上册 1
第一章 概论 1
1-1 电机制造工业的近况与发展趋势 1
一、我国电机制造工业的发展概况 1
二、国外电机制造工业的近况与发展趋势 3
1-2 电机设计的任务与过程 7
一、电机设计的任务及设计时给定的数据 7
二、电机设计的过程和内容简介 8
1-3 国家标准 9
第二章 电机的主要尺寸 10
2-1 电机主要尺寸和额定功率及转速间的关系 10
2-2 电机中的几何相似定律概述 13
2-3 电磁负荷的选择 14
一、电磁负荷对电机性能和经济性的影响 14
二、电负荷A和气隙磁密Bδ的选择 16
2-4 电机主要尺寸比的选择及主要尺寸的确定 17
一、主要尺寸比的选择 17
二、主要尺寸的确定 19
2-5 系列电机及其设计特点 20
第三章 磁路计算 24
3-1 概述 24
一、磁路计算所依据的基本原理 24
二、电机中常用的磁性材料 25
3-2 空气隙磁位降的计算 25
一、计算极弧系数α?的确定 26
二、电枢或气隙的轴向计算长度lef 28
三、气隙系数Kδ 30
四、极轭间残余气隙磁位降的计算 32
3-3 齿部磁位降的计算 32
一、齿磁密B1的计算 32
二、齿的磁路计算长度Lt 36
3-4 轭部磁位降的计算 37
一、极联轭磁位降的计算 37
二、齿联轭的磁位降计算 37
3-5 磁极漏磁系数与磁极磁位降的计算 41
一、磁极漏磁系数 41
一、感应电势和气隙磁通 43
3-6 励磁电流和空载特性计算 43
二、磁极磁位降的计算 43
二、每极励磁磁势 44
三、励磁电流和空载特性 44
3-7 齿部与轭部磁位降对气隙磁分布的影响 45
一、齿部磁位降对气隙磁场分布的影响 45
二、齿联轭磁位降对气隙磁场分布的影响 47
3-8 永磁电机磁路计算的特点 49
一、永磁材料的特性 49
二、永磁电机磁路系统简介 51
三、磁钢的一般工作状态——工作点 52
四、外磁路空载工作线与负载工作线的具体决定方法 54
五、小结 55
4-1 绕组电阻的计算 57
第四章 参数计算 57
一、直流电机 58
二、异步电机 58
三、同步电机 60
4-2 电抗的一般计算方法 60
4-3 主电抗计算 61
4-4 漏抗计算 64
一、槽漏抗计算 64
二、谐波漏抗计算 70
三、齿顶漏抗计算 73
四、端部漏抗计算 74
4-5 漏抗标么值 77
一、概述 78
4-6 挤流效应对电机参数的影响 78
二、交流电机定子绕组考虑挤流效应后的参数修正系数 79
三、异步电机鼠笼绕组的挤流效应 85
四、直流电机电枢绕组的挤流效应 86
4-7 饱和对电机参数的影响 87
4-8 斜槽漏抗计算 89
第五章 损耗与效率 92
5-1 概述 92
5-2 基本铁耗 92
一、磁滞损耗 92
二、涡流损耗 93
三、轭部(齿联轭)及齿部的基本铁耗 94
5-3 空载时铁心中的附加损耗 96
一、直流机及同步机整块(或实心)磁极的表面损耗 97
二、叠片磁极及异步机中的表面损耗 99
三、异步机齿中的脉振损耗 100
5-4 电气损耗 101
一、绕组中的电气损耗 101
二、电刷接触损耗 101
5-5 负载时的附加损耗 102
一、凸极同步电机负载时的附加损耗 102
二、异步电机负载时的附加损耗 106
三、直流电机负载时的附加损耗 109
5-6 机械损耗 109
一、轴承摩擦损耗 109
三、轴承摩擦和通风损耗Pfw 110
二、通风损耗 110
四、电刷(与换向器或集电环间的)摩擦损耗 112
5-7 效率 113
第六章 电机的冷却 114
6-1 电机的冷却方式 114
一、概述 114
二、空气冷却系统 114
6-2 关于流体运动的基本知识 116
一、概述 116
二、流体运动中常用名词介绍 117
三、理想流体的运动方程(伯努利方程) 118
四、毕托管测量流速的原理 119
五、实际流体在管道中运动时的损耗 119
六、管道的流阻和风阻 121
七、流阻或风阻的串联和并联 122
八、流体通过管道所需的功率 123
6-3 风扇 124
一、概述 124
二、理想的离心式风扇所产生的压力 124
三、理想的离心式风扇的外特性 127
四、实际离心式风扇的外特性和功率 128
五、离心式风扇的计算要点 130
六、轴流式风扇的工作原理 131
七、轴流式风扇的外特性 132
八、风扇的联合运行 133
6-4 径向通风系统中转子上其它风压元件参数的近似计算法 134
二、计算举例 135
6-5 电机通风系统的计算举例 135
一、概述 135
第七章 发热计算 139
7-1 电机允许的温升限度 139
一、概述 139
二、我国采用的电机温升限度 139
7-2 传热的基本定律 142
一、概述 142
二、热传导定律 142
三、热传导方程 144
四、对流和辐射散热 146
五、牛顿散热定律和散热系数 147
一、电机中的温度分布 148
7-3 电机稳定温升的计算 148
二、用热路法计算电机的平均温升 150
三、用简化法计算电机的平均温升 154
7-4 电机不稳定温升的计算 155
一、概述 155
二、一个等温发热体不稳定温升的计算 156
三、二个等温发热体不稳定温升的计算 158
第八章 结构设计和机械计算 161
8-1 电机的基本结构型式 161
一、总体结构的分类 161
二、主要类型电机的典型结构简述 163
8-2 结构设计的基本内容、原则和方法 182
一、结构设计的基本内容和原则 182
二、结构设计的方法 183
8-3 机座的机械计算 184
一、概述 184
二、机座的刚度计算 185
8-4 转轴的机械计算 187
一、概述 187
二、单边磁拉力 188
三、转轴的挠度计算 190
四、轴的强度计算 194
8-5 换向器的机械计算 195
一、概述 195
二、拱形换向器的机械计算 196
三、塑料换向器的机械计算 206
二、噪声的物理量度 209
一、什么是噪声 209
第九章 噪声和振动 209
9-1 电机噪声的一般知识 209
三、噪声的测量 212
四、噪声的容许标准 213
9-2 异步电动机的电磁振动和噪声 214
一、定子绕组和转子绕组的磁势 215
二、气隙磁导 216
三、气隙磁场 216
四、气隙磁场产生的径向力 217
五、异步电动机槽数的选择 219
六、斜槽对电磁振动和噪声的影响 219
七、气隙偏心对电磁振动和噪声的影响 219
八、磁路饱和对电磁振动和噪声的影响 220
九、二倍转差频率的电磁振动和噪声 221
9-3 同步电机的电磁振动和噪声 223
一、气隙主波磁场产生的电磁振动 223
二、凸极电机中q=分数时,定子次谐波磁场与转子主波磁场相互作用产生的电磁振动 223
三、凸极电机中q=整数时,因定子和转子高次谐波磁场相互作用而产生的电磁振动 224
四、凸极电机空载时的电磁振动 224
9-4 直流电机的电磁振动和噪声 225
9-5 电机定子和转子的固有振动特性 227
一、电机定子的固有振动频率的计算 227
二、定子轭振动特性的计算方法 229
三、电机转子的固有振动特性 232
四、电机轴系的扭振 235
一、转子机械不平衡产生的振动和噪声 237
9-6 电机的机械振动和噪声 237
二、轴承的振动和噪声 238
三、端盖的轴向振动和噪声 239
四、电刷装置的振动和噪声 239
9-7 电机的空气动力噪声 240
一、风扇噪声 240
二、转子旋转所产生的噪声 241
三、电机通风噪声级的估算 241
第十章 电子计算机在电机设计计算中的应用 243
10-1 概述 243
10-2 曲线和图表的数学处理方法 245
一、曲线和图表的近似表达式 245
二、插值法及其应用 247
三、齿饱和时,齿槽并联磁路的计算 252
10-3 电机设计的框图与源程序的编制 256
一、数学公式的整理 256
二、框图的作用和编制原则 259
三、变量的确定,已知数据输入和方案选择 263
四、电机设计的框图和说明 264
五、根据框图编写源程序 265
10-4 设计的最优化 273
一、电机设计的数学模型 273
二、最优化的数学方法 275
三、用直接法解非线性最优化问题 283
四、约束非线性最优化问题概述 292
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