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第一篇 直流电机 6

第1章 直流电机的工作原理和结构 6

1.1 直流电机的工作原理 6

1.1.1 直流发电机的工作原理 6

1.1.2 直流电动机的工作原理 8

1.2 直流电机的结构 9

1.2.1 定子 9

1.2.2 转子 11

1.3 电枢绕组 12

1.4 直流电机的额定值 14

本章小结 15

习题与思考题 15

第2章 直流电机的基本理论 16

2.1 直流电机的励磁方式 16

2.2 空载时直流电机的磁场 17

2.3 负载时直流电机的磁场 17

2.4 电枢绕组中的感应电势 20

2.5.2 直流电动机的电势平衡方程 21

2.5.1 直流发电机的电势平衡方程 21

2.5 直流电机的电势平衡方程 21

2.6 电磁转矩 22

2.7 直流电机中的损耗和功率平衡方程 23

2.7.1 直流电机中的损耗 23

2.7.2 直流发电机的功率平衡方程 23

2.7.3 直流电动机的功率平衡方程 24

本章小结 25

习题与思考题 26

3.1.1 开路特性 27

3.1.2 外特性 27

第3章 直流发电机 27

3.1 他励直流发电机的运行特性 27

3.2 并励直流发电机运行特性 28

3.2.1 并励直流发电机的建压条件 28

3.2.2 开路特性 29

3.2.3 外特性 29

3.3 复励直流发电机的运行特性 29

3.3.2 外特性 30

本章小结 30

3.3.1 开路特性 30

习题与思考题 31

第4章 直流电动机 32

4.1 直流电动机的起动 32

4.1.1 电枢回路串电阻起动 32

4.1.2 他励直流电动机降低电枢回路电压起动 32

4.2 他励直流电动机的工作特性 33

4.2.1 转速特性 33

4.2.2 转矩特性 33

4.3.2 固有机械特性 34

4.3.3 人为机械特性 34

4.2.3 效率特性 34

4.3.1 机械特性方程式 34

4.3 他励直流电动机的机械特性 34

4.4 串励直流电动机的机械特性 36

4.5 复励直流电动机的机械特性 36

4.6 负载的机械特性 37

4.6.1 恒转矩负载 37

4.6.2 泵类负载 37

4.7 电动机稳定运行的条件 38

4.6.3 恒功率负载 38

4.8 他励直流电动机的调速方法 40

4.8.1 改变电枢电压调节转速 40

4.8.2 调节励磁回路电阻，改变励磁电流If调节转速 41

4.8.3 电枢回路串入调节电阻调节转速 41

4.8.4 改变电动机转向的方法 42

4.9 直流电动机的制动 43

4.9.1 能耗制动 43

4.9.2 反接制动 44

4.9.3 回馈制动 46

4.10 直流电机的换向 47

本章小结 48

习题与思考题 49

第二篇 变压器 52

第5章 变压器的结构、原理及额定值 52

5.1 变压器的用途和工作原理 52

5.2 变压器的结构及类型 53

5.2.1 绕组 53

5.2.2 铁心 54

5.2.3 油箱和冷却装置 57

5.3 变压器的额定值 58

5.2.4 总体结构 58

本章小结 59

习题与思考题 59

第6章 变压器的运行分析 61

6.1 变压器的空载运行 61

6.1.1 变压器空载运行时的物理分析 61

6.1.2 磁通和电势、电压的相互关系 62

6.1.3 变压器的变比k和电压比K 63

6.1.4 变压器空载运行时的等效电路和相量图 64

6.2.1 为压器负载时的磁势平衡方程式 65

6.2 变压器的负载运行 65

6.2.2 负载运行时的电势平衡方程式 66

6.3 变压器的等效电路和相量图 67

6.3.1 变压器的折算法 67

6.3.2 变压器负载运行时的等效电路 68

6.3.3 变压器负载运行的相量图 70

6.4 变压器的参数测量和标幺值 71

6.4.1 变压器的空载试验 71

6.4.2 稳态短路试验 72

6.4.3 标幺值 73

6.5.1 电压调整率 74

6.5 变压器运行时副边电压的变化和调压装置 74

6.5.2 变压器的调压装置 76

6.6 变压器的损耗和效率 76

6.6.1 变压器的损耗 76

6.6.2 效率 77

本章小结 82

习题与思考题 83

7.1.1 三相结式变压器 85

7.1.2 三相芯式变压器 85

7.1 三相组式和芯式变压器 85

第7章 三相变压器 85

7.2 三相变压器的联结组 86

7.2.1 原、副绕组感应电势之间的相位关系(即单相变压器的联结组) 86

7.2.2 三相变压器联结组 87

7.2.3 三相变压器的标准联结组 90

7.3 三相变压器的励磁电流和电势波形 91

7.3.1 单相变压器励磁电流的波形 91

7.3.2 三相变压器不同联结组中的电势波形 92

7.4 变压器的并联运行 93

7.5.1 对称分量法的原理 97

7.5 三相变压器的不对称运行 97

7.5.2 Y，Yn联结变压器的单相短路 99

本章小结 101

习题与思考题 101

8.1.1 结构和用途 103

8.1.2 三绕组变压器的特性 103

8.1 三绕组变压器 103

第8章 三绕组变压器、自耦变压器和互感器 103

8.2 自耦变压器 104

8.2.1 定义 104

8.2.2 变比ka 105

8.2.3 磁势平衡 105

8.2.4 容量关系 105

8.2.5 传导容量和电磁容量 106

8.3 互感器 106

8.3.1 电流互感器 107

8.3.2 电压互感器 107

习题与思考题 108

本章小结 108

第9章 变压器的暂态运行 109

9.1 变压器空载合闸 109

9.2 变压器暂态短路 111

9.2.1 副绕组突然短路时的短路电流 111

9.2.2 暂态短路时的机械力 112

9.3 过电压现象 113

本章小结 114

习题与思考题 114

10.1 异步电机的结构及额定值 116

10.1.1 定子 116

第10章 异步电机的结构及绕组 116

第三篇 异步电机 116

10.1.2 气隙 117

10.1.3 转子 118

10.1.4 异步电动机的型号及额定值 119

10.2 交流电机定子绕组 119

10.2.1 与绕组有关的几个基本概念 119

10.2.2 三相单层绕组 120

10.2.3 三相双层叠绕组 125

本章小结 126

习题与思考题 127

第11章 交流电机定子绕组的电势与磁势 128

11.1 交流电机定子绕组感应电势 128

11.1.1 导体中的感应电势 128

11.1.2 线圈中的电势 130

11.1.3 单层绕组的电势 132

11.1.4 双层绕组的电势 134

11.2 交流电机定子单相绕组中的磁势 135

11.2.1 整距集中绕组的磁势 135

11.2.2 矩形波磁势的谐波分析法 136

11.2.3 整距分布绕组的磁势及分布系数 138

11.2.4 双层短距绕组的磁势及短距系数 139

11.3 三相绕组基波旋转磁势 140

11.3.1 三相绕组中的相磁势 141

11.3.2 用数学方法求合成磁势 141

11.3.3 关于三相基波合成磁势的结论 142

1.4 异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗 144

11.4.1 主磁通 144

11.4.2 漏磁通及漏电抗 144

11.4.3 影响漏电抗大小的因素 144

本章小结 145

习题及思考题 146

第12章 异步电机的分析方法 148

12.1 异步电动机的工作原理 148

12.1.1 异步电动机是如何转动起来的 148

12.1.2 异步电动机的电势平衡方程式 149

12.1.3 异步电动机的磁势平衡规律 151

12.2 异步电动机的等效电路及其简化 153

12.2.1 把转子旋转的异步电动机折算为转子静止的异步电动机 153

12.2.2 异步电动机转子绕组的量折算到定子绕组 154

12.3 异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系 156

12.2.3 异步电动机相量图 156

12.2.4 等效电路的简化 156

12.3.1 功率平衡方程式及效率 157

12.3.2 转矩平衡方程式 158

12.4 异步电动机的电磁转矩和机械特性 161

12.4.1 电磁转矩 161

12.4.2 机械特性 162

12.4.3 异步电动机的最大转矩和过载能力 162

12.4.4 异步电动机的起动转矩 163

12.4.5 转矩的实用公式 165

12.5 异步电动机工作特性的分析 166

本章小结 168

习题与思考题 169

第13章 三相异步电动机的起动及速度调节 171

13.1 对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则 171

13.1.1 对异步电动机起动的要求 171

13.1.2 决定异步电动机起动方法原则 171

13.3.1 定子绕组串电阻或电抗降压起动 172

13.3 鼠笼式异步电动机降压起动 172

13.2 鼠笼式异步电动机直接起动 172

13.3.2 星-三角(Y/Δ)起动 173

13.3.3 应用自耦变压器(起动补偿器)起动 174

13.4 绕线式异步电动机的起动 174

13.4.1 转子串电阻分级起动(三级起动) 175

13.4.2 转子串联频敏变阻器起动 176

13.5 异步电动机的调速方法 177

13.6 异步电动机变极调速 177

13.6.1 如何实现异步电动机定子绕组极对数的改变-单绕组变极电机 177

13.6.3 单绕组变极电动机的转动方向问题 178

13.6.2 双绕组变极电机--大速比双速电机 178

13.6.4 不同的改接方法时，电动机功率及转矩的变化 179

13.6.5 变极电机切换时注意事项 180

13.7 异步电动机变频调速 181

13.7.1 从基频向下变频调速 181

13.7.2 从基频向上变频调速 184

13.8 绕线式转子异步电动机调速 186

13.8.1 在转子回路中串电阻调速 186

13.8.2 在转子回路接入附加电势调速--串级调速 187

习题与思考题 189

本章小结 189

第14章 单相异步电动机 192

14.1 单相异步电动机原理、性能及分类 192

14.1.1 一相定子绕组通电时的机械特性 192

14.1.2 两相绕组通电时的机械特性 193

14.1.3 各种类型的单相异步电动机 194

14.2 单相异步电动机定子绕组 198

14.2.1 单层同心式绕组 198

14.2.2 双层绕组 198

14.2.3 正弦绕组 198

习题与思考题 200

本章小结 200

第四篇 同步电机 202

第15章 同步电机原理和结构 202

15.1 同步发电机原理简述 202

15.1.1 结构模型 202

15.1.2 工作原理 202

15.1.3 同步电机的运行方式 203

15.2 同步发电机的型式与结构 203

15.2.1 两种基本型式 203

15.2.2 同步电机的结构特点 204

15.2.3 同步电机励磁方式简介 205

15.3 同步电机额定值和型号 206

15.3.1 额定值 206

15.3.2 国产同步电机型号 207

本章小结 207

习题与思考题 207

第16章 同步发电机对称运行分析 208

16.1 空载运行分析 208

16.1.1 空载气隙磁场 208

16.1.2 空载特性 209

16.2 负载运行和电枢反应分析 210

16.2.1 负载后的磁势分析 210

16.2.2 电枢反应 210

16.2.3 电枢反应电抗和同步电抗 212

16.3 同步发电机的电势方程式及相量图 213

16.4 同步发电机的负载特性和电抗测定 215

16.4.1 短路特性 215

16.4.2 利用短路特性和空载特性求取同步电抗 215

16.4.3 零功率因数负载特性 215

16.4.4 利用零功率因数特性和空载特性求取同步电抗和漏抗 216

16.4.5 外特性和电压调整率 217

本章小结 217

习题与思考题 219

第17章 同步发电机并网运行 220

17.1 并联条件及其方法 220

17.2 功角特性及有功功率调节 222

17.2.1 功率平衡与功角概念 224

17.2.2 功角特性 224

17.2.3 有功功率的调节 225

17.3 并网运行时无功功率的调节 227

本章小结 228

习题与思考题 230

第18章 同步电动机 232

18.1 同步电动机工作原理 232

18.2 同步电动机电势方程式和相量图 233

18.3 同步电动机的优缺点 233

18.4 同步电动机的功角特性 234

18.5 同步电动机的异步起动 235

18.6 磁阻同步电动机 236

18.7 开关磁阻电动机 237

本章小结 238

习题与思考题 238

第19章 同步发电机不对称运行和暂态过程 240

19.1 不对称运行的分析方法 240

19.2 发电机稳态不对称短路分析 242

19.2.1 单相线对中点短路 242

19.2.2 两相线对线短路 243

19.3.1 分析的基本方法--超导回路磁链不变原则 244

19.3.2 三相突然短路的物理过程 244

19.3 三相突然短路的分析 244

19.3.3 瞬态短路时的电抗 246

19.4 突然短路电流 246

19.5 同步电机的振荡 247

19.6 不对称运行和突然短路的影响 249

19.6.1 不对称运行的影响 249

19.6.2 突然短路的影响 249

本章小结 250

习题与思考题 250

20.1.1 电机内部散热 251

第20章 电机的发热和冷却过程 251

20.1 电机的发热与冷却过程 251

20.1.2 电机的发热过程 252

20.1.3 电机的冷却过程 253

20.2 电机用绝缘材料和电机的定额 253

20.2.1 电机中常用绝缘材料及其容许的温度限值 253

20.2.2 电机的定额 254

20.3 电机的冷却方式简述 255

本章小结 256

参考文献 257