电气工程导论知识点
电气工程及其自动化专业导论-第6章 电工理论与新技术
哈尔滨理工大学
电气工程及其自动化专业导论
目录
第1章 电气工程及其本科教育 第2章 电机电器及其系统 第3章 电力系统及其自动化 第4章 电力电子与电力传动 第5章 高电压与绝缘技术 第6章 电工理论与新技术
第6章 电工理论与新技术
第六章目录
6.1 电工理论与新技术的主要内容 6.2 电工理论研究进展 6.3 新能源技术 6.4 无线电能传输 6.5 超导电力技术 6.6 磁悬浮技术 6.7 脉冲功率技术 6.8 生物电磁学 6.9 微机电系统 6.10 电工新技术展望
场与物质相互作用问题。
第6章 电工理论与新技术
6.2 电工理论研究进展
6.2.3 电工理论发展方向
2. 电网络 超宽带信号采集理论与系统 模拟及模数混合信号电路设计、测试与故障诊断 电路设计与测试自动化 宽频电暂态的建模与分析 非线性电路分析与设计理论 基于计算机科学、物理学、人工智能新成果的电路建模、分析、设计和诊断技术 智能电网数据分析与处理 学科拓展与交叉研究领域
题，深化研究各类电磁场数值计算方法，提高求解大规模工程实际问题的能力。 新型磁性材料建模方法：针对新型磁性材料的快速发展，深入研究磁性材料磁化与损耗的建
模方法；针对电工设备节能优化设计需要，深入研究磁性材料的磁化与损耗特性机理。 电磁场与物质的相互作用：主要研究高电压、大电流、强功率条件下的特定电磁装置中电磁
第6章 电工理论与新技术
6.3 新能源技术
6.3.1新能源发电
太阳能发电的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射转化为电能。太阳能发电由于无污染 、无噪声、运行维护简单、应用环境几乎不受地域影响，资源总量非常丰富，因此一直以来受到 人们的青睐，还被认为是新世纪的主要能源。
电气工程及其自动化专业导论
电气工程及其自动化专业导论
电气工程及其自动化专业导论
引言：
电气工程及其自动化专业是工程学科中的一支重要学科，主要
涉及电力系统、电机与电子技术、控制理论与应用等方面的知识。
本文将从以下几个方面对电气工程及其自动化专业进行介绍和讨论。
第一章：电气工程概述
1.1 电气工程的定义和起源
1.2 电气工程的基本原理
1.3 电气工程的分类
第二章：电力系统
2.1 电力系统的组成与层次结构
2.2 电力系统运行与管理
2.3 电力系统的稳定性分析
2.4 电力系统的保护与自动化
第三章：电机与电子技术
3.1 电机原理与类型
3.2 电机的控制与调速
3.3 电子元器件与电路
3.4 电子技术在电气工程中的应用
第四章：控制理论与应用
4.1 控制系统的基本概念与分类
4.2 控制系统的数学模型与传递函数
4.3 控制系统的稳态与动态特性分析
4.4 控制系统的设计与调节
第五章：自动化技术与应用
5.1 自动化技术的发展历程
5.2 自动化系统的组成与层次结构
5.3 自动化技术在生产与工程中的应用
5.4 工业自动化系统的设计与实施
附件：
本文档附带的附件包括电气工程及其自动化专业相关的案例分析、电力系统模拟软件、电机控制实验报告等内容。
这些附件旨在辅助读者更好地理解和应用本文所介绍的知识。
法律名词及注释：
1. 电力法：指规定电力行业活动有关法律的总称。
2. 电气安全法：规定了电气产品的安全性要求和检验检测标准等。
3. 电磁兼容法：规定了电气设备的电磁兼容性要求和测试方法等。
电气工程及其自动化专业导论
能力要求：
电工电子技术方面的动手能力和必要的自动化 方面的工程技能； 分析和解决电气工程及自动化技术问题的基本 能力； 在生产自动化系统和管理系统中应用计算机的 能力； 电子、电工常用仪器、仪表和工具的使用与维 护能力； 本专业所需的识图与制图能力，能熟练运用电 气制图与机械制图软件。
素质要求：
就业前景：
随着我国经济的不断发展，现代化工 业的不断发展使电气自动化技术方面的人 才市场有着相当大的潜力。
电力电子技术和微机控制技术是高新 技术产业的重要组成部分，智能控制电器 及电气控制设备、自动控制系统及生产线 广泛应用于工业、农业、国防等领域，在 国民经济中其着举足轻重的作用。
电气工程的重要作用
电气工程的人才有理论研究型，应用 研究型，应用型等多种。
对理论研究型人才的需求是极少数。
对大部分人来说，应当立足于实际应 用，再根据需要进行适当应用研究
工程技术型学科基础课
核心课程 电路理论 模拟电子技术 数字电子技术 微机原理与应用 计算机语言与程序设计 信号分析与处理 自动控制原理
选修课程 计算机网络与通信 数据库及应用 现代测试技术 计算机控制技术 DSP技术与应用 其他
电气工程及其自动化专业是 电气信息领域的一门新兴学科， 但由于和人们的日常生活以及工 业生产密切相关，发的重要组成部分， 广泛应用于工业、农业、国防等 领域，在国民经济中发挥着越来 越重要的作用。
电气工程的内涵： 电气工程的内涵主要涉及以下几个方面：
工程技术型专业基础课
核心课程 电气工程导论 电机学 电力电子技术 电力系统基础
选修课程 工程力学 机械设计基础 电磁兼容 其他
工程技术型专业方向课程
核心课程 电力系统分析 电力系统继电保护 电机设计 电机控制 电器学 高电压工程 电气绝缘 电力拖动 其他
《电气工程概论》第一章 电机与电器基础(第1节)课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第一章电机与电器基础（第1节）课堂笔记及练习题主题：第一章电机与电器基础（第1节）学习时间：2015年9月28日--10月4日内容：我们这周主要学习绪论以及第一节开关电器的部分内容，主要学习开关电器的技术参数，低压断路器（自动开关）的用途、分类、选择要点，低压控制器的用途、选用。
通过绪论的学习对电气工程概论这门课程有个总体的了解，同时要对低压断路器（自动开关）、低压控制的概念以及技术参数和使用方法重点掌握。
绪论1.电气工程的历史和形成电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。
根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术,其结构简图如下：2.电气工程的地位和发展电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位。
1）是国民经济的一些基本工业（能源、电力、电工制造等）所依靠的技术科学；2）是另一些基本工业（交通、铁路、冶金、化工、机械等）必不可少的支持技术；3）是一些高新技术的重要科技组成部分。
3.电气工程的展望1）20世纪中叶以来，以电子信息技术为核心的新技术革命正在兴起，冲击着所有传统科学，包括基础科学、技术科学、综合科学，甚至社会科学等在内的广大领域。
2）有人统计，最近20年中的科技创造和发明超过了过去两千年中创造发明的总和。
3）在技术科学范围内，不少学科都发生了“旧貌换新颖”的变化，电工学科的巨大变化也十分显著。
第一章电机与电器基础第一节开关电器1.1.1概述1.开关电器概述(1)断路器：电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。
(2)隔离开关：将高压设备与电源隔离，以保证检修工作人员的安全。
(3)熔断器：电路发生故障或短路时,依靠熔件的熔断来开断电路。
(4)低压控制电器：接通和分断低压交、直流的控制电路。
其中，高压断路器是电力系统中最重要的高压开关电器，不但要用于关合、开断正常线路工作，更主要是用来在电力系统发生短路故障时自动切断短路电流。
电气工程导论 总结
第二章：1.电气工程是与电能生产和应用相关的技术，同时它也是工程教育体系中的一个学科。
2.“电气工程”的英文是 Electrical Engineering3、电气工程的理论基础是 电气科学4、电机的作用：1.电能的生产、传输和分配（发电机、变压器）2.驱动各种机械和装备（电动机、机床、水泵）3.控制电机（阀门控制、火炮控制、计算机）5、电机的分类：1.按应用的电流种类（直流电机、交流电机）；2.按在应用中的功能分类（发电机、电动机、变压器、变流机、变频机、移相机、控制电机）；3.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）；4.按功率分类（大型电机、中小型电机、微型电机）；5.特种电机（步进电机、无刷电机、开关灭磁电机、超声波电机）6、发电机：将机械能转变为电能的机械（水轮机、风力机、蒸汽轮机、燃气轮机、柴油机)7、电动机：将电能转变为机械能的机械（同步电动机、异步电动机、直流电动机、伺服电动机）8、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、三相变压器）9、电机的应用领域：1.电力工业；2.工业生产部门与建筑业；3.交通运输业；4.医疗、办公设备与家用电器；5.航空、航天、国防；6.其它10、电动机的选用：1)种类:交流电机：三相电机、单相电机直流电机2)功率:电动机的功率是由生产机械所需的功率确定的11、电动机的启动：1)鼠笼异步电动机的启动：直接启动、降压启动、软启动。
2)直流电机的启动：直接启动、串联电阻启动、软启动。
同步电动机：同步电动机本身没有启动转矩，启动时采用异步启动法，当启动到接近同步转速时再投入励磁，牵入同步运行。
电动机的调速：直流调速、交流调速电动机的制动：能耗制动、反接制动、回馈制动、涡流制动12、电机运行原理基于 电磁感应定律 和 电磁力定律类型有：同步电机、异步电机、变压器、直流电机。
13、 电机学分别研究上述电机的以下主要内容：物理模型、数学模型、实际运行、实验测试。
电气工程导论
电气工程导论电气工程导论09级电气工程系电气工程及其自动化专业通过《电气工程导论》的学习，我对电气工程有了进一步的理解。
一．电气工程及其自动化1、电气工程的定义传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。
21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。
2、电气自动化自从工业计算机面世并进入工业领域应用后，电气自动化专业与传统的自动化专业相比发生了翻天覆地的变化，自动化工程技术的内容变得丰富多彩，自动化的控制方式由传统的单输入—单输出系统变为多输入—多输出系统、由传统的非时变系统变为时变系统、由传统的线性系统变为非线性系统，使得复杂的自动化控制更加简单、准确、快速和实用。
所以，无论是工业生产自动化的模式，还是企业对技术人员知识结构和素质的要求，都有了新的内涵，本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。
3、电气工程及其自动化电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。
已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
电气工程及其自动化是研究电气的工程应用方法以及相关自动化技术的学科。
其研究涉及与大中型施工工程及供变电工程的供电设计、安装调试、自动控制、信息处理、试验分析、运行管理和计算机控制等有关的应用理论和技术，是针对电力管理和应用，且专业性较强的一门学科。
主要为电力研究设计院、电力管理运营等单位和部门培养人才。
该专业的主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合。
既属于交叉的边缘学科，又有很强的应用背景，对学生的培养是全面而具体的，能够逐步具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。
电气工程概论知识点汇总
电气工程概论知识点汇总1，电气工程可分为:电器与电机及其控制技术,电力电子技术,电力系统及其自动化技术,高电压与绝缘技术,电工新技术。
2，开关电器是指用来关合和开断电路的电器。
断路器的作用：主要用在电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。
隔离开关作用：用来将高压设备与电源隔离,以保证检修人员的安全.熔断器作用：用来在电路发生故障或短路时依靠熔件的熔断来开断电路。
低压控制电气：用于接通和分断低压交，直流的控制电路。
3，SF6断路器SF6的作用是灭弧和绝缘介质.高压断路器是电力系统中最重要的高压开关电器，不但要用于关合，开断正常线路工作，更主要用来在电力系统发生短路故障时自动的切断短路电流。
低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载，欠压，失压和短路保护，是低压开关中性能最完善的开关，常在低压大功率电路中作为主控电器。
4，断路器的额定电流是指截流部分和接触部分设计时所根据的电流.熔体的额定电流是指熔体本身所允许通过的最大电流.对同一熔断器来说,通常可分别装入不同额定电流的熔体,最大的熔体额定电流可与熔断器的额定电流相同.5，触头结构经历的三个阶段：圆盘形触头，横向磁场触头，纵向磁场触头。
6，变压器主要由导磁铁心及两个紧密耦合的绕组组成.7，电压互感器的作用：把高电压转换成100V或50V二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，对一次设备和二次设备进行隔离。
电流互感器的作用：将很大的一次电流转变为1A或的5A二次电流；为测量装置和继电保护的线圈提供电流；对一次设备和二次设备进行隔离。
8，电流互感器二次绕组不允许开路，二次绕组和外壳必须可靠接地，以防止因绝缘击穿而危害人身安全。
电压互感器二次绕组不允许短路，二次绕组和铁心必须可靠接地，二次负载不易接太多，以免降低负载阻抗，影响测量准确度。
9，并联电容器主要用在交流电系统中进行无功补偿，提高功率因数，降低线路损耗，充分发挥输电设备的效能。
10，电抗器主要用与实现对电力系统和工业用户的限流，无功补偿，移项等功能，对提高电能质量，提高电网运行的可靠性，降低系统故障率具有重要意义。
电气工程导论课程总结
电气工程导论课程总结电气工程导论课程是电气工程专业的入门课程，旨在向学生介绍电气工程的基本概念、原理和应用。
通过学习该课程，学生能够了解电气工程的发展历程、重要原理和技术应用，为进一步深入学习电气工程专业课程奠定基础。
一、课程内容概述电气工程导论课程主要包括以下内容：电气工程概述、电路基本原理、电机与发电机、电力系统与输电线路、电力变压器、电力负荷与供电、电气安全与维护。
1. 电气工程概述在这一部分，学生将了解电气工程的定义、发展历史及其在现代社会中的重要性。
课程将介绍电气工程的各个领域，如电力系统、电机与控制、电子与通信等，让学生对电气工程的全貌有一个整体的了解。
2. 电路基本原理电路是电气工程的基础，学生需要掌握电路基本理论和分析方法。
课程将介绍电路的基本元件、电路定律和电路分析方法，包括欧姆定律、基尔霍夫定律、电阻、电容和电感等。
3. 电机与发电机电机是电气工程中最重要的设备之一，课程将介绍各种类型的电动机及其工作原理。
同时，学生还将学习到发电机的原理和分类，了解电能的转换和传输过程。
4. 电力系统与输电线路电力系统是电气工程中的核心领域，课程将介绍电力系统的组成和运行原理。
学生将了解电力系统中的变电站、配电网和输电线路等基本概念，以及电力系统的稳定性和可靠性分析。
5. 电力变压器电力变压器是电力系统中重要的配电设备，课程将介绍变压器的工作原理和分类。
学生将学习到变压器的变比关系、损耗计算和保护措施。
6. 电力负荷与供电电力负荷和供电是电气工程中关注的重点，课程将介绍电力负荷的分类和特点，以及供电系统的设计和运行。
学生将了解到电力负荷的计算方法和供电系统的电压调节控制。
7. 电气安全与维护电气安全和维护是电气工程中必不可少的内容，课程将介绍电气安全的基本知识和安全措施。
学生将了解到电气事故的预防和应急处理，以及电气设备的维护方法和周期。
二、学习收获与感悟通过学习电气工程导论课程，我对电气工程的基本原理和应用有了更深入的了解。
电气工程及其自动化专业导论-第5章 高电压与绝缘技术
电工云母 云母基复合绝缘材料绝缘性能良好。
具有较好的耐电晕性和耐热性，是电机绝缘用量最多的绝缘材料。
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.2 有机绝缘材料
图5-6 线型低密度聚乙烯与交联聚乙烯电缆
世界首个500千伏交联聚乙烯海缆（2019.舟山）
交联聚乙烯 是热塑性绝缘材料，高温下易融化，熔点较低。
硅橡胶有机外套避雷器
图5-14 硅橡胶绝缘子表面憎水性
图5-13 硅橡胶绝缘子
硅橡胶 分子主链是化学性质稳定的Si-O键结构，良好耐热和耐大气老化性、耐臭氧
老化性等类似于无机物材料的特性。
具有高弹性、憎水性等有机高分子特点，广泛用于高压线路和变电站中。
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
具有小尺寸效应﹑表面效应﹑量子尺寸效应﹑宏观量子
隧道效应和介电限域效应等基本特征。
纳米微粒和纳米固体呈现许多奇异的物理﹑化学性质。
香山科学会议
纳米绝缘材料 纳米粒子与聚合物、纳米粒子之间形成界面效应压与绝缘技术
5.1 高电压与绝缘技术的主要内容
19世纪90年代，发生了著名的交流电（Nikola Tesla）与直流电（Thomas Edison）之战，使 得两大电力巨头（General Electric Company & Westinghouse Electric Corporation）卷入了这场 “电流大战”。
通过控制分子链长短，得到不同塑性的聚乙烯绝缘材料。
具有良好的绝缘性，已应用500kV级电缆。
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.2 有机绝缘材料
电气工程导论第4章
求雷达搜索、跟踪目标，甚至与卫星实时通信。这对雷达
伺服系统是严峻的考验，需要雷达设计工作者不断学习和 运用新技术、新理论来提高设计水平。
第4章 电气工程技术的应用举例
4.2 数控机床电气控制技术
4.2.1 数控机床的发展
1．数字控制技术与数控机床的产生和பைடு நூலகம்展
微电子技术、自动信息处理、数据处理以及电子计算机 的发展，给自动化技术带来了新的概念，推动了机械制造自 动化的发展。采用数字控制(数控)技术进行机械加工的思想， 最早是于20世纪40年代初提出的。当时，美国北密执安的一
第4章 电气工程技术的应用举例
稀土永磁交流伺服系统是这类系统的代表，按照工作原理、 驱动电流波形和控制方式的不同，稀土永磁交流伺服电动机可 分为两种基本的运行模式：一种是方波电流驱动的稀土永磁交 流伺服电动机；另一种是正弦波驱动的稀土永磁交流伺服电动 机。前者又称为稀土永磁无刷直流伺服电动机，简称方波电动 机；后者又称为稀土永磁无刷交流伺服电动机或稀土永磁三相 同步伺服电动机，简称正弦波电动机。这两种电动机的共同特 点是：主要用于中小功率系统，电动机转子采用稀土永磁材料 励磁，如钐钴(SmCo)合金、钕铁硼(NdFeB)合金等，使电动机 体积和重量大为减小，结构简单、运行可靠、效率高、免维护 是其主要特点，在性能上已达到甚至超过了直流伺服装置，而 且在坚固性、可靠性等方面比直流伺服装置更优越。该系统众 多的优点，使其在军事装备、工业机器人、数控机床等领域具 备广阔的应用前景。
效地提高系统的精度和快速响应，而不影响系统闭环的稳
定性。 雷达系统的结构和造价差别很大：有的既复杂又昂贵， 像波音公司的E-3A空中警戒和控制飞机上使用的雷达；有 的既简单又便宜，像测量车速的警用手持式雷达。简单地
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主要题型
填空（15分）
判断题（10分）
名词解释（20分，每小题4分）
简答题（20分）
分析题（15分）
论述题（20分）
对于简答题主要是答要点，论述题、分析题要结合知识点多阐述自己的理解。
电气工程导论知识点
高校的主要任务
大学教学的任务和主要特点
大学学习过程、影响大学学习的因素、大学生的学习方法
电工技术发展过程中一些重要的人物和相关贡献（西门子、爱迪生、格拉姆、特拉斯、欧姆、法拉第等）
主要的发电方式
水力、火力和核能发电系统的主要组成部分，及这几种发电方式的原理、主要特点、分类
电力电子技术的核心
能源的分类
电力变换的类型
电力系统的组成
新能源发电的主要类型及特点
绝缘介质的类型及主要特点
电力工业的特点
电网互联方法，我国电网的格局
在新技术革命过程中的主要成果及其对电气工程的影响
变电站的作用及分类
电力电子技术发展的特点及关键
科学、自然科学、技术、工程、系统、潮汐、潮汐能、电力网、电子信息技术、电力电子技术、电力系统过电压等的含义。