搜索
廖家平电气工程导论序资料来源：周克定，男，1921年6月1日生，湖南湘阴人，中国首批国家学位委员会评选的博士生导师，湖北工业大学和华中理工大学（现华中科技大学）教授，著名工程电磁场专家，中国民主同盟盟员。序序把供电单元输出的功率10kW电力以微波无线传输，用接收到的部分电力点亮了500m远处受电单元侧设置的LED灯。500m的无线供电是日本最长的距离，10kW的输出功率在日本也是最大的。序两个问题：1.这门课有什么用？2.这门课怎么考试？序这门课有什么用？1.了解电气工程的概貌2.调查电气工程教育的国内外慨况3.整理电气工程学科研究的现状和未来方向4.对就业领域及未来工作环境作准备序这门课怎么考试？1.27位同学分为5个小组（每5人一组）2.对小组工作的贡献30%3.小组总体表现30%4.出勤10%5.课程测验30%序项目工作初步计划：1.分组工作及推选组长（含推选各组发言人）及评估；2.美国电气工程专业调查报告（详细课程说明及研究内容说明）；3.各类发电系统的原理及评估；4.典型电力装备的原理及评估；5.电气工程学科前沿问题描述及讨论。导论分为三个部分：一、电气工程学科的起源二、电气工程的主要研究内容及应用领域三、电气工程学科的发展趋势一、电气工程学科的起源“电气工程”英文为：ElectricalEngineering这个词早期的翻译是：“电机工程”ElectricalEngineering目前仍被翻译成“电机工程”有3个地方：中国电机工程学会：CHINESESOCIETYFORELECTRICALENGINEERING中国电机工程学报：ProceedingsoftheCSEE清华大学电机工程与应用电子技术系：TsinghuaUniversityDepartmentofELECTRICALENGINEERING一、电气工程学科的起源关于Electricity“电”,英国科学家W.吉尔伯特（WilliamGilbert）1600年发表了《论磁》OntheMagnet一书，该书系统地讨论了地球的磁性，认为地球是个大磁石。可以利用磁倾角判断地球各处的纬度。并根据希腊文字（ƞλɛκτρον）和拉丁文字electrum创造了Electricity这个词。一、电气工程学科的起源1600年摩擦起电机1729年发现导体1745年发现电可储存并制成莱顿瓶19世纪制造带有莱顿瓶的摩擦起电机一、电气工程学科的起源1752年首次将正、负号用于电学中BenjaminFranklin1777年发明能够测量电荷量的扭力天平CharlesAugustindeCoulomb1785年库伦定律1800年发明伏特电池将化学能转换成电能AlessandroVolta1820年发现电可转化为磁现象丹麦科学家奥斯特1820年发现两根通电导线之间会发生吸引或排斥AndreMarieAmpere安培定律成为电动力学的基础1827年用公式描述电压、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GeorgSimonOhm一、电气工程学科的起源库伦定律：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同名电荷相斥，异名电荷相吸。一、电气工程学科的起源安培一、电气工程学科的起源欧姆一、电气工程学科的起源1831年“电磁感应”实验MichaelFaraday1864年建立麦克斯韦方程JamesLudwigMaxwell詹姆斯·克拉克·麦克斯韦迈克尔·法拉第一、电气工程学科的起源麦克斯韦方程组（Maxwell‘sequations），是一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。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一、电气工程学科的起源大学备注年份专业名称邮传部上海高等实业学堂后来的上海交通大学1908年电机专科同济医工学堂后来的同济大学1912年机电科求实学院后来的浙江大学1920年电机科东南大学后并入中央大学1923年电机工程系清华大学1932年电机系北洋大学后来的天津大学1933年电机工程系我国早期大学设立电类专业的年份资料来源：《百年回眸----中国电气工程高等教育100周年》一、电气工程学科的起源关注美国11所大学的电气工程专业://engineering.berkeley.edu/academics/undergraduate-programs/electrical-engineering-computer-sciences://://://eecs.umich.edu/://ee.princeton.edu/://=ELECENG#4伊利诺伊大学香槟分校一、电气工程学科的起源一级学科博士点一级学科硕士点华中科技大学华中科技大学武汉大学武汉大学海军工程大学海军工程大学湖北工业大学三峡大学湖北省具有电气工程一级学科的高校二、电气工程的主要研究内容及应用领域电机与电器高电压与绝缘技术电力系统及其自动化电力电子与电力传动电工理论新技术电机与电器电机分类：●按功率转换方向分：1.发电机----将机械功率转换为电功率2.电动机----将电功率转换为机械功率●按应用电流的种类分：1.直流电机----使用直流电流2.交流电机----使用交流电流●按功率大小分：1.大型电机2.中小型电机3微型电机发电机电动机电机与电器电机与电器电机分类：●按运行速度分：1.变压器----非旋转电机2.直流电机----没有固定的同步速度3.异步电机----转子速度永远与同步速度有差异4.同步电机----速度等于同步速度5.交流换向器电机----速度可在宽范围内调节●特种电机：步进电机、直线电机、无刷电机、稀土永磁电机、开关磁阻电机、超声波电机等。电机与电器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。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，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，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。步进电机steppingmotor电机与电器直线电机linearmotor直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。高速磁悬浮列车磁悬浮列车是直线电机实际应用的最典型的例子，美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车，其中日本进展最快。电机与电器无刷电机Brushlessmotor无刷电机和有刷电机有相似之处，也有转子和定子，只不过和有刷电机的结构相反；有刷电机的转子是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷。依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动，电机就转起来了。电机与电器稀土永磁电机的工作原理与电励磁同步电机相同，区别在于前者是以永磁体替代励磁绕组进行励磁。当永磁电机的三相定子绕组（各相差120°电角度）通入频率为f的三相交流电后，将产生一个以同步转速推移的旋转磁场。稳态情况下，主极磁场随着旋转磁场同步转动，因此转子转速亦是同步转速，定子旋转磁场恒与永磁体建立的主极磁场保持相对静止，它们之间相互作用并产生电磁转矩，驱动电机旋转并进行能量转换。稀土永磁电机电机与电器稀土永磁电机唐任远（1931.6.25——）电气工程专家，上海市人。1952年毕业于上海交通大学。现任沈阳工业大学研究所所长、教授、国家稀土永磁电机工程技术研究中心主任。2001年当选为中国工程院院士。创建稀土永磁电机理论研究体系和开发技术，在防失磁和永磁磁路设计等关键技术上有重大突破。在实践中取得重大成果：研制成我国首台稀土永磁电机；与工厂联合开发出当时世界容量最大60～160kVA稀土永磁副励磁机，近期主持研制成1120kW异步起动稀土永磁同步电动机等12种稀土永磁电动机，电机与电器开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机（SRM）是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志。SRM系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”，SR电动机可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配。开关磁阻电机SwitchedReluctanceDrive电机与电器超声波电动机(UltrasonicMotor缩写USM)是以超声频域的机械振动为驱动源的驱动器。与传统的电机不同，超声波电机无绕组和磁极，无需通过电磁作用产生运动力。一般由振动体(相当于传统电原理机中的定子，由压电陶瓷和金属弹性材料制成)和移动体(相当于传统电机中的转子，由弹性体和摩擦材料及塑料等制成)组成。在振动体的压电陶瓷振子上加高频交流电压时，利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声频段(频率为20KHZ以上)产生微观机械振动。并将这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。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：汽轮发电机水轮发电机风力发电机工业与建筑业：机床轧钢机鼓风机印刷机水泵抽油机起重机传送带生产设备电梯自动门旋转门交通运输：电力机车与城市轨道交通内燃机车船泊汽车电动汽车磁悬浮列车驱动直线电动机轮轨车辆驱动医疗：心电机X光机CT机呼吸机电动轮椅人工心脏人造器官办公设备：DVD驱动器磁盘驱动器打印机复印机传真机碎纸机家用电器：电冰箱空调器吸尘器电风扇抽油烟机吹风机电动牙刷微波炉转盘航空、航天、国防：直线感应电动机飞机助推器全电舰船军用雷达航空器其他领域：演出设备运动训练设备家具游乐设备电动玩具电机与电器电动机的选用与控制电动机种类的选择电动机功率的选择电动机的启动控制电动机的调速控制电机学研究的内容高效节能电机成为全球电机产业发展共识新能源汽车发展带动驱动电机快速增长电机与电器电器的概念：●广义的电器概念：指所有的用电器具及设备●特指的电器概念：在电气工程中，电器指用于对电路接通、分断，对电路参数进行变换，实现对电路或设备的控制、调节切换、和保护等作用的电工装备、设备和组件。（电机、变压器在这里称为生产和变换电能的机械，不属电器之列。）电机与电器电器的分类：●按功能分类：1.