電氣工程概論燕山大學電氣工程及自動化系河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室王立喬YanshanUniversity2電器YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1電機YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1電機1-2電機的分類1-1電機的理論基礎1-3變壓器1-4直流電機1-5交流電機1-6控制電機1-7電機的現在與未來YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-1

電機的理論基礎電路基本定律磁路基本定律電磁感應定律電磁力定律能量守恒定律YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-2電機的分類按電能形式分YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-2電機的分類按功能分YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-2電機的分類按功率等級分YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-2電機的分類YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-3變壓器變壓器應用綜述

1電力變壓器

電力變壓器用途示意圖我國的電壓等級及相應的輸電容量和輸電距離

2特種變壓器

特種變壓器用途表

3儀用變壓器

電流互感器（TA）

電流互感器工作原理圖

3儀用變壓器

電壓互感器（TV）

電壓互感器工作原理圖

3儀用變壓器

電壓互感器（TV）

電容式電壓互感器

YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-4直流電機直流電機的結構

直流電機主要包括轉子和定子兩大部分。轉子是電機的轉動部分，定子是電機的靜止部分。

1定子：用來產生磁場和作為電機的機械支架，主要包括主磁極、換向極、機座和電刷裝置。

2轉子：也稱為電樞，用來產生感應電動勢和電磁轉矩，實現能量的轉換。主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉軸和風扇等。直流電機的分類

YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-5交流電機1-5-1

異步電機

交流電機是目前生產、生活中使用最廣泛的電機，可分為異步電機和同步電機。異步電機轉子轉速和同步轉速之間總存在一定差異。其轉子和定子之間沒有電的直接聯系，又稱為感應電動機。優點：結構簡單，價格低廉，運行可靠，效率較高，維修方便等優點。缺點：不能低成本的在較廣泛的范圍內實現平滑調速，必須從電網中吸收滯后電流，導致電網的功率因數降低。此外普通鼠籠式異步電動機的啟動特性較差。異步電機的結構

1定子：定子鐵芯由硅鋼片沖片疊成，沖片內圓上的槽用來嵌放定子繞組。

2轉子：主要由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸三者構成。轉子繞組分為繞線型和鼠籠型兩類。

異步電機結構異步電動機的調速

1交流調速系統發展方向（1）一般性能的節能調速（2）高性能交流調速系統（3）特大容量和極高轉速的交流調速

2異步電動機的調速（1）變極調速（2）變頻調速（3）變轉差率調速

1）改變定子端電壓

2）改變轉子電阻YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-5交流電機1-5-2

同步電機

同步電機屬于交流電機，其轉子轉速為一固定的同步轉速。同步電機有三種運行方式：發電機、電動機和調相機。現代電網的電能幾乎全部由三相同步發電機提供。

同步發電機的并網運行

（1）發電機的頻率和電網頻率相同；（2）發電機和電網的電壓波形要相同；（3）發電機和電網電壓大小、相位要相同；（4）發電機和電網的相序要相同。YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-6

控制電機電路基本定律磁路基本定律電磁感應定律電磁力定律能量守恒定律

控制電機伺服電機直流傳統型低慣量交流籠型轉子杯型轉子測速發電機直流交流籠型轉子杯型轉子旋轉變壓器正余弦線性感應移相器感應同步器自整角機力矩式控制式差動式步進電機永磁式磁阻式混合式YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室1-7

電機的現在與未來1-7-1

電機的現在電力工業工業生產與建筑業交通運輸業醫療設備與家用電器電力工業水輪機汽輪機風力發電機主軸工業生產與建筑業數控機床軋鋼機球蘑機磕頭機建筑用升降機電梯浮梯交通運輸業蒸汽機車內燃機車電氣機車動車高鐵地鐵磁懸浮列車輪船飛機電動汽車醫療設備X光機CT核磁共振血泵家用電器YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室2

電器2-4低壓電器2-3電器的分類2-5高壓電器2-1電器的概念2-2電器的理論基礎YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室2-1電器的概念電器：電路中各種起調節、分配、控制

和保護作用的電氣設備。YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室2-3

電器的理論基礎電磁機構理論電接觸理論電弧理論YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室2-3電器的分類按電壓等級分YanshanUniversity河北省電力電子節能與傳動控制重點實驗室2-3電器的分類按用途分YanshanUniversity