《电气工程导论》课件_第3章.ppt

X-CT装置是通过X射束从各个方向对被探测的断面进行扫描，利用现代计算机技术对检测器获得的各个方向投影数据进行分析和处理，然后重建断层图像。X-CT从20世纪70年代产生以来发展很快，现已发展到第5代。第1～4代主要是显示两维静止断层图像。第5代CT机又称之为动态空间重建装置(DSR)，这是一种全电子空间扫描系统，扫描速度小于1?s，可同时获得多个断面的投影数据，能很快获得立体图像，既能对静止或慢动的肌体组织作高密度分辨率检查，又能利用快速扫描的特点对心脏和肺的动态功能进行观察研究。近年来又有更先进的螺旋式CT在临床上获得应用，它能在短时间内得到完整容积的扫描图像，能通过X射束围绕人体受检部位作螺旋性的扫描，迅速而连续地采集大量数据，重建三维彩色图像，既能得到任意位置的断面图像，也能显示内部病灶结构。图3-50是CT诊断机外形图。图3-50CT诊断机(SCT-5000TX)外形图(3)自由电子激光。自由电子激光具有功率高、效率高、波长短且可调、光束质量好等许多优点，可以广泛应用于生物、医学、材料科学等诸多领域，在国际上受到高度重视。自由电子激光研究要求提供低发射度和低能散度的高质电子束。中国工程物理研究院利用脉冲线加速器提供的400～560?kV、1?kA、40?ns的强流电子束，进行了有引导磁场的Raman型自由电子激光实验，采用双绕螺线管摇摆器，获得8?mm波3?MW的功率输出，继而进一步进行了引导磁场的自由电子激光实验，观测到了饱和现象，输出功率7.5?MW，使我国的自由电子激光起步研究迈出了可喜的一步。(4)高功率微波。高功率微波由于在军事上有重要的应用，近年来受到了很大重视。用高功率电子束产生微波，波长范围比较宽(从10厘米到亚毫米波)。电子束和谐振腔或周期结构相互作用引起轴向聚束，或电子束在引导磁场中发生横同聚束，或者电子束和等离子体相互作用，都可以产生微波。这种方法产生的微波功率比通常微波管的要大。高功率脉冲技术是一项跨世纪的科学技术，在军民两用的推动下，一定会结出丰硕的果实。2．超导电工技术自从1911年荷兰物理学家翁内斯(H.K.Onnes)观察到水银在4K下出现超导现象后，世界各国都竞相开展超导理论及其应用研究。20世纪60年代出现实用超导材料，同时科学家提出并解决了一系列理论问题，使超导技术很快在实验室及某些科技、工业领域获得应用。超导技术主要包括超导强磁技术和超导弱磁技术。超导技术在这两个方面所能达到的功能和水平是目前常规技术无法实现的，所以引起各国科技界的广泛重视。超导强磁技术的发展给电工技术带来质的飞跃，许多过去无法实现的电工装备已成为现实，或即将成为现实。它可以在巨大的空间内产生很高的强磁场而几乎不消耗电能，从而为一些高技术(如核聚变、磁流体发电等)的实际应用和发展创造了有利条件。如果目前常规电工装备采用超导技术，则将大大改善性能。若同步发电机采用超导励磁绕组，则可以大大提高电枢绕组上的磁场强度，使电机的体积与重量明显减小，而且可使制造更大单机容量的同步电机成为可能。另外，由于超导绕组没有焦耳热损耗，因此节约的电能将是十分可观的。由于超导技术的诱人前景，许多国家都在致力于开发其在电工领域的应用。早在1965年，美国就试制成一台立式旋转电枢的8kV·A超导电机。1969年，美国麻省理工学院试验成功一台45kV·A的超导发电机模拟机组，从而证明了在发电机上采用超导励磁绕组的现实可能性。1972年，美国西屋公司又研制出一台5000kV·A的超导发电机。在此基础上，美国、前苏联、联邦德国等都曾计划在20世纪80年代试制几十万kV·A级的超导同步发电机。与此同时，美国还投入力量研究用于电力系统负荷调节的超导储能装置，试验证实了超导储能对提高电力系统稳定性的效果。1)超导电机超导同步发电机具有比常规电机效率提高约0.5%～0.8%、重量轻、体积可减小1/3～1/2、单机容量可达106kV·A以上、电机稳定性能好(同步电抗可减小到1/4)等优点，因此，多年来许多国家都致力于超导同步电机的研究。但是，采用超导技术也给电机的设计、制造和安全运行带来一系列须解决的问题，如超导磁场绕组和电磁设计、超导绕组的阻尼屏蔽结构、电机的真空绝热和密封技术以及电机的致冷系统设计和液氦输送技术等。只有在这些技术问题得到完善解决并能保证电机长期安全可靠运行，超导电机才有可能在电力系统中获得实际应用。在解决技术问题的同时，超导电机的经济性也是须认真考虑的问题。日本日立公司和德国西门子公司认为，只有电机容量超过106kV·A，超导电机才具有经济性，而美国西屋公司和美国电力协会认为，电机容量只要超过3?×?105kV·A，超导电机即