电机原理与拖动基础PDF电子书下载

第1章 绪言 1

1.1 电机及电力拖动技术发展简介 1

1.2 电机的类别及其制造材料 4

1.3 本课程的专业地位与主要内容 4

第2章 直流电机 5

2.1 直流电机的基本原理和结构 5

2.1.1 直流电机的工作原理 5

2.1.2 直流电机的结构 7

2.1.3 直流电机的额定值及主要系列 9

2.2 直流电机的空载磁场 11

2.2.1 直流电机的磁化曲线 11

2.2.2 气隙磁通 12

2.3 直流电机的电枢绕组 13

2.3.1 技术术语 13

2.3.2 单叠绕组 15

2.3.3 单波绕组 17

2.4 直流电机的电枢反应 18

2.4.1 交轴电枢反应 18

2.4.2 直轴电枢反应 19

2.5 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 20

2.5.1 电枢电动势 20

2.5.2 电磁转矩 21

2.6 直流发电机 22

2.6.1 直流发电机的分类 22

2.6.2 直流发电机的基本方程 22

2.6.3 直流发电机的效率和损耗 23

2.6.4 直流发电机的特性 24

2.7 直流电动机 27

2.7.1 电机的可逆原理 27

2.7.2 直流电动机的基本方程 29

2.7.3 直流电动机的特性 30

2.8 直流电机的换向 31

2.8.1 电机的换向过程 31

2.8.2 直线换向、延迟换向与超越换向 32

2.8.3 改善换向的方法 33

思考题与习题 34

第3章 变压器 36

3.1 变压器的原理及其结构 36

3.1.1 变压器的工作原理 36

3.1.2 变压器的类型和结构 37

3.1.3 变压器的额定值 40

3.2 变压器的运行分析 41

3.2.1 变压器的空载运行 41

3.2.2 变压器的负载运行 46

3.2.3 变压器等值电路参数的试验测定 54

3.2.4 变压器的运行特性 58

3.3 三相变压器 60

3.3.1 三相变压器的磁路系统 60

3.3.2 单相变压器的连接组 61

3.3.3 三相变压器的连接组 62

3.3.4 三相变压器磁路系统和连接法对电势波形的影响 64

3.4 其它变压器 65

思考题与习题 69

第4章 交流电机基础 72

4.1 三相异步电动机的绕组及感应电动势 72

4.1.1 交流机的绕组 72

4.1.2 交流绕组的电势 75

4.1.3 交流绕组中的谐波电势 79

4.2 三相单层绕组分析 81

4.2.1 三相单层对称绕组 81

4.2.2 三相单层同心式绕组 83

4.3 绕组的磁势 84

4.3.1 整距元件的磁势 84

4.3.2 单相绕组的磁势 85

4.3.3 理想绕组产生的磁势 85

4.3.4 旋转磁势 87

4.3.5 脉振磁势的分解 89

4.3.6 三相交流绕组产生的磁势 89

思考题与习题 93

第5章 三相异步电动机原理 95

5.1 三相异步电动机的结构和原理 95

5.1.1 三相异步电动机的结构 95

5.1.2 三相异步电动机的工作原理 96

5.1.3 三相异步电动机的铭牌数据 97

5.2 三相异步电动机转子不转的电磁关系 97

5.2.1 转子绕组开路时的电磁关系 97

5.2.2 转子绕组短路并堵转时电磁关系 100

5.3 三相异步电动机转子旋转的电磁关系 104

5.3.1 转子回路电压方程 104

5.3.2 定子、转子磁动势关系 105

5.3.3 转子绕组的折算 105

5.3.4 异步电动机的等值电路及向量图 107

5.4 三相异步电动机的功率传递与转矩 110

5.4.1 异步电动机的功率传递与功率方程式 110

5.4.2 异步电动机的电磁转矩 111

5.4.3 异步电动机的电磁转矩平衡关系 112

5.5 三相异步电动机的工作特性 112

5.5.1 工作特性分析 113

5.5.2 工作特性的求取 114

5.6 三相异步电动机的参数测定 114

5.6.1 空载试验 114

5.6.2 堵转试验 115

思考题与习题 117

第6章 同步电动机 119

6.1 同步电机的结构及工作原理 119

6.1.1 同步电机的基本结构 119

6.1.2 同步电机的简单工作原理 120

6.2 同步电机的电磁特性 121

6.2.1 同步电动机的磁通势 121

6.2.2 凸极同步电动机的电动势及向量图 123

6.2.3 隐极同步电动机的电动势及向量图 125

6.3 同步电动机的功率、转矩和功角特性 126

6.3.1 功率传递与转矩平衡 126

6.3.2 功（矩）角特性 128

6.3.3 同步电动机静态稳定问题 129

6.4 同步电动机的功率因数的调节与U形特性曲线 131

6.4.1 同步电动机的功率因数调节 131

6.4.2 同步电动机的U形特性曲线 134

6.5 同步电动机的启动 134

思考题与习题 138

第7章 控制电机 139

7.1 单相异步电动机 139

7.1.1 单相异步电动机工作原理 139

7.1.2 单相异步电动机的启动 140

7.2 测速发电机 141

7.2.1 直流测速发电机 141

7.2.2 交流测速发电机 144

7.3 伺服电动机 146

7.3.1 直流伺服电动机 146

7.3.2 交流伺服电动机 148

7.4 步进电动机 150

7.4.1 步进电动机的基本结构 150

7.4.2 步进电动机的工作原理 151

7.5 旋转变压器 153

7.5.1 旋转变压器的结构 153

7.5.2 正弦、余弦旋转变压器的工作原理 155

7.5.3 正弦、余弦旋转变压器对交轴磁势的补偿 156

7.5.4 线性旋转变压器的工作原理 158

思考题与习题 158

第8章 电力拖动系统的动力学基础 159

8.1 单轴电力拖动系统运动方程式 159

8.1.1 电力拖动系统运动方程式 159

8.1.2 电力拖动系统的静负载转矩 161

8.1.3 电力拖动系统的飞轮惯量 162

8.2 多轴电力拖动系统运动方程式 163

8.2.1 多轴旋转系统折算成简单单轴旋转系统 163

8.2.2 平移运动系统与旋转运动系统的互相折算 165

8.3 电力拖动系统稳定运行的条件 168

思考题与习题 170

第9章 直流电动机的电力拖动 171

9.1 直流他励电动机的机械特性 171

9.1.1 直流电动机的机械特性的分类 171

9.1.2 机械特性方程式 171

9.1.3 固有机械特性和人为机械特性 173

9.2 直流他励电动机的启动 176

9.2.1 直接启动 176

9.2.2 降低电源电压启动 177

9.2.3 电枢回路串电阻启动 177

9.3 直流他励电动机的调速 181

9.3.1 调速的基本概念 181

9.3.2 降低电枢电压调速 183

9.3.3 减弱磁通调速 185

9.3.4 恒转矩调速与恒功率调速 186

9.4 直流他励电动机的制动 189

9.4.1 能耗制动 189

9.4.2 电压反接制动 192

9.4.3 电动势反接制动 193

9.4.4 再生发电制动 194

9.5 他励直流电动机的各种运行状态分析 197

9.6 他励直流电动机过渡过程的能量损耗 198

9.6.1 过渡过程能量损耗的一般情况 198

9.6.2 理想空载启动过程中的能量损耗 199

9.6.3 理想空载能耗制动过程的能量损耗 199

9.6.4 理想空载反接制动过程的能量损耗 200

9.6.5 理想空载反转过程中的能量损耗 200

9.6.6 减少过渡过程中能量损耗的方法 200

9.7 串励直流电动机的电力拖动 201

9.7.1 串励电动机的机械特性与启动 201

9.7.2 串励电动机的调速 203

9.7.3 串励电动机的制动 203

思考题及习题 204

第10章 三相异步电动机的电力拖动 207

10.1 三相异步电动机的机械特性 207

10.1.1 三相异步电动机机械特性的3种表达式 207

10.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 211

10.2 三相异步电动机的启动 214

10.2.1 异步电动机的固有启动特性 215

10.2.2 三相笼型异步电动机的启动 215

10.2.3 特种笼型异步电动机的启动 220

10.2.4 三相绕线转子异步电动启动 222

10.3 三相异步电动机的调速 226

10.3.1 三相异步电动机的变极对数调速 227

10.3.2 三相异步电动机的变转差率调速 230

10.3.3 三相异步电动机的变频调速 235

10.4 三相异步电动机的制动 238

10.4.1 三相异步电动机的反接制动 238

10.4.2 三相异步电动机的能耗制动 241

10.4.3 三相异步电动机的回馈制动 243

10.4.4 三相异步电动机的各种运行状态分析 245

10.5 异步电动机拖动系统的机械过渡过程 246

10.5.1 异步电动机理想空载启动时间的计算 246

10.5.2 异步电动机过渡过程的能量损耗 247

思考题与习题 249

第11章 电力拖动系统中电动机的选择 252

11.1 电动机容量选择概述 252

11.1.1 电动机的绝缘材料 252

11.1.2 电动机的过载能力 253

11.1.3 确定电动机额定功率的方法 253

11.2 电动机的发热和冷却规律 254

11.2.1 电动机发热过程 254

11.2.2 电动机冷却过程 255

11.3 按发热观点规定的电动机的工作制 256

11.3.1 连续工作制 256

11.3.2 短时工作制 256

11.3.3 断续周期工作制 257

11.4 连续工作制的电动机的额定功率选择 258

11.4.1 负载恒定或基本恒定时长期工作制的电机容量选择 258

11.4.2 变动负载下长期工作制的电机容量选择 259

11.5 短时工作制电动机额定功率的选择 261

11.5.1 直接选用短时工作制电动机 261

11.5.2 选用连续工作制电动机 262

11.5.3 选用断续周期工作制电动机 263

11.6 断续周期工作制电动机额定功率的选择 263

11.7 电动机电流种类、形式、额定电压与额定转速的选择 264

11.7.1 电动机电流种类的选择 264

11.7.2 电动机结构形式的选择 264

11.7.3 电动机额定电压的选择 265

11.7.4 电动机额定转速的选择 265

思考题与习题 266

参考文献 267