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第1章 电机基础知识 1

1.1 电机的分类和应用 1

1.1.1 什么是电机 1

1.1.2 电机及电力拖动的发展概况 1

1.1.3 电机的种类与应用 3

1.2 常用的基本电磁定律 4

1.2.1 电路定律 4

1.2.2 全电流定律（安培环路定律） 4

1.2.3 磁路及磁路定律 6

1.2.4 电磁感应定律 7

1.2.5 电磁力定律 8

1.2.6 能量守恒定律 8

1.3 磁路计算的仿真 9

本章小结 10

思考与练习题 11

第2章 变压器 12

2.1 概述 12

2.1.1 变压器的用途和分类 12

2.1.2 变压器的基本工作原理 13

2.1.3 变压器的基本结构 13

2.1.4 变压器的铭牌数据和主要系列 16

2.2 单相变压器的空载运行 17

2.2.1 变压器空载运行时的磁场 17

2.2.2 变压器各电磁量的正方向 18

2.2.3 空载运行时电压、电动势与主磁通的关系 18

2.2.4 变压器的励磁电流 20

2.2.5 变压器空载运行时的相量图与等效电路 22

2.3 单相变压器的负载运行 23

2.3.1 负载运行时的磁动势平衡方程 23

2.3.2 负载运行时的基本方程 24

2.3.3 变压器的参数折算 25

2.3.4 折算后变压器的基本方程 26

2.3.5 等效电路 27

2.3.6 相量图和功率关系 27

2.4 变压器参数的试验测定 28

2.4.1 变压器空载试验 28

2.4.2 变压器短路试验 29

2.5 标幺值 31

2.6 变压器的运行特性 32

2.6.1 电压变化率和外特性 32

2.6.2 变压器的效率和效率特性 33

2.7 三相变压器 34

2.7.1 三相变压器的磁路系统 35

2.7.2 三相变压器的绕组联结组标号 36

2.8 其他用途的变压器 39

2.8.1 自耦变压器 39

2.8.2 互感器 41

2.9 变压器的并联运行 42

2.9.1 电压比不等时的变压器并联运行 43

2.9.2 联结组标号不同时的变压器并联运行 44

2.9.3 短路阻抗标幺值不等时的并联运行 44

2.10 应用实例 46

2.11 变压器的仿真 48

本章小结 49

思考与练习题 50

第3章 三相交流电动机原理 52

3.1 交流电动机的基本工作原理和定子结构 52

3.1.1 三相交流电动机的基本工作原理 52

3.1.2 三相交流电动机定子结构 52

3.2 旋转磁动势 53

3.2.1 单相脉振磁动势 53

3.2.2 三相旋转磁动势 55

3.3 交流绕组感应电动势 57

3.3.1 主磁通和漏磁通 57

3.3.2 线圈感应电动势 58

3.3.3 一相绕组感应电动势 59

3.4 三相异步电动机 59

3.4.1 三相异步电动机的基本结构和铭牌数据 60

3.4.2 三相异步电动机的空载运行 65

3.4.3 三相异步电动机的负载运行 66

3.4.4 三相异步电动机的基本方程和等效电路 74

3.4.5 三相异步电动机的功率和转矩方程 77

3.4.6 鼠笼式转子的极数和相数 80

3.4.7 三相异步电动机的工作特性及参数测定 80

3.5 三相同步电动机 85

3.5.1 三相同步电动机的基本结构和铭牌数据 85

3.5.2 三相同步电动机的基本方程和相量图 87

3.5.3 三相同步电动机的功率和转矩方程 92

3.5.4 三相同步电动机的功角特性和矩角特性 93

3.5.5 三相同步电动机的励磁调节和V形曲线 96

3.6 应用实例 98

3.7 三相交流电动机的仿真 99

本章小结 100

思考与练习题 101

第4章 三相交流电动机的电力拖动 103

4.1 电力拖动系统基础 103

4.1.1 运动方程式 104

4.1.2 生产机械的负载转矩特性 105

4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件 106

4.2 三相异步电动机的电力拖动 107

4.2.1 异步电动机的机械特性 107

4.2.2 异步电动机的人为机械特性 110

4.2.3 三相异步电动机的起动 111

4.2.4 三相异步电动机的制动 117

4.2.5 三相异步电动机的调速 122

4.2.6 现代交流调速系统的组成 131

4.2.7 三相异步电动机的各种运行状态 132

4.3 三相同步电动机的拖动 132

4.3.1 同步电动机的起动 132

4.3.2 同步电动机的调速 133

4.4 应用实例 137

4.5 三相交流电动机电力拖动的仿真 143

本章小结 145

思考与练习题 146

第5章 直流电机原理 148

5.1 直流电机的工作原理 148

5.1.1 直流电动机的基本工作原理 149

5.1.2 直流发电机的基本工作原理 149

5.2 直流电机的结构和额定值 150

5.2.1 直流电机的结构 150

5.2.2 直流电机的电枢绕组 151

5.2.3 直流电机的励磁方式 154

5.2.4 直流电机的额定值 155

5.3 直流电机的磁场、电动势和转矩 156

5.3.1 直流电机的磁场 156

5.3.2 电枢绕组的感应电动势 156

5.3.3 直流电机的电磁转矩 157

5.4 直流电机的基本平衡方程式 159

5.5 直流电机的电枢反应和换向 161

5.5.1 直流电机的磁场 161

5.5.2 电枢反应 162

5.5.3 直流电机的换向 162

5.6 直流电动机的工作特性 163

5.7 直流发电机 164

5.7.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 164

5.7.2 他励直流发电机的运行特性 165

5.8 应用实例 166

5.9 直流电机性能仿真 167

本章小结 169

思考与练习题 169

第6章 直流电动机的电力拖动 171

6.1 他励直流电动机的机械特性 171

6.1.1 机械特性的一般表达式 171

6.1.2 固有机械特性 173

6.1.3 人为机械特性 173

6.2 他励直流电动机的起动 175

6.2.1 电枢回路串电阻起动 176

6.2.2 降压起动 177

6.3 他励直流电动机的调速 177

6.3.1 调速指标 178

6.3.2 他励直流电动机的调速方法 179

6.3.3 调速方式与负载类型的配合 182

6.4 他励直流电动机的制动 185

6.4.1 能耗制动 185

6.4.2 反接制动 187

6.4.3 回馈制动 190

6.5 应用实例 192

6.6 直流电动机拖动的仿真 193

本章小结 196

思考与练习题 196

第7章 其他电机 198

7.1 永磁电机 198

7.1.1 永磁电机的基本原理和分类 198

7.1.2 自起动永磁同步电动机基本原理 199

7.1.3 调速永磁同步电动机基本原理 201

7.1.4 无刷直流电动机的基本原理 202

7.2 步进电动机 204

7.2.1 步进电动机的基本结构 204

7.2.2 步进电动机的工作原理 205

7.3 直线电动机 207

7.3.1 直线电动机的基本结构 207

7.3.2 直线电动机的工作原理 209

7.4 应用实例 210

7.5 自起动永磁同步电动机仿真 211

本章小结 214

思考与练习题 214

第8章 电动机的选择 215

8.1 电动机选择的主要内容与原则 215

8.2 电动机的发热、冷却与工作制 216

8.2.1 电动机的发热与冷却 216

8.2.2 电动机的工作制 217

8.3 电动机容量的选择 219

8.3.1 连续工作制电动机容量的选择 219

8.3.2 短时工作制电动机容量的选择 223

8.3.3 断续周期工作制电动机容量的选择 224

8.4 应用实例 225

本章小结 226

思考与练习题 226

附录 227

附录1 交流电机绕组常用电气线路图 227

附录2 Y2系列三相异步电动机的技术数据 231

附录3 Y2系列三相异步电动机的安装尺寸及外形尺寸 235

附录4 常用钕铁硼磁钢技术数据 237

参考文献 238