第1章 电机学基础知识 1
1.1电机的基本功能与主要类型 1
1.2电机的基本原理 2
1.2.1磁场的基本概念 2
1.2.2磁路及其基本定律 4
1.2.3电磁感应定律 7
1.2.4线圈的电路方程 8
1.2.5电磁力定律与电磁转矩 9
1.2.6电机的可逆性原理 10
1.3电机的制造材料 10
1.3.1概述 10
1.3.2铁磁材料的重要特性 12
1.3.3永磁材料的特性 14
1.3.4电机中常用的永磁材料 17
思考题与习题 19
第2章 直流电机 20
2.1直流电机的工作原理 20
2.1.1直流电动机的工作原理 20
2.1.2直流发电机的工作原理 21
2.2直流电机的基本结构和额定值 22
2.2.1直流电机的基本结构 22
2.2.2直流电机的电枢绕组 23
2.2.3直流电机的额定值 25
2.2.4直流电机按励磁方式分类 26
2.3直流电机的磁场和电枢反应 27
2.3.1直流电机的空载磁场 27
2.3.2电枢磁动势 28
2.3.3电枢反应 29
2.3.4电枢反应对换向的影响及改善换向的措施 30
2.4直流电机的感应电动势和电磁转矩 32
2.4.1直流电机的感应电动势 32
2.4.2直流电机的电磁转矩 33
2.5直流电动机的运行分析 33
2.5.1直流电动机的基本方程 33
2.5.2直流电动机的工作特性 34
2.6直流发电机的运行分析 37
2.6.1直流发电机的基本方程 37
2.6.2他励直流发电机的工作特性 38
2.6.3并励直流发电机的自励过程与外特性 40
思考题与习题 42
第3章 变压器 44
3.1变压器的基本结构、分类与额定值 44
3.1.1变压器的基本结构 44
3.1.2变压器的分类 48
3.1.3变压器的额定值 50
3.2变压器的工作原理 51
3.2.1变压器各电磁量的参考方向 51
3.2.2变压器的空载运行 52
3.2.3变压器的负载运行 57
3.3变压器的等效电路和相量图 59
3.3.1绕组折算 59
3.3.2 T形等效电路 60
3.3.3近似和简化等效电路 61
3.3.4变压器负载运行时的相量图 62
3.4标么值 64
3.4.1标么值的定义 64
3.4.2采用标么值的优点 64
3.5变压器的参数测定 66
3.5.1变压器的空载试验 67
3.5.2变压器的短路试验 68
3.6变压器的运行特性 71
3.6.1变压器的外特性与电压调整率 71
3.6.2变压器的损耗与效率特性 72
3.7三相变压器及其联结组 76
3.7.1三相变压器的类型 76
3.7.2三相变压器的联结组 77
3.8三相变压器的并联运行 81
3.8.1并联运行的理想状态及条件 81
3.8.2联结组对并联运行的影响 82
3.8.3电压比对并联运行的影响 82
3.8.4短路阻抗对并联运行的影响 82
3.9特殊变压器 84
3.9.1自耦变压器 85
3.9.2三绕组变压器 88
3.9.3仪用互感器 89
3.10节能变压器 91
3.10.1非晶合金变压器 91
3.10.2卷铁心变压器 92
3.10.3超导变压器 94
思考题与习题 96
第4章 异步电机 99
4.1三相异步电动机的基本结构与工作原理 99
4.1.1三相异步电动机的基本结构 99
4.1.2异步电动机的基本工作原理 102
4.1.3三相异步电动机的额定值和主要系列 105
4.2三相交流电机的绕组 107
4.2.1交流绕组的基本概念 107
4.2.2三相双层绕组 109
4.2.3三相单层绕组 110
4.3三相交流绕组的磁动势 111
4.3.1单相绕组的磁动势——脉振磁动势 111
4.3.2三相绕组的合成磁动势——旋转磁动势 116
4.3.3三相定子绕组建立的磁场 120
4.4三相交流绕组的感应电动势 120
4.4.1集中整距线圈的感应电动势 120
4.4.2分布绕组的感应电动势 121
4.4.3短距绕组的感应电动势 122
4.4.4相电动势 122
4.5三相异步电动机的等效电路 123
4.5.1转子磁动势和电动势 123
4.5.2定子、转子绕组的电压方程——频率归算 124
4.5.3绕组归算 125
4.5.4异步电动机的等效电路和相量图 126
4.5.5异步电动机的简化等效电路 127
4.5.6笼型绕组的磁极数和相数 128
4.6三相异步电动机的功率和转矩 129
4.6.1三相异步电动机的功率关系 129
4.6.2三相异步电动机的转矩关系 130
4.6.3三相异步电动机电磁转矩的物理表达式 131
4.6.4三相异步电动机的转矩—转差率特性 132
4.7三相异步电动机的工作特性和参数测定 136
4.7.1三相异步电动机的工作特性 136
4.7.2三相异步电动机的主要性能指标 137
4.7.3三相异步电动机的参数测定 138
4.8单相异步电动机 140
4.8.1单相异步电动机的工作原理 140
4.8.2两相绕组的磁动势 141
4.8.3单相异步电动机的主要类型和起动方法 143
4.9三相异步发电机 145
4.9.1三相异步发电机的单机运行 145
4.9.2笼型三相异步发电机的并网运行 146
4.9.3双馈异步发电机变速恒频风力发电系统 147
思考题与习题 149
第5章 同步电机 151
5.1同步电机的基本结构和额定值 151
5.1.1同步电机的基本结构 151
5.1.2同步电机的励磁系统 154
5.1.3同步电机的冷却方式 155
5.1.4同步电机的基本类型 156
5.1.5同步电机的额定值 156
5.2三相同步电机的工作原理 157
5.2.1三相同步电机的基本原理 157
5.2.2同步电机的空载运行 157
5.2.3同步电机的负载运行和电枢反应 158
5.2.4三相同步电机的运行状态 161
5.3三相同步发电机的稳态分析 162
5.3.1隐极同步发电机的稳态分析 162
5.3.2凸极同步发电机的稳态分析 165
5.4三相同步发电机的功率和转矩 169
5.4.1功率平衡方程 169
5.4.2电磁功率与功角特性 170
5.4.3电磁转矩与矩角特性 172
5.5三相同步发电机的运行特性 173
5.5.1外特性 173
5.5.2调整特性 173
5.5.3效率特性 174
5.6同步发电机与电网的并联运行 174
5.6.1并联运行的条件 174
5.6.2并联运行的方法 175
5.6.3有功功率的调节与稳定问题 176
5.6.4无功功率的调节与V形曲线 180
5.7三相同步电动机与同步补偿机 182
5.7.1同步电动机的运行分析 182
5.7.2同步电动机的功率和转矩 183
5.7.3同步电动机的运行特性 184
5.7.4同步补偿机 186
5.8同步发电机的三相突然短路 186
5.8.1同步发电机突然短路的物理过程 186
5.8.2同步发电机的瞬态电抗 189
5.8.3同步发电机的超瞬态电抗 190
思考题与习题 191
第6章 控制电机 194
6.1伺服电动机 194
6.1.1交流伺服电动机 194
6.1.2直流伺服电动机 196
6.2步进电动机 197
6.2.1基本工作原理 197
6.2.2反应式步进电动机 199
6.3测速发电机 201
6.3.1直流测速发电机 201
6.3.2交流异步测速发电机 202
6.4自整角机 203
6.4.1自整角机的结构 203
6.4.2力矩式自整角机的接线方式和工作原理 204
6.4.3控制式自整角机 204
6.5旋转变压器 206
6.6感应同步器 208
思考题与习题 210
第7章 电力拖动基础 211
7.1电力拖动系统的组成与分类 211
7.2电力拖动系统的运动方程式 212
7.2.1单轴电力拖动系统的运动方程式 212
7.2.2多轴电力拖动系统的折算 213
7.3电力拖动系统的负载特性 218
7.3.1恒转矩负载 218
7.3.2恒功率负载 219
7.3.3通风机、泵类负载 219
7.4电力拖动系统的稳定运行条件 220
7.5电力拖动系统调速的基础知识 221
7.5.1调速的基本概念 221
7.5.2调速系统的主要性能指标 221
思考题与习题 223
第8章 直流电动机的电力拖动 225
8.1他励直流电动机的机械特性 225
8.1.1固有机械特性 225
8.1.2人为机械特性 226
8.2他励直流电动机的起动和反转 227
8.2.1电枢回路串联电阻起动 228
8.2.2降低电枢电压起动 230
8.2.3他励直流电动机的反转 231
8.3他励直流电动机的调速 231
8.3.1电枢回路串联电阻调速 231
8.3.2降低电枢电压调速 232
8.3.3减弱磁通调速 233
8.3.4调速方式与负载类型的配合 233
8.4他励直流电动机的制动 236
8.4.1能耗制动 236
8.4.2反接制动 238
8.4.3回馈制动 240
8.5他励直流电动机的四象限运行 242
思考题与习题 243
第9章 异步电动机的电力拖动 245
9.1三相异步电动机的机械特性 245
9.1.1固有机械特性 245
9.1.2人为机械特性 248
9.2三相异步电动机的起动 250
9.2.1笼型异步电动机的起动 250
9.2.2高起动转矩的异步电动机 256
9.2.3绕线转子异步电动机的起动 258
9.3三相异步电动机的调速 263
9.3.1变极调速 263
9.3.2变频调速 267
9.3.3调压调速 270
9.3.4绕线转子异步电动机转子串电阻调速 272
9.3.5绕线转子异步电动机串级调速 273
9.3.6电磁调速电动机 275
9.3.7异步电动机调速中的矢量控制和直接转矩控制 276
9.4三相异步电动机的制动 280
9.4.1回馈制动 280
9.4.2反接制动 282
9.4.3能耗制动 286
9.4.4软停车与软制动 287
9.5异步电动机的各种运行状态 287
思考题与习题 288
第10章 同步电动机的电力拖动 290
10.1同步电动机的机械特性及稳定运行 290
10.1.1同步电动机的机械特性 290
10.1.2同步电动机的稳定运行 291
10.2同步电动机的起动 291
10.2.1拖动起动法 292
10.2.2异步起动法 292
10.2.3变频起动法 293
10.3同步电动机的调速和制动 293
10.3.1同步电动机的调速方法概述 293
10.3.2同步电动机的制动方法 294
10.4永磁同步电动机调速系统 295
10.4.1永磁同步电动机的基本结构 295
10.4.2永磁同步电动机的调速原理 296
10.4.3永磁同步电动机的特点和应用 297
10.5无刷直流电动机调速系统 298
10.5.1无刷直流电动机调速系统的基本组成 298
10.5.2无刷直流电动机的工作原理 300
10.5.3无刷直流电动机的特点与应用 302
10.6开关磁阻电动机调速系统 303
10.6.1开关磁阻电动机调速系统的组成 304
10.6.2开关磁阻电动机的工作原理 305
10.6.3开关磁阻电动机调速系统的特点 306
10.6.4开关磁阻电动机的应用 308
10.6.5开关磁阻电动机与步进电动机的区别 309
思考题与习题 310
第11章 电力拖动系统中电动机的选择 311
11.1电动机选择的基本原则 311
11.1.1类型的选择 311
11.1.2额定功率的选择 312
11.1.3电压等级的选择 313
11.1.4转速的选择 313
11.1.5结构型式的选择 314
11.1.6安装型式的选择 315
11.1.7工作制的选择 315
11.1.8型号的选择 315
11.2电动机的发热与冷却 316
11.2.1电动机的发热过程与温升 316
11.2.2电动机的冷却过程与冷却方式 317
11.3电动机的工作制 318
11.3.1连续工作制（S1） 321
11.3.2短时工作制（S2） 321
11.3.3断续周期工作制（S3） 322
11.4电动机额定功率的选择 322
11.4.1电动机的允许输出功率 322
11.4.2拖动连续运行负载电动机额定功率的选择 323
11.4.3拖动短时运行负载电动机额定功率的选择 327
11.4.4拖动断续周期运行负载电动机额定功率的选择 329
11.5电动机的经济运行 330
11.5.1电动机的经济运行管理 330
11.5.2电动机经济运行的基本参数 330
11.5.3电动机的经济运行措施 332
思考题与习题 333
参考文献 334