电机与MATLAB 第2版PDF电子书下载

第1章 基本概念 1

1.1 引言 1

1.2 配电系统 4

1.3 分散式储能和发电系统 5

1.4 普通电机概述 6

1.5 单相交流电路中的有功和无功 8

习题 12

第2章 三相电路 14

2.1 引言 14

2.2 三相系统 14

2.2.1 理想三相电源 16

2.2.2 对称（平衡）三相负载 20

2.3 不平衡三相负载 27

2.4 三相电路中平均功率的测量 30

2.5 功率因数校正 34

习题 36

第3章 磁路 45

3.1 引言 45

3.2 载流导体的磁场 46

3.3 安培磁路定律 47

3.4 磁路 50

3.5 含气隙的磁路 56

3.6 铁磁性概述 57

3.7 磁芯损耗 60

3.7.1 磁滞损耗 60

3.7.2 涡流损耗 61

3.8 求给定磁动势的磁通 68

3.8.1 试探法 69

3.8.2 图解法 69

3.8.3 磁化曲线法 70

3.9 永久磁铁 72

习题 73

第4章 变压器 79

4.1 引言 79

4.2 变压器结构 82

4.3 法拉第与楞次定律的简要回顾 83

4.4 理想变压器 85

4.4.1 变压器中的极性规定 88

4.4.2 变压器中的阻抗转移 89

4.4.3 理想变压器中输入功率和输出功率之间的关系 90

4.5 实际变压器 95

4.6 实际变压器的近似等效电路 98

4.7 等效电路的参数测定 102

4.7.1 开路测试 103

4.7.2 短路测试 104

4.8 变压器铭牌及额定参数 106

4.9 变压器的运行特性 109

4.9.1 变压器的电压调整率 110

4.9.2 变压器的效率 114

4.10 三相变压器 117

4.11 三相变压器的连接方式 119

4.12 自耦变压器 124

4.13 三绕组变压器 128

4.14 仪表互感器 129

4.15 浪涌电流 131

习题 132

第5章 机电能量转换原理 140

5.1 引言 140

5.2 基本概念 140

5.3 机电能量转换 147

5.3.1 场能量 148

5.3.2 磁力 152

5.3.3 能量和辅能 154

5.3.4 饱和系统中的磁力 154

5.4 旋转电机的研究 157

5.5 单边励磁的旋转系统 157

5.6 多边励磁的旋转系统 161

5.7 圆筒型电机 164

5.7.1 单相同步电机 166

5.7.2 单相感应电机 166

5.8 导体上产生的力 167

5.9 磁场中运动导体的感应电压 168

习题 170

第6章 （电磁）感应电机 172

6.1 引言 172

6.2 感应电机的结构 174

6.3 旋转磁场的概念 176

6.3.1 图像法 177

6.3.2 分析法 179

6.4 感应电动势 181

6.5 转差率的概念 181

6.6 转差率对转子感应电动势频率及大小的影响 183

6.7 感应电机的等效电路 186

6.7.1 定子电路模型 186

6.7.2 转子电路模型 187

6.7.3 完整等效电路 188

6.7.4 近似等效电路 189

6.8 工作计算 190

6.9 启动时的等效电路 195

6.10 使用戴维南等效电路确定功率及转矩 199

6.11 运行特征 201

6.12 通过鼠笼型转子设计来改善电机特征参数 206

6.13 感应电机的启动 208

6.13.1 直接启动 208

6.13.2 降压启动 209

6.13.3 通过连续电阻或阻抗限制电流 210

6.14 转速控制 214

6.15 确定等效电路参数的测试 215

6.15.1 空载试验 215

6.15.2 直流实验 216

6.15.3 堵转实验 216

习题 220

第7章 同步电机 226

7.1 引言 226

7.2 同步电机的结构 226

7.3 同步电机的磁场激励 228

7.4 同步转速 229

7.5 同步发电机的工作原理 230

7.6 等效电路 232

7.7 同步电动机的运行 237

7.8 功率与转矩特性 238

7.9 同步电机的硬度 241

7.10 激励改变的影响 242

7.10.1 连接至一个无限大的母线的同步发电机 242

7.10.2 单独运转的同步发电机 244

7.11 使用阻尼绕组克服机械摆动 246

7.12 同步电动机的启动 246

7.13 同步电动机作为同步电容器运行 246

7.14 同步电动机作为同步电抗器运行 247

7.15 确定等效电路参数的实验 248

7.15.1 开路实验 248

7.15.2 短路实验 249

7.15.3 直流实验 249

7.15.4 不饱和同步电抗 250

7.15.5 饱和的同步电抗 251

7.15.6 短路比 251

7.16 同步电机的性能曲线 252

7.17 同步发电机的并联工作 253

习题 254

第8章 直流电机 260

8.1 介绍 260

8.2 结构特点 261

8.3 电枢绕组概述 263

8.4 直流电机基础 264

8.5 电枢电压 265

8.6 励磁方式 267

8.7 电枢反应 269

8.8 换向整流 270

8.9 补偿绕组 272

8.10 磁化曲线 272

8.11 直流发电机 275

8.12 他励发电机 275

8.13 自励并励发电机 276

8.14 串励发电机 278

8.15 复励发电机 279

8.16 电压调整 280

8.17 输出功率 283

8.18 输出转矩 284

8.19 功率流和效率 285

8.20 直流电动机特性 288

8.20.1 调速 289

8.20.2 转速-电流特性 289

8.20.3 速度-转矩特性 290

8.20.4 转矩-电流特性 291

8.20.5 内部感应电势-电流特性 291

8.21 直流电动机控制 294

8.22 直流电动机启动 297

8.23 直流电动机制动 301

习题 303

第9章 单相和专用电动机 308

9.1 引言 308

9.2 单相感应电动机 308

9.2.1 等效电路 310

9.2.2 性能分析 311

9.3 单相感应电动机的启动 315

9.4 单相感应电动机的分类 316

9.4.1 分相电动机 316

9.4.2 电容启动电动机 317

9.4.3 电容运行电动机 318

9.4.4 电容式启动与运行电动机 319

9.4.5 屏蔽磁极（罩极）电动机 319

9.5 交直流两用电动机 321

9.6 单相同步电动机 323

9.6.1 磁阻电动机 324

9.6.2 磁滞电动机 325

9.6.3 步进电动机 325

9.7 次同步电动机 327

9.8 永磁直流电动机 328

习题 331

第10章 电机的暂态与动态 334

10.1 引言 334

10.2 直流电机 334

10.3 他励直流发电机 335

10.3.1 励磁回路暂态响应 336

10.3.2 电枢回路暂态响应 337

10.4 他励直流电动机 340

10.5 同步发电机的暂态过程 343

10.6 短路暂态过程 344

10.7 暂态稳定 348

10.8 转动方程 349

习题 352

第11章 可再生能源 354

11.1 引言 354

11.2 可再生能源 355

11.3 分散式储能和发电系统 356

11.4 集成可再生能源电力系统 356

11.5 分布式发电 356

11.6 可再生能源的普及率 357

11.7 主动配电网 357

11.8 微电网的概念 358

参考文献 360

第12章 风能与风能转换系统（WECS） 361

12.1 简介 361

12.2 风能转换系统的优点和缺点 362

12.2.1 风能转换系统的优点 363

12.2.2 风能转换系统的劣势 363

12.3 风力涡轮机的分类 363

12.4 风力涡轮机的视觉影响 367

12.5 风力发电机种类 368

12.6 风力涡轮机控制系统 370

12.6.1 恒速风力涡轮机 370

12.6.2 变速风力发电机 371

12.7 风力气象学 371

12.8 风能 374

12.9 风力的影响 377

12.10 风电塔高度对风能的影响 377

12.11 风速测量 379

12.12 风力发电机特性 380

12.13 效率和性能 381

12.14 风力涡轮机效率 383

12.14.1 发电机效率 383

12.14.2 齿轮箱 384

12.14.3 综合效率 384

12.15 效率的其他因素 385

12.16 并网 386

12.17 未来与风能相关的问题 387

12.18 美国风能输电系统的发展 388

12.19 能量储存 388

12.20 风力发电预测 390

习题 391

参考文献 392

第13章 太阳能系统 393

13.1 引言 393

13.2 晶体硅 394

13.3 光照对太阳能电池性能的影响 397

13.4 光功率密度对太阳能电池特性的影响 399

13.5 温度对太阳能电池特性的影响 401

13.6 太阳能电池效率 402

13.7 太阳能电池的互连 403

13.8 整体系统结构 405

13.9 薄膜太阳能电池 407

13.10 聚光太阳能电池 407

13.11 系统光伏平衡 408

13.12 转换技术类型 408

13.13 线性CPS系统 408

13.14 电力塔CPS系统 409

13.15 DISH/ENGINE CSP系统 409

13.16 光伏应用 409

13.16.1 交互式光伏系统 409

13.16.2 独立光伏系统 410

习题 410

参考文献 411

第14章 储能系统 412

14.1 简介 412

14.2 储存系统 412

14.3 储存装置 413

14.3.1 水利发电 413

14.3.2 空气压缩式储存 414

14.3.3 抽水蓄能 414

14.3.4 氢能源 415

14.3.5 大功率液流电池 415

14.3.6 大功率飞轮 415

14.3.7 大功率超级电容 416

14.3.8 超导磁体能量储存 416

14.3.9 热力或者冷冻储存 417

14.4 电池类型 417

14.4.1 蓄电池 418

14.4.2 钠硫电池 418

14.4.3 液流电池技术 419

14.4.4 锂离子电池 419

14.4.5 铅酸电池 420

14.4.6 镍镉电池 420

14.5 电池使用中的运行问题 421

14.6 燃料电池 421

14.6.1 燃料电池的类型 423

参考文献 425

第15章 智能电网 426

15.1 概述 426

15.2 建设智能电网的必要性 428

15.3 发展智能电网的原因 430

15.4 配电自动化 433

15.5 有源配电网络 433

15.6 配电网络中的电压／电抗控制（VVC） 434

15.6.1 传统方法实现配电网络的电压／电抗控制 434

15.6.2 配电网络中电压／无功控制的SCADA方法 435

15.6.3 集成电压／无功控制优化（Integrated Volt/Var Control Optimization，IVVC） 438

15.7 现有电网 439

15.8 管理控制和数据获取 439

15.9 先进SCADA概念 441

15.10 变电所控制器 442

15.11 集成子站自动化的远景产品研制 443

15.12 智能电网的升级 446

15.13 智能微电网 448

15.14 微电网的拓扑结构 449

15.15 智能电网的拓扑结构 450

15.16 智能电网的标准 450

15.17 智能电网应用中的挑战 451

参考文献 452

附录A 相量的简要回顾 453

A.1 引言 453

习题 457

附录B 标幺制 458

B.1 简介 458

B.2 单相系统 458

B.3 标幺值向物理值的转换 465

B.4 基值的变换 465

B.5 三相系统 466

习题 474

附录C 凸极同步电机 475

C.1 介绍 475

附录D 英制到国际单位制的单位转换 481

附录E 国际单位制到英制的单位转换 482

附录F 定子绕组 483

F.1 简介 483

习题 486

参考答案 486

参考文献 490