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绪论 1

0.1 电机与电力拖动的定义 1

0.2 电机与电力拖动的分类 2

0.3 电机与电力拖动的应用 3

0.4　电机与电力拖动的发展 3

0.5　课程的性质、任务及学习方法 4

第1章　直流电机 5

1.1　直流电机概述 5

1.1.1　基本工作原理 5

1.1.2　基本结构 7

1.1.3　额定值和主要系列 9

1.2　直流电机的电枢绕组 10

1.2.1 电枢绕组的基本知识 10

1.2.2　单叠绕组 12

1.2.3　单波绕组 14

1.3　直流电机的电枢反应 16

1.3.1 直流电机的励磁方式 16

1.3.2　直流电机的空载磁场 17

1.3.3　直流电机的电枢反应 19

1.4　感应电动势和电磁转矩 21

1.4.1 电枢绕组的感应电动势 21

1.4.2　电枢绕组的电磁转矩 22

1.5　直流电动机 23

1.5.1　直流电动机的基本方程式 23

1.5.2　他励（并励）直流电动机的工作特性 24

1.5.3 串励直流电动机的工作特性 25

1.6　直流发电机 26

1.6.1　直流发电机的基本方程式 26

1.6.2　他励直流发电机的运行特性 28

1.6.3　并励直流发电机的自励 29

1.6.4　并励直流发电机的运行特性 30

1.7　直流电机的换向 30

1.7.1　换向的基本概念 30

1.7.2　换向的种类与电磁性火花 31

1.7.3　产生火花的其他原因 33

1.7.4　改善换向的方法 34

1.7.5　环火与补偿绕组 35

1.8　实训——直流电机的拆装 35

1.8.1　直流电机的拆装方法 35

1.8.2　实训要求 36

1.8.3　直流电动机常见故障与处理方法 36

习题 37

第2章　直流电动机的电力拖动 39

2.1 电力拖动系统的基本概念 39

2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 39

2.1.2　生产机械的负载转矩特性 40

2.2　他励直流电动机的机械特性 41

2.2.1　机械特性方程式 42

2.2.2　固有机械特性与人为机械特性 42

2.2.3　机械特性的绘制 44

2.2.4 电力拖动系统稳定运行的条件 45

2.3　他励直流电动机的起动 46

2.3.1　对电动机起动的要求 46

2.3.2　电枢回路串电阻起动 46

2.3.3　降压起动 49

2.4　他励直流电动机的调速 49

2.4.1　调速指标 49

2.4.2　调速方法 51

2.4.3　调速方式与负载类型的配合 52

2.5　他励直流电动机的制动 53

2.5.1 能耗制动 54

2.5.2 反接制动 55

2.5.3 回馈制动 57

2.6　串励及复励直流电动机的电力拖动 57

2.6.1 串励电动机的机械特性 57

2.6.2 串励电动机的电力拖动 59

2.6.3 复励直流电动机 60

2.7 实训 60

2.7.1　直流电动机的起动和反转 60

2.7.2　直流电动机的调速 62

习题 62

第3章　变压器 65

3.1　变压器概述 65

3.1.1　变压器的应用及分类 65

3.1.2　变压器的工作原理 66

3.1.3　变压器的基本结构 66

3.1.4　变压器的铭牌 69

3.2　单相变压器的运行原理 70

3.2.1　变压器的空载运行 70

3.2.2　负载运行 74

3.2.3　标幺值 80

3.3　变压器的参数测定 81

3.3.1　变压器的空载实验 81

3.3.2　变压器的短路实验 82

3.4　变压器的运行特性 84

3.4.1　外特性 84

3.4.2　效率特性 84

3.5　三相变压器 86

3.5.1　三相变压器的磁路系统 86

3.5.2　变压器的连接方式和连接组别 88

3.6　变压器的并联运行 92

3.6.1　并联运行的定义 92

3.6.2　并联运行的理想情况和条件 92

3.6.3　不能满足并联条件时的运行情况 93

3.7　特殊变压器 94

3.7.1 自耦变压器 94

3.7.2　仪用互感器 96

3.8　实训——小型变压器的拆装与维护 99

3.8.1 实训目的 99

3.8.2　实训器材 99

3.8.3　实训内容与步骤 99

3.8.4　实训记录表 103

3.8.5　技能测试 103

3.8.6　实训报告 104

习题 105

第4章　交流电机的绕组 107

4.1 交流绕组的基本知识 107

4.1.1　基本概念 107

4.1.2　基本术语 107

4.2　三相单层绕组 109

4.2.1 链式绕组 109

4.2.2　同芯式绕组 111

4.2.3　交叉式绕组 113

4.3 三相双层绕组 114

4.3.1 双层绕组简介 114

4.3.2　三相双层叠绕组 114

4.4　交流绕组的感应电动势 117

4.4.1　整距集中绕组的感应电动势 118

4.4.2　整距分布绕组的电动势 119

4.4.3　短距集中绕组的电动势 121

4.4.4　感应电动势的一般公式 122

4.4.5　感应电动势中的高次谐波 122

4.5　交流绕组的磁势 123

4.5.1　交流电机的磁路 123

4.5.2　单相脉振磁势 124

4.5.3 圆形旋转磁势 126

4.6　实训 127

4.6.1　定子绕组接地故障的检修 127

4.6.2　定子绕组短路故障的检修 130

4.6.3 定子绕组断路故障的检修 134

习题 137

第5章　三相异步电动机 139

5.1　三相异步电动机概述 139

5.1.1　基本工作原理 139

5.1.2　旋转磁场 139

5.1.3　基本结构 142

5.1.4　分类和铭牌数据 144

5.2　三相异步电动机的运行分析 145

5.2.1 空载运行 145

5.2.2　负载运行 147

5.3　三相异步电动机的等效电路 149

5.3.1 负载运行时的电磁关系 149

5.3.2　频率折算 150

5.3.3　绕组折算 151

5.3.4　等效电路和相量图 152

5.4　三相异步电动机的功率转换 153

5.4.1　功率转换过程和方程式 154

5.4.2　转矩关系 155

5.5　三相异步电动机的运行特性 157

5.5.1　三相异步电动机的机械特性 157

5.5.2　三相异步电动机的工作特性 166

5.6　空载试验和短路试验 167

5.6.1 空载试验 168

5.6.2　短路试验 169

5.7　实训 170

5.7.1　三相异步电动机的拆装 170

5.7.2　三相异步电动机的参数测定 171

习题 172

第6章　三相异步电动机的电力拖动 174

6.1　三相异步电动机的起动 174

6.1.1 直接起动 174

6.1.2　降压起动 174

6.2　三相异步电动机的调速 179

6.2.1　调速方法概述 179

6.2.2 降压调速 180

6.2.3　转予回路串电阻调速 182

6.2.4 电磁转差离合器调速 182

6.2.5　变极调速 184

6.2.6　串级调速 186

6.2.7　变频调速 189

6.3　三相异步电动机的制动和反转 191

6.3.1　能耗制动 191

6.3.2　反接制动 194

6.3.3 回馈制动 197

6.3.4　三相异步电动机的运行状态 197

6.3.5　三相异步电动机的反转 200

6.4　实训 200

6.4.1　三相异步电动机的起动 200

6.4.2　三相异步电动机的调速 202

习题 203

第7章　其他异步电机 204

7.1　单相异步电动机 204

7.1.1　分相式单相异步电动机 204

7.1.2　罩极式单相异步电动机 207

7.2　移相器 208

7.2.1　移相器简介 208

7.2.2　移相器的工作原理 208

7.3　感应调压器 209

7.3.1　感应调压器简介 209

7.3.2　感应调压器的工作原理 210

习题 211

第8章　同步电机 212

8.1 同步电机的结构及原理 212

8.1.1 同步电机的基本结构 212

8.1.2　同步电机的工作原理 214

8.1.3 同步电机的励磁方式 215

8.1.4　同步电机的铭牌参数 216

8.2 同步电动机的运行分析 216

8.2.1 电路分析 216

8.2.2　同步电动机的功角特性和矩角特性 218

8.2.3 同步电动机的功率因数调节 220

8.3　同步电动机的起动 222

8.3.1　起动中存在的问题 222

8.3.2　起动方法 222

8.4　同步调相机 224

8.4.1　结构与工作原理 224

8.4.2　主要用途 224

习题 225

第9章　控制电机 226

9.1　伺服电动机 226

9.1.1　交流伺服电动机 226

9.1.2　直流伺服电动机 227

9.2 自整角机 228

9.2.1 自整角机概述 228

9.2.2　力矩式自整角机 229

9.2.3　控制式自整角机 231

9.3　旋转变压器 232

9.3.1　旋转变压器的结构 232

9.3.2　旋转变压器的工作原理 233

9.3.3　旋转变压器的应用 234

9.4　步进电动机 235

9.4.1　步进电动机概述 235

9.4.2　步进电动机的工作原理 235

9.5　开关磁阻电动机 237

9.5.1 开关磁阻电动机概述 237

9.5.2　SRD系统的组成及原理 237

9.5.3　SRD系统的特点 238

9.6　其他控制电机 240

9.6.1　测速发电机 240

9.6.2　交直流两用电动机 242

9.6.3　直线电动机 242

习题 244

第10章　电动机的选择 245

10.1 电动机的发热和冷却 245

10.1.1　电动机的发热过程 245

10.1.2　电动机的冷却过程 246

10.2　电动机的工作制及容量选择 247

10.2.1 电动机的工作制 247

10.2.2　电动机容量的选择 248

10.3 电动机容量选择的计算法 248

10.3.1　连续工作制情况 249

10.3.2　短时工作制情况 250

10.3.3　周期断续工作制情况 250

10.4　电动机其他参数的选择 251

10.4.1　电动机种类的选择 251

10.4.2　电动机电压的选择 252

10.4.3 电动机转速的选择 252

10.4.4　电动机结构形式的选择 253

习题 253

参考文献 254