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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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
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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
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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。
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

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

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

电气工程及其自动化专业教学-PPT精选

二、电气大类学分制培养计划框架
206
毕业
课程体系（170学分）
总
学
分
大型实践性环节（30学分）
︵
最
低︶课Biblioteka （6学分）二(续)、课程体系
通识教育（91学分）
课
程体
学科大类基础(大平台)课程（必修）
系
三级
（41学分）
︵
知
识平
专业基础(小平台)课程（选修）
台
学
（14学分）
分
︶
专业课程（24学分）
我校目前建立的学科大类：机械学科大类、信息学科大类、电气学科大类、土建环学科大类、文科学科大类
完全学分制培养计划体现：厚基础，宽口径，重个性，强能力，求创新；具有科学性、完整性、系统性和跟随时代发展的前瞻性。
国外知名高校电气学科培养计划精华提炼
电气学科向弱电的交叉渗透，其中与信息工程、计算机科学的综合最为紧密。
平台选修：高电压技术（6）电磁兼容原理与应用（6）电工材料（6）
3
电力系统分析I－暂态分析 2.5
电磁装置设计原理
2.5
电磁兼容原理与应用
2.5
电工材料及应用
2
数据库技术及应用
3
计算机控制原理
1.5
Matlab语言与控制系统仿真 2
光纤传感技术
1.5
可编程序控制器
2
DSP原理及应用
2.5
数字图象处理
2.5
工程可视化与虚拟现实 2
○为电气工程及其自动化专业必修蓝色为下学期开的课程
二(续)、专业课程
电气工程及其自动化专业：按二级学科方向设置A组课程，按就业和拓宽知识面要求设

电气工程及其自动化PPT课件

的基本能力。
2024/6/4
电气工程及其自动化专业介绍
学科方法论
• 本专业学科的科学方法与其他工程技术学科类同，理论分析是其最基本的研究方法。在诸多的工科专业中，电气工程及其自动化专业使用的数学工具较多，理论分析在其中的地位也更为重要。
• 作为工科专业，实验研究是最主要和最基本的手段，没有基本的实验条件，学生就难以掌握本专业的知识。
2024/6/4
电气工程及其自动化专业介绍
自动化工程师
工作内容： • 1、承担自控技术和产品的研发和实施 • 2、编制最优化控制计算机软件 • 3、参与编制项目的技术方案、项目建议书和可行性研究报告 • 4、为项目的建设、安装、调试、运行提供技术支持职业发展路径： • 自动化工程师一直以来都是社会急需的人才。自动化工程师主要在
数线往往要比其他专业方向高许多，造成
这一情况的主要原因有：①就业容易，工
作环境好，收入高；②名称好听，专业内容对学生有吸引力；社会宣传和舆论导向
对其有利。该专业方向有着非常好的发展前景；3该专业是“宽口径”专业，毕业生有教强的工作适应能力
2024/6/4
电气工程及其自动化专业介绍
电气专业的骄傲
• 县级供电公司（供电局）机构设置办公室、财务科、生产技术科、安全监察科、客户服务中心、农电科、人力资源科、稽查科、调控中心、监控中心、营销班组、生产班组、农电班组（供电所）
2024/6/4
电气工程及其自动化专业介绍
全国电力设计院排名
• 1 16 北京国电华北电力工程有限公司 6
•
华北电力设计院 13
• 2 22 国家电力公司西北电力设计院 11
• 3 24 国家电力公司西南电力设计院

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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
LOGO HERE
THANK YOU FOR WATCHING
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。