绪 论
主要内容
1.了解电机的作用与电机学的任务
2.掌握基本电磁定律
3.掌握铁磁材料的磁化特性
第一节 电机与电机学简介
主要内容
1 电机的作用与国民经济、生活密不可分
2 电机发展历程及当前状况
3 电机学的学习目的、主要内容及学习方法
一、电机的作用
☆ 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
1.发电环节 —— 各种电机
引进 600MW汽轮发电机
国产 300MW汽轮发电机
国产 200MW汽轮发电机定子
国产 200MW汽轮发电机定子铁心
现场运行的水轮发电机
20kV/500kV(220kV)
500kV(220kV)/110kV
110kV/35kV
35kV/10kV
10kV/380V
为了把发电厂发出的电力输送到四面八方
的用户，需要将发电机输出的 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。
2.输配电环节 —— 变压器
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的
封闭母线
与电网相连
的高压出线端
3.用电环节 —— 电动机
1）各行业广泛使用电动机
2）在高新技术领域的新应用
☆ 信息技术 （ 雷达驱动 ）
☆ 航天航空航海
☆ 生物医学工程 （ 多种医疗设备 ）
二、电机发展历程及当前状况
1833年 直流电机
1885年 异步电动机
1889年 三相系统
1.历程
至今保留在美国麻省理工学院
的由爱迪生发明的一种直流电动机
2.我国目前实际应用情况
☆ 汽发：消化引进，设计 600MW
☆ 700MW水发,三峡电站
500kV输电线路以及相应的变压器
500kV直流输电，西电东送运行中
400MW燃气轮机联合循环机组
☆ 引进建设
600MW核电机组
各种电动汽车
3.当前研究, 开发与创新
（ 1） 国内外与电机相关的研究领域
☆ 精确模型研究
☆ 新能源技术（风力发电，波浪发电，高速
,电、热、冷, 三联供机组）
☆ 机电一体化 (电机、电力电子与微电子结合 )
☆ 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）
☆ 精确模型研究
3 0 0 MW 汽轮发电机
fNf
II ?
，
N
UU ?
的电抗
值
☆ 新能源技术
风力发电
波浪发电
波浪能电站外景 波浪能电站内景
☆ 新能源技术
高速, 电、热、冷, 三联供机组
☆ 新能源技术
压气机 燃气轮机 发电机
排气利用型冷温水机
燃料室
电力负荷
采
暖
负
荷
制
冷
负
荷
进
气
排气
进气
热
水
负
荷
☆ 机电一体化
如果用正在发展的新型永磁无刷直流电动
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%
http://www.geindustrial.com/cwc/
永磁直流无刷直流电动机外形图
☆ 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）
电磁发射技术的发展及其军事应用，王静端，
Vol.26,No.1March,2001,火力与指挥控制
超微电机与微型机器人技术
人工心脏技术
(2)电机领域我国正在研究的项目举例
在国家自然科学基金网站 www.nsfc.gov.cn
输入搜索词, 电机,,, 电动机,,, 变
压器,,获取目前项我国正在研究的项目。
选择, 信息检索,, 进入
https://isis.nsfc.gov.cn/project/search
下面是几个实例：
☆ 航天超声波电机
☆ 高速发电的发电机
☆ 人工肌肉直线电机
☆ 超导电机
☆ 电动机故障诊断
☆ 舰船驱动用电动机
☆ 智能型电力电子变压器
(3)我校电机相关国家自然科学基金项目
☆ 同步发电机的异常非线性及其对系统稳
定影响的研究
☆ 基于励磁支路非线性的变压器保护新原
理研究
☆ 异步电动机初期故障检测方法研究
主要内容与学习方法
主要内容,变压器
直流电机
同步电机
异步电机
学习方法, 积极思考，多做练习,
前后关联，掌握体系
联系实际，创新设计
参考网址：
1．本校电机学多媒体软件 http://202.204.65.151
2,本校校园网 —— 图书文献 —— 期刊全文检索
3,国家自然科学基金网 www.nsfc.gov.cn
4．中国变压器行业信息网 www.transformer.net.cn
5,国家电力信息网 www.sp.com.cn
6,发电机组网 www.fdjz.net
7,中小型电机 www.motor-abc.com
8,微电机 www.china-micromotor.com
9,中国专利局 www.sipo.gov.cn
10,美国专利局 www.uspto.gov
教材
李发海等，电机学，科学出版社,2001.
教学参考书
1,胡虔生、胡敏强、杜炎森, 电机学, 中国电力出版社,2001.
2,A.E.Fitzgerald,Charles Kingsley,Jr.Stephen D,Umans，
Electric Machinery(Sixth Edition),McGraw Hill,清华大学出版
社,2003.
3,自编补充讲义,电机学磁路部分及相关内容的补充讲义，
华北电力大学（北京）电机教研室编,1999。
4,汤蕴璆、史乃主编，电机学，机械工业出版社,1999.
5,许实章，电机学，机械工业出版社,1990.
主要内容
1.了解电机的作用与电机学的任务
2.掌握基本电磁定律
3.掌握铁磁材料的磁化特性
第一节 电机与电机学简介
主要内容
1 电机的作用与国民经济、生活密不可分
2 电机发展历程及当前状况
3 电机学的学习目的、主要内容及学习方法
一、电机的作用
☆ 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
1.发电环节 —— 各种电机
引进 600MW汽轮发电机
国产 300MW汽轮发电机
国产 200MW汽轮发电机定子
国产 200MW汽轮发电机定子铁心
现场运行的水轮发电机
20kV/500kV(220kV)
500kV(220kV)/110kV
110kV/35kV
35kV/10kV
10kV/380V
为了把发电厂发出的电力输送到四面八方
的用户，需要将发电机输出的 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。
2.输配电环节 —— 变压器
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的
封闭母线
与电网相连
的高压出线端
3.用电环节 —— 电动机
1）各行业广泛使用电动机
2）在高新技术领域的新应用
☆ 信息技术 （ 雷达驱动 ）
☆ 航天航空航海
☆ 生物医学工程 （ 多种医疗设备 ）
二、电机发展历程及当前状况
1833年 直流电机
1885年 异步电动机
1889年 三相系统
1.历程
至今保留在美国麻省理工学院
的由爱迪生发明的一种直流电动机
2.我国目前实际应用情况
☆ 汽发：消化引进，设计 600MW
☆ 700MW水发,三峡电站
500kV输电线路以及相应的变压器
500kV直流输电，西电东送运行中
400MW燃气轮机联合循环机组
☆ 引进建设
600MW核电机组
各种电动汽车
3.当前研究, 开发与创新
（ 1） 国内外与电机相关的研究领域
☆ 精确模型研究
☆ 新能源技术（风力发电，波浪发电，高速
,电、热、冷, 三联供机组）
☆ 机电一体化 (电机、电力电子与微电子结合 )
☆ 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）
☆ 精确模型研究
3 0 0 MW 汽轮发电机
fNf
II ?
，
N
UU ?
的电抗
值
☆ 新能源技术
风力发电
波浪发电
波浪能电站外景 波浪能电站内景
☆ 新能源技术
高速, 电、热、冷, 三联供机组
☆ 新能源技术
压气机 燃气轮机 发电机
排气利用型冷温水机
燃料室
电力负荷
采
暖
负
荷
制
冷
负
荷
进
气
排气
进气
热
水
负
荷
☆ 机电一体化
如果用正在发展的新型永磁无刷直流电动
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%
http://www.geindustrial.com/cwc/
永磁直流无刷直流电动机外形图
☆ 特殊新用途（电磁发射，纳米电机）
电磁发射技术的发展及其军事应用，王静端，
Vol.26,No.1March,2001,火力与指挥控制
超微电机与微型机器人技术
人工心脏技术
(2)电机领域我国正在研究的项目举例
在国家自然科学基金网站 www.nsfc.gov.cn
输入搜索词, 电机,,, 电动机,,, 变
压器,,获取目前项我国正在研究的项目。
选择, 信息检索,, 进入
https://isis.nsfc.gov.cn/project/search
下面是几个实例：
☆ 航天超声波电机
☆ 高速发电的发电机
☆ 人工肌肉直线电机
☆ 超导电机
☆ 电动机故障诊断
☆ 舰船驱动用电动机
☆ 智能型电力电子变压器
(3)我校电机相关国家自然科学基金项目
☆ 同步发电机的异常非线性及其对系统稳
定影响的研究
☆ 基于励磁支路非线性的变压器保护新原
理研究
☆ 异步电动机初期故障检测方法研究
主要内容与学习方法
主要内容,变压器
直流电机
同步电机
异步电机
学习方法, 积极思考，多做练习,
前后关联，掌握体系
联系实际，创新设计
参考网址：
1．本校电机学多媒体软件 http://202.204.65.151
2,本校校园网 —— 图书文献 —— 期刊全文检索
3,国家自然科学基金网 www.nsfc.gov.cn
4．中国变压器行业信息网 www.transformer.net.cn
5,国家电力信息网 www.sp.com.cn
6,发电机组网 www.fdjz.net
7,中小型电机 www.motor-abc.com
8,微电机 www.china-micromotor.com
9,中国专利局 www.sipo.gov.cn
10,美国专利局 www.uspto.gov
教材
李发海等，电机学，科学出版社,2001.
教学参考书
1,胡虔生、胡敏强、杜炎森, 电机学, 中国电力出版社,2001.
2,A.E.Fitzgerald,Charles Kingsley,Jr.Stephen D,Umans，
Electric Machinery(Sixth Edition),McGraw Hill,清华大学出版
社,2003.
3,自编补充讲义,电机学磁路部分及相关内容的补充讲义，
华北电力大学（北京）电机教研室编,1999。
4,汤蕴璆、史乃主编，电机学，机械工业出版社,1999.
5,许实章，电机学，机械工业出版社,1990.
