān)測、防污閃、水果保鮮、真空斷路器設(shè)計、脈沖儲能技術(shù)及軍工產(chǎn)品等，其研究內(nèi)容與多個學(xué)科交叉，如脈沖與等離子方向、超導(dǎo)技術(shù)方向、自動化方向等。,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,14,電氣工程 的歷史和形成呢個,4、電力電子與電力傳動包括：在各級工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及家電產(chǎn)品等各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如航天飛行器中的特種電源、遠程特高壓電壓傳輸系統(tǒng)，家用的空調(diào)、冰箱和計算機電源，都離不開電

7、力電子及電力傳動技術(shù)。電力電子技術(shù)在輸電網(wǎng)中的應(yīng)用電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)理論研究及新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，為電氣工程學(xué)科準備必要的理論基礎(chǔ).,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,15,電氣工程 的歷史和形成呢個,隨著基礎(chǔ)理論研究的逐步深入，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，全新的設(shè)計理念、設(shè)計方法的提出，在今后若干年內(nèi)，它們會對電氣工程學(xué)科的發(fā)展趨勢產(chǎn)生較大的影響。 （1）信息技術(shù)的進步將對電氣工程學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生決定性影響。 （2）電氣工程學(xué)科與物理科學(xué)的相互交叉面拓寬，將為電氣工程學(xué)科的發(fā)展帶來新的機遇。 （3）快速變化的新技術(shù)、新方法將成為電氣工程學(xué)科提供更科學(xué)的技術(shù)方案。 電氣工程學(xué)科注重理論研究與工程實踐相結(jié)合，加強理

8、論基礎(chǔ)，拓寬專業(yè)知識面。隨著電氣工程科技進步和自動化水平的提高，電氣工程學(xué)科專業(yè)技術(shù)人才必須掌握信息技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)。,電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,16,1.2電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,電氣工程的歷史和形成電氣工程的理論基礎(chǔ)及實踐電氣工程專業(yè)形成及發(fā)展現(xiàn)狀,17,1.2 應(yīng)用型本科院校電氣專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo),應(yīng)用型本科院校以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，對電氣工程及其自動化的課程體系和培養(yǎng)計劃進行深入研究，構(gòu)建和實施以“通識教育為基礎(chǔ)的寬口徑專業(yè)教育”的課程體系。 低年級主要在通識教育和基礎(chǔ)課程平臺上培養(yǎng)，高年級按學(xué)生興趣選擇專業(yè)或?qū)I(yè)方向，主要在專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)特色課程

9、平臺上培養(yǎng)，使同類各專業(yè)學(xué)生能做到交叉通融，擴大學(xué)生的學(xué)習(xí)自主權(quán)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。,18,1.2.1 人才培養(yǎng)條件,應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的學(xué)生大多以動手能力較強的工程師及技術(shù)工人為主。電氣專業(yè)建設(shè)內(nèi)容歸納為； （1）辦學(xué)理念和專業(yè)建設(shè)觀念的更新。 辦學(xué)理念和專業(yè)建設(shè)觀念是特色專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想，影響著特色專業(yè)建設(shè)的方向、進程和績效。 （2）專業(yè)教學(xué)條件建設(shè)與實踐教學(xué)建設(shè)。 建設(shè)實驗室、實習(xí)和實訓(xùn)基地，推動和促進了本專業(yè)的硬件建設(shè)。要培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才，必須有良好的硬件設(shè)施和條件，這是形成工學(xué)專業(yè)教育應(yīng)用型特色人才培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 總之，電氣專業(yè)也因此要與時俱進，不斷發(fā)現(xiàn)

10、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，提高自身技術(shù)素質(zhì)。,19,1.2.2 人才培養(yǎng)目標(biāo),強電和弱電結(jié)合，電力技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合，元件與系統(tǒng)結(jié)合，計算機軟件與硬件結(jié)合。 培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實、知識面寬、具有創(chuàng)新精神，實踐能力強，知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，能適應(yīng)工礦企業(yè)、發(fā)電廠、電力公司、研究所與設(shè)計院等部分科技及生產(chǎn)發(fā)展需要，從事與電氣工程有關(guān)的研發(fā)、制造、運行與管理等工作，獲得工程師基本訓(xùn)練的應(yīng)用型高級專門人才。,20,1.2.3 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)獲得的知識和能力,（1）知識結(jié)構(gòu)（2）能力結(jié)構(gòu)（3）素質(zhì)結(jié)構(gòu),21,1.3電氣工程及其自動化專業(yè)未來發(fā)展趨勢,工廠自動化智

11、能控制及仿真控制新型電工電子功能材料電氣測量儀表和工業(yè)自動化儀表智能化開關(guān)設(shè)備工業(yè)與民用建筑電氣工程電熱應(yīng)用通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)綠色清潔能源發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用其他方向發(fā)展動向,22,本章小結(jié)及知識點回顧,出版社 理工分社,謝謝！,21世紀高等學(xué)校本科系列教材,第2章 電機與電器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù),電氣工程概論,2022/7/1,第2章電機與電器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù),2.1 電機的分類2.2 發(fā)電機2.3 變壓器2.4 電動機2.5 特種電機2.6 電器的歷史和電器的分類2.7 高壓電器2.8 低壓電器2.9 電氣控制技術(shù)的發(fā)展,電機運行原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，電機是以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基礎(chǔ)實現(xiàn)機

12、械能與電能之間的轉(zhuǎn)換以及變換電能的機械。電機進行能量轉(zhuǎn)換時，應(yīng)具備能做相對運動的兩大部件即建立勵磁磁場的部件和感生電動勢并流過工作電流的被感應(yīng)部件。這兩個部件中，靜止的稱為定子，做旋轉(zhuǎn)運動的稱為轉(zhuǎn)子(習(xí)慣上對直線運動的一邊也稱為轉(zhuǎn)子)。定、轉(zhuǎn)子之間有空氣隙，以便轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(或往復(fù)運動)。,電磁轉(zhuǎn)矩由氣隙中勵磁磁場與被感應(yīng)部件中電流所建立的磁場相互作用產(chǎn)生。通過電磁轉(zhuǎn)矩的作用，發(fā)電機從機械系統(tǒng)吸收機械功率，電動機向機械系統(tǒng)輸出機械功率。建立上述兩個磁場的方式不同，形成不同種類的電機。如果兩個磁場均由直流電流產(chǎn)生，則形成直流電機；如果兩個磁場分別由不同頻率的交流電流產(chǎn)生，則形成異步電機；而如果一個磁

13、場由直流電流產(chǎn)生，另一磁場由交流電流產(chǎn)生，則形成同步電機。 當(dāng)電機繞組流過電流時，將產(chǎn)生一定的磁鏈，并在其耦合磁場內(nèi)存儲一定的電磁能量。磁鏈及磁場儲能的多少隨定、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)子位置不同而變化。由此產(chǎn)生電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。這種能量轉(zhuǎn)換是可逆的，即同一臺電機既可作為發(fā)電機又可作為電動機運行。,2.1 電機的分類 電機是進行機電能量轉(zhuǎn)換或信號轉(zhuǎn)換的電磁機械裝置的總稱。按照不同的角度，電機有不同的分類方法：按照所應(yīng)用的電流種類，電機可以分為直流電機和交流電機。按照在應(yīng)用中的功能來分，電機可以分為下列各類。(1)將機械功率轉(zhuǎn)換為電功率發(fā)電機。(2)將電功率轉(zhuǎn)換為機械功率電動機。(3)將

14、電功率轉(zhuǎn)換為另一種形式的電功率，又可分為：輸出和輸入有不同的電壓變壓器。 輸出與輸入有不同的波形，如將交流變?yōu)橹绷髯兞鳈C。 輸出與輸入有不同的頻率變頻機。 輸出與輸入有不同的相位移相機。,(4)在機電系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)、放大和控制作用的電機控制電機。按運行速度，電機又可以分為： 靜止設(shè)備變壓器。 沒有固定的同步速度直流電機。 轉(zhuǎn)子速度永遠與同步速度有差異異步電機。 速度等于同步速度同步電機。 速度可以在寬廣范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)交流換向器電機。(5)按功率大小，又可以分為大型電機、中小型電機和微型電機。 隨著電力電子技術(shù)和電工材料的發(fā)展，出現(xiàn)了其他一些特殊電機，它們并不屬于上述傳統(tǒng)的電機類型，包括步進電動機

15、、無刷電機、開關(guān)磁阻電機、超聲波電機等，這些電機通常被稱為特種電機。,2.2 發(fā)電機 發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。 發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。 因此，其構(gòu)造的一般原則是用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯（或磁極、磁扼）繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運動

16、，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。,發(fā)電機可分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機。交流發(fā)電機分為同步發(fā)電機和異步發(fā)電機（很少采用），交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機。人們所用的交流電絕大多數(shù)是由交流發(fā)電機發(fā)出的。這些發(fā)電機都是接到交流電網(wǎng)上的，它們必須以固定電角速度旋轉(zhuǎn)，在任何時候都產(chǎn)生相同頻率的交流電，這類電機稱為同步發(fā)電機。 大型發(fā)電機主要是同步發(fā)電機，單機容量可達數(shù)十萬千瓦。小容量發(fā)電機用于獨立電源系統(tǒng)，如柴油發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機等。由于同步發(fā)電機需要勵磁裝置，在部分場合，如風(fēng)力發(fā)電機，也可使用異步發(fā)電機進行發(fā)電?，F(xiàn)代發(fā)電廠已經(jīng)不再采用直流發(fā)電機，僅僅在一些特殊場合才用到小型直流發(fā)電機。,大型同步發(fā)電機的定子由硅鋼片疊制而成，鐵心的槽內(nèi)放置對稱三相繞組。轉(zhuǎn)子由鐵磁材料制成，放置勵磁繞組，勵磁繞組經(jīng)過滑環(huán)接入直流勵磁電源。當(dāng)發(fā)電機由原動機拖動旋轉(zhuǎn)時，勵磁繞組切割三相繞組導(dǎo)體，在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于定子繞組為對稱三相繞組，感應(yīng)出的電動勢為對稱的三相電動勢。大型同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子構(gòu)造有兩種類型：隱極式和凸極式。隱極式轉(zhuǎn)子為圓柱形，發(fā)電機的氣隙為均勻氣隙，這