电气工程及其自动化讲座课件.ppt

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1、电气工程及其自动化河南科技大学 电气工程学院 邱联奎,电气工程及其自动化,讲座内容 专业特点、地位和作用 主要专业知识学习和实践 学习方法杂谈 电气工程及其自动化专业漫谈,一、专业方向与特点、 地位和应用,专业目录中电气工程类的演变,专业方向,培养目标： 本专业培养具备电工电子技术、自动控制技术、计算机控制技术、近代电力电子技术、电气传动自动控制技术、电气设计与自动化、工业与民用供电技术等工程技术基础和一定的专业知识，能从事自动控制系统、计算机系统仿真、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动等方面的研究、设计、开发与应用工作的人才。,专业方向 基本能力,1具有坚实的专业基础知识，主要包括电路、

2、电机学、电力系统分析、自动控制原理、电力电子技术、信号与系统、高电压技术、微机原理及应用、电气测试技术、电子电路基础等。2系统地掌握本专业专业理论知识，包括供电工程、继电保护、电气工程概预算、工厂电气控制、工业自动化控制等，了解本专业的学科前沿及发展趋势。,专业方向 基本能力,3具有较强的专业知识应用能力，具备本专业必须的计算、实验、测试及操作能力。4具有较强的工作适应性，能适应各种领域（特别是电力电子与电气传动和电力系统及其自动化方面）的电气工程及其自动化和电子信息方面的科技与管理工作，具有初步的电气工程及其自动化的设计、科研、科技开发以及组织管理能力。 5具有扎实的自然科学、社会科学基础及

3、较好的科技论文写作能力，具备较强的外语应用和计算机应用能力。,专业特点,专业地位和应用,专业人才就业方向 毕业生有广阔的就业去向，不仅在电力工程和电气产业有大量需求，还受到信息、电子、机械、交通、商检、外贸等行业及诸多高技术领域行业的欢迎。 主要从事与电力工程和电气装备有关的系统设计与运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、计算机技术及应用等方面的运行、实验分析、研制开发、技术管理和教育等工作。,专业地位和应用,电气产业的广泛应用现代工业现代制造业生产不能缺电，不能没有电机、电器；现代加工技术，越来越多使用数控机床、柔性生产线、机器人、自动化小车、自动化仓库等，这些都与电气工程非常密切；现代化

4、工行业、矿业开采、建筑工程等现代农业现代农业生产中应用电力和电气工程和技术日益增加；,专业地位和应用,现代交通业现代交通运输中的电力牵引，如：电力机车、地铁、磁悬浮列车、无轨电车、电动汽车等；民航、铁路、城市交通的信号、照明、控制等。现代社会社会服务中，电器被广泛地使用；现代家庭社会服务和家庭生活中，家用电器被广泛地使用；,近年来，我专业毕业生主要分配走向,工程局大中型工厂，大型公司建筑公司电厂、供电局读研，继续深造,二、主要专业知识学习和实践,培养目标,人才培养目标：,主动适应社会经济的发展与学科的发展，使学生在知识、能力、素质三方面有较大提高，培养宽口径、强基础、重实践人才。,教学计划,教

5、学计划各类课程的学分分配,通识教育,基础课,教学计划学科基础课,教学计划专业课,教学计划专业课,实践环节,主要专业基础与专业课介绍,学好数学高等数学线性代数概率论复变函数与积分变换学好物理,主要专业基础与专业课介绍,电路 性质：本课程为电类专业主要技术基础课，属于骨干课程。本课程具有理论性强和理论与实践相结合的特点。学习本课程前应先修高等数学、工程数学和物理电磁学部分。基本内容： 电路模型和电路定律 、电阻电路的等效变换 、电阻电路的一般分析方法 、电路定理、 具有运算放大器电阻电路 、一阶电路 、二阶电路、相量法、正弦电路分析、具有耦合电感电路、三相电路、非正弦周期电流电路和信号频谱、拉普拉

6、斯变换、网络函数、二端口网络,主要专业基础与专业课介绍,模拟电子技术基础 性质：本课程是一门必修的技术基础课。通过本课程的学习，使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析和解决问题的能力，为以后深入学习电子技术在其他领域中的内容，以及为电子技术在专业技术中的应用打下良好的基础。基本内容： 常用半导体器件、基本放大电路 、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路中的反馈、信号的运算和处理 、波形发生电路 、功率放大电路 、直流电源,主要专业基础与专业课介绍,数字电子技术基础 性质：本课程是一门必修的专业基础课，是实践性很强的课程。通过本课程的学习，使学

7、生获得数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学习后续课程及为电子技术在专业中的应用打下基础。先修课程：大学物理、电路原理。基本内容：逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑、电路脉冲波形的产生和整形、大规模集成电路、模-数和数-模转换,主要专业基础与专业课介绍,电力电子技术性质：本课程是一门专业基础课，是一门理论与应用紧密结合，实践性很强的课程。电力电子技术是利用电力电子器件实现对电力的电压、电流、频率和波形等进行变换和控制，以满足不同的应用且达到最佳使用电能的技术。先修课程是电路、电子技术基础；基本内容：电力电子器件、整流（AC/DC

8、）电路、直流斩波（DC/DC）电路、交流（AC/AC）技术、逆变（DC/AC）电路、脉宽调制（PWM）技术、软开关技术。,主要专业基础与专业课介绍,电机学 性质：本课程是本专业最重要的一门专业基础课，是三大骨干课程之一。主要研究电机（变压器）的基本工作原理、分析方法和应用方法的知识和技能。先修课程是大学物理学 、 电路；基本内容：直流电机、变压器、交流电机共同理论、异步电机、同步电机；基本要求掌握常用交、直流电机及变压器的基本理论；能够应用基本方程式、等值电路和向量图进行理论分析和数值计算；掌握分析交、直流电机的各种运行状态（电动、发电、制动）的基本理论；,主要专业基础与专业课介绍,微机原理及

9、接口技术 性质：本课程是一门主干专业基础课，是以应用为主的工程技术基础类课程。先修课程数字电子技术、模拟电子技术等课程。 基本内容：微机基础知识、微处理器及其体系结构、指令系统、汇编语言及汇编程序设计、存贮器输入/输出及DMA、中断系统及中断控制器、接口技术、总线技术及系统结构,主要专业基础与专业课介绍,自动控制理论 性质：本课程是电类各专业的“主干技术基础课”，理论为主先修课程： 电路、 电子技术、电机学等。 基本内容：自动控制的基本概念、线性定常系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频率特性分析法、控制系统的综合、非线性系统的分析、离散控制系统分析,主要专业基础与专业课介绍,工程电磁场

10、性质：电磁场理论课程是工科电类专业的技术基础课，是培养电气工程技术人员的主要课程。通过本门课程的学习使学生掌握电磁场空间分布规律，为后续课程准备必要的电磁场基本知识。本课程理论性较强，学习本课程必须具备微积分、矢量分析和场论、数学物理方程的数学基础以及普通物理学电磁学的物理基础。基本内容：静电场、恒定电场、恒定磁场、边值问题、时变场,主要专业基础与专业课介绍,电力系统分析 性质：本课程是本专业最重要的一门专业基础课程，三大骨干课程之一。主要讲述电力系统的电磁暂态过程、故障分析和电力系统稳态运行有关的概念、分析及计算等。其先修课程主要为电路、电机学等。基本内容：同步发电机及电力系统三相短路的分析

11、和计算、电力系统简单不对称故障的分析计算、电力系统的稳态运行的潮流计算、电力系统电压调整的方法和计算、电力系统频率调整的方法和计算、电力系统的经济运行、电力系统的稳定性分析。,主要专业基础与专业课介绍,发电厂电气部分 性质：本课程是电力专业方向的一门专业必修课，是理论与实践紧密结合的一门主要课程。其先修课程主要为电路、电机学、电力系统分析等。基本内容：发电厂概论、电气主接线、厂用电、导体的发热、电动力及其选择、电器的原理与选择、配电装置、发电厂和变电所的控制与信号、同步发电机的运行、电力变压器的运行,主要专业基础与专业课介绍,电力系统继电保护原理 性质：本课程是电力专业方向的一门主要专业必修课

12、，是一门理论性与实践性都很强的专业课，通过该课程的学习，使学生系统地掌握电力系统继电保护的理论与分析方法，为学生毕业后从事本专业方面的工作奠定基础。先修课程：电力系统分析、发电厂电气部分。 基本内容：电网的电流保护、电网的距离保护、输电线纵联保护、自动重合闸、电力变压器的继电保护、发电机的继电保护、母线的继电保护,主要专业基础与专业课介绍,高电压技术 性质：本课程是电力专业方向的一门主要专业必修课，是理论与应用相结合的课程。本课程的先修课程主要有：电工原理、发电厂电气部分等。 基本内容：电介质在强电场下的特性；液体、固体电介质的绝缘性能；电气设备绝缘试验；线路和绕组中的波过程；雷电放电特性及防

13、雷装置；架空输电线路的防雷保护；变电所与发电厂的防雷保护；暂时过电压；操作过电压等。,主要专业基础与专业课介绍,供电技术 性质：本课程是电力专业方向的一门主要专业课，是理论与应用相结合的课程。在学习本课程之前应已修完自动控制理论、电力系统分析和发电厂电气部分等课程。 基本内容：讲述了电能质量，供电电压，中性点接地方式，负荷计算，短路计算，高低压设备及其选择和校验，变压器及变电所设计，电气主接线，二次系统，照明。本课程着重培养学生从事电气工程、车站、工厂、小区、楼宇的供电设计能力。,主要专业基础与专业课介绍,新能源发电技术 风力发电技术 太阳能发电技术 潮汐能 生物质能,创新与学科竞赛,创新班学

14、科竞赛 数学建模程序设计大赛电子设计大赛挑战杯,锻炼身体= 体育良好= 国家奖学金,跑步 锻炼你的心肺功能身体素质：速度、耐力、力量、柔韧、灵敏 一项竞技体育项目：乒乓球、羽毛球、篮球、足球、排球、毽球,三、学习原理和学习方法,大学学习的概念,掌握好的学习方法，理解大学学习的特点，将对每个大学生都具有十分重要的意义。实际上，大学学习就是在教师指导下学生的一种知识（或信息）获取的过程，学生本人是学习的主体，知识就是学习的对象。在这个过程中，主体的积极性是一个关键的因素。主体的积极性来源于对学习目的的明确 。紧接着就要掌握好的学习方法。,对每门课程在授课前要对授课内容进行预习，首先知道一个大概，这

15、样在听课时就能紧跟教师的思路，不至于因听懂的效率较差而白白浪费听课时间。其次，要对教师的授课内容进行复习，以便牢固掌握所学知识。更重要的是，需要通过实验来验证课堂传授知识的正确性，或者通过阅读参考文献来印证知识的相互联系。,电气工程专业大学生的学习任务,(1) 学好外语,在大学阶段必须学好外语。大学生要想成为这个领域的专家，需要阅读大量的外文文献以了解和掌握国外的有关动态，更需要加强与国际上的学术交流。,(2) 自然科学基础理论知识的学习,电气工程专业涉及的领域广泛，因而对包括数学在内的自然科学基础理论知识要求较高。,(3) 大学物理是自然科学最基础的知识,电气工程专业的服务对象非常广泛，物理

16、知识是许多行业和生产的基础。,(4) 专业基础课程的学习,电气工程专业属于电气信息类专业，电路理论、电机学、电力系统工程、控制理论和计算机的知识，应是专业的基础。,(5) 专业课的学习,(6) 专题讲座课的学习,为了拓宽电气工程专业本科生的知识面，开设了一定数量的专题讲座课。这类讲座课应该分为两类。一类是补充电气工程专业本科生课程设置的偏差，可以用讲座形式加以补充。另一类就是对本学科更高层次的知识进行初步的概念讲述。,学习过程和掌握客观规律,大学本科的学习，实际上可以分为两个阶段。第一阶段是由入学到完成基础课学习。第二阶段是由进入专业基础课学习到毕业设计。,在第一阶段，教师要引导学生们逐步掌握

17、基础课学习的规律。基础课需要通过大量练习才能牢固掌握演算和推理的基本功，同时实验之类的实践课程也是加深理解的有效途径。,在第二阶段，正确的方法是从将来应用的角度更多地了解本专业的课程设置和所学课程的基本内容，密切结合课程实验，培养专业兴趣，使得学习成为一种乐趣。,对学习有重要影响的一些因素,(1) 学习的目的性 有的学生具有明确的学习目的掌握知识，掌握为人民服务、为社会主义祖国服务的本领。,(2) 学习方法 针对不同阶段所学课程特点的不同，采用与之相应的正确学习方法，就可以取得好的效果 。,(3) 环境因素 有些学生不能正确把握自己，急功近利，过早地希望在市场上一试身手，不能专心致力于课程学习

18、，这样必然会影响自己的学习成绩。其次，大学生过早地谈恋爱也是影响学习的一个重要因素。,(4) 经济条件 正确的态度是积极争取优异成绩，为改善学习环境尽可能创造条件，尽量节约开支，同学互相支持。同学中不要拿经济条件来攀比，相互比较的是学习，不是排场。,怎样学好理论课,理论课是指具有严格的理论体系，需要定量描述和抽象思维的一类课程 。,(1) 广泛阅读参考书籍，进行相互印证，深刻理解理论体系。,(2) 完成大量练习，积极讨论问题。在试做习题之前，一定要对有关理论内容，有初步的理解，不然则是事倍功半。个人的理解有时会出现偏差，通过集体讨论可以纠正错误理解或相互补充。,(3) 理论联系实际，演绎归纳并

19、重。理论联系实际是一个好的学习方法。许多理论课程采用的是演绎体系，即由一般到个别的过程。但是，工程实践类的知识往往是归纳体系，即由个别到一般的过程。 在学习理论课时，需要正确把握演绎方法和归纳方法的正确运用。,重视实验课、重视计算机的应用,电气工程专业的大学生将来主要从事的是自动化领域或相关领域的科学研究、工程设计、系统开发或组织生产等项工作，大学阶段要特别重视动手能力的培养，包括课程实验、计算机应用等。要特别重视对各种常用元件和工具的熟悉和使用。,重视实验课，就是要求每个学生认认真真地准备实验，仔仔细细地操作，然后经过思考和分析，得到一个圆圆满满的符合科学规律的实验结果并体现在自己的实验报告

20、里。,熟练掌握计算机，包括对操作系统、编程语言、数据库、计算机网络等的熟练掌握，也包括对电气工程领域各种计算机系统的了解。,重视面向实际，勇于解决实际问题,对电气工程本科大学培养的最终目的，就是使学生能解决电力系统及相关领域的各种科学技术问题。在大学学习的阶段他们就要注重培养解决实际问题的能力。,因此，电气工程专业的大学生特别需要重视面向实际，要意 识地注意工程实际中提出的各种问题。要面向实际和爱好实际在参观和生产实习中，一定要不耻下问，向工人师傅学习，向企业的工程技术人员学习，向各个领域的专家学习，向实际学习，学习实际知识，学会解决实际问题的能力。这可以缩短从大学学习后到实际单位工作间的客观

21、存在的距离。,有条件的学生最好能参与各种科技作品制作和学生科协组织的小型项目开发，这对锻炼解决实际问题的能力很有好处。,四、电气工程及其自动化漫谈,安装在平圩发电厂的首台引进型亚临界参数60万kW汽轮发电机组,水电厂生产示意图,水轮机叶片模型(从化抽水蓄能电厂),中国核电站,1991年，中国自主设计建设的第一座核电站秦山核电站建成投产；1994年建成大亚湾核电站；1996年开始，中国自主设计建设了秦山二期核电站；与国外合作建设了岭澳核电站、秦山三期核电站和田湾核电站。截至2004年7月，共有9台核电机组投入生产，总功率701万千瓦。,广东大亚湾核电站,建设中的广东岭澳核电站,中国自主设计建设的第一座核电站秦山核电站,浙江温岭江厦潮汐发电站,浙江温岭江厦潮汐发电站,浙江温岭江厦潮汐发电站,地热发电厂,西藏羊八井地热发电厂,太阳能电厂,中国最大的风力发电厂新疆达坂城风力发电厂,内蒙古风力发电厂,南澳风力发电厂,祝愿各位学子在四年的大学生涯中学有所成！建功立业！,谢谢大家！,Thats all,