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第1章 绪论 1

1.1 电机及电力拖动的历史与发展现状 1

1.2 电机及电力拖动系统分类 2

1.3 本课程涉及的基本电磁学理论 2

1.3.1 电磁感应的基本概念 2

1.3.2 磁通 3

1.3.3 磁场强度 3

1.3.4 磁路的基本定律 3

1.3.5 电磁力定律 5

1.3.6 电磁感应定律 6

1.3.7 铁磁材料的特性及其相关损耗 6

思考题与习题 8

第2章 直流电机基本理论 9

2.1 直流电机的基本原理与结构 9

2.1.1 电机的分类 9

2.1.2 直流发电机的工作原理 9

2.1.3 直流电动机的工作原理 11

2.1.4 电机的可逆性 12

2.1.5 直流电机的结构 12

2.2 直流电机的电枢绕组简介 15

2.2.1 电枢绕组的基本知识 15

2.2.2 单叠绕组展开图 17

2.2.3 单波绕组 19

2.3 直流电机的电枢反应 20

2.3.1 直流电机的励磁方式 21

2.3.2 直流电机空载运行时的气隙磁场 22

2.3.3 直流电机负载磁场 23

2.3.4 直流电机的电枢反应 25

2.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 27

2.4.1 直流电机的电枢电动势 27

2.4.2 直流电机的电磁转矩 27

2.5 直流电机的换向 28

2.5.1 换向概述 28

2.5.2 产生火花的电磁原因 29

2.5.3 改善换向的方法 30

2.6 直流电动机 31

2.6.1 直流电动机的基本方程 31

2.6.2 直流电动机的工作特性 32

2.7 永磁直流电动机 34

2.7.1 工作原理和磁极结构 34

2.7.2 永磁直流电动机基本方程 38

2.7.3 稳态运行特性 39

2.7.4 永磁直流电动机运行特性的温度敏感性 40

本章小结 40

思考题与习题 41

第3章 直流电动机的电力拖动基础 42

3.1 电力拖动系统的运动方程和负载转矩特性 42

3.1.1 电力拖动系统的运动方程 42

3.1.2 负载转矩特性 43

3.2 他励直流电动机的机械特性 45

3.2.1 机械特性的表达式 45

3.2.2 固有机械特性和人为机械特性 46

3.2.3 机械特性的求取 48

3.2.4 电力拖动系统稳定运行条件 49

3.3 他励直流电动机的启动 50

3.3.1 电枢回路串电阻启动 51

3.3.2 降压启动 53

3.4 他励直流电动机的调速 53

3.4.1 评价调速的指标 54

3.4.2 调速方法 55

3.4.3 调速方式与负载类型的配合 59

3.5 他励直流电动机的制动 60

3.5.1 能耗制动 60

3.5.2 反接制动 62

3.5.3 回馈制动 64

3.5.4 直流电动机的反转 65

3.6 串励及复励直流电动机的电力拖动 65

3.6.1 串励直流电动机的机械特性 65

3.6.2 串励直流电动机的启动、调速与制动 67

3.6.3 复励直流电动机的特点 69

本章小结 70

思考题与习题 71

第4章 变压器 73

4.1 变压器的基本工作原理、用途与结构 73

4.1.1 变压器的基本工作原理及用途 73

4.1.2 变压器的分类与结构 74

4.1.3 变压器的铭牌与额定值 77

4.2 单相变压器的空载运行 78

4.2.1 空载运行的物理状况 78

4.2.2 变压器空载运行时各量之间的关系 79

4.3 单相变压器的负载运行 82

4.3.1 变压器负载运行时的电磁关系 82

4.3.2 基本方程 83

4.3.3 变压器的折算 84

4.4 变压器的运行特性 87

4.4.1 变压器的外特性和电压变化率 87

4.4.2 变压器的效率 88

4.5 三相变压器 90

4.5.1 三相变压器的磁路系统 90

4.5.2 三相变压器的电路系统——连接组别 91

4.5.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响 94

4.6 变压器的并联运行 97

4.6.1 并联运行的理想条件 97

4.6.2 并联条件不满足时的运行分析 98

4.7 其他用途的变压器 99

4.7.1 自耦变压器 99

4.7.2 仪用互感器 101

4.7.3 电焊变压器 103

本章小结 104

思考题与习题 106

第5章 三相异步电动机的结构及基本理论 108

5.1 三相异步电动机的基本原理与结构 108

5.1.1 三相异步电动机的基本结构 108

5.1.2 三相异步电动机的基本工作原理 110

5.1.3 异步电动机的铭牌和主要系列 112

5.2 交流电机的绕组 115

5.2.1 交流绕组的基本知识 115

5.2.2 三相单层绕组 116

5.2.3 三相双层绕组 119

5.3 交流电机绕组的感应电动势 121

5.3.1 线圈的感应电动势及短距系数 121

5.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数 122

5.3.3 一相绕组中的基波感应电动势 123

5.4 交流电机绕组的磁动势 125

5.4.1 单相绕组的基波磁动势 125

5.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势 129

5.5 三相异步电动机的空载运行 131

5.5.1 空载运行时的电磁关系 132

5.5.2 空载运行时的电压平衡方程 133

5.6 三相异步电动机的负载运行 134

5.6.1 负载运行时的电磁关系 134

5.6.2 转子绕组各电磁量 134

5.6.3 磁动势平衡方程 137

5.6.4 电动势平衡方程 137

5.7 三相异步电动机的等效电路 138

5.7.1 折算 138

5.7.2 等效电路 140

5.8 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性 141

5.8.1 功率平衡和转矩平衡 141

5.8.2 三相异步电动机的工作特性 143

本章小结 144

思考题与习题 145

第6章 三相异步电动机的电力拖动 147

6.1 三相异步电动机的机械特性 147

6.1.1 三相异步电动机机械特性表达式 147

6.1.2 三相异步电动机人为机械特性 150

6.2 三相异步电动机的启动 151

6.2.1 直接启动 152

6.2.2 降压启动 152

6.2.3 绕线型异步电动机启动 154

6.2.4 深槽式及双笼型异步电动机 155

6.3 三相异步电动机的制动 157

6.3.1 能耗制动 157

6.3.2 反接制动 158

6.3.3 回馈制动 159

6.4 三相异步电动机的调速 160

6.4.1 变极调速 161

6.4.2 变频调速 163

6.4.3 变转差率调速 165

6.5 单相异步电动机 167

6.5.1 单相异步电动机的工作原理 167

6.5.2 常用单相异步电动机的类型 169

本章小结 170

思考题与习题 171

第7章 同步电机 173

7.1 概述 173

7.1.1 同步电机的基本结构形式 173

7.1.2 同步电机的励磁方式 177

7.1.3 同步电机的冷却方式 178

7.1.4 同步电机的额定值 178

7.2 同步电机的运行原理 179

7.2.1 同步发电机的空载运行 179

7.2.2 同步电机的电枢反应 181

7.2.3 隐极同步发电机的负载运行 184

7.2.4 凸极同步发电机的负载运行 188

7.3 同步发电机的运行特性 191

7.3.1 同步发电机的运行特性 191

7.3.2 特性曲线在参数计算中的应用 195

7.3.3 同步发电机稳态参数测定 199

7.4 同步发电机的并联运行 200

7.4.1 投入并联的条件和方法 200

7.4.2 功率和转矩平衡方程 203

7.4.3 功角特性 204

7.4.4 有功功率调节与静态稳定 206

7.4.5 无功功率调节和V形曲线 208

本章小结 210

思考题与习题 210

附录A 电机结构实训指导书 212

A.1 实训的常用工具 212

A.1.1 手工工具 212

A.1.2 电机修理的常用量具 214

A.2 实训常用仪表和仪器 216

A.2.1 DT-92型数字万用表 216

A.2.2 兆欧表 217

A.2.3 钳形表 219

A.2.4 转速表 220

A.3 电机修理的常用材料 220

A.3.1 绝缘材料 220

A.3.2 导电材料 221

A.4 电动机的拆装 222

A.4.1 电动机拆卸前的准备工作 222

A.4.2 三相异步电动机的拆卸步骤 222

A.4.3 三相异步电动机的装配 223

A.5 线圈的绕制 224

A.6 电动机的嵌线 225

A.6.1 手工嵌线 225

A.6.2 接线 225

A.6.3 绕组浸漆、烘干工艺 226

A.6.4 检查试验 226

参考文献 228