☆ 引进建设 600MW核电机组 各种电动汽车
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三、电机的分类
电机的分类方法很多，若按功能进行分类，可分为：发 电机，电动机，变压器，控制电机。 （1）发电机：将机械能转化为电能； （2）电动机：将电能转化为机械能； （3）变压器：将电能变换为不同电压等级的电能； （4）控制电机：作为控制系统中的元件。如测速发电 机、自整角机等。
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新能源技术----核能发电
绪论
新能源技术----太阳能发电
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新能源技术----风力发电
绪论
新能源技术----波浪发电
波浪能电站外景
波浪能电站内景
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新能源技术----高速“电、热、冷”三联供机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组
进气
燃料室
压气机
进 气
燃气轮机
发电机 电力负荷
排气
排气利用型冷温水机 热采 制 水暖 冷 负负 负 荷荷 荷
三相制优点十分明显:材料可靠,结构简单,性能好,效 率高,用铜省,在电力驱动方面又有重大效益。从此,各 种各样的电机迅速发展起来。
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1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂 开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到 40公里外的布法罗市。
1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构 想。
近代交流电机、直流电机迅速发展，种类繁多。
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0.2 电机在国民经济中的作用 一、电机的作用
电能是现代最主要的能源，电机是与电能的产 生、传输和使用紧密相关的能量转换机械。
电动机具有以下优点： （1）电机的效率高，运行经济； （2）电能的传输和分配比较方便； （3）电能容易控制。
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二、电机的用途 电机的用途很多，可用于动力、发电、检测等。
1879年,在柏林工业展览会上,西门子公司不冒烟的 电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3 马力。
后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12-15 马力。但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动 电车。
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1873年,英国的詹·麦克斯韦完成了经典电磁理论基础 《电和磁》，提出了著名的麦克斯韦方程。
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0 绪论
0.1 电机学发展简史 0.2 电机在国民经济中的作用 0.3 本课程主要任务
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0.1 电机学发展简史 一、直流电机的产生与形成
1820年奥斯特发现了电流磁效应。 随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情 况建立了安培定律。
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1821 年 9 月，英国物理学家法拉第发现通电的导线 能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一 次实现了电磁运动向机械运动的转换，其原理如下图。
电机
静止电机--变压器
旋转电机
直流电机 交流电机 控制电机
感应电机 同步电机
直线感应电机 直线电机
直线同步电机
超声波电机 特种电机 静电电机
仿生电机
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感应电机
同步电机
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直线同步电机
直线同步电机 驱动的无绳提
升系统
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四、电机发展趋势
☆ 超大型电机
单台电动机功率1600千瓦； 向家坝水电站单台发电机80万千瓦
1889年,西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年 成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。
1890年,德国人米夏埃尔·冯·多里沃一多勃鲁沃尔斯 基制成一架三相电流变压器。
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1891年,慕尼黑人奥斯卡·冯·米勒在法兰克福世界电 气博览会上宣布:他与多里沃合作架设的从劳芬到法兰 克福的三相交流输电电路，可把300*735.5W 55伏三 相交流发电机的电流经三相变压器提高到万伏,顺利通 电输运175千米,从此三相交流电机很快代替了工业上 的直流电机。
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1870年格拉姆(1826～1901)将T形电枢绕组改为环 形电枢绕组,发明了直流发电机,在设计上,直流发电 机和电动机很相似。
后来,格拉姆证明向直流发动机输入电流,其转子会 象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量 制造出来。效率也不断提高。
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与此同时,西门子接着制造更好的发电机,并着手研 究由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界 电车。
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永磁无刷电机技术
如果用正在发展的新型永磁无刷电动 机代替普通电动机,效果如下： 电冰箱：>1000万台/年，电量少15% 洗衣机：>1100万台，噪音降低10分贝，
节省电能50%，节水20%
＊氢能燃料电池汽车是未来汽车的发展方向，其核心 驱动装置依然是永磁无刷电机
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特种电机技术
HPU直线电机
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1822年,法国的阿拉戈.盖.吕萨克发明电磁铁,即用电 流通过绕线的方法使其中铁块磁化。
1826年,德国G.S.欧姆提出电路实验定律--欧姆定律。
1831年,法拉第利用电磁感应发明了世界上第一台真 正意义上的电机--法拉第圆盘发电机,如图示。
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同年夏天，亨利对法拉第的电动机模型进行了改进， 制作了一个简单的装置(振荡电动机),如图。
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1832年，法国A.H.皮克西 在巴黎公开了一台永久磁铁 型旋转式交流发电机,如图5。 一年后，他在发电机上安装 整流子，将交流电变为直流 电。
图5 皮克西发明的永久磁 铁型旋转式交流发电机
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1832年，俄籍德国人H.F.E. 楞次提出“电动机－发电机” 原理--楞次定律
证明发电机和电动机是可 逆的
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1886年，美国的特斯拉(N.Tesla,1856～1943)也制 成两相绕线式交流异步电动机模型,1888年他又在 意大利科学院提出《利用交流电产生旋转磁场》的 论文。他在爱迪生公司工作，但由于爱迪生坚持只 搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机 的专利权卖给了西屋公司。
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1889年,多利沃-多布罗沃利斯基提出了三相制并制成 鼠笼式交流异步电动机。
但 1870 年 以 前 ， 直 流 发 电 机与电动机一直独立发展着
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1834 年 , 德 国 的 雅 可 比 制 成 一种简单的装置:在两个U型 电磁铁中间,装一六臂轮,每臂 带两根棒型磁铁,通电后,棒型 磁铁与U型磁铁之间产生相 互吸引和排斥作用,带动轮轴 转动,如图6。
图6 雅可比的电动机
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1876年,雅布洛奇科夫用交流发电机为其 “ 电烛 ” 供电，是交流电用于照明的开始。不久出现了原始型 式的同步发电机和变压器。
1879年,英国人拜依莱用依次变动四个磁极上的励磁 电流得到旋转磁场。
1882-1885年,匈牙利工程师代里等3人首创变压器。
1885年,费拉里斯提出两相交流感应电动机的模型。
上海磁悬浮（直线电机）
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HPU永磁直线电机驱动的水平运输系统
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五、我校电机相关基金项目 已完成国家自然科学基金2项，省级各类基金20项 目前在研课题： 国家自然科学基金1项 国际合作项目2项（香港ASM公司、南非） 省自然科学基金、重大攻关、杰出青年基金10项 校级博士基金、青年基金5项目 经费总额度420万元。
用于石油钻井
用于玩具、相机、石英钟 打点器、旅行电吹风
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发电
哈尔滨电机厂生产的交直流发电机
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发电
汽轮发电机
绪论
发电
国产300MW汽轮发电机
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发电
国产200MW汽轮发 电机定子
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发电
水轮发电机
绪论
发电
现场运行的水轮发电机
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发电
汽车发电机
柴油发电机组
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变压器
输配电环节。为把发电厂的电力输送到四面八方用户， 需将发电机输出的 20 kV 左右的电压升高。在我国，一般 升高到220kV或500kV。为了输送一定大小的功率，采用 高电压，甚至特高压。
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1845年,英国惠斯通用电磁铁代替永久磁铁,并取 得专利权。这是增强发电机输出功率的一个重要措 施。
1857年,惠斯通发明自激电磁铁型发电机。 1866年,西门子的创始人维尔纳.冯.西门子制成直 流自激、并激式直流发电机。1867年在巴黎世界博 览会上展出第一批样机。西门子首次完成把机械能 转 换 成 为 电 能 的 发 明 ， 从 而 开 始 了 19 世 纪 晚 期 “ 强电 ”技术时代。
☆ 能源系统的关键设备 电能——电机 发电——输电——用电
☆ 各领域中有特殊要求的动力装置 ☆ 伺服驱动装置 ☆ 传感检测装置
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动力
用于榨汁机、搅拌机、切肉机及其它小家电等
防爆型三相异步电动机
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动力
绪论
动力
用于手机、寻呼机、高级玩具、医疗设备等
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动力
用于CD、立体声耳 机、DVD唱机
用于盒式磁带 录音机
1824年,法国人阿拉果在转动悬挂着的磁针时发现其 外围环上受到机械力。次年，他重复这一实验时，发 现外围环的转动又使磁针偏转。这些实验导致后来感 应电机的出现。
1888年,美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是 根据电磁感应原理制成,又称感应电动机,其结构简单, 使用交流电,无需整流。无火花,因此被广泛应用于工 业和家庭电器中。
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三、电机的分类
若按功能进行分类，可分为：发电机，电动机，变压器， 控制电机。 （1）发电机：将机械能转化为电能； （2）电动机：将电能转化为机械能； （3）变压器：将电能变换为不同电压等级的电能； （4）控制电机：作为控制系统中的元件。如测速发电 机、自整角机等。
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三、电机的分类
按结构及 励磁分类：
振荡电机
其重要意义:第一次展示了由磁极排斥和吸引产生的 连续运动，是电磁铁在电动机中的真正应用。
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1832年，斯特金发明了换 向器,据此对亨利的振荡电 动机进行改进，并制成世界 上第一台能产生连续运动的 旋转电动机，其原理如右图 4。后来他还制作了一个并 励直流电动机。