电气工程概论课件 电机与电器

电气工程概论燕山大学电气工程及自动化系河北省电力电子节能与传动控制重点实验室王立乔YanshanUniversity2电器YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1电机YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1电机1-2电机的分类1-1电机的理论基础1-3变压器1-4直流电机1-5交流电机1-6控制电机1-7电机的现在与未来YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-1

电机的理论基础电路基本定律磁路基本定律电磁感应定律电磁力定律能量守恒定律YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-2电机的分类按电能形式分YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-2电机的分类按功能分YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-2电机的分类按功率等级分YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-2电机的分类YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-3变压器变压器应用综述

1电力变压器

电力变压器用途示意图我国的电压等级及相应的输电容量和输电距离

2特种变压器

特种变压器用途表

3仪用变压器

电流互感器（TA）

电流互感器工作原理图

3仪用变压器

电压互感器（TV）

电压互感器工作原理图

3仪用变压器

电压互感器（TV）

电容式电压互感器

YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-4直流电机直流电机的结构

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。

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。直流电机的分类

YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-5交流电机1-5-1

异步电机

交流电机是目前生产、生活中使用最广泛的电机，可分为异步电机和同步电机。异步电机转子转速和同步转速之间总存在一定差异。其转子和定子之间没有电的直接联系，又称为感应电动机。优点：结构简单，价格低廉，运行可靠，效率较高，维修方便等优点。缺点：不能低成本的在较广泛的范围内实现平滑调速，必须从电网中吸收滞后电流，导致电网的功率因数降低。此外普通鼠笼式异步电动机的启动特性较差。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。

异步电机结构异步电动机的调速

1交流调速系统发展方向（1）一般性能的节能调速（2）高性能交流调速系统（3）特大容量和极高转速的交流调速

2异步电动机的调速（1）变极调速（2）变频调速（3）变转差率调速

1）改变定子端电压

2）改变转子电阻YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-5交流电机1-5-2

同步电机

同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。

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。YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-6

控制电机电路基本定律磁路基本定律电磁感应定律电磁力定律能量守恒定律

控制电机伺服电机直流传统型低惯量交流笼型转子杯型转子测速发电机直流交流笼型转子杯型转子旋转变压器正余弦线性感应移相器感应同步器自整角机力矩式控制式差动式步进电机永磁式磁阻式混合式YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室1-7

电机的现在与未来1-7-1

电机的现在电力工业工业生产与建筑业交通运输业医疗设备与家用电器电力工业水轮机汽轮机风力发电机主轴工业生产与建筑业数控机床轧钢机球蘑机磕头机建筑用升降机电梯浮梯交通运输业蒸汽机车内燃机车电气机车动车高铁地铁磁悬浮列车轮船飞机电动汽车医疗设备X光机CT核磁共振血泵家用电器YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室2

电器2-4低压电器2-3电器的分类2-5高压电器2-1电器的概念2-2电器的理论基础YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室2-1电器的概念电器：电路中各种起调节、分配、控制

和保护作用的电气设备。YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室2-3

电器的理论基础电磁机构理论电接触理论电弧理论YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室2-3电器的分类按电压等级分YanshanUniversity河北省电力电子节能与传动控制重点实验室2-3电器的分类按用途分YanshanUniversity