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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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
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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
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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。
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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
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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
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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
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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
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定子铁心 机座
定子绕组 转子
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笼型异步电机剖面图
接线盒
定子绕组 转子
定子铁心
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转轴 端盖
笼型异步电机剖面图
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二、电机的分类与结构（续）
3电 动 机
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二、电机的分类与结构（续）
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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
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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
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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
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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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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
……
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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；
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海浪直接驱动直线发电机
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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)
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转子
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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
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（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。
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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
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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
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Байду номын сангаас
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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