第1章 绪论 1
1.1 电机及电力拖动技术发展简介 1
1.2 电机的制造材料及其类别 3
1.3 本课程的主要内容及学习方法 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 直流电机的主要结构 7
2.1.3 直流电机的额定值及主要系列 10
2.2 直流电机的电枢绕组 12
2.2.1 名词术语介绍 12
2.2.2 单叠绕组 13
2.2.3 单波绕组 16
2.3 直流电机的空载磁场 17
2.3.1 直流电机的磁通和磁化曲线 17
2.3.2 空载磁场气隙磁感应密度波形 18
2.4 直流电机负载时磁场和电枢反应 19
2.4.1 交轴电枢反应 19
2.4.2 直轴电枢反应 20
2.5 直流电机的感应电动势和电磁转矩 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 直流电机的励磁方式 22
2.6.2 直流发电机的基本方程 23
2.6.3 直流发电机的效率和损耗 24
2.6.4 直流发电机的运行特性 25
2.7 直流电动机 30
2.7.1 直流电动机的基本方程 30
2.7.2 直流电动机的特性 31
2.8 直流电机的换向 35
2.8.1 电机的换向 35
2.8.2 直线换向与延迟换向 36
2.8.3 改善换向的基本方法 37
2.8.4 环火和补偿绕组 38
思考题与习题 38
第3章 电力拖动系统的动力学基础 41
3.1 单轴电力拖动系统运动方程式 41
3.1.1 电力拖动系统运动方程式 41
3.1.2 电力拖动系统的静负载转矩 43
3.1.3 电力拖动系统的飞轮惯量 44
3.2 多轴电力拖动系统运动方程式 45
3.2.1 多轴旋转系统折算成简单单轴旋转系统 45
3.2.2 平移运动系统与旋转运动系统的互相折算 47
3.3 电力拖动系统稳定运行的条件 51
思考题与习题 52
第4章 直流电动机的电力拖动 55
4.1 直流他励电动机的机械特性 55
4.1.1 直流电动机的机械特性的分类 55
4.1.2 机械特性方程式 55
4.1.3 固有机械特性和人为机械特性 57
4.2 直流他励电动机的启动 60
4.2.1 直接启动 60
4.2.2 降低电源电压启动 61
4.2.3 电枢回路串电阻启动 62
4.3 直流他励电动机的调速 66
4.3.1 调速的基本概念 66
4.3.2 降低电枢电压调速 68
4.3.3 减弱磁通调速 70
4.3.4 恒转矩调速与恒功率调速 71
4.4 直流他励电动机的制动 74
4.4.1 能耗制动 75
4.4.2 电压反接制动 78
4.4.3 电动势反接制动 79
4.4.4 再生发电制动 81
4.5 他励直流电动机的各种运行状态分析 84
4.6 他励直流电动机过渡过程的能量损耗 85
4.6.1 过渡过程能量损耗的一般情况 86
4.6.2 理想空载启动过程中的能量损耗 87
4.6.3 理想空载能耗制动过程的能量损耗 87
4.6.4 理想空载反接制动过程的能量损耗 87
4.6.5 理想空载反转过程中的能量损耗 88
4.6.6 减少过渡过程中能量损耗的方法 88
4.7 串励直流电动机的电力拖动 89
4.7.1 串励电动机的机械特性与启动 89
4.7.2 串励电动机的调速 91
4.7.3 串励电动机的制动 91
思考题与习题 92
第5章 变压器 96
5.1 变压器的原理及其结构 96
5.1.1 变压器的工作原理 96
5.1.2 变压器的类型和结构 97
5.1.3 变压器的额定值 100
5.2 变压器的运行分析 101
5.2.1 变压器的空载运行 101
5.2.2 变压器的负载运行 107
5.2.3 变压器等效电路参数的实验测定 114
5.2.4 变压器的运行特性 118
5.3 三相变压器 120
5.3.1 三相变压器的磁路系统 120
5.3.2 单相变压器的连接组 121
5.3.3 三相变压器的连接组 122
5.3.4 三相变压器磁路系统和连接法对电势波形的影响 125
5.3.5 三相变压器的并联运行 126
5.4 其他变压器 128
思考题与习题 132
第6章 交流电机基础 135
6.1 三相异步电动机的绕组及感应电动势 135
6.1.1 交流机的绕组 135
6.1.2 交流绕组的电势 138
6.1.3 交流绕组中的谐波电势 142
6.2 三相单层绕组分析 145
6.2.1 三相单层对称绕组 145
6.2.2 三相单层同心式绕组 147
6.3 绕组的磁势 148
6.3.1 整距元件的磁势 148
6.3.2 单相绕组的磁势 148
6.3.3 理想绕组产生的磁势 149
6.3.4 旋转磁势 151
6.3.5 脉振磁势的分解 152
6.3.6 三相交流绕组产生的磁势 153
思考题与习题 156
第7章 三相异步电动机原理 158
7.1 三相异步电动机的结构和原理 158
7.1.1 三相异步电动机的结构 158
7.1.2 三相异步电动机的工作原理 159
7.1.3 三相异步电动机的铭牌数据 160
7.2 三相异步电动机转子不转的电磁关系 160
7.2.1 转子绕组开路时的电磁关系 160
7.2.2 转子绕组短路并堵转时电磁关系 163
7.3 三相异步电动机转子旋转的电磁关系 167
7.3.1 转子回路电压方程 167
7.3.2 定子、转子磁动势关系 167
7.3.3 转子绕组的折算 168
7.3.4 异步电动机的等效电路及相量图 170
7.4 三相异步电动机的功率传递与转矩 173
7.4.1 异步电动机的功率传递与功率方程式 173
7.4.2 异步电动机的电磁转矩 174
7.4.3 异步电动机的转矩平衡关系 175
7.5 三相异步电动机的工作特性 176
7.5.1 工作特性分析 176
7.5.2 工作特性的求取 177
7.6 三相异步电动机的参数测定 177
7.6.1 空载实验 177
7.6.2 堵转实验 179
思考题与习题 180
第8章 同步电机 184
8.1 同步电机的结构及工作原理 184
8.1.1 同步电机的基本结构 184
8.1.2 同步电机的简单工作原理 185
8.2 同步电动机的电磁特性 186
8.2.1 同步电动机的磁通势 186
8.2.2 凸极式同步电动机的电动势及相量图 188
8.2.3 隐极式同步电动机的电动势及相量图 190
8.3 同步电动机的功率、转矩和功角特性 191
8.3.1 功率传递与转矩平衡 191
8.3.2 功（矩）角特性 193
8.3.3 同步电动机静态稳定问题 194
8.4 同步电动机的功率因数的调节与U形特性曲线 196
8.4.1 同步电动机的功率因数调节 196
8.4.2 同步电动机的U形特性曲线 198
8.5 同步电动机的启动 199
思考题与习题 202
第9章 控制电机 204
9.1 单相异步电动机 204
9.1.1 单相异步电动机工作原理 204
9.1.2 单相异步电动机的启动 205
9.2 测速发电机 206
9.2.1 直流测速发电机 206
9.2.2 交流测速发电机 208
9.3 伺服电动机 211
9.3.1 直流伺服电动机 211
9.3.2 交流伺服电动机 212
9.4 步进电机 215
9.4.1 步进电机的基本结构 215
9.4.2 步进电机的工作原理 216
9.5 旋转变压器 218
9.5.1 旋转变压器的结构 218
9.5.2 正弦、余弦旋转变压器的工作原理 219
9.5.3 正弦、余弦旋转变压器对交轴磁势的补偿 221
9.5.4 线性旋转变压器的工作原理 223
9.6 永磁式直流力矩电动机 223
9.6.1 获得大转矩 223
9.6.2 获得低转速 224
9.7 直线异步电动机 224
思考题与习题 225
第10章 三相异步电动机的电力拖动10.1 三相异步电动机的机械特性 226
10.1.1 三相异步电动机机械特性的3种表达式 226
10.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 230
10.2 三相异步电动机的启动 234
10.2.1 异步电动机的固有启动特性 234
10.2.2 三相笼型异步电动机的启动 234
10.2.3 特种笼型异步电动机的启动 241
10.2.4 三相绕线转子异步电动机的启动 243
10.3 三相异步电动机的调速 247
10.3.1 三相异步电动机的变极对数调速 247
10.3.2 三相异步电动机的变转差率调速 250
10.3.3 三相异步电动机的变频调速 256
10.4 三相异步电动机的制动 259
10.4.1 三相异步电动机的反接制动 260
10.4.2 三相异步电动机的能耗制动 263
10.4.3 三相异步电动机的回馈制动 264
10.4.4 三相异步电动机的各种运行状态分析 267
10.5 异步电动机拖动系统的机械过渡过程 268
10.5.1 异步电动机理想空载启动时间的计算 268
10.5.2 异步电动机过渡过程的能量损耗 269
思考题与习题 272
第11章 电力拖动系统中电动机的选择11.1 电动机容量选择概述 275
11.1.1 电动机的绝缘材料 275
11.1.2 电动机的过载能力 276
11.1.3 确定电动机额定功率的方法 276
11.2 电动机的发热和冷却规律 277
11.2.1 电动机发热过程 277
11.2.2 电动机冷却过程 278
11.3 按发热观点规定的电动机的工作制 279
11.3.1 连续工作制 279
11.3.2 短时工作制 279
11.3.3 断续周期工作制 280
11.4 连续工作制的电动机的额定功率选择 281
11.4.1 负载恒定或基本恒定时长期工作制电机容量选择 281
11.4.2 变动负载下长期工作制的电机容量选择 282
11.5 短时工作制电动机额定功率的选择 285
11.5.1 直接选用短时工作制电动机 285
11.5.2 选用连续工作制电动机 286
11.5.3 选用断续周期工作制电动机 287
11.6 断续周期工作制电动机额定功率的选择 287
11.7 电动机电流种类、结构形式、额定电压与额定转速的选择 288
11.7.1 电动机电流种类的选择 288
11.7.2 电动机结构形式的选择 289
11.7.3 电动机额定电压的选择 289
11.7.4 电动机额定转速的选择 290
思考题与习题 290
参考文献 292