创新型人才培养“十三五”规划教材 电机与拖动PDF电子书下载

绪论 1

0.1 电机拖动在自动化中的作用 1

0.2 本课程的性质、内容和特点 2

0.3 电机原理所遵循的基本电磁规律 2

0.3.1 电机工作原理中的基本知识 2

0.3.2 磁路中的基本定律 5

0.4 电机中铁磁材料的特性 6

第1章 直流电机 10

1.1 直流电机的基本工作原理与结构 10

1.1.1 直流电机的基本工作原理 10

1.1.2 直流电机的主要结构部件 13

1.1.3 直流电机的主要额定值及系列 15

1.2 电枢绕组 16

1.2.1 电枢绕组构成的原则 17

1.2.2 单叠绕组与单波绕组的特点 19

1.3 直流电机的磁场 23

1.3.1 直流电机的励磁方式 23

1.3.2 直流电机空载时磁场 24

1.3.3 直流电机负载时气隙磁场 25

1.4 直流电机的换向 29

1.4.1 换向中的电磁现象 30

1.4.2 改善换向的方法 34

1.4.3 环火与直流电机的过载能力 35

1.5 直流电机运行时的基本关系式 36

1.5.1 电枢电势及电磁转矩 36

1.5.2 电势平衡方程式 39

1.5.3 功率平衡方程式 41

1.5.4 转矩平衡方程式 44

1.6 直流电机的可逆原理 46

1.6.1 直流发电机转变成电动机的过程 46

1.6.2 直流电动机转变成发电机的过程 47

小结 48

思考题 49

习题 50

第2章 直流电动机拖动基础 53

2.1 他励直流电动机的机械特性 53

2.1.1 他励直流电动机的机械特性方程式 53

2.1.2 他励直流电动机的自然机械特性 55

2.1.3 他励直流电动机的人工机械特性 55

2.1.4 机械特性曲线的绘制 58

2.2 典型的负载转矩特性 62

2.2.1 恒转矩负载特性 62

2.2.2 恒功率负载特性 63

2.2.3 通风机型负载特性 64

2.3 电力拖动系统的运行分析 64

2.3.1 拖动系统的基本运动方程式 65

2.3.2 拖动系统运动过程的分析 67

2.3.3 拖动系统稳定运行条件 70

2.4 他励直流电动机的起动 72

2.4.1 起动方法 72

2.4.2 起动过渡过程 74

2.4.3 电机常数TM的含义 81

2.4.4 缩短电力拖动系统过渡过程时间的途径 82

2.5 他励直流电动机的制动运行状态 83

2.5.1 回馈制动 84

2.5.2 能耗制动 88

2.5.3 电压反接制动 94

2.5.4 倒拖制动 103

2.6 他励直流电动机的转速调节 111

2.6.1 电枢串电阻调速 113

2.6.2 降低电源电压调速 113

2.6.3 弱磁调速 117

2.6.4 评价调速性能的主要指标 121

小结 130

思考题 133

习题 136

第3章 变压器 141

3.1 变压器的基本工作原理与结构 141

3.1.1 变压器的基本工作原理 141

3.1.2 变压器的额定值 143

3.1.3 变压器的主要结构部件 144

3.2 变压器空载运行 146

3.2.1 变压器空载时的物理情况 146

3.2.2 变压器中各电磁量正方向的规定 147

3.2.3 主磁通φ与e1、e2、u1之间的大小与相位关系 148

3.2.4 变压器的空载电流 150

3.2.5 变压器空载时的电势方程、等值电路与相量图 152

3.3 变压器负载运行 155

3.3.1 变压器负载运行的物理情况 156

3.3.2 变压器负载时的基本方程式 157

3.3.3 绕组的折算与等值电路 158

3.3.4 变压器负载运行时的相量图 164

3.4 变压器的运行特性 166

3.4.1 变压器的外特性 166

3.4.2 变压器的效率特性 168

3.5 三相变压器 171

3.5.1 三相变压器的磁路系统 171

3.5.2 三相变压器绕组的连接形式 172

3.5.3 三相变压器的联接组 173

3.5.4 三相绕组的连接形式和磁路系统对电势波形的影响 180

3.6 特殊用途的变压器 182

3.6.1 自耦变压器 182

3.6.2 交流互感器 185

小结 188

思考题 190

习题 192

第4章 三相异步电动机 196

4.1 三相异步电动机的工作原理与结构 196

4.1.1 三相异步电动机的基本工作原理 196

4.1.2 旋转磁场的建立 197

4.1.3 三相异步电动机转子的转向与转速 201

4.1.4 三相异步电动机的主要结构部件 201

4.1.5 三相异步电动机的铭牌数据 204

4.2 三相异步电动机的磁势与绕组 205

4.2.1 单相定子绕组的磁势 206

4.2.2 三相定子绕组的磁势 211

4.2.3 几种常用的单层分布绕组 214

4.2.4 转子绕组与磁势 217

4.3 三相异步电动机运行时的电磁关系 219

4.3.1 转子不转时的电磁关系 219

4.3.2 转子旋转时的电磁关系 222

4.3.3 异步电动机运行时的基本方程式 224

4.4 三相异步电动机的等值电路与相量图 225

4.4.1 等值电路 225

4.4.2 相量图 228

4.5 三相异步电动机的功率与转矩 229

4.5.1 异步电动机的功率平衡关系 229

4.5.2 异步电动机的转矩平衡关系 231

4.6 三相异步电动机的工作特性 233

4.6.1 转速特性n=f（P2） 233

4.6.2 定子电流特性I1=f（P2） 233

4.6.3 电磁转矩特性Te=f（P2） 234

4.6.4 功率因数特性cos？1=f（P2） 234

4.6.5 效率特性η=f（P2） 234

小结 235

思考题 236

习题 237

第5章 三相异步电动机拖动基础 240

5.1 三相异步电动机的电磁转矩表达式与机械特性 240

5.1.1 电磁转矩的三种表达式及其描述的机械特性 240

5.1.2 异步电动机的自然机械特性 248

5.1.3 异步电动机的人工机械特性 249

5.2 三相异步电动机的起动 251

5.2.1 异步电动机的固有起动性能 252

5.2.2 直接起动 254

5.2.3 降压起动 254

5.2.4 绕线转子异步电动机转子串变阻器起动 264

5.2.5 异步电动机起动时间的计算 269

5.3 三相异步电动机制动运行状态 272

5.3.1 回馈制动 272

5.3.2 能耗制动 275

5.3.3 倒拖控制 280

5.3.4 定子两相反接制动 281

5.3.5 异步电动机负载运行实例及起、制动与调速电阻的计算 283

5.4 三相异步电动机的转速调节 291

5.4.1 改变极对数调速 291

5.4.2 改变电源频率调速 296

5.4.3 绕线转子串电阻调速 298

5.4.4 串级调速 300

5.4.5 降定子电压调速 307

5.4.6 电磁转差离合器调速 312

小结 317

思考题 319

习题 321

第6章 几种其他典型电机 324

6.1 单相异步电动机 324

6.1.1 单相绕组电机的工作特点 324

6.1.2 两相绕组电机的磁势 326

6.1.3 单相异步电动机的起动方法 328

6.2 同步电动机 331

6.2.1 同步电动机的基本结构及工作原理 331

6.2.2 同步电动机的电势方程及相量图 332

6.2.3 同步电动机运行特性 334

6.2.4 同步电动机的起动 340

6.3 无换向器电动机 344

6.3.1 基本结构与工作原理 344

6.3.2 无换向器电动机的调速性能 346

小结 349

思考题 350

第7章 控制电机 352

7.1 伺服电动机 352

7.1.1 直流伺服电动机 352

7.1.2 交流伺服电动机 354

7.2 测速发电机 359

7.2.1 直流测速发电机 359

7.2.2 交流测速发电机 360

7.2.3 感应子测速发电机 363

7.3 自整角机 364

7.3.1 自整角机的基本结构 365

7.3.2 力矩式自整角机的工作原理 365

7.3.3 控制式自整角机的工作原理 368

7.4 步进电动机 369

7.4.1 基本结构与工作原理 370

7.4.2 通电方式与转速 370

7.4.3 步进电动机的运行性能 373

小结 376

思考题 377

附录 379

附录A 并励直流发电机的自励过程与条件 379

附录B 串励与复励直流电动机的机械特性 382

附录C 多轴系统的转矩与飞轮矩、力与质量的折算 384

附录D 晶闸管变流供电对直流电动机的影响 388

附录E 变压器等值电路中的参数测定 391

附录F 交流电机的分布与短距绕组系数 393

附录G 三相异步电动机的参数测定与工程计算 397

附录H 改善起动性能的特殊笼形转子异步电动机 404

附录I 电动机容量的选择 407

附录J 逆变器供电异步电动机的选配 417

附录K 异步电动机的矢量变换控制理论 421

附录L 直接转矩控制基本理论 434

附录M 部分习题答案 439

参考文献 443