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第1章 电力拖动系统动力学 1

1.1 电力拖动系统的运动方程式 1

1.2 负载转矩和飞轮矩的折算 2

1.2.1 旋转运动 3

1.2.2 平移运动 5

1.2.3 升降运动 6

1.3 电力拖动系统的负载特性 8

1.3.1 恒转矩负载特性 8

1.3.2 通风机、泵类负载特性 9

1.3.3 恒功率负载特性 9

1.4 电力拖动系统稳定运行条件 10

思考题 12

习题一 12

第2章 直流电机原理 14

2.1 直流电机的工作原理和基本结构 14

2.1.1 直流电机的基本工作原理 14

2.1.2 直流电机的基本结构 16

2.1.3 励磁方式 19

2.1.4 直流电机的额定数据 20

2.2 直流电机的电枢绕组 21

2.2.1 电枢绕组的元件 21

2.2.2 电枢绕组的节距 22

2.2.3 单叠绕组 23

2.2.4 单波绕组 27

2.2.5 各种绕组及应用范围 29

2.3 直流电机空载和负载时的磁场 30

2.3.1 直流电机的空载磁场 30

2.3.2 负载时直流电机的磁场 32

2.4 感应电动势和电磁转矩 35

2.4.1 电枢绕组的感应电动势 36

2.4.2 电磁转矩 37

2.5 直流发电机及其运行特性 38

2.5.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 38

2.5.2 功率关系 39

2.5.3 他励直流发电机的运行特性 41

2.5.4 并励直流发电机的自励与外特性 44

2.5.5 复励直流发电机及外特性 46

2.6 直流电动机及其运行特性 46

2.6.1 直流电机可逆原理 46

2.6.2 直流电动机稳态运行时的基本方程式 47

2.6.3 功率关系 48

2.6.4 直流电动机的机械特性 49

2.6.5 直流电动机的工作特性 51

2.7 直流电动机的固有机械特性和人为机械特性 53

2.7.1 固有机械特性 53

2.7.2 人为机械特性 55

2.7.3 根据铭牌数据估算机械特性 57

2.8 换向 58

2.8.1 换向元件中的电动势 59

2.8.2 换向元件中电流变化的规律 60

2.8.3 改善换向的方法 61

思考题 62

习题二 63

第3章 直流电动机的起动、调速和制动 65

3.1 直流电动机的起动 65

3.1.1 直接起动 65

3.1.2 电枢回路串电阻起动 65

3.1.3 降电压起动 66

3.2 直流电动机的调速 66

3.2.1 电枢串电阻调速 67

3.2.2 改变电枢电源电压调速 67

3.2.3 弱磁调速 69

3.2.4 调速的性能指标 71

3.3 直流电动机的制动 75

3.3.1 能耗制动 75

3.3.2 反接制动 77

3.3.3 倒拉反转制动运行 79

3.3.4 回馈制动 80

3.4 直流电动机的各种运行状态 84

3.4.1 电动运行状态 84

3.4.2 制动运行状态 84

3.5 电力拖动系统的过渡过程 85

3.5.1 电力拖动系统过渡过程的分析 85

3.5.2 他励直流电动机起动的过渡过程 89

3.5.3 他励直流电动机反接制动的过渡过程 90

3.5.4 缩短拖动系统过渡过程时间的措施 92

思考题 94

习题三 95

第4章 变压器 97

4.1 概述 97

4.1.1 变压器的结构 98

4.1.2 变压器的额定数据 100

4.2 变压器的空载运行 102

4.2.1 忽略绕组电阻及漏磁通时的电压与电动势的关系 103

4.2.2 励磁电流 104

4.2.3 原绕组的电阻和漏磁通的影响 105

4.2.4 空载运行相量图 106

4.2.5 空载运行时的等值电路 106

4.3 变压器的负载运行 109

4.3.1 负载运行时的磁通势关系及原、副边电流的关系 110

4.3.2 负载运行时副边电压与电流的关系 112

4.3.3 变压器的基本方程式 112

4.3.4 折合算法 113

4.3.5 等值电路 116

4.3.6 相量图 118

4.3.7 功率关系 119

4.4 标么值 122

4.5 变压器参数的测定 124

4.5.1 变压器的空载试验 124

4.5.2 变压器的短路试验 125

4.6 变压器的运行性能 128

4.6.1 变压器的电压变化率与外特性 128

4.6.2 变压器的效率 130

4.7 变压器的联结组标号 132

4.7.1 单相变压器绕组的标志方式 132

4.7.2 三相变压器绕组的联结 133

4.7.3 三相变压器的联结组标号 135

4.7.4 标准联结组标号 138

4.8 变压器的并联运行 139

4.8.1 并联运行的理想情况和条件 139

4.8.2 短路阻抗不相等时的并联运行 142

4.8.3 变比不等时的并联运行 143

4.8.4 联结组标号对并联运行的影响 143

4.9 自耦变压器与电压电流互感器 143

4.9.1 自耦变压器 143

4.9.2 电压互感器与电流互感器 146

思考题 147

习题四 148

第5章 交流电机的绕组、电动势和磁通势 151

5.1 概述 151

5.2 电枢绕组基波感应电动势 152

5.2.1 导体的感应电动势 152

5.2.2 整距线匝的感应电动势 155

5.2.3 整距线圈的感应电动势 156

5.2.4 短距线圈的感应电动势 157

5.2.5 整距分布线圈组的感应电动势 158

5.2.6 短距分布线圈组的感应电动势 159

5.3 三相单层绕组与双层绕组 160

5.3.1 三相单层集中整距绕组 160

5.3.2 三相单层分布绕组 161

5.3.3 三相双层短距分布绕组 164

5.4 电枢绕组的谐波电动势 167

5.5 单相绕组产生的磁通势 169

5.5.1 整距线圈产生的磁通势 170

5.5.2 整距分布线圈组产生的磁通势 176

5.5.3 短距线圈产生的磁通势 177

5.5.4 短距分布线圈组产生的磁通势 179

5.5.5 单相绕组产生的磁通势 180

5.6 三相绕组产生的磁通势 181

5.6.1 三相合成基波磁通势 182

5.6.2 三相合成谐波磁通势 185

5.7 两相绕组产生的磁通势 188

5.7.1 圆形旋转磁通势 188

5.7.2 椭圆旋转磁通势 190

思考题 192

习题五 193

第6章 三相异步电动机原理 195

6.1 概述 195

6.1.1 基本特点及用途 195

6.1.2 主要分类 195

6.1.3 三相异步电动机的主要结构 196

6.1.4 异步电动机的额定数据 198

6.1.5 异步电动机的主要系列 200

6.2 异步电动机的基本方程式和等值电路 201

6.2.1 转子不转时的异步电动机 202

6.2.2 转子旋转的异步电动机 215

6.2.3 鼠笼转子的极数、相数和参数的折合 219

6.2.4 简化等值电路 222

6.3 异步电动机的功率和转矩 223

6.3.1 三相异步电动机的功率 223

6.3.2 三相异步电动机的转矩 226

6.4 异步电动机的机械特性 227

6.4.1 机械特性的参数表达式 227

6.4.2 机械特性的实用公式 232

6.4.3 固有机械特性和人为机械特性 234

6.5 异步电动机的运行性能 239

6.5.1 异步电动机的性能 239

6.5.2 异步电动机的工作特性 240

6.6 异步电动机的参数测定 242

6.6.1 空载试验 242

6.6.2 堵转试验 243

思考题 245

习题六 247

第7章 三相异步电动机的起动、调速和制动 249

7.1 鼠笼式异步电动机的起动 249

7.1.1 在额定电压下直接起动 250

7.1.2 星-三角(Y-△)降压起动 251

7.1.3 自耦变压器降压起动 252

7.1.4 定子回路串接电抗器降压起动 254

7.1.5 延边三角形起动 256

7.1.6 高起动转矩的异步电动机 257

7.2 绕线式异步电动机的起动 259

7.2.1 转子回路串电阻起动 260

7.2.2 转子串接频敏变阻器起动 263

7.3 异步电动机的软起动 264

7.3.1 软起动器的主电路 265

7.3.2 软起动方式 265

7.4 异步电动机的调速 267

7.4.1 变频调速 268

7.4.2 变极调速 270

7.4.3 转子串电阻调速 275

7.4.4 串级调速 277

7.4.5 调压调速 280

7.4.6 电磁调速电动机 281

7.5 异步电动机的制动 283

7.5.1 回馈制动 283

7.5.2 反接制动 286

7.5.3 倒拉反转运行 289

7.5.4 能耗制动 290

7.5.5 软停车与软制动 292

7.6 异步电动机的各种运行状态 293

思考题 296

习题七 298

第8章 三相同步电动机 300

8.1 概述 300

8.2 同步电动机的稳态运行 302

8.2.1 同步电动机的旋转磁通势和感应电动势 302

8.2.2 功率关系和转矩关系 307

8.2.3 功角特性 308

8.2.4 同步电动机的功率因数调节 310

8.3 同步电动机的起动 312

8.3.1 辅助电动机起动法 312

8.3.2 异步起动法 313

8.3.3 变频起动法 313

8.4 同步电动机的变频调速 314

8.5 永磁同步电动机 314

8.5.1 永磁同步电动机的结构 315

8.5.2 永磁同步电动机的速度控制 316

思考题 316

习题八 316

第9章 电动机的选择 318

9.1 电动机类型、电压和转速的选择 318

9.1.1 电动机种类的选择 318

9.1.2 电动机形式的选择 320

9.1.3 电动机额定电压的选择 320

9.1.4 电动机额定转速的选择 321

9.2 电动机额定功率的选择 321

9.2.1 电动机绝缘材料等级和温升 322

9.2.2 电动机的发热与冷却过程 323

9.2.3 电动机的工作制 325

9.2.4 负载图 327

9.2.5 连续工作制下电动机额定功率的选择 327

9.2.6 短时工作制下电动机额定功率的选择 335

9.2.7 断续周期工作制下电动机额定功率的选择 337

9.2.8 电动机过载能力和起动能力的校验 340

思考题 341

习题九 342

附录 Y2系列三相异步电动机的技术数据 343

参考文献 347