绪论 1
0.1 电机与电力拖动在国民经济中的重要作用 1
0.2 课程的性质、教学要求及学习方法 2
0.3 常用的基本定律与定则 2
0.3.1 电机磁场的描述 2
0.3.2 电磁感应定律 3
0.3.3 电磁力定律 4
0.3.4 全电流定律 5
0.3.5 铁磁材料的特性 6
第1章 直流电机 8
1.1 直流电机的工作原理 8
1.1.1 直流电动机的基本工作原理 8
1.1.2 直流发电机的基本工作原理 9
1.2 直流电机的结构和额定值 10
1.2.1 直流电机的结构 10
1.2.2 直流电机的额定值 13
1.3 直流电机的电枢绕组 14
1.3.1 元件与节距 14
1.3.2 单叠绕组 16
1.3.3 单波绕组 18
1.4 直流电机的磁场 18
1.4.1 直流电机的励磁方式 19
1.4.2 直流电机的空载磁场 19
1.4.3 直流电机的电枢反应及负载磁场 20
1.5 直流电机的感应电动势和电磁转矩 23
1.5.1 直流电机电枢绕组的感应电动势 23
1.5.2 电枢绕组的电磁转矩 24
1.6 直流电动机 25
1.6.1 直流电动机稳态运行的基本关系式 25
1.6.2 并励直流电动机的工作特性 27
1.6.3 串励直流电动机的工作特性 27
1.7 他励直流电动机的机械特性 28
1.7.1 机械特性方程式 28
1.7.2 固有机械特性与人为机械特性 29
1.8 直流发电机 30
1.8.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 30
1.8.2 他励直流发电机的运行特性 32
1.8.3 并励直流发电机的自励过程和自励条件 33
1.8.4 并励直流发电机的运行特性 34
1.9 直流电机的换向 35
思考题与习题 36
第2章 变压器 38
2.1 变压器的结构和铭牌数据 38
2.1.1 变压器的结构 38
2.1.2 变压器的铭牌数据 40
2.2 变压器的空载运行 41
2.2.1 变压器空载运行时的物理状况 41
2.2.2 电磁量参考方向的习惯规定 42
2.2.3 变压器绕组的感应电动势 43
2.2.4 励磁电流 44
2.2.5 空载运行时电压平衡方程式 45
2.2.6 空载运行时的相量图及等值电路 45
2.3 变压器的负载运行 47
2.3.1 负载运行时的物理状况及磁动势平衡方程式 48
2.3.2 负载运行时的基本方程式 49
2.3.3 变压器的折算法 50
2.3.4 折算后的基本方程式和等值电路 51
2.3.5 变压器负载运行时的相量图 52
2.3.6 标么值 55
2.4 用试验方法测定变压器的参数 56
2.4.1 空载试验 56
2.4.2 短路试验 58
2.5 变压器的运行特性 60
2.5.1 外特性与电压变化率 60
2.5.2 效率及效率特性 61
2.6 三相变压器及联结组标号 62
2.6.1 三相变压器的连接 62
2.6.2 变压器的联结组标号 63
2.7 三相变压器的并联运行 67
2.8 特种变压器 70
2.8.1 自耦变压器和接触式调压器 70
2.8.2 仪用互感器 72
2.8.3 电焊变压器 74
思考题与习题 75
第3章 交流异步电动机 78
3.1 三相异步电动机的工作原理与结构 78
3.1.1 三相异步电动机的工作原理 78
3.1.2 组成异步电动机的主要部件 79
3.1.3 三相异步电动机的铭牌数据 82
3.2 三相异步电动机的定子绕组 83
3.2.1 三相单层绕组 84
3.2.2 三相双层绕组 86
3.3 三相异步电动机定子绕组的感应电动势 87
3.3.1 导体的感应电动势 87
3.3.2 线圈的感应电动势 90
3.3.3 线圈组的感应电动势 91
3.3.4 一相绕组的感应电动势 93
3.3.5 定子绕组的谐波电动势 93
3.4 三相异步电动机的定子磁动势 94
3.4.1 单相绕组产生的脉动磁动势 94
3.4.2 三相绕组产生的旋转磁动势 99
3.5 三相异步电动机的等值电路和相量图 100
3.5.1 转子绕组开路时的等值电路和相量图 101
3.5.2 转子绕组闭合时的等值电路和相量图 103
3.6 三相异步电动机的功率和转矩 109
3.6.1 三相异步电动机的功率关系 109
3.6.2 三相异步电动机的电磁转矩 111
3.7 三相异步电动机的工作特性 113
3.8 三相异步电动机的机械特性 114
3.8.1 机械特性的表达式 114
3.8.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 118
3.9 单相异步电动机 120
3.9.1 单相异步电动机的工作原理和机械特性 120
3.9.2 单相异步电动机的起动及运行 121
思考题与习题 123
第4章 同步电动机 126
4.1 同步电动机的结构及工作原理 126
4.2 同步电动机的电磁关系 128
4.3 同步电动机的功率关系及功角特性与矩角特性 133
4.3.1 功率关系 133
4.3.2 功角特性与矩角特性 134
4.3.3 功角θ决定同步电机的运行状态和稳定状态 136
4.4 同步电动机功率因数的调节和V形曲线 138
4.4.1 同步电动机功率因数的调节 138
4.4.2 V形曲线 139
思考题与习题 141
第5章 特种电机 143
5.1 伺服电机 143
5.1.1 直流伺服电机 144
5.1.2 交流伺服电机 145
5.2 测速发电机 149
5.2.1 直流测速发电机 150
5.2.2 交流异步测速发电机 151
5.2.3 交流同步测速发电机 153
5.3 步进电机 154
5.3.1 反应式步进电机工作原理 154
5.3.2 反应式步进电机的运行状态及运行特性 156
5.4 直线电动机与磁悬浮装置 158
5.4.1 直线异步电动机 158
5.4.2 直线同步电动机 161
5.4.3 直线电动机的应用 162
5.4.4 磁悬浮装置 163
思考题与习题 166
第6章 直流电动机的电力拖动 168
6.1 电力拖动系统的运动方程式 168
6.2 多轴系统中工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算 169
6.2.1 工作机构转矩的折算 170
6.2.2 作直线运动的工作机构作用力的折算 171
6.2.3 传动机构与工作机构飞轮矩的折算 172
6.2.4 作直线运动的工作机构质量的折算 173
6.3 生产机械的负载转矩特性 173
6.4 电力拖动系统稳定运行的条件 176
6.4.1 他励直流电动机机械特性的绘制 176
6.4.2 电力拖动系统稳定运行条件分析 179
6.5 他励直流电动机的起动 180
6.5.1 他励直流电动机的起动方法 180
6.5.2 起动电阻的计算 181
6.6 他励直流电动机的制动 184
6.6.1 能耗制动 185
6.6.2 反接制动 188
6.6.3 回馈制动 190
6.7 他励直流电动机的调速 193
6.7.1 调速指标 193
6.7.2 电枢回路串电阻调速 195
6.7.3 可控整流的直流调压调速 196
6.7.4 弱磁调速 197
思考题与习题 199
第7章 三相异步电动机的电力拖动 204
7.1 三相异步电动机的起动 204
7.1.1 三相异步电动机在起动中存在的问题及解决办法 204
7.1.2 笼型异步电动机的起动 205
7.1.3 特殊型号笼型异步电动机的起动 209
7.1.4 绕线转子三相异步电动机的起动 211
7.1.5 三相异步电动机的软起动 216
7.2 三相异步电动机的调速 217
7.2.1 改变磁极对数的变极调速 217
7.2.2 三相异步电动机的变频调速 220
7.2.3 改变定子电压的交流调压调速 224
7.2.4 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速 225
7.2.5 绕线转子异步电动机的串级调速 226
7.3 三相异步电动机的制动 228
7.3.1 三相异步电动机的回馈制动 229
7.3.2 三相异步电动机的反接制动 230
7.3.3 三相异步电动机的能耗制动 232
7.3.4 三相异步电动机的软停车和软制动 233
7.3.5 三相异步电动机的各种运行状态分析 233
思考题与习题 234
第8章 同步电动机和直线电动机及磁浮列车的电力拖动 237
8.1 同步电动机的起动 237
8.2 同步电动机的变频调速 238
8.3 直线电动机及磁浮列车的电力拖动 240
8.3.1 直线异步电动机和斥浮型磁浮列车的电力拖动 240
8.3.2 直线同步电动机和吸浮型磁浮列车的电力拖动 243
思考题与习题 245
第9章 可再生能源发电技术 247
9.1 风能与风电场 247
9.2 风能发电原理 248
9.3 风力发电装置和风力发电技术 251
思考题与习题 254
第10章 电力拖动系统中电动机的选择 255
10.1 电动机发热与冷却规律 255
10.2 电动机的工作制 257
10.3 电动机的一般选择 259
10.4 电动机额定功率的选择 259
10.4.1 连续工作制电动机额定功率的选择 260
10.4.2 短时工作制电动机额定功率的选择 266
10.4.3 周期性断续工作制电动机额定功率的选择 267
思考题与习题 268
参考文献 269