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第1章 磁路 1

1.1 磁路的基本定律 1

1.1.1 磁场的几个常用物理量 1

1.1.2 磁路的概念 1

1.1.3 磁路的基本定律 2

1.2 常用的铁磁材料及其特性 5

1.2.1 铁磁物质的磁化 5

1.2.2 磁化曲线和磁滞回线 5

1.2.3 铁芯损耗 8

1.3 直流磁路的计算 9

1.4 交流磁路的特点 11

习题 11

第2章 直流电机 13

2.1 直流电机的工作原理 13

2.1.1 直流电动机的工作原理 13

2.1.2 直流发电机的工作原理 14

2.2 直流电机的主要结构及用途 15

2.2.1 直流电机的基本结构 15

2.2.2 直流电机的额定数据 17

2.2.3 直流电机的用途与分类 18

2.3 直流电机的电枢绕组 19

2.3.1 直流电枢绕组的基本概念 20

2.3.2 单叠绕组 21

2.3.3 单波绕组 23

2.4 直流电机的励磁方式与磁场 25

2.4.1 直流电机的励磁方式 25

2.4.2 直流电机空载时的磁场 26

2.4.3 直流电机负载时的磁场 27

2.4.4 直流电机的电枢反应 29

2.5 直流电机的感应电动势、电磁转矩与电磁功率 30

2.5.1 直流电机的感应电动势 30

2.5.2 直流电机的电磁转矩 31

2.5.3 直流电机的电磁功率 31

2.6 直流电机的基本方程式和功率流程图 32

2.6.1 直流电机的功率流程图 32

2.6.2 直流电机的基本方程式 33

2.7 直流电动机的工作特性 34

2.7.1 他励直流电动机的工作特性 35

2.7.2 串励和复励直流电动机的工作特性 36

2.8 直流发电机的运行原理 37

2.8.1 直流发电机的基本方程式 37

2.8.2 直流发电机的运行特性 38

2.9 直流电机的换向 40

2.9.1 换向过程的物理现象 40

2.9.2 改善换向的方法 43

2.9.3 环火及其防止 43

习题 44

第3章 直流电机的电力拖动 47

3.1 电力拖动系统的动力学方程式 47

3.1.1 单轴电力拖动系统的动力学方程式 47

3.1.2 多轴电力拖动系统的等效 48

3.2 各类生产机械的负载转矩特性 50

3.2.1 恒转矩负载特性 50

3.2.2 恒功率负载特性 51

3.2.3 通风机、泵类负载特性 51

3.3 电力拖动系统的稳定运行条件 51

3.3.1 稳态运行点与稳定运行的概念 51

3.3.2 电力拖动系统的稳定运行条件 52

3.4 他励直流电动机的机械特性 53

3.4.1 他励直流电动机的固有机械特性 53

3.4.2 他励直流电动机的人为机械特性 53

3.5 他励直流电动机的启动和反转 54

3.5.1 电枢回路串电阻启动 55

3.5.2 降低电枢电压启动 57

3.5.3 他励直流电动机的反转 57

3.6 他励直流电动机的调速 58

3.6.1 他励直流电动机常用的调速方法 58

3.6.2 评价调速方法的主要指标 60

3.7 他励直流电动机的制动 62

3.7.1 能耗制动 62

3.7.2 反接制动 64

3.7.3 回馈制动 65

3.8 直流电机的四象限运行 66

习题 67

第4章 变压器 69

4.1 变压器的结构、分类与额定值 69

4.1.1 变压器的结构 69

4.1.2 变压器的分类 70

4.1.3 变压器的额定值 71

4.2 变压器的空载运行 72

4.2.1 变压器各电磁量的参考方向 72

4.2.2 变压器空载运行时的电磁关系 72

4.2.3 变压器的空载电流 73

4.2.4 感应电动势和电压平衡方程式、相量图 73

4.2.5 变压器的等效电路图 75

4.3 变压器的负载运行 75

4.3.1 变压器负载运行时的电磁关系 75

4.3.2 变压器负载运行的磁动势平衡方程式 76

4.3.3 变压器负载运行时的电压方程 76

4.4 变压器的等效电路与相量图 77

4.4.1 变压器绕组的折算 77

4.4.2 变压器负载运行时的等效电路 78

4.4.3 变压器负载运行时的相量图 79

4.4.4 标幺值 79

4.5 变压器的参数测定 80

4.5.1 空载试验 80

4.5.2 短路试验 81

4.6 变压器稳态运行特性的计算 82

4.6.1 变压器的外特性与电压变化率 82

4.6.2 变压器的功率关系与效率特性 83

4.7 三相变压器的联结组 84

4.7.1 三相变压器的类型及磁路系统 84

4.7.2 三相变压器的联结方式与联结组 86

4.8 变压器的并联运行 87

4.8.1 变压器的理想并联运行条件 88

4.8.2 变比对变压器并联运行的影响 88

4.8.3 短路阻抗对并联运行的影响 89

4.9 特殊变压器 89

4.9.1 自耦变压器 89

4.9.2 互感器 90

习题 91

第5章 异步电机 93

5.1 三相异步电动机的基本理论 93

5.1.1 三相异步电动机的工作原理 93

5.1.2 三相异步电动机的3种运行状态 96

5.2 三相异步电机的结构及额定值 96

5.2.1 三相异步电机的结构 96

5.2.2 三相异步电机的额定值 98

5.3 三相交流电机的电枢绕组 99

5.3.1 交流绕组的构成原则和分类 99

5.3.2 三相单层绕组 101

5.3.3 三相双层绕组 102

5.4 三相交流绕组感应电动势 105

5.4.1 导体感应电动势 105

5.4.2 线圈的电动势 106

5.4.3 分布绕组电动势 107

5.4.4 一相绕组的感应电动势 108

5.4.5 相绕组的高次谐波感应电动势 108

5.5 三相交流绕组的磁动势 110

5.5.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势 111

5.5.2 三相绕组所产生的基波合成磁势 117

5.5.3 三相合成磁势中的高次谐波磁势 119

5.5.4 三相定子绕组建立的磁场 120

5.5.5 交流电机的时一空矢量图 121

5.6 三相异步电动机转子静止时的运行分析 122

5.6.1 三相异步电动机转子堵转时的基波磁动势 123

5.6.2 三相异步电动机转子堵转时的基本方程式 125

5.7 三相异步电动机转子转动时的运行分析 126

5.7.1 三相异步电动机转子转动时的物理情况 127

5.7.2 转子绕组频率折算 128

5.7.3 转子侧各物理量的折算 129

5.7.4 三相异步电机的等效电路和相量图 130

5.7.5 笼型转子的绕组数据 132

5.8 三相异步电动机的功率流程图与转矩平衡方程式 132

5.8.1 功率平衡方程式 132

5.8.2 转矩平衡方程式 134

5.8.3 三相异步电动机的电磁转矩表达式 134

5.9 三相异步电动机的工作特性和参数测定 137

5.9.1 工作特性 137

5.9.2 空载试验 138

5.9.3 堵转（或短路）试验 139

5.10 应用实例 140

5.10.1 电动机绕组展开图的画法 140

习题 141

第6章 三相异步电动机的电力拖动 144

6.1 三相异步电动机的机械特性 144

6.1.1 机械特性的3种表达式 144

6.1.2 三相异步电动机的固有机械特性 146

6.1.3 三相异步电动机的人为机械特性 147

6.2 三相异步电动机的启动 149

6.2.1 三相异步电动机的固有启动特性 149

6.2.2 三相笼型异步电动机的启动方法 149

6.2.3 三相绕线式异步电动机的启动方法 153

6.3 三相异步电动机的调速 155

6.3.1 变极调速 156

6.3.2 变频调速 158

6.3.3 改变转差率的调速 160

6.3.4 转子串电阻调速 162

6.3.5 串级调速 162

6.3.6 异步电动机调速中的矢量控制和直接转矩控制 164

6.4 三相异步电动机的制动 167

6.4.1 回馈制动 167

6.4.2 反接制动 169

6.4.3 能耗制动 170

6.4.4 软停车与软启动 172

6.5 三相异步电动机的4象限运行状态分析 172

习题 172

第7章 三相同步电机 176

7.1 三相同步电机的基本运行原理、结构与额定值 176

7.1.1 同步电机的基本运行原理 176

7.1.2 同步电机的基本结构 176

7.1.3 同步电机的额定值 177

7.2 三相同步发电机的电枢反应 178

7.2.1 三相同步电机空载运行 178

7.2.2 三相同步电机负载后的电枢反应 178

7.3 三相同步发电机的稳态分析 181

7.3.1 隐极式同步电机的基本方程式、等值电路和相量图 181

7.3.2 凸极同步电机的基本方程式、等值电路和相量图 183

7.4 三相同步发电机的功率和转矩 185

7.4.1 功率平衡方程 185

7.4.2 电磁功率与功角特性 185

7.5 同步发电机有功功率调节和静态稳定、无功功率调节和V形曲线 186

7.5.1 有功功率调节和静态稳定 186

7.5.2 无功功率调节和V形曲线 187

7.6 三相同步电动机分析 189

7.6.1 同步电动机的功率和转矩 189

7.6.2 同步电动机的运行特性 189

7.6.3 同步电动机的启动 190

7.6.4 永磁同步电动机调速系统 190

习题 191

第8章 驱动与控制用微特电机 193

8.1 单相异步电动机 193

8.1.1 单相异步电机的工作原理 193

8.1.2 单相异步电机的启动 194

8.1.3 单相异步电动机的类型 195

8.2 伺服电动机 196

8.2.1 直流伺服电动机 196

8.2.2 交流伺服电动机 197

8.3 测速发电机 199

8.3.1 直流测速发电机 199

8.3.2 交流测速发电机 200

8.4 步进电动机 201

8.4.1 永磁式步进电动机 201

8.4.2 反应式步进电动机 203

8.5 永磁无刷直流电动机 203

8.5.1 基本结构和工作原理 203

8.5.2 永磁无刷直流电动机的运行特性 207

8.6 其他驱动和控制电机 208

8.6.1 开关磁阻电动机 208

8.6.2 自整角电动机 209

8.6.3 旋转变压器 212

习题 214

第9章 电力拖动系统中的电动机选择 215

9.1 电动机选择的基本原则 215

9.1.1 类型的选择 215

9.1.2 额定功率和电压等级的选择 216

9.1.3 额定转速的选择 216

9.1.4 结构形式的选择 217

9.2 电机的发热与冷却 217

9.2.1 电机的发热过程与温升 217

9.2.2 电机的冷却过程 218

9.3 电动机的工作制 219

9.3.1 连续工作制 219

9.3.2 短时工作制 219

9.3.3 断续周期性工作制 220

9.4 电动机额定功率的选择 220

9.4.1 电动机的允许输出功率 220

9.4.2 连续运行电动机额定功率的选择 221

9.4.3 短时运行电动机额定功率的选择 222

9.4.4 断续周期运行电动机额定功率的选择 223

参考文献 224