第二章电机电器及其控制技术

GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY1 电机的作用与发展简史电机的作用与发展简史2 电机的分类与结构电机的分类与结构3 电机的应用领域电机的应用领域4 电动机的选用与运行控制电动机的选用与运行控制5 电机学的研究内容电机学的研究内容6 电器的发展历史电器的发展历史7 电器的分类电器的分类8 高压电器高压电器9 低压电器低压电器第二章第二章 电机电器及其控制技术电机电器及其控制技术1电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电机的作用控制电机阀门控制火炮控制计算机驱动各种机械和装备电动机机床水泵电能的生产、传输和分配发电机发电机变压器变压器一、电机的作用与发展简史一、电机的作用与发展简史2电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY一、电机的作用与发展简史（续）一、电机的作用与发展简史（续）1831年 法拉第创造了第一部感应发电机的模型1834年 雅可比发明了功率为 15W的棒状铁芯电动机1836年 达文波特首先尝试用电动机驱动机械1845年 惠斯通用电磁铁替代永久磁铁制成第一台电磁铁发电机1866年 西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机1870年 格拉姆制成了环形电枢自激发电机1878年 出现了铁芯开槽法。有槽铁芯和鼓形绕组的结构一直沿用至今1880年 爱迪生制造了名为 “ 巨象 ” 的大型直流发电机1885年 费拉里斯提出旋转磁场原理，研制出两相异步电动机1888年 俄国人制成一台三相交流单鼠笼异步电动机3电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY一、电机的作用与发展简史（续）一、电机的作用与发展简史（续）1882年 英国人费朗蒂改进了交流发电机，提出了交流高压输电的概念1882年 英国人高登制造了大型两相交流发电机1882年 法国人高兰德和英国人约翰 吉布斯成功研制了第一台实用变压器1884年 英国人霍普金生又发明了具有封闭磁路的变压器1891年 布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，使得远距离高压输电成为现实经过经过 100多年的发展，电机的理论已经相当成熟。但是，多年的发展，电机的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、材料科学、计算机科学与控制技术的发随着电工科学、材料科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。展，电机的发展又进入了新的阶段。4电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构二、电机的分类与结构1、电机的分类按在应用中的功能分类发电机发电机电动机电动机变压器变流机变频机移相机控制电机按应用的电流种类直流电机直流电机交流电机交流电机按运行速度分类变压器直流电机异步电机同步电机交流换向器电机按功率分类大型电机中小型电机微型电机特种电机步进电机无刷电机开关灭磁电机超声波电机5电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）2、发电机将机械能转变为电能的机械水轮机水轮机风力机风力机蒸汽轮机蒸汽轮机燃气轮机燃气轮机柴油机柴油机定子转子（ a）转子定子(b)6电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）3、电动机将电能转变为机械能的机械同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机直流电动机直流电动机伺服电动机伺服电动机 转子定子铁心机座定子绕组7电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）3电动机8电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）4、变压器将一种电压的电能变换为另一种电压的电能的装置单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器9电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）5、特种电机1）永磁无刷电动机应用：应用：航空、航天航空、航天家用电器家用电器机器人机器人电动汽车电动汽车电动车组电动车组电动舰船电动舰船10电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）5、特种电机2）直线电机应用：应用：工业机械；工业机械；轨道交通；轨道交通；电梯；电梯；航空母舰飞机发航空母舰飞机发射；射；导弹发射架；导弹发射架；电磁推进潜艇；电磁推进潜艇；海浪直接驱动直线发电机海浪直接驱动直线发电机11电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）5、特种电机3）步进电动机应用：应用：自动控制装置自动控制装置中的执行元件中的执行元件各种步进电动机各种步进电动机12电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）5、特种电机4）超导电机应用：应用：超大型发电机超大型发电机或电动机或电动机全电军舰吊舱式推进系统全电军舰吊舱式推进系统超导直流电动机剖面图超导直流电动机剖面图13电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY二、电机的分类与结构（续）二、电机的分类与结构（续）5、特种电机5）超声波压电电动机应用：应用：生物生命科学；生物生命科学；光学仪器；光学仪器；高精密机械；高精密机械；微型超声波压电电动机微型超声波压电电动机14电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域三、电机的应用领域1、电力工业1）汽轮发电机应用：应用：火力发电厂；火力发电厂；核电厂；核电厂；汽轮发电机正在安装转子汽轮发电机正在安装转子15电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）1、电力工业2）水轮发电机应用：应用：水力发电厂水力发电厂世界上最大的水轮发电机在三峡电站安装世界上最大的水轮发电机在三峡电站安装16电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）1、电力工业3）风力发电机应用：应用：风力发电厂风力发电厂永磁外转子大型风力发电机永磁外转子大型风力发电机永磁外转子定子17电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）2、工业生产部门与建筑业应用：应用：机床；机床；轧钢机；轧钢机；鼓风机；鼓风机；水泵；水泵；起重机；起重机；传送带；传送带；生产线；生产线；电梯用永磁曳引电动机电梯用永磁曳引电动机18电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业1）电力机车）电力机车与城市轨道与城市轨道交通交通电气化铁路；电气化铁路；地铁；地铁；无轨电车；无轨电车；电力机车直流牵引电动机电力机车直流牵引电动机19电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业2）内燃机车）内燃机车电传动内燃机车：电传动内燃机车：直流直流 直流；直流；交流交流 直流；直流；交流交流 直流直流 交流；交流； 燃油箱柴油机 发电机励磁机牵引电动机整流柜电传动内燃机车动力关系示意图电传动内燃机车动力关系示意图20电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业3）船舶）船舶内燃机内燃机 电力电力推进：推进：舰船内燃机舰船内燃机 电力推进感应电动机电力推进感应电动机21电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业4）汽车）汽车座椅滑动控制电机座椅升降电机座椅角度调整电机空气靠垫泵电动按摩坐垫天窗控制电机自动窗电机 (4)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起动电机后灯雨刷 (2)碰撞缓冲器控制电机自动门锁电机自动伸缩天线电机燃油泵时钟步进电机录音机电机DVD电机里程表步进电机前雨刷电机 (2)风挡清洁泵 (2)前灯雨刷 (2)空气净化器后部空调自动空调执行器真空泵热量回收泵自动水平校正器自动调速泵油门控制电机后视镜电机(2)后雨刷电机 (2)减震直线电机 (4)22电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业5）电动车）电动车纯电动车；纯电动车；混合动力车；混合动力车；无轨电车；无轨电车；有轨电车；有轨电车；电瓶车；电瓶车；电动自行车；电动自行车；23电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业5）电动车）电动车纯电动车；纯电动车；混合动力车；混合动力车；无轨电车；无轨电车；有轨电车；有轨电车；电瓶车；电瓶车；电动自行车；电动自行车；24电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业6）磁悬浮列）磁悬浮列车驱动车驱动图 2-25 25电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）3、交通运输业7）直线电动）直线电动机轮轨车辆机轮轨车辆26电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）4、医疗、办公设备与家用电器医疗器械医疗器械心电机心电机X光机光机CT牙科手术工具牙科手术工具渗析机渗析机呼吸机呼吸机电动轮椅电动轮椅办公设备办公设备DVD驱动器驱动器CD-ROM打印机打印机传真机传真机家用电器家用电器电冰箱电冰箱洗衣机洗衣机电风扇电风扇空调器空调器抽油烟机抽油烟机27电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（续）三、电机的应用领域（续）5、航空、航天、国防飞轮储能系统电能变换装置直线电机发射器控制装置定子转子控制台28电气工程专业导论GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三、电机的应用领域（