第一篇:对电气工程概论认识
了解电气工程学科概况和发展趋势;理解电气工程及其自动化专业的性质、特点、作用和地位;知识结构及课程体系,专业的培养目标和定位。
明确电气工程及其自动化专业人才的知识、素质与能力的要求,拓宽学生的视野,为学习后续课程和从事专业打下良好的基础。
在经济社会发展中的重要作用:
能源是国民经济的命脉,作为清洁能源的电力资源,是我国工农业、交通运输、人们日常生活等各行业的基础支柱。我国在最近20年中电力工业还将快速发展,以满足各种用电需求。
电能是一种被极其广泛地应用的二次能源。电能可以方便地转换成机械能、光能等其它形式的能量供人们使用。电能已成为工业、农业、交通运输、国防科技及人民生活等各方面不可缺少的能源。
可在电网公司、发电厂、变(配)电站、工业用电企业、电气设备生产企业、电力管理部门从事科学研究、科技开发及生产制造等方面的工作,也能在高校、科研院所从事电气设备新产品研究、电力系统规划和运行等方面的研究,还可在电力系统和工业企业中从事电气设备的运行、监控、检修和更新改造等工作。
电机及其控制技术
毕业生可在电力系统相关单位从事大型电机运行分析、监测控制或故障诊断等相关技术工作,也可在其他行业从事电机设计及运行控制和节能技术开发工作,还可在相关科研单位、高等学校从事科研及教学工作,或从事与电机及其运行控制相关的管理工作。
电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术称为电气工程。
高电压与绝缘技术的主要内容
主要内容可分为四部分:各类电介质在高电场下的特性,电气设备绝缘试验技术,电力系统过电压与绝缘配合,高电压技术在各个领域的应用等。
第二篇:电气工程概论
电气工程概论总结
电气工程及其自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子,系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才
电气工程的外延具体体现可归纳为电气产品设备和电气工程系统两类:电气产品设备,比如说家庭中用到的空调器,冰箱,电动车,饮水机,厨房电器等,建筑中使用到的配电柜,开关,插座,电灯,电梯等;工厂矿山中使用到的电动机,电气仪表等都属于电气产品设备。
对于电气工程系统方面,主要分为强点系统和弱电系统三个方面:
1.发、输、变、配电,照明等电力系统,称为强电系统;
2.对强电系统和建筑物等进行监视,测量,控制,保护等的弱电系统;
3.设备电气传动与控制系统,如工厂矿山、车辆,舰船,飞机,卫星上的相关设备的电气传动与控制系统。
电气工程的内涵主要涉及以下几个方面
1.关于电能的生产、传输、分配、利用的系统;
2.基于电气的控制系统;
3.电工理论新技术:
4电气学科与其它学科相结合的产物,如超导电工技术,脉冲功率技术,生物电磁技术等等。
电气工程是现代社会的重要支柱。不论是电气时代还是信息时代,都是建立在对电能的利用与控制上,电是能量转换的枢纽和信息的载体,电能普遍应用在人民生活和社会生产中,为提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。将来主要从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作。电气自动化在工厂里应用比较广泛,可以这么说,电气自动化是工厂里唯一缺少不了的东西,是工厂里的支柱。本专业毕业生具有较宽厚的技术理论理出和比较坚实的专业基础知识。具有较强的电气工程基本技能和较好的电气工程实践训练,具有较强的创新能力,具备一定使用市场经济的科学研究,科技开发和组织管理能力。与本专业完全对口的行业主要有两个,一个是电力系统行业,一个是电气装备制造行业。
本专业的三大主干学科是:
电气科学与工程;
控制科学与工程;
计算机科学与工程。
本专业以前称为强电专业,而强点必须通过弱电来实现和控
制,进一步实现用途的拓展,性能的提升。本专业的主要课程有:电路原理、电子技术基础、工程电磁场、软件技术基础、微型计算机技术、计算机网络、电机学、自动控制理论、信号分析与处理、管理学、工程经济学、电力系统(暂态、稳态)分析、电力系统继电保护、发电厂电气主系统、高电压技术等。各年级可根据社会需要设置柔性的专业方向模块课及选修课。
下面就从三大模块来介绍电气工程的专业技能主要有哪些。电力电子技术
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。信息电子技术主要用于信息处理。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说,就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均用半导体制成,故也称电力半导体器件。电力电子技术是通过静止的手段对电能进行有效的转换、控制和调节,从而把输入电源形式变成所希望得到的输出电源形式的科学应用技术。
电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于一般工业,也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等,在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广源。这种对电源进行变换的技术就不得不借助于电力电子技术。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合电力工程
电力工程,即与电能的生产、输送、分配有关的工程,广义上还包括把电作为动力和能源在多种领域中应用的工程。电能因易于转换、传输、控制,从19世纪80年代以后,已逐步取代蒸汽动力,成为现代社会物质文明与精神文明的技术基础。20世纪以后,电能的生产主要靠火电厂、水电站和核电站。有条件的地方还利用潮汐、地热和风能来发电。电能的输送和分配主要通过高、低压交流电力网络来实现。作为输电工程技术发展的方向,其重点是研究特高压(100万伏以上)交流输电与直流输电技术,形成更大的电力网络;同时还要研究超导体电能输送的技术问题。20世纪出现的大型电力系统将发电、输电、变电、配电、用电诸环节综合为一个有机整体,成为物质生产部门中空间跨度最广、时间协调严格、层次分工极复杂的实体工程系统。
电能的使用已渗透到国民经济和人民生活的一切领域,成为工业、农业、交通运输以及国防的主要动力形式和人们家庭生活中不可缺少的能源,在拖动、照明、电热、电化学和通信等方面得到了广泛的应用。电能作为一种产品,和其他类型的产品不同之处是它不能储存。所以,由发电厂、输电线路、变电所和配电网组成的电力系统每时每刻所生产、输送的电能,都必须和用户电能的消费量相一致。这就使得电力生产与国民经济、人民生活息息相关。即便是短时的停电也带来很大的危害,大面积停电更会给国民经济造成巨大损失,给人民生活造成不便。因此,在电
力工程的规划、设计、施工和运行中都必须注意保证供电的高度可靠性。
智能电器
微处理机和计算机技术引入电器设备,一方面使电器设备具有智能化的功能,另一方面使开关电器,包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代,随着计算机信息网络的发展,配电系统和电动机控制中心已形成了智能化监控、保护与信息网络系统。
智能化断路器与电动机控制器是开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。微处理器引入断路器,首先使断路器的保护功能大大增强。诸如:它的三段保护特性中的短延时可设置成I2t特性,以使与后一级保护更好地匹配;接地保护可实现选择性,对断续的电弧接地故障可带记忆功能。
目前自动化控制中使用大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等,这些装置都会使配电系统产生高次谐波,而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值,因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。而带微处理器的智能化断路器的中央处理单元能准确反映负载电流真实的有效值(RMS值),它的采样和保持电路能消除输入信号中的高次谐波,因而能避免高次谐波造成的误动作。
智能化过载继电器与传统的双金属热继电器相比,具有一系列的优点,它能保护多种起动条件的电动机,具有很高的动作可
靠性。它不但可保护电动机过载与断相,并可保护接地、三相不平衡、反相或低电流等。在智能化电动机保护继电器基础上进一步开发的智能电动机控制器,兼有监控、保护和通讯的功能。
由智能电器单元与中央控制计算机组成的网络系统与传统的配电系统与电动机控制中心相比有以下优点:实现中央计算机集中控制,提高了配电系统自动化程度;使配电、控制系统的调度和维护达到新的水平。由于采用数字化的新型监控元件,使配电系统和控制中心向上提供信息量大幅度增加;监控元件和传统的指示和指令电器相比较,接线简单、便于安装,提高了工作的可靠性;可以实现数据共享,减少信息重复和
信息通道
综上所述
要学好工程技术类课程,必须具有求实、求真精神,有理性的批判意识;有较强的逻辑思维、辨证思维、形象思维的能力和科学的、务实的思维方法,具有较强的创新意识和创新精神,在工程实践中具有市场意识和价值效益意识。另外,在大学中,要养成自学的能力。大学学习与中学学习截然不同的特点是依赖性的减少,代之以主动自觉地学习。教师在课堂上只讲难点、疑点、重点或者是教师最有心得的一部分,其余部分就要由学生自己去攻读、理解、掌握。大部分时间是留给学生自学的。因此,培养和提高自学能力,是大学生必须具备的本领。
第三篇:对电气工程及其自动化的认识
对电气工程及其自动化的认识
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,触角伸向各行各业。由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础,电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。该专业还有一些特点,就是强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合,具有交叉学科的性质,电力、电子、控制、计算机多学科综合。
一,电气工程专业分析
电力与人们的日常生活以及工业生产密切相关,作为我国重要学科之一,电气工程学科近年来发展非常迅速,现在也比较成熟,已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业,农业,国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
电气工程一级学科包含电机与电气,电力系统及其自动化,高压电与绝缘技术,电力电子与电力传动,电工理论与新技术五个二级学科。电气工程的主要特点是以强电为主,弱点为辅,强弱电结合,电工技术与电子技术相结合,软件与硬件结合,元件与系统结合,具有交叉学科的性质。电力,电子,控制,计算机多学科综合,是“宽口径”专业。
学生在校期间,除学习公共基础课和门类齐全的选修课外,主要必修课有:高等数学,工程数学,大学英语,大学物理,工程制图,信号与系统,电子技术基础,自动控制理论,电路,电机学,电磁场,电力系统分析,电力电子技术,发电厂电气部分,高电压技术,继电保护等。
二、专业教育发展状况
电气工程与自动化专业是理、工、文相结合,融机械工程、艺术学和计算机设计于一体的新型交叉学科专业之一。主干学科包括电子工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。
本专业产生于70年代,首先在英国的牛津大学,首次实现的是直流电的控制方式,那时候执行元件的驱动电压是直流的,控制电压也是直流的,自动化系统的工作方式是很简单、粗糙的,精度也很低。但直流的控制方式由于其历史的久远而被人们所熟知,自然而然的人们想到了用直流电去控制交流执行元件。随着晶体管、大功率晶体管、场效应管等大功率的电子器件的出现和成熟、以及建立在场的理论上、以现代数学、矩阵代数为理论依据的弱电强电控制系统更使电子技术与自动化达到新的历史高度。至此,本专业得到了广泛的发展,日本、美国、英国及其他国家的大学也纷纷设立了本专业,在这一时期的成果也并不少,诸如完成数控机床,车间厂房自动控制的工作已经是新的课题。电子技术与自动化、计算机的有机结合,赋予电子工程及自动化专业以全新的内涵。无人操纵,系统简化,格局合理,即插即用型的产品成为新宠。
建国初期(1949—1966)我国许多大学设立了本专业,主要实践性教学环节包括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习课程设计、生产实习、毕业设计,并为国家培养了许多的这方面人才。他们已成为本行业的专家学者,分布在我国许多省、市,成为骨干力量。
“文革”期间,由于受政治的影响,全国的高等院校相继停止招生,本专业受到了很大的影响,先是老师被批斗,后来学校根本办不下去了,只能停止招生。但是,即便如此,许多老师并没有停止研究。他们知道电子工程及自动化对我国的现代化建设起重要的作用,因而,在这一时期,并没有放弃对专业的研究和探索。
改革开放以后,在党中央的正确领导下,大学恢复了招生,本专业也发展起来,许多大学设立了本专业,并陆续招生,每年为国家培养大量的高级复合型人才,包括学士、博士等高级知识分子,特别是目前,各专业扩招,本专业的招生量也在上升。虽然我国在这方面的发展还没有站在世界的最前沿,但随着我国综合国力的提高,对外交往的增加,我们已经逐渐缩小与发达国家的差距。具有代表性的是:每秒3000亿次计算机研制成功;纳米技术的掌握;模拟技术的应用。一个不容忽视的问题摆在我们面前:如何迎接新技术革命的挑战?经过本专业的老师和同学的共同努力,把电子工程及自动化专业拓展开来,分为“电力系统及其自动化”和“电子信息工程”,涵盖原有“绝缘技术”、“电气绝缘与电缆”、“电机电器及其控制”、“电气工程及其自动化”、“应用电子技术”和“光源与照明”等几个专业方
向。设有“高电压与绝缘技术”、“电机与电器”、“电力电子与电力传动”和“电工理论与新技术”、“高电压与绝缘技术”博士学位方向。并以工业产品设计为基础,应用计算机造型、设计、实现工业产品的结构、性能、加工、外形等的设计和优化。该专业培养适应社会急需的,既有扎实科学技术基础又有艺术创新能力的高级复合型技术人才。本专业着重培养学生外语、计算机应用、产品造型、设计等实际工作能力,实现平面设计、立体设计等产品设计的全面智能化。该专业毕业生可从事工业产品造型设计、计算机应用、视觉传达设计、环境设计、广告创意、企业形象策划等行业的教学、科研、生产、开发和管理工作。囊括了电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等课程。高年级还根据社会需要学习柔性的、适应性强、覆盖面宽的专业课及专业选修课。同时也进行电机与控制实验、电子工程系统实验、电力电子实验等。
一直以来,我国在CIMS,自动控制,机器人产品,专用集成电路等等方面有了长足的进步。例如:“基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台”开发了以工艺知识库为核心的、以交互式设计模式为基础的综合智能化CAPP开发平台与应用框架,推出金叶CAPP、同方CAPP等系列产品。具有支持工艺知识建模和动态知识获取、各类工艺的设计与信息管理、产品工艺信息共享、支持特征基创成工艺决策等功能,并提供工艺知识库管理、工艺卡片格式定义等应用支持工具和二次开发工具。系统开放性好,易于扩充和维护。产品已在全国的企业,特别是CIMS示范工程企业,推广应用,还研制了自动控制装置及系列产品,红外光电式安全保护装置,大功率、高品质开关电源的开发。机器人产品包括移动龙门式自动喷涂机,电动喷涂机器人,柔性仿形自动喷涂机,往复式喷涂机,自动涂胶机器人,框架式机器人,搬运机器人,弧焊机器人的研制。以上这些产品的开发应用还只是电子工程与自动化在生产中的一个侧面,不足以反映其全貌。在国外先进技术的冲击下,从各个方面进行新一轮技术重组。形势是严峻的,同时也充满机遇。
三、电气工程专业需要为就业打好的基础
要学好电气工程专业,用一句话概括可谓是:观与思同在,学与做同行。即理论学习与实践环节同等重要,缺一不可,要紧密结合。
电气工程专业理论学习涉及到的主要专业课程有:电路,电机,电力系统分析基础,高电压技术,继电保护等诸多课程。它们的一个共同点就是比较抽象,要求学生具有较强的想象能力和逻辑思维。其中的电机,电力电子,工程电磁场和电力系统分析基础四门课程更被芸芸学子喻为专业中的“四大天书”。其实读懂“天书”并不难,前提还是要学好高等数学,工程制图,大学物理,电路等一系列基础课程。与此同时,大家要认真学习老师的教学课件。因为那些都是前辈学者们集体智慧的结晶,真可谓知识中的精华,重点中的重点。当然,要真正做到学懂,会用,课本上的知识是远远不够的,同一门课程,我们可以看到不同老师,不同出版社的教材,这样既开阔了我们的思维,又加强了我们对知识的理解和掌握。除此之外,我们要充分利用图书馆的资源,出馆藏图书外,图书馆的网站上含有中国期刊全文数据库,IEEE/IEE Electronic Library(IEL)全文数据库等国内著名文献网站的镜像网址链接,为大家搜索资料文献,搭建了一个不可或缺的平台。
在学好这门课程的前提下同学们可以积极参加数学建模大赛,机械制造大赛,电子设计大赛等诸多活动,还可以在大三学习了专业课后,发表一些论文,跟学校老师做课题,项目等。这些既加强了对所学知识的理解,更提高了动手,独立思考的能力,是学好专业知识事半功倍的好方法!
电气工程可涉及强电和弱电两个方面。强电方面相对就业窄些,弱电方面就业非常广。当然,你要学好才对。包括:
1)课本知识一定要过关,能举一返三。
2)弱电方面,很多可能和电子工程专业相近,建议多学一些微电子方面的(课本之外的补充),“强电好学,弱电难精”。
3)稍微学一点机械方面的,对工作有很大帮助,机电不分家嘛,除非是做微电子产品,不怎么需要机械知识,如果是做整机(或大一点的产品),都需要点机械方面的知识。
4)培养动手能力。中国的教育出来的学生动手能力特别差。建议多跑二手电子/电器市场,淘些东西来拆拆装装联联。并且这里建议,约几个同学(分担经济)组建自己的试验室,不要听到自己建试验室觉得太高端了,国外很多学理工科的学生其实都有自己的试验室的,很多大企业老板,如摩托罗拉老板,还有爱因斯坦,都是在读中学时,就到二手市场淘来很多便宜的电子电器零件,进行设计与研究。建议几个同学可以以这个试验室搞个兴趣组织,三五同学,既分担了经济,又可以讨论。
5)学好书本知识,加强动手能力。要求再高点,可以关注一下业界资讯,比如找到相关行业/专业的论坛,泡在里面,和那些正在从事相关工作的人泡在一起交流,对自己的帮助是非常大的。电气工程是个应用性很强的专业,产品更新换代的速度非常快,要及时把握时代的脉搏。
正所谓“实践出真知”!我们在学习理论知识的同时,一定不能忽视实践环节,这一点对于电气工程专业的学生尤为重要。一般学校都会开设试验课。其中包括有:物理实验,金工实习,电路实验,电子技术基础实验,电子技术综合实验,电力系统仿真实习,发电厂变电站参观实习等一系列跟社会生产紧密结合的实习课程;实践环节就是要培养我们的动手能力,所以我们一定要多动手,多锻炼,多思考。在实践环节中,要把所学的理论知识很好的用到动手操作中。同时,又要通过实验加深对理论知识的理解。学校每年开设的一些开放性实验课程,我们也应该积极参加。
四,电气工程专业就业前景
电气工程专业大部分毕业生都选择在电力系统及其相关行业领域就业。电力系统专业主要包括:发电企业,供电企业,和电气设备制造公司三大类。除此之外还含有电力设计院,电力规划院,电力设计建设,电力科研开发等部门。我国现有的国有大型发电机团有:中国华能集团,中国大唐集团,中国华电集团,中国国电集团,中国电力投资集团;电网公司有:国家电网公司,南方电网公司;电气设备制造企业有:上海电气电站,新疆特变电工等,一些毕业生也许选择到跨国公司等外企工作,比较典型的有:
SIEMENS,ABB,SCHNEIDER,AREVA,VESTARS等。
自我感觉最好的是电力局。福利好,待遇高。然后是设计院,工作相对比较轻松。最艰苦的是工程局。因为要随着工程地点到处跑。但是工资也不低。
总的来说是很不错的。而且还可以向自动化、电子等方向转行。这个专业,强电,弱电都有的。因为,主要学习系统的东西。专业科目,主要是,电路、数学电子、模拟电子、控制系统、经典控制理论、现代控制理论、微机控制理论、还有电机拖动、PLC、电厂供电、单片机等。我觉得最重要的是电路、数电、模电、控制理论。因为这些是最基本的。另外、单片机很不错,很容易出成果。如果,单片机学习好了,很容易就业。
第四篇:电气工程概论论文
目录
一.前言.................................................................................................3 二:电动机技术发展及现状..................................................................4 三.电机的应用领域..............................................................................6(一)电力工业...................................................................................6
(二).工业生产部门与建筑业....................................................7
(三)交通运输...............................................................................7
(四)医疗、办公设备与家用电器..............................................10
(五)航天、航空和国防..............................................................11
(六)其他方面.............................................................................11 四:电动机的定期检查和保养............................................................11 小结.......................................................................................................12
电机与电器技术应用
摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速,更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词:技术现状 工作原理 运行维护
一.前言
电气工程及其自动化是现代社会的重要支柱。不论是电气时代还是信息时代,都是建立在对电能的利用与控制上,电是能量转换的枢纽和信息的载体,电能普遍应用在人民生活和社会生产中,为提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。电机与电器技术应用及发展新技术就属于电气工程及其自动化的发展方向之一。现代社会,人类的生产劳动离不开各种各样的电机,这些电机,更是应用到各行各业的各个领域。二.电机的分类
二:电动机技术发展及现状
电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。
它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主 要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,变压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。
在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。
按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。
纵观电力拖动的发展过程,交,直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特发。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速 等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。
未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批“巨无霸’ 电机、一批”光怪陆奇"电机将同时展现在世人眼前。
三.电机的应用领域
(一)电力工业
1.电力工业中的发电机
汽轮发电机:汽轮发电机用于火力发电厂与核电厂,是同步电机的一种。由于原动机(汽轮机)转速很高,一般为3000Rmin,因此汽轮发电机的转子细又长,以减小线速度。图一所示是一台国产60万千瓦的汽轮发电机。
水轮发电机:水轮发电机用于水力发电厂,也是同步电机中的一种。由于原动机(水轮机)转速较低,一般为几百转每分钟一下,因此水轮发电机的转子粗而短。图二是三峡发电厂的水轮发电机,三峡机组是目前世界上最大的水轮发电机组。
风力发电机:风力发电----前景广阔,清洁环保的发电方式。风能是最廉价最清洁最有开发价值的新能源、近几十年来,我国中国政府加快了风电的开 发,还引进国外生产的技术先进的大型风力组,促进我国风电事业的发展。但是同时,风力发电也有其弊端:风力发电将阻滞大气层对流,破坏中国的季风性自然气候,若大规模开发,我们将生活在一个没有风的世界中。城市上空的污浊空气将长时间笼罩着城市,因为没有风吹散它们。中国冬季盛行西北季风,夏季盛行东南季风,尤其是来自海洋的湿润的东南季风,给中国大陆带来大量的降水,若东南季风被大量的风力发电机拦截,中国大陆将陷入干旱的深渊。
(二).工业生产部门与建筑业
工业生产部门主要应用电动机作为动力。在机床、轧钢机、鼓风机、印刷机、水泵、抽油机、起重机、传送带、生产线等设备上,大量使用中、小功率的感应电动机。这是因为感应电动机简单可靠、维修成本低。感应电动机大约占所有电气负荷功率的60%。
一个现代机器人的运行控制需要用到多台电动机,有的机器人的关节部分直接采用球形电动机,可以方便的实现万向运动。
在高层建筑中,电梯、滚梯是靠电动机牵引的,宾馆的自动门、旋转门也是电动机驱动的,而建筑的供暖、供水、通风也需要水泵、鼓风机等,这些设备也是电动机驱动的。
(三)交通运输
1.电力机车与城市轨道交通
1842年,英国的罗伯特戴维森在爱丁堡至格拉斯哥的线路上利用玻璃槽式电池作为动力源,制作了一台五吨重的电动机车,用整流子式电动机驱动车辆前进。1879年5月31日在柏林举办的世界贸易博览会上,西门子和哈尔斯克公司 展出世界上第一条电气化铁路。除了电气化铁路外,现代内燃机车绝大多数也是由电动机驱动的,城市轨道交通系统则是无一例外的使用了电牵引。
机车电传动实质上就是牵引电动机变速传动技术,用直流电动机或交流电动机均能实现。
普通列车只有机车是有动力的(动力集中)的,而高速列车的牵引功率大,动力集中在机车上已经完全不能满足,所以一般需要动车组(动 力分散)方式,即部分或全部车厢转向架也有牵引电动机作为动力。2.内燃机车
内燃机车虽然装有柴油机,但柴油机并不直接驱动车轮,二十通过电传动或液体传动带动车轮转动。由于液体传动结构和控制比较复杂,目前国内外的内燃机车都采用电传动方式。电传动内燃机的柴油机用来驱动一台发电机,把生产的电力传给电动机,再带动牵引齿轮,是机车的车轮转动。
电力传动根据电机形式的不同,分为直流-直流电力传动,交流-直流电力传动,交流-直流-交流电力传动等类型。3.船舶
船舶目前绝大多数还是内燃机直接推动的,内燃机通过船腹伸到船尾外部粗大的传动轴带动螺旋桨旋转推进。因为柴油机主机、齿轮传动装置、轴系和舵等设备的布置,是所有其他船舶机械和船体形状的设计都不受制约,因此占用空间和面积很大。而内燃机电力推动的舰船则与现代内燃机在传动方面有相似之处,即都是由内燃机机组发电,供给电动机驱动舰船前进。4.汽车 不仅电动汽车需要用电动机驱动车轮,而且在内燃机驱动的汽车上,从发电机起动机到雨刷音响,都要用到大大小小的机车。一辆现代化的汽车,可能要用到几十台甚至上百台的电机。例如:传统汽车采用弹簧或液压减震装置系统,现代高级汽车已经开始用直线电动机(主动)来做减震系统,这种系统由计算机根据传感器检测到路面情况,主动的控制直线电动机的伸缩来减少车辆震动。5.电动车
由于世界环境问题日益严重,各国政府不断加强对清洁能源车辆的研究和开发。电动机包括纯电动机与混合动力车,作为解决环境污染的重要可行途径,必将得到飞速发展。
目前电池的功率密度与能量密度较低,所以内燃机和电动机联合提供动力的混合动力车发展的很快。目前电动汽车的驱动电动机主要有直流电动机、异步电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。这些电动机各有优缺点,但从发展来看,永磁无刷电机体积小、重量轻、节能效果好。
6.磁悬浮列车驱动
磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其原理是利用电磁力抵消地球引力,通过直线电机进行牵引,使列车悬浮在轨道上运行(悬浮间隙约1厘米)。其研究和制造涉及自动控制、电力电子技术、直线推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科,技术十分复杂,是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。它与普通轮轨列车相比,具有低噪音、无污染、安全舒适和高速高效的特点,有着“零高度飞行器”的美誉,是一种具有广阔前景的新型交通工具,特别适合城市轨道交通。磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种,按运行速度又有高速和中低速之分,这次国防科大研制开发的磁悬浮列车属于中低速常导吸力型磁悬浮列车。磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表,它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,悬浮的气隙较小,一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400~500公里,适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场,列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用,产生电动斥力将列车悬起,悬浮气隙较大,一般为100毫米左右,速度可达每小时500公里以上。7.直线电动机轮轨车辆驱动
直线感应电动机驱动车辆是介于铁轨与磁悬浮之间的一种方案,兼有铁轨安全可靠和磁悬浮非粘着性牵引的优点。
(四)医疗、办公设备与家用电器
在医疗设备中,电动机无处不在,如心电机、X光机、CT、牙科手术工具、渗析机、呼吸机、电动轮椅等等,都离不开电动机作为动力,而人工心脏等人造器官也常常用到微电动驱动。
在办公室设备中,计算机中的DVD驱动机、CD-ROM、磁盘驱动器主轴都采用永磁无刷电动机。打印机、复印机、碎纸机、电动卷笔刀等都是用到各种电机。
在家用电器方面,只要有运动部件,几乎都离不开电动机,如电冰箱和空调器的压缩机、洗衣机转轮与甩干机、吸尘器、电风扇、抽油烟机、微波炉转盘、DVD机、磁带录音机、录像机、摄像机、全自动照相机、吹风机、按摩器、电动剃须刀、电动牙刷、搅拌机、开罐机、电钟等等,不胜枚举。
(五)航天、航空和国防
美国最近投入使用的航空母舰用直线感应电动机飞机助推器取代了传统的蒸汽机式推进器,不仅仅体积减少,而且推力大大增加。目前,国外正在试验用直线电动机发射航空飞机,称为“太空天梯”,如果能成功,可以大量节约燃料,并有利于环保。
在航空器中,目前的一个发展趋势是用电磁执行器取代传统的液压、气动执行器。
(六)其他方面
除了上述领域外,在其他方面,电机的应用也是不胜枚举,譬如,演出设备(如电影放音机、旋转舞台等)、运动训练设备(如电动跑步机、电动液压篮球架、电动发球机等)、家具、游乐设备(如缆车、过山车等)以及电动玩具。
四:电动机的定期检查和保养
为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:
(1)及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。
(2)经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
(3)定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。
(4)定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。
(5)定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。
(6)绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持 电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。
(7)除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。
小 结
由于电机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文介绍了电机技术发展及现状、分类、应用领域、电动机的运行维护。推广中国的高效率电机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好,其影响可见一斑。初次学习电气工程概论,对电机只有最基本的了解。感谢老师的悉心教导。
【参考文献】 [1]《百度百科》
[2]范瑜.《电气工程概论》.高等教育出版社.2006.7 [3]《维基百科》
[4] 林莘.《现代高压电器技术(第2版)》.机械工业出版社.2011.6 [5]http://motor-abc.chinaelc.cn/中国智能电工网
第五篇:电气工程概论论文
走“jin”电世界
———电气工程与自动化概论论文
作者:月光小画QQ:497195109
乍一看,我的题目中似乎有些问题,殊不知是我刻意而为。我们的书本名称叫做《走进电世界》,而在我看来,这个“走进”涵盖了两个过程,即:走近和走进。我为论文命了这样一个名字的含义在于,我会分别论述这两个过程。
先谈谈“走近”的过程吧!
进入大学校门以前,我对这个专业名称并没有什么特别的感觉,只知道会学习电学有关的知识。不知不觉,已经在大学的校园生活、学习了两年了。大一的时候,我就经常到图书馆查阅专业相关的书籍,并且做了笔记。
渐渐地,我了解到,电气工程及其自动化专业应用广泛、技术含量丰富、就业环境开阔,是当代经济及政治生活中不可缺少的前沿学科,它涵盖了电的基础理论、电工学、电工技术、电气工程、电子信息技术、控制技术、电能储存、电能利用等六大内容;其中控制技术(包括继电保护)是电气工程及其自动化专业的核心,也是难点,更是个人才华展现的舞台,是我们未来能够成为一名优秀的电气工作人员必须掌握的技术和技能。
电气化的程度已成为衡量一个国家、一个地区、一个城市是否发达和现金的标志之首,并且发挥着越来越大、越来越重要的作用,除了空气、阳光、水及大自然以外,电已是人类生产、生活、生存当中最不可缺少、最亲密无间的伙伴了。
慢慢走近的过程,让我对电气专业产生了浓厚的兴趣。在大二上学期的时候,我对电气工程萌发了深入了解的念头。通过借阅和购买书籍,我对本专业也有了一个浅显的认识。我了解到电气安全技术具有:周密性、复杂性、完整性、综合性、不断修改性和安全第一、预防为主的特点。除了这个,我还了解了冬暖夏热地区的特殊配电结构和房屋中的布局构架。在阅读的过程中,我还懂得了要争取使用屏护装置。屏护装置一般不与带电体直接接触,屏护的材料应有一定的机械强度和耐火性能,一般为金属板或网或刷耐火漆的木板条制成。金属材料的屏护,必须可靠接地。这些都是曾经阅读时,留下的笔记。
这个学期,我们开设了电气工程概论的专业课程,让我“走进”了丰富多彩的电世界。
在荆老师的带领下,我看到了电气工程及其自动化专业广泛的发展前景,随着传感器技术、微机技术、机器人技术的普及和发展,随着风能发电、太阳能发电、核能发电、化学能及其他能源发电的开发和利用,电气工程及其自动化工程必将有一个新的契机,这也是我们每一个未来要成为电气工作者的同学的机遇。想要抓住这个机遇,我们必须不断地去学习新技术、新工艺,去掌握新设备、新材料,只有不断的创新才能够在这个发展的契机中立于不败之地。
电气工程及其自动化的发展是全方位的、多方面的,主要有工厂自动化、电气设备及元件、通信系统、工业与民用建筑电气工程、自动控制系统以及在经济、国防、科研、教育等领域的应用等。
工厂自动化的发展动向及前景:工厂自动化的发展主要是建立在计算机技术及其推广应用方面,特别是机器人,机械手、智能控制等方面的硬件及软件系统。
智能控制及仿真控制:随着计算机技术、传感器技术、自动控制技术的普及,智能控制及仿真控制将有很大的发展潜力。
新型电工电子功能材料:电工材料是电气工程及其自动化工程中最重要的部分之一,它在发展、革新的征途上总是领先于其他学科。
智能化开关设备:开关设备智能化,包括低压开关设备、高压开关设备及其辅助装置能与计算机网络及自动化技术直接接口,保证自动控制系统畅通无阻。智能化开关设备的开关、应用、运行方面发展前景很大。
在这些领域里,我最感兴趣的就是工厂自动化了,从小就对机器人的发明和制造有浓厚兴趣的我,在今年暑假决定参加全国大学生机器人竞赛,自学了单片机的课程,希望通过自己的智慧和双手,创造出属于自己的机器人。
通过课程的学习,我的内心对自己未来的道路已经有了一个相对清晰的规划。据我了解,电气工程及其自动化专业毕业后,我大概会经历三个层次(当然,考研是必须的,有读研的过渡后,在工作从会自认而然的上手),三个层次分别是:工程技术工人、工程师、设计师。这是我需要一步一步经历的过程。
首先,要从技术工人做起。因为电气工程及其自动化是一门操作性很强的工作,需要积累无比丰富的实践经验,也要有扎实的理论知识作为基础,所以工人这一步是不能跳过的。我们需要从现在开始重视自己的实践方面,在每学期的电工实训中,要对自己要求严格,不能以无所谓、差不多的心态对待。只有自己动手做了,出了错,在老师的指导下,以及和团队同伴共同的努力下改正了错误,我们才能真正学会知识。只有通过实践,把书本上抽象的知识具体到眼前了,我们才能距离成为一名电气顶尖人才更进一步!
其次,在学习的过程中,自学也是很重要的一块。不论是实训之前的预习,还是课程之前的预习都是很重要的。作为一名工科的学子,我们学习的各门课程中难免会有交叉的地方,如果自己不自学,只是跟着老师一点一点的走,那我们永远也不可能成为独当一面的电气工作者。
从一名大学生到电气工程师,再到电气设计师。我觉得需要做到这几点:
1、长期深入基层,积累实践经验;
2、遵守职业规则,探索实践方法;
3、在实践中磨练,提高综合能力;
4、继续学习不断完善,向科研型、专家型发展;
5、走上领导岗位后,也不能脱离工程实践;
6、关注电气工程技术动向,永远站在最前列。
不管说了多少,总结一句话:不断实践,不断探索,不断创新,不断超越。通过学习,我认识到,电的发展史,就是人类的近代史,是从实践中发展起来的。当今电工学及电工技术已成为一个基础学科,就像我们一直在学数学、物理、化学、英语、语文一样,是必须要掌握的。同时,电工学及电工技术又是一门实践性非常强的学科。从某种意义来讲,无论你从事何种行业,如果你对电不了解,你将难以高人一等;假如你从事电气工程技术这个行业,却没有实践基础和实践经验,那么你在这个行业将难以立足,更难以做出惊天动地的业绩。
参考文献:
1、《走近电世界》(孙元章 李裕能)
2、《电气工程及其自动化专业大学生到工程师的历程》(白公)
3、《电气工程安全技术及实施》