电气工程及其自动化概论ppt课件
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电气工程及其自动化专业导论PPT第2章
2.4 电器的分类和主要类型
高压电器 低压电器
控制电器 主令电器
保护电器 哈尔滨理工大学
执行电器
手动电器 自动电器
…… …… 配电电器
第2章 电机电器及其系统
2.4 电器的分类和主要类型
2.4.1 电器的主要分类
电器（electric apparatus）泛指所有用电的器具，但是在电气工程领域中，主要指用于对 电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检 测和保护等作用的电工装置、设备和元件。
（四）特种电机 1.永磁无刷电动机 无刷电动机是一种典型的机电一体化产品，主要由电动
机本体、位置传感器、控制器及相关线路组成。转子采用永 磁材料的无刷电动机，称做永磁无刷电动机，其转子结构既 有传统的内转子结构，又有盘式结构、外转子结构和直线结 构等新型结构形式。
哈尔滨理工大学
无刷电机
第2章 电机电器及其系统
主要作用概括为以下三个方面： 1、用于电能的产生、传输、和分配。 2、用于驱动各种生产机械或装备。 3、用以作为各种控制系统或自动化、智能化装置的重要元件。
哈尔滨理工大学
第2章 电机电器及其系统
2.1.1 电机的主要作用
哈尔滨理工大学
第2章 电机电器及其系统
2.1 电机的作用和发展历程
2.1.2 电机的发展历程
高压开关设备的器件主要有断路器、隔离开关、重合器、分段器、接触器、熔断器负荷开 关和接地开关等，以及由上述产品与其他电器产品组合的系统。
哈尔滨理工大学
第2章 电机电器及其系统
主要分类： 1.按工作电压等级分类 （1）高压电器 （2）低压电器
哈尔滨理工大学
第2章 电机电器及其系统
电气工程概论 ppt课件
电压一般为110~220kV。 全所一旦停电，将使该地区中断供电。
4．终端变电所 终端变电所是电网的末端变电所，一般为降压变电所，
由地区变电所供电，高压侧电压为10~110kV。 全所一旦停电，将使用户中断供电。
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9
3.电力网 电力系统的重要组成部分，用于输送和分配
电能。 ➢ 分类：一般按其供电范围的大小和电压等级的
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22
一、电力系统的额定电压等级
额定电压就是发电机、变压器和电气设备等 在正常运行时具有最大经济效益时的电压。 有利于：
1.电器制造业的生产标准化和系列化 2.电器的互相连接和更换 3.设计的标准化和选型 4.备件的生产和维修
2021/5/13
23
1. 电气设备的额定电压 选择电气设备额定电压不低于电网的额定
着变换和分配电能的作用。 ➢ 根据变电所在电力系统中的地位，可分为以下
几种：
1．枢纽变电所 2．中间变电所 3．地区变电所 4．终端变电所
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7
1．枢纽变电所 联系电力系统各部分的中枢，由大电网供电，电压等
级较高，变压器容量大，进出线回路数多。
其高压侧电压为330~550kV，全所一旦停电，将引 起整个系统解列，甚至使部分系统瘫痪。
电压。
2. 发电机的额定电压 根据电力系统运行中电能质量标准的要求，
正常情况下用户处的电压波动一般不得超过其 额定电压的5%。
电网中各部分的电压分24
图1-2 电力网中的电压分布
（a）沿线ab的电压分布；（b）连接有升压、降压变压器沿线的电压分布
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四、建立大型电力系统的优点
4．终端变电所 终端变电所是电网的末端变电所，一般为降压变电所，
由地区变电所供电，高压侧电压为10~110kV。 全所一旦停电，将使用户中断供电。
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3.电力网 电力系统的重要组成部分，用于输送和分配
电能。 ➢ 分类：一般按其供电范围的大小和电压等级的
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一、电力系统的额定电压等级
额定电压就是发电机、变压器和电气设备等 在正常运行时具有最大经济效益时的电压。 有利于：
1.电器制造业的生产标准化和系列化 2.电器的互相连接和更换 3.设计的标准化和选型 4.备件的生产和维修
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1. 电气设备的额定电压 选择电气设备额定电压不低于电网的额定
着变换和分配电能的作用。 ➢ 根据变电所在电力系统中的地位，可分为以下
几种：
1．枢纽变电所 2．中间变电所 3．地区变电所 4．终端变电所
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1．枢纽变电所 联系电力系统各部分的中枢，由大电网供电，电压等
级较高，变压器容量大，进出线回路数多。
其高压侧电压为330~550kV，全所一旦停电，将引 起整个系统解列，甚至使部分系统瘫痪。
电压。
2. 发电机的额定电压 根据电力系统运行中电能质量标准的要求，
正常情况下用户处的电压波动一般不得超过其 额定电压的5%。
电网中各部分的电压分24
图1-2 电力网中的电压分布
（a）沿线ab的电压分布；（b）连接有升压、降压变压器沿线的电压分布
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四、建立大型电力系统的优点
电气工程及其自动化讲座ppt课件
5
专业方向 基本能力
• 1．具有坚实的专业基础知识，主要包括 电路、电机学、电力系统分析、自动控制 原理、电力电子技术、信号与系统、高电 压技术、微机原理及应用、电气测试技术、 电子电路基础等。
• 2．系统地掌握本专业专业理论知识，包 括供电工程、继电保护、电气工程概预算、 工厂电气控制、工业自动化控制等，了解 本专业的学科前沿及发展趋势。
– 现代交通运输中的电力牵引，如：电力机车、 地铁、磁悬浮列车、无轨电车、电动汽车等；
– 民航、铁路、城市交通的信号、照明、控制 等。
4. 现代社会
– 社会服务中，电器被广泛地使用；
5. 现代家庭
– 社会服务和家庭生活中，家用电器被广泛地 使用；
11
近年来，我专业毕业生主要分配 走向
• 工程局 • 大中型工厂，大型公司 • 建筑公司 • 电厂、供电局 • 读研，继续深造
基本内容：逻辑代数基础、门电路、组合逻
辑电路、触发器、时序逻辑、电路脉冲波形
的产生和整形、大规模集成电路、模-数和
数-模转换
26
主要专业基础与专业课介绍
电力电子技术
性质：本课程是一门专业基础课，是一门理 论与应用紧密结合，实践性很强的课程。电 力电子技术是利用电力电子器件实现对电力 的电压、电流、频率和波形等进行变换和控 制，以满足不同的应用且达到最佳使用电能 的技术。先修课程是《电路》、《电子技术 基础》；
基本内容：静电场、恒定电场、恒定磁场、 边值问题、时变场
31
主要专业基础与专业课介绍
电力系统分析
性质：本课程是本专业最重要的一门专业基 础课程，三大骨干课程之一。主要讲述电力 系统的电磁暂态过程、故障分析和电力系统 稳态运行有关的概念、分析及计算等。其先 修课程主要为《电路》、《电机学》等。
专业方向 基本能力
• 1．具有坚实的专业基础知识，主要包括 电路、电机学、电力系统分析、自动控制 原理、电力电子技术、信号与系统、高电 压技术、微机原理及应用、电气测试技术、 电子电路基础等。
• 2．系统地掌握本专业专业理论知识，包 括供电工程、继电保护、电气工程概预算、 工厂电气控制、工业自动化控制等，了解 本专业的学科前沿及发展趋势。
– 现代交通运输中的电力牵引，如：电力机车、 地铁、磁悬浮列车、无轨电车、电动汽车等；
– 民航、铁路、城市交通的信号、照明、控制 等。
4. 现代社会
– 社会服务中，电器被广泛地使用；
5. 现代家庭
– 社会服务和家庭生活中，家用电器被广泛地 使用；
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近年来，我专业毕业生主要分配 走向
• 工程局 • 大中型工厂，大型公司 • 建筑公司 • 电厂、供电局 • 读研，继续深造
基本内容：逻辑代数基础、门电路、组合逻
辑电路、触发器、时序逻辑、电路脉冲波形
的产生和整形、大规模集成电路、模-数和
数-模转换
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主要专业基础与专业课介绍
电力电子技术
性质：本课程是一门专业基础课，是一门理 论与应用紧密结合，实践性很强的课程。电 力电子技术是利用电力电子器件实现对电力 的电压、电流、频率和波形等进行变换和控 制，以满足不同的应用且达到最佳使用电能 的技术。先修课程是《电路》、《电子技术 基础》；
基本内容：静电场、恒定电场、恒定磁场、 边值问题、时变场
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主要专业基础与专业课介绍
电力系统分析
性质：本课程是本专业最重要的一门专业基 础课程，三大骨干课程之一。主要讲述电力 系统的电磁暂态过程、故障分析和电力系统 稳态运行有关的概念、分析及计算等。其先 修课程主要为《电路》、《电机学》等。
电气工程概论电力系统及其自动化1PPT课件
气体燃料的化学能来生产电能的 工厂 化学能 燃烧 热能原动机机械能发电机电能
➢原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、
内燃机
➢我国大部分火电厂为凝汽式火力发 电厂
19
20
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25
26
27
2. 水力发电厂
➢ 水力发电厂：利用水库、河流所蕴
藏的水力资源来生产电能的工厂 势能 水轮机 机械能 发电机电能
✓湖北1972年7月27日大面积停电事故，造 成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济 损失2400余万元
✓华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造 成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重 要用户严重受损，部分设备损坏，10小时 后恢复正常
电力消费弹 国 性民 电 系生 力 数产 增总 长值 率 1.3增 ~1.5长
15
❖中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷
中心联系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功 率或使长距离输电线路分段的作用。
❖终端变电站：处于电力网的末端，直接向本
地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。
16
水 库
反 应 堆
中间 变电站
23kV 23kV
10kV 工业用户
500kV
枢纽 变电站
220kV
一、电力工业在国民经济中的地位
电力工业的发展水平是反映国家经济发达 程度的重要标志。
人均用电量是衡量现代生活水平的重要标 志。
3
世界人均消费电能（2000年）
4
电力工业是国民经济发展的先行基础行业。
▪ 2003年8月14日北美大停电
5
▪ 2003年8月28日英国停电
6
我国发生的重大停电事故
➢水电厂的类型
➢原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、
内燃机
➢我国大部分火电厂为凝汽式火力发 电厂
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2. 水力发电厂
➢ 水力发电厂：利用水库、河流所蕴
藏的水力资源来生产电能的工厂 势能 水轮机 机械能 发电机电能
✓湖北1972年7月27日大面积停电事故，造 成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济 损失2400余万元
✓华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造 成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重 要用户严重受损，部分设备损坏，10小时 后恢复正常
电力消费弹 国 性民 电 系生 力 数产 增总 长值 率 1.3增 ~1.5长
15
❖中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷
中心联系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功 率或使长距离输电线路分段的作用。
❖终端变电站：处于电力网的末端，直接向本
地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。
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水 库
反 应 堆
中间 变电站
23kV 23kV
10kV 工业用户
500kV
枢纽 变电站
220kV
一、电力工业在国民经济中的地位
电力工业的发展水平是反映国家经济发达 程度的重要标志。
人均用电量是衡量现代生活水平的重要标 志。
3
世界人均消费电能（2000年）
4
电力工业是国民经济发展的先行基础行业。
▪ 2003年8月14日北美大停电
5
▪ 2003年8月28日英国停电
6
我国发生的重大停电事故
➢水电厂的类型
电气工程及其自动化学科概论78页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
电气工程及其自动化学科概论
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。ห้องสมุดไป่ตู้—亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
电气工程及其自动化学科概论
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。ห้องสมุดไป่ตู้—亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
电气工程及其自动化讲座课件
计算机控制技术
总结词
计算机控制技术是实现生产过程自动化的重要手段之一，主要包括计算机硬件、软件和 控制算法等。
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机技术实现生产过程的自动控制和监测。计算机硬件是指 构成计算机的各种物理部件，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。计算机软件 是指控制计算机运行的各种程序，包括系统软件和应用软件等。控制算法是指根据生产
电机与电力电子基础是电气工程的核 心内容之一，它涉及到电机的工作原 理和控制方法，以及电力电子技术的 应用和发展。
详细描述
电机与电力电子基础主要研究电机的 工作原理和控制方法，如直流电机、 交流电机、变压器等。此外，该部分 还会介绍电力电子技术的应用和发展 ，如变频器、整流器等。
控制理论及工程基础
学生可以参与智能家居系统的方案设计和 实施，了解各种智能家居设备和系统的功 能和应用场景。
智能家居设备控制实践
智能家居网络安全实践
学生可以学习如何通过智能设备进行家居 环境的控制和调节，提高居住的舒适度和 便捷性。
学生可以学习如何保障智能家居网络的安 全，防范网络攻击和数据泄露等安全风险 。
PART 05
PART 04
电气工程及其自动化实践
电力系统自动化实践
总结词
电力系统自动化实践是电气工程及其自动化专业的重要实 践环节，通过实践操作，学生可以深入了解电力系统的运 行原理和自动化控制技术。
继电保护实践
学生可以学习如何配置和调试继电保护装置，保障电力系 统的安全稳定运行。
电力系统运行控制实践
学生可以参与电力系统的调度和监控，了解发电、输电、 配电等环节的运行控制原理。
自动化设备应用实践
学生可以操作和调试各种自动化设备，如智能电表、自动 控制系统等。
电气工程及其自动化导论上课PPT(4章及复习题)
航空维护手册的编号方法
维护手册：由主机厂按ATA100编号规范要求编写。 维护手册：由主机厂按ATA100编号规范要求编写。 ATA100编号规范要求编写 维护手册：自成一个完整体系，ATA100第 维护手册：自成一个完整体系，ATA100第5～91章 91章 由飞机制造厂飞机维护及修理部门出版。为便于 由飞机制造厂飞机维护及修理部门出版。 查找，维护手册按章划分为四个“分组” 查找，维护手册按章划分为四个“分组”。 系统编号：按照ATA100规范， 系统编号：按照ATA100规范，技术资料的编号是 ATA100规范 由系统-子系统-单件，即章号-节号由系统-子系统-单件，即章号-节号-目号三组号 码组成的，如下所示： 码组成的，如下所示： 系统-子系统章-节-目 = 系统-子系统-组件
维护手册的编号方法示例
ATA100对章节规定到子系统一 ATA100对章节规定到子系统一 级，即第二组号码的第一位， 第二组号码的第一位， 图表是第24章 电源” 图表是第24章“电源”的子系 24 统定义，该表同时给出了各子 统定义， 系统所对应的典型电源设备。 系统所对应的典型电源设备。 典型电源设备
08大纲结构（ 08大纲结构（3） 大纲结构
方向成组课：电气专业英语、飞机结构与系统、 方向成组课：电气专业英语、飞机结构与系统、飞 机电源系统、维修管理与适航、飞机电传操纵系统、 机电源系统、维修管理与适航、飞机电传操纵系统、 航空发动机电气控制系统、飞机电气控制系统 航空发动机电气控制系统、 专业选修课：飞机机电故障诊断技术、 专业选修课：飞机机电故障诊断技术、航空电子系 统、电磁兼容技术、电气工程新技术专题、机型电 电磁兼容技术、电气工程新技术专题、 气系统、 气系统、
ATA100规范简介 4.2 ATA100规范简介
电气工程概论电力系统及其自动化技术课件
03
发电系统的运行与控制
发电系统的运行与控制涉及多个环节，包括机组的启停控制、负荷分配控制和运行状态监测等。
01
发电方式分类
发电方式包括火力发电、水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电等。
02
发电厂类型
发电厂类型包括燃煤电厂、燃气电厂、核电站、风电场和光伏电站等。
1
2
3
输电系统的主要任务是将电能从发电厂输送至负荷中心，输电电压等级包括高压、超高压和特高压。
提高电力从业人员的专业素质和安全意识，加强人员管理和培训，确保人员的操作准确无误。
案例分析
06
规划原则与目标：该案例遵循了可持续发展的理念，旨在建设一个安全、可靠、经济、高效的电力系统，满足该地区日益增长的电力需求，同时保障电力系统的环保性能。
自动化系统介绍：该案例涉及的发电厂采用了分散控制系统（DCS），实现了对电厂生产过程的全面监控和管理。DCS具有高可靠性、开放性、灵活性等特点，能够满足发电厂各种复杂控制的需求。
重要性
从19世纪末到20世纪初，电气工程开始起步，主要涉及直流电的研究和应用。
早期阶段
从20世纪初到20世纪中叶，交流电的研究和应用逐渐成为主流，电力系统得到迅速发展。
中期阶段
从20世纪中叶至今，电气工程领域不断扩大，涉及到新能源、智能电网、电力电子等多个方向。
现代阶段
发电、输电、配电和用电等环节的设计、运行和管理。
电力系统
电机驱动、控制系统和电力电子转换器的设计、制造和应用。
电机与电力电子
自动化生产线、工业机器人和智能控制系统的研发和应用。
控制与自动化
太阳能、风能等新能源的开发利用，以及节能减排技术的研发和应用。
新能源与环保
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电气工程及其自动化概论
电气工程及其自动化
01 02 03 04
电力系统 电力电子 电机应用 相互关系
1
电力系统
由发电、变电、输电、配电和用电 等环节组成的电能生产与消费系统
电力系统
系统构成
Part 1
电源
Part 2
变电
Part 3
输电、配电线路
在变压器将发电机发出的 电能升压后，经断路器等 控制设备接入输电线路，
2. 分派发电任务，确定运 行方式，安排运行计划
4. 指挥操作，处理事故
2
电力电子
由电力学、电子学和控制理论三个学科 交叉而成的新兴技术，是一种使用电力 电子器件对电能进行变换和控制的技术
电力电子
实际生活中的应用
家用电器
节能灯 变频空调
电力系统
高压直流输电 柔性交流输电 无功补偿
交通运输
电气化铁道 电动汽车 航空、航海
然后由配电系统向用户分
配电能。
通过输电可以将电能输送到远离 发电厂的负荷中心，使电能的开 发和利用超越地域的限制。
各个用户。
电力系统
调度指挥系统
电能生产、供应、使用是在瞬间完成 的，并需保持平衡。因此需要调度指 挥系统实行分级调度、分层控制。
主要工作有：
1. 预测用电负荷
3. 对全系统进行安 全监测和安全分析
3
4
起动与运行方式
可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机 和分相式单相异步电动机。
用途
可分为驱动用电动机和控制用电动机：驱动用电动机可划分：电动工具用电动机、家电用电动机及 其他通用小型机械设备用电动机。控制用电动机可划分：步进电动机和伺服电动机等。
5
Part 4
负荷中心
电力系统中负荷相对集中 的地区。
由于电力负荷的随机变化以及外 界的各种干扰（如雷击等）会影 响电力系统的稳定，导致系统电 压与频率的波动，从而影响系统 电能的质量，严重时会造成电压 崩溃或频率崩溃，因此，它需要 有一个统一的调度指挥系统。
电源指各类发电厂、站， 它将一次能源转换成电能。
一般工业
交直流电机 电化学工业 冶金工业
电力电子
电力电子在在输电环节中的应用
电力电子与电力系统
经过50年的发展历程，电力电子技术在传统产业设备发行、电能质量
控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功
地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20 世纪80年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术 在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。
火电：锅炉－汽轮机－发电机； 水电：水库－水轮机－发电机； 核电：核反应堆－汽轮机－发电 机； 其它：如风能、地热能、太阳能、 潮汐能等。
通过一定设备将电压由低 等级转变为高等级(升压)或 由高等级转变为低等级(降
压)的过程。
为了减小输电线路上的电能损耗 及线路阻抗压降，需要将电压升 高；为了满足电力用户安全的需 要，又要将电压降低，并分配给
高压直流输电
高压直流输电（HVDC）， 是利用稳定的直流电具有 无感抗，容抗也不起作用， 无同步问题等优点而采用 的大功率远距离直流输电。 常用于海底电缆输电，非 同步运行的交流系统之间 的连络等方面。
柔性交流输电
柔性交流输电（FACTS）， 是指除了直流输电之外所 有将电力电子技术用于输 电的实际应用技术，通过 为电网提供感应或无功功 率从而提高输电质量和效 率。
电机应用
电机的划分
工作电源种类
1 2
可分为直流电机和交流电机：直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电 动机。交流电机可划分：单相电机和三相电机。
结构和工作原理
可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机：同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动 机和磁滞同步电动机。异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。
相互关系
三者相互协作促进
2 电力电子 1
降低电力系统中的输电损耗 为电机运行分配控制合适电力
1
电力系统
用发电机发电作为核心 电力电子技术辅助管理 整个电力系统
3
3 电机应用
电动机在电力电子的控制下运行 发电机用于产生电力系统的电源
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伺服电机
伺服电机是指在伺服系统
中控制机械元件运转的发 动机，是一种补助马达间 接变速装置。伺服电机接 收到1个脉冲，就会旋转1 个脉冲对应的角度，同时 发出对应数量的脉冲，如 此一来，系统就会知道发 了多少脉冲给伺服电机， 同时又收了多少脉冲回来。
4
相互关系
电力系统提供电源，电力电子技术 控制分配电力，电机将电力转换为 其他形式的能量
无功功率补偿
无功功率补偿（RPC）,是 把具有容性功率负荷的装 置与感性功率负荷并联接 在同一电路，能量在两种 负荷之间相互交换。这样， 感性负荷所需要的无功功 率可由容性负荷输出的无 功功率补偿。
3
电机应用
电机是指依据电磁感应定律实现电 能转换或传递的一种电磁装置。根 据能量转换的目的可分为电动机和 发电机。
6
转子的结构
可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线 型异步电动机）。
运转速度
可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
电机应用
四种电机
异步电机
异步电动机又称感应电动
机，是由气隙旋转磁场与 转子绕组感应电流相互作 用产生电磁转矩，从而实 现机电能量转换为机械能 量的一种交流电机。
同步电机
同步电机和异ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电机最大
的区别在于它们的转子速 度与定子速度是否一致， 电机的转子速度与定子速 度相同，叫同步电机，反 之，则叫异步电机。
步进电机
步进电机是将电脉冲信号
转变为角位移或线位移的 开环控制元步进电机件。 当步进驱动器接收到一个 脉冲信号，它就驱动步进 电机按设定的方向转动一 个固定的角度。
电气工程及其自动化
01 02 03 04
电力系统 电力电子 电机应用 相互关系
1
电力系统
由发电、变电、输电、配电和用电 等环节组成的电能生产与消费系统
电力系统
系统构成
Part 1
电源
Part 2
变电
Part 3
输电、配电线路
在变压器将发电机发出的 电能升压后，经断路器等 控制设备接入输电线路，
2. 分派发电任务，确定运 行方式，安排运行计划
4. 指挥操作，处理事故
2
电力电子
由电力学、电子学和控制理论三个学科 交叉而成的新兴技术，是一种使用电力 电子器件对电能进行变换和控制的技术
电力电子
实际生活中的应用
家用电器
节能灯 变频空调
电力系统
高压直流输电 柔性交流输电 无功补偿
交通运输
电气化铁道 电动汽车 航空、航海
然后由配电系统向用户分
配电能。
通过输电可以将电能输送到远离 发电厂的负荷中心，使电能的开 发和利用超越地域的限制。
各个用户。
电力系统
调度指挥系统
电能生产、供应、使用是在瞬间完成 的，并需保持平衡。因此需要调度指 挥系统实行分级调度、分层控制。
主要工作有：
1. 预测用电负荷
3. 对全系统进行安 全监测和安全分析
3
4
起动与运行方式
可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机 和分相式单相异步电动机。
用途
可分为驱动用电动机和控制用电动机：驱动用电动机可划分：电动工具用电动机、家电用电动机及 其他通用小型机械设备用电动机。控制用电动机可划分：步进电动机和伺服电动机等。
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Part 4
负荷中心
电力系统中负荷相对集中 的地区。
由于电力负荷的随机变化以及外 界的各种干扰（如雷击等）会影 响电力系统的稳定，导致系统电 压与频率的波动，从而影响系统 电能的质量，严重时会造成电压 崩溃或频率崩溃，因此，它需要 有一个统一的调度指挥系统。
电源指各类发电厂、站， 它将一次能源转换成电能。
一般工业
交直流电机 电化学工业 冶金工业
电力电子
电力电子在在输电环节中的应用
电力电子与电力系统
经过50年的发展历程，电力电子技术在传统产业设备发行、电能质量
控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功
地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20 世纪80年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术 在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。
火电：锅炉－汽轮机－发电机； 水电：水库－水轮机－发电机； 核电：核反应堆－汽轮机－发电 机； 其它：如风能、地热能、太阳能、 潮汐能等。
通过一定设备将电压由低 等级转变为高等级(升压)或 由高等级转变为低等级(降
压)的过程。
为了减小输电线路上的电能损耗 及线路阻抗压降，需要将电压升 高；为了满足电力用户安全的需 要，又要将电压降低，并分配给
高压直流输电
高压直流输电（HVDC）， 是利用稳定的直流电具有 无感抗，容抗也不起作用， 无同步问题等优点而采用 的大功率远距离直流输电。 常用于海底电缆输电，非 同步运行的交流系统之间 的连络等方面。
柔性交流输电
柔性交流输电（FACTS）， 是指除了直流输电之外所 有将电力电子技术用于输 电的实际应用技术，通过 为电网提供感应或无功功 率从而提高输电质量和效 率。
电机应用
电机的划分
工作电源种类
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可分为直流电机和交流电机：直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电 动机。交流电机可划分：单相电机和三相电机。
结构和工作原理
可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机：同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动 机和磁滞同步电动机。异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。
相互关系
三者相互协作促进
2 电力电子 1
降低电力系统中的输电损耗 为电机运行分配控制合适电力
1
电力系统
用发电机发电作为核心 电力电子技术辅助管理 整个电力系统
3
3 电机应用
电动机在电力电子的控制下运行 发电机用于产生电力系统的电源
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伺服电机
伺服电机是指在伺服系统
中控制机械元件运转的发 动机，是一种补助马达间 接变速装置。伺服电机接 收到1个脉冲，就会旋转1 个脉冲对应的角度，同时 发出对应数量的脉冲，如 此一来，系统就会知道发 了多少脉冲给伺服电机， 同时又收了多少脉冲回来。
4
相互关系
电力系统提供电源，电力电子技术 控制分配电力，电机将电力转换为 其他形式的能量
无功功率补偿
无功功率补偿（RPC）,是 把具有容性功率负荷的装 置与感性功率负荷并联接 在同一电路，能量在两种 负荷之间相互交换。这样， 感性负荷所需要的无功功 率可由容性负荷输出的无 功功率补偿。
3
电机应用
电机是指依据电磁感应定律实现电 能转换或传递的一种电磁装置。根 据能量转换的目的可分为电动机和 发电机。
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转子的结构
可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线 型异步电动机）。
运转速度
可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
电机应用
四种电机
异步电机
异步电动机又称感应电动
机，是由气隙旋转磁场与 转子绕组感应电流相互作 用产生电磁转矩，从而实 现机电能量转换为机械能 量的一种交流电机。
同步电机
同步电机和异ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电机最大
的区别在于它们的转子速 度与定子速度是否一致， 电机的转子速度与定子速 度相同，叫同步电机，反 之，则叫异步电机。
步进电机
步进电机是将电脉冲信号
转变为角位移或线位移的 开环控制元步进电机件。 当步进驱动器接收到一个 脉冲信号，它就驱动步进 电机按设定的方向转动一 个固定的角度。