电气工程导论第二章电机电器及其控制技术PPT课件

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《电机与电气控制》PPT课件

❖ 直流电机的空载磁场 ❖ 直流电机负载时的磁场 ❖ 直流电机的电枢反应
直流电机的换向
换向是指电机旋转时，电枢绕组元件从一条支路，经过电刷短路，进入另一条支路，其电流方向改变的过程。换向的外观表现是在电刷和换向器间常出现火花。若火花在电刷下的范围很小，亮度很弱，呈现兰色，对电机并无危害。若电刷下火花范围较大、比较强烈，对电机会有危害。
直流电机的结构与分类返回
直流的结构
❖ 定子作用是产生磁场和作电机的机械支撑，它包括主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等。
❖ 转子又称电枢，是用来产生感应电动势实现能量转换的关键部分。它包括电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。
直流电动机的分类
按它励磁绕组在电路中联接方式（即励磁方式）可分为他励、并励、串励和复励四种。
整理ppt 28
降压起动
返回
当他励直流电动机的电枢回路由专用的可调压直流电源供电时，可以采用降压起动的方法。起动电流将随电枢电压降低的程度成正比地减小。起动前先调好励磁，然后把电源电压由低向高调节，最低电压所对应的人为特性上的起动转矩Ts1>TL时，电动机就开始起动。起动后，随着转速上升，可相应提高电压，以获得需要的加速转矩，起动过程的机械特性如图所示
直流电动机的反转
由电磁转矩公式可知，欲改变电磁转矩的方向，只需改变励磁磁通方向或电枢电流方向即可。所以，改变直流电动机转向的方法有两个：
❖ 保持电枢绕组两端极性不变，将励磁绕组反接。 ❖ 保持励磁绕组极性不变，将电枢绕组反接。
整理ppt 27
电枢回路串电阻起动
返回
电枢回路串电阻起动的接线图
KM1 KM2 KM3
整理ppt 17
功率平衡方程式

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

电气工程概论第二章-直流电机PPT课件

的电压。
2021
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计算题：
已知某直流电机额定工况下其转速 n = 1000r/min，电枢开路电动势 Ea = 110V，扭矩 T = 250N·m，请估算其额定电枢电流Ia。
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(十一) 直流电机的额定值
（1）额定功率PN：对于直流发电机，指电机输出的功率；
对于直流电动机，指电机输出的机械功率。
（2）额定电压UN：电机额定运行时的输入或输出电压。（3）额定电流IN：电机额定运行时能承受的电流。（4）额定转速nN：电机额定运行时的转子转速。（5）额定励磁电压UfN：保证电机额定运行的励磁绕组所需
4
(三) 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。
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5
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。
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7
(七) 直流电机的电磁转矩
(八) 直流电机损耗和功率平衡
1 直流电机损耗分类
（1）机械损耗pmec，主要由轴承间的磨擦和电刷与换向器间
的摩擦产生。
（2）铁芯损耗pFe，由电枢铁芯产生的涡流损耗和磁滞损耗。（3）励磁损耗pf，由励磁绕组电阻产生的损耗。（4）负载损耗pa，电枢绕组的电阻损耗等。（5）杂散损耗pad。
1）电枢回路串接电阻的人为机械特性：
2021
13
2）改变电枢端电压的人为机械特性：
3）改变气隙磁通Φ的人为机械特性(Rst＝0) ：

电机与电气控制技术PPT课件

A
*
X *
a x
A
*
X
a
x
*
第35页/共160页
线圈的接法电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：
1
*
3
*
2
4
220V：联结 2 －3
110V：联结 1 －3，2 －4
第36页/共160页
两种接法下线圈工作情况的分析
220V：联结 2 －3
i
1 10 *
励磁
i10 2N
Φ m
3
u 1
i1R1
e1
电流
i1
u很大 R
1
烧毁
结论：在极性不明确时，一定要先测定极性再通电。
第40页/共160页
同极性端的测定方法
方法一：交流法
把两个线圈的任意两端 (X - x)连接,
然后在 AX 上加一小电压 u 。
测量： U AX、U ax、U Aa
结论：
若
U Aa
U
U 说明 A 与
A极X 性端；ax
I
电
+
电动势电流电压降
路
E UR
_
E
I
U
第11页/共160页
磁路与电路的比较 (二)
磁路
I
N
电路 +I _E R
基本定律
磁阻
磁感应强度
安培环路定律
F Rm
Rm
l
S
Φ
B S
NI HL
0
欧姆定律电阻
IE R
R l
S
基氏电流电压定律强度
JI S
E U
基氏电流定律

电气工程导论 ppt课件

DVD电动机
自动伸缩天线电动机
前雨刷电动机风挡清洁泵
启动电动机
热量回收泵自动水平校正器自动调速泵油门控制电动机
散热器风扇电动机油冷却风扇电动机空调热风电动机阻流片控制电动机
自动空调执行器真空泵
空气净化器后部空调
前灯雨刷
后雨刷电动机
后灯雨刷电动机
碰撞缓冲器控制电机
减震直线电动机自动窗电动机
1827年
首次将正、负号用于电学中 Benjamin Franklin 发明能够测量电荷量的扭力天平 Charles Augustin de Coulomb 库伦定律发明伏特电池将化学能转换成电能 Alessandro Volta 发现电可转化为磁现象丹麦科学家奥斯特发现两根通电导线之间会发生吸引或排斥 Andre Marie Ampere 安培定律成为电动力学的基础用公式描述电压、电流、电阻之间的关系，创立了电学中最基本的定律：欧姆定律 Georg Simon Ohm
超声波电机ultrasonicmotor电机与电器散热器风扇电动机油冷却风扇电动机空调热风电动机阻流片控制电动机自动空调执行器真空泵前灯雨刷减震直线电动机自动窗电动机后视镜电动机燃油泵自动门锁电动机碰撞缓冲器控制电机后灯雨刷电动机后雨刷电动机空气净化器后部空调自动伸缩天线电动机热量回收泵自动水平校正器自动调速泵油门控制电动机启动电动机前雨刷电动机风挡清洁泵座椅滑动控制电动机座椅升降电动机座椅角度调整电动机空气靠垫泵电动按摩坐垫dvd电动机电机与电器电机应用领域电力工业
1. 积分形式的麦克斯韦方程组
2. 微分形式的麦克斯韦方程组
PPT课件
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一、电气工程学科的起源
我国早期大学设立电类专业的年份

电气工程概论第二章电机电器及其控制技术

开关磁阻电机：利用磁场和导电体的相互作用产生开关动作
永磁同步电机：利用永磁体产生磁场，实现高效、节能的电机
交流电机：利用磁场和导电体的相互作用产生电能和机械能
伺服电机：利用磁场和导电体的相互作用产生伺服动作
步进电机：利用磁场和导电体的相互作用产生步进动作
03
电器的分类与原理
开关电器
定义：开关电器是用于接通和断开电路的电器设备
控制电器
控制电器的作用与分类
接触器的工作原理与结构
继电器的工作原理与分类
控制器的工作原理与应用
测量电器
定义：用于测量电流、电压、功率等电参数的电器设备
分类：电流互感器、电压互感器、功率因数表等
工作原理：基于电磁感应原理，将一次电路的参数转换为二次电路的参数
应用：在电力系统、电机控制等领域中广泛应用
01
保护电器在电力系统中的重要性：阐述保护电器在电力系统中的作用，如保护设备免受短路、过载等故障的影响，确保电力系统的稳定运行。
单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点；根据需要可酌情增减文字
02
保护电器的选择和配置：根据电力系统的实际情况，选择合适的保护电器，并合理配置其参数，以确保电力系统的安全性和稳定性。
测量电器的种类和作用：介绍测量电器的种类、功能和应用范围，如电压互感器、电流互感器等。
测量电器在电力系统中的重要性：阐述测量电器在电力系统中的重要性，如保证电力系统的安全、稳定运行，提高电力系统的经济效益等。
测量电器的工作原理：详细介绍测量电器的工作原理、结构特点和使用方法，如电压互感器、电流互感器等的工作原理和使用方法。
04
电机控制技术
电机控制的基本原理

电机电器及其控制技术

交流电动机的设计、控
制、应用
电机与运动控制系
统
研究方向
特种电机的开发与
设计
继电器等控制器的设计
与应用
变压器以及各种专用变压器的开发
设计
大型发电设备的开发与设计
主要研究大型发电机的电磁设计、励磁系统设计与保护、新能源发电等。
特种电机的开发与设计
结合新材料、新技术、新工艺研发具有新性能、多功能的电机。
交流电动机的设计、控制、应用
主要研究交流电动机的设计方法、控制策略，从而实现执行电动机的组合化与电子化。
变压器、互感器以及各种专用变压器的开发设计
电力系统中电力变压器、电子线路中电源变压器以及耦合电路、传递信号、实现阻抗匹配的特种变压器的开发设计。
电机与运动控制系统
适用于不同控制目的的电机的数学模型建立与分析方法、工作原理、优化设计以及控制。
各种机器人的移动及关节姿态控制，光盘驱动器，电动汽车，电动船舰，高速列车，各种磁悬浮系统。
冰箱、空调、洗衣机、电梯、无轨电车的调速系统等。
钢厂的连轧机、电炉，加工车间的各种机床，造纸机，印刷机，纺织机，化工厂的搅拌机和离心机，搬运厂的起重机和传送带，矿山、油田、林场等用的电力拖动机械。
1、电动机方面
电机组合化电机电子化
小型化实用化多功能化
2、发电机方面
大容量高效率节能环保
3、电机电器及其控制系统方面
驱动交流化系统超高速化系统超小超大型化系统实现的集成化控制的数字化控制的智能化控制的网络化
与现代技术紧密结合，新产品不断涌现，发展迅速。
大型发电设备的开发与设计

“电机与电气控制技术”ppt课件讲义

3．油箱
变压器器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。变器油压是一种矿物油，具有很好的绝缘性能，起两个作用：一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用；二是变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱等，这些都是变压器的冷却方式。
图1.3 变压器的基本工作原理
任务一变压器认识
当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有流电交流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通。这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应电势分别为
因为e1≈u1 ； e所2≈以u，2 （1-1）
其中K为变压器的变比，它等于原、副绕组匝数的比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。
任务一变压器认识
4．绝缘套管
变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须经过绝缘套管，从而使高压引线和接地的油箱绝缘。绝缘套管是一根中心导电杆，外面有瓷套管绝缘。为了增加爬电距离，套管外形做成多级伞形。10～35kV套管一般采用充油结构，电压越高，其外形尺寸越大。
5．其他附件
典型的油浸式电力变压器中还有储油柜（枕油）、吸湿器（呼吸器）、安全气道（防爆管）、继电保护装置、调压分接开关、温度监控装置等附件
任务分析：单相变压器可以通过两种方
法即分析法、实验法来判定变压器的绕组极性，我们应该掌握这两种方法。
任务二单相变压器的绕组极性及判定
方法与步骤： 1．分析法
因为变压器的一、二次绕组在同一个
心上铁，故都被磁通Φ交链。当磁通变化时，

电气工程概论电机电器及其控制技术课件

并安装火灾报警系统。
03
电磁辐射
高电压、大电流的电气设备可能产生电磁辐射，对人体健康造成潜在威
胁。为减少电磁辐射的影响，应合理规划布局，保持安全距离，并采取
屏蔽措施。
电气工程对环境的影响与防治措施
能源消耗
电气工程中的大量用电设备会消耗大量能源，加剧能源危机。为降低能源消耗，应推广节能技术和设备，提高能源利用效率。
电器控制技术的应用与发展趋势
应用领域
电器控制系统广泛应用于工业自动化、智能家居、农业机械等领域，提高了生产效率和设备性能。
技术发展趋势
随着技术的不断进步，电器控制系统正朝着智能化、网络化、模块化和集成化的方向发展，提高了系统的可靠性和可维护性。
未来展望
未来，随着人工智能和物联网技术的不断发展，电器控制系统将更加智能化和自适应化，能够更好地满足各种复杂的应用需求。
电器的分类与工作原理
断路器
用于切断或闭合电路的电器，当电流超过一定值时会自动断开。工作原理基于电磁感应定律和热
效应。
接触器
用于远距离控制电动机等负载的启动和停止。工作原理基于电磁感应定律和机械运动原理。
继电器
一种控制电器，用于实现自动控制和保护电路。工作原理基于电磁感应定律和电路保护原理。
积极开发太阳能、风能、水能等可再生能源，减少化石能源的消耗，降低碳排放。
节能减排技术的研究与应用
推广节能灯具、节能空调等节能设备，研究新型的节能减排技术，提高能源利用效率。
循环Байду номын сангаас济与资源回收
建立废弃物回收和资源再利用体系，实现资源的循环利用，减少对环境的负担。
THANKS
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电器控制系统的设计原则与方法

电机与电气控制技术.pptx

2019年10月9
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2
2019年10月9
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各电器在电路中的位置
刀开关熔断器接触器热继电器按钮交流异步电动机
2019年10月9
谢谢你的阅读
各电器在电路中的作用
刀开关熔断器接触器热继电器按钮交流异步电动机
2019年10月9
谢谢你的阅读
L1 L2 L3 Q FU1
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
短路保护
SB1
KM1
M 3~
2019年10月9
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
谢谢你的阅读
各电器在电路中的作用
刀开关熔断器接触器热继电器按钮交流异步电动机
2019年10月9
谢谢你的阅读
接触器的组成
线圈
~~ 电源
欢迎使用《电机与电气控制技术》项目教学课件
《电机与电气控制技术》项目教学课件是针对电气自动化技术专业高等职业技术教育的特点，根据编者多年的教学和实践经验制作的。以工作过程为导向，以工作任务为基础，以能力为本位，以学生为中心开发实践项目。
开发的实践项目注重由技能型向技术型发展，培养学生的专业技术能力；注重由单一型向综合型发展，学生能综合运用电工电子技术、电气控制、PLC等相关知识解决问题，完成工作任务。
同时对每个项目的实践任务进行分解，打破各个知识点在学科体系之间限制，以任务为核心，为完成某个任务而组织相应的知识点，学习相应的技能。
2019年10月9
普通高等教育“十一五”国家级规划教材教育部高等职业教育示范专业规划教材

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电气工程专业导论
世界上最大的水轮发电机在三峡电站安装
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安徽科技学院电气工程教研室
三、电机的应用领域（续）
1、电力工业
3）风力发电机
应用：风力发电厂
定子
永
磁
外
转
子
大
型
风
力
发
电
永磁外转子
机
电气工程专业导论
21
安徽科技学院电气工程教研室
三、电机的应用领域（续）
2、工业生产部门与建筑业
应用：机床；
电梯用
轧钢机；
永
鼓风机；
磁
水泵；起重机；传送带；
曳引电动
生产线；
机
…
电气工程专业导论
22
安徽科技学院电气工程教研室
三、电机的应用领域（续）
3、交通运输业
电
1）电力机车
力
与城市轨道
机车
交通
直
电气化铁路；地铁；
无轨电车；
升高到输电电压再输送； • 降压用电——由降压变压器将输来的高压电降为
所需低电压，供给用电设备； • 生产机械的拖动——由各种电动机实现； • 控制系统中的信号转换——由各种控制电机完成。
电气工程专业导论
9
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
3、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
电气工程专业导论
16
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
5、特种电机
4）超导电机
应用：超大型发电机
或电动机
全电军舰吊舱式推进系统超导直流电动机剖面图
电气工程专业导论
17
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
5、特种电机
5）超声波压电电动机
应用：生物生命科学；
一、电机的作用与发展简史（续）
1831年法拉第创造了第一部感应发电机的模型
1834年雅可比发明了功率为15W的棒状铁芯电动机
1836年达文波特首先尝试用电动机驱动机械
1845年 1866年
惠斯通用电磁铁替代永久磁铁制成第一台电磁铁发电机西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机
1870年格拉姆制成了环形电枢自激发电机
4、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
…
电气工程专业导论
13
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
5、特种电机
1）永磁无刷电动机
应用：航空、航天
家用电器机器人电动汽车电动车组电动舰船
…
电气工程专业导论
14
安徽科技学院电气工程教研室
…
定子铁心机座
定子绕组转子
电气工程专业导论
10
安徽科技学院电气工程教研室
笼型异步电机剖面图
接线盒
定子绕组转子
定子铁心
电气工程专业导论
转轴端盖
笼型异步电机剖面图
11
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
3电动机
电气工程专业导论
12
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
安徽科技学院电气工程教研室
第二章电机电器及其控制技术
一．电机的作用与发展简史二．电机的分类与结构三．电机的应用领域四．电动机的选用与运行控制五．电机学的研究内容六．电器的发展历史七．电器的分类
• 低压电器
电气工程专业导论
1
安徽科技学院电气工程教研室
前言
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光学仪器；高精密机械；
…
微型超声波压电电动机
电气工程专业导论
18
安徽科技学院电气工程教研室
三、电机的应用领域
1、电力工业
1）汽轮发电机
应用：火力发电厂；
核电厂；
汽轮发电机正在安装转子
电气工程专业导论
19
安徽科技学院电气工程教研室
三、电机的应用领域（续）
1、电力工业
2）水轮发电机
应用：水力发电厂
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安徽科技学院电气工程教研室
一、电机的作用与发展简史
电机的作用
电能的生产、传输和分配
发电机变压器
……
驱动各种机械和装备
电动机机床水泵
……
控制电机
阀门控制火炮控制
计算机
……
电气工程专业导论
3
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
5、特种电机
2）直线电机
应用：工业机械；轨道交通；
电梯；航空母舰飞机发射；
导弹发射架；电磁推进潜艇；
…
海浪直接驱动直线发电机
电气工程专业导论
15
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
5、特种电机
3）步进电动机
应用：自动控制装置中的执行元件
各种步进电动机
…
转子
（a）定子
(b)
电气工程专业导论
转子
7
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二、电机基础知识（一）、电机分类
• 按类别分
静止电机——变压器
• 电机
旋转电机
直流电机交流电机控制电机
异步电机同步电机
电气工程专业导论
8
安徽科技学院电气工程教研室
（二）、电机在国民经济中的地位
• 电能生产——由同步发电机生产； • 高压输电——由升压变压器将发电机发出的电压
经过100多年的发展，电机的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、材料科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。
电气工程专业导论
5
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二、电机的分类与结构
1、电机的分类
按功率分类
大型电机中小型电机
微型电机
按应用的电流种类
直流电机交流电机
按在应用中的功能分类
1878年出现了铁芯开槽法。有槽铁芯和鼓形绕组的结构一直沿用至今
1880年爱迪生制造了名为“巨象”的大型直流发电机
1885年 1888年
费拉里斯提出旋转磁场原理，研制出两相异步电动机俄国人制成一台三相交流单鼠笼异步电动机
电气工程专业导论
4
安徽科技学院电气工程教研室
一、电机的作用与发展简史（续）
发电机电动机变压器变流机变频机移相机控制电机
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
特种电机
步进电机无刷电机开关灭磁电机超声波电机
…
电气工程专业导论
Байду номын сангаас
6
安徽科技学院电气工程教研室
二、电机的分类与结构（续）
2、发电机
定子
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
1882年英国人费朗蒂改进了交流发电机，提出了交流高压输电的概念 1882年英国人高登制造了大型两相交流发电机 1882年法国人高兰德和英国人约翰·吉布斯成功研制了第一台实用变压器 1884年英国人霍普金生又发明了具有封闭磁路的变压器 1891年布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，使得远距离高压输电成为现实