电气工程导论-读书报告

电气工程导论——读书报告目录序---------------------------03第一篇电力电子与电器传动技术-----------------------------04第二篇电工新技术和电机、电器-----------------------------10第三篇电力系统及其自动化-----------------------------12第四篇高电压与绝缘技术-----------------------------15第五篇建筑电气与建筑智能化-----------------------------16-2-序与其他同学不同，电气工程及其自动化是我的第二门专业，因此，对于我，可能与其他大一的同学有一些不一样的认识。我对于电气工程这门学科起初是从在国家科技发展中的地位以及这门学科今后的发展方向来定位的。我们国家目前还处于社会主义初级阶段，是一个发展中的国业）占有很高的比重。这些产业对于电能的依赖是非常高的，因此，电力工业成为国民生产的基础命脉。术，控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学涵和外延。因此，它有很好的学科基础性，学好电气工程不仅仅能在电气行业得到很好的应用而且可以在很多工科方面有较好的发展。电气工程所涉及的方向还有技术；电力电子与传动技术；电工理论与新技术；建筑电气智能化等五个方面。下面，我就将对这几个方向浅薄的理解做一一阐述。-3-第一篇电力电子与电气传动技术这一部分又可以分为电力电子方向与电气传动两个方向，下面，我们将对两块分别介绍：电力电子自1947年世界上第一只晶体管的诞生电力电子逐渐发展成为一术和以晶闸管为核心的电力电子技术。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了MOSFET和IGBT于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)(车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。-4-当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电,到1995,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高-5-频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。电气传动电气传动是一个比较贴近社会生产与实际应用的一门科学。简单的说，电气传动是通过控制电机来传动的传动方式。电气传动技术是电力电子与电机及其控制相结合的产物，内容涉及电机、电力电子、控制理论、计算机、微电子、现代检测技术、仿真技术、电力系统、机械、材料和信息技术等多种学科，是这些学科交叉融合而形成的一门新型的综合性学科。对于位置控制(伺服)系统，也称为运动控制。电气传动技术诞生于20论的发展，由简单的继电、接触、开环控制，发展为较复杂的闭环控制系统。20世纪60年代，特别是80年代以来，随着电力电子技术、高新技术于一身的全新学科技术一现代电气传动技术。参考文献1.照明技术网(电力电子的发展与展望)2.重庆大学电气工程学院电气工程导论20019-6-第二篇电工新技术和电机、电器电工新技术是电气工程学科中偏向磁电与导体材料的一个分支。分支。它可以算电气工程中比较新兴的一门学科。它起源于1911年超导现象的发现，在近一个世纪的探索中，它对传统的电力，电机、电他工业的发展起着重要的推动作用。社会工业的应用举几个实例：1、）核能发电原理核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核-7-裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。简史核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。19545兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦（电）。由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16％。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。2、train）世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力使车辆浮起来。列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它与列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，-8-线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。“常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于提出。1922年“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。上海磁悬浮列车专线西起上海地铁2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29．863公里。由中德两国合作开发的世界第一条磁悬浮商运线2001年3月1日在浦东挖下第一铲，2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。这列当今世界上最酷的列车，带车头的车厢长27.196米，宽3.7米。中间的车厢长24.768米，14分钟内能在上海市区和浦东机场之间打个来回。置身其中，您将亲身体验到这架“陆地客机”所带来的奇异感受。它是21世纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。目前，我国和日本、德国、英国、美国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过载人试验，即将进入实用阶段，运行时速可达500千米以上。参考文献1.百度百科（核能发电，磁浮列车）-9-2.重庆大学电气工程学院电气工程导论20019第三篇电力系统及其自动化主要结构是以电力工业为核心，研究并完善其各个环节。在实践中，与电气行业的中心环节相挂钩。电力系统是以发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅输、变、配系统。以尽可能少的投资满足用户需求，适当安排备用以保证运行的灵活性和安全可靠性。从19世纪末到20世纪20、30年代，交流电路的理论、三相交适应要求，从而促进了专用模拟计算工具的研制。20世纪20年代，美国麻省理工学院电机系首次研制成功机械式模拟计算机──微分计算台和网络分析仪,成为电力系统研究的有力工具。50年代以来,得以实现，从而使电力系统分析的理论和方法进入一个崭新的阶段。在电力系统的主体结构方面，燃料、动力、发电、输变电、负荷-10-1001～2个周波,大大提高了对电网的控制能力,并且降低了过电压水平。依靠电力电子技荷，为节约用电提供了新的技术装备。超导电技术的成就展示了电力系统的新前景。30万千瓦超导发的产品处于试运行阶段,并正逐步进入工业应用,这些研究课题有可变革。在各工业部门中，电力系统是规模最大、层次很复杂、实时性要园地，并促进了这些理论、技术的发展。针对电力系统的特点，60计中都广泛引入了系统工程方法，包括可靠性分析及各种优化方法。-11-化发展到一个新阶段，并在理论上和技术上继续提出新的研究课题。第四篇电力电子与电气传动技术这一部分又可以分为电力电子方向与电气传动两个方向，下面，我们将对两块分别介绍：电力电子自1947年世界上第一只晶体管的诞生电力电子逐渐发展成为一术和以晶闸管为核心的电力电子技术。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了MOSFET和IGBT于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)(车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代-12-和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了