绪论 1
上篇 电机与拖动基础 5
第1章 磁路 5
1.1 磁场的基本物理量 5
1.2 物质的磁性能 6
一、非磁性物质 6
二、磁性物质 7
1.3 磁路的基本定律 9
一、磁路欧姆定律 9
二、磁路基尔霍夫定律 11
1.4 铁心线圈电路 13
一、直流铁心线圈电路 13
二、交流铁心线圈电路 14
练习题 18
第2章 变压器 20
2.1 变压器的用途和种类 20
一、变压器的用途 20
二、变压器的种类 20
2.2 变压器的工作原理 21
一、单相变压器 21
二、三相变压器 24
2.3 变压器的基本结构 26
一、铁心 26
二、绕组 27
三、其他部件 28
2.4 变压器的型号和额定值 28
2.5 变压器的运行分析 30
一、等效电路 30
二、基本方程式 33
三、相量图 33
2.6 变压器的参数测定 34
一、空载试验 34
二、短路试验 36
2.7 变压器的运行特性 38
一、外特性 38
二、效率特性 39
2.8 三相变压器的联结组 41
一、联结组的表示方法 41
二、标准联结组 43
三、联结组的判断方法 44
2.9 三相变压器的并联运行 47
2.10 自耦变压器 49
一、单相自耦变压器 49
二、三相自耦变压器 51
2.11 三绕组变压器 51
2.12 仪用互感器 53
一、电压互感器 53
二、电流互感器 53
2.13 小容量变压器的设计 54
练习题 56
第3章 异步电机的基本理论 60
3.1 异步电机的用途和种类 60
一、异步电机的用途 60
二、异步电机的种类 61
3.2 三相异步电动机的工作原理 61
一、旋转磁场 61
二、工作原理 63
3.3 三相异步电动机的基本结构 66
一、主要部件 66
二、三相绕组 69
三、笼型绕组 72
3.4 三相异步电动机的型号和额定值 73
3.5 三相异步电动机的电动势平衡方程式 75
一、定子电路的电动势平衡方程式 75
二、转子电路的电动势平衡方程式 76
三、绕组因数 77
3.6 三相异步电动机的磁通势平衡方程式 79
一、磁通势平衡方程式 79
二、脉振磁通势 80
三、旋转磁通势 82
四、高次谐波磁通势 83
3.7 三相异步电动机的运行分析 84
一、等效电路 84
二、基本方程式 87
三、相量图 87
3.8 三相异步电动机的功率和转矩 89
一、三相异步电动机的功率 89
二、三相异步电动机的转矩 91
3.9 三相异步电动机的运行特性 93
3.10 单相异步电动机 93
一、脉振磁场 93
二、工作原理 93
三、起动方法 95
3.11 三相直线异步电动机 96
3.12 三相异步发电机 98
一、与电网并联运行的异步发电机 98
二、单机运行的异步发电机 98
练习题 100
第4章 异步电机的电力拖动 102
4.1 三相异步电动机的机械特性 102
一、电磁转矩公式 102
二、固有特性 105
三、人为特性 107
4.2 电力拖动系统的稳定运行 108
一、负载的机械特性 108
二、稳定运行的条件 109
4.3 三相异步电动机的起动 111
一、电动机的起动指标 111
二、笼型异步电动机的直接起动 111
三、笼型异步电动机的减压起动 112
四、绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动 116
五、绕线型异步电动机转子电路串联频敏变阻器起动 121
六、改善起动性能的三相笼型异步电动机 121
4.4 三相异步电动机的调速 122
一、电动机的调速指标 122
二、笼型异步电动机的变频调速 124
三、笼型异步电动机的变极调速 126
四、笼型异步电动机的变压调速 129
五、绕线型异步电动机转子串联电阻调速 130
六、绕线型异步电动机的串级调速 132
4.5 三相异步电动机的制动 133
一、能耗制动 134
二、反接制动 135
三、回馈制动 137
练习题 139
第5章 同步电机的基本理论 141
5.1 同步电机的用途和种类 141
一、同步电机的用途 141
二、同步电机的种类 141
5.2 三相同步电机的工作原理 142
一、三相同步电动机 142
二、三相同步发电机 143
5.3 三相同步电机的基本结构 144
一、主要部件 144
二、励磁方式 145
5.4 三相同步电机的型号和额定值 146
5.5 三相同步电动机的运行分析 147
一、三相隐极同步电动机的运行分析 147
二、三相凸极同步电动机的运行分析 149
5.6 三相同步电动机的功率和转矩 152
一、三相同步电动机的功率 152
二、三相同步电动机的转矩 154
5.7 三相同步电动机的运行特性 155
一、隐极同步电动机的功角特性和矩角特性 155
二、凸极同步电动机的功角特性和矩角特性 156
5.8 三相同步电动机功率因数的调节 157
5.9 微型同步电动机 158
一、永磁式同步电动机 159
二、磁阻式同步电动机 159
三、磁滞式同步电动机 160
5.10 三相同步发电机的运行分析 160
一、三相隐极同步发电机的运行分析 160
二、三相凸极同步发电机的运行分析 162
5.11 三相同步发电机的功率和转矩 164
一、三相同步发电机的功率 164
二、三相同步发电机的转矩 166
5.12 三相同步发电机的运行特性 166
一、外特性 166
二、调节特性 167
三、功角特性 167
四、矩角特性 168
5.13 三相同步发电机与电网的并联运行 168
一、并联运行的条件 168
二、并联运行的方法 168
三、有功功率的调节 169
四、无功功率的调节 169
5.14 同步发电机的三相突然短路 171
练习题 172
第6章 同步电机的电力拖动 174
6.1 三相同步电动机的机械特性 174
6.2 三相同步电动机的起动 175
6.3 三相同步电动机的调速 177
一、他控式变频调速 177
二、自控式变频调速 178
6.4 三相同步电动机的制动 179
6.5 开关磁阻电动机 180
一、工作原理 180
二、驱动系统 180
练习题 181
第7章 直流电机的基本理论 183
7.1 直流电机的用途和种类 183
一、直流电机的用途 183
二、直流电机的种类 183
7.2 直流电机的工作原理 183
一、直流电动机的工作原理 183
二、直流发电机的工作原理 185
7.3 直流电机的基本结构 185
一、主要部件 185
二、励磁方式 189
7.4 直流电机的型号和额定值 190
7.5 直流电机的电枢反应 191
7.6 直流电机的电磁转矩和电动势 192
一、电磁转矩 192
二、电动势 193
7.7 直流电动机的运行分析 194
一、他励电动机 194
二、并励电动机 196
三、串励电动机 197
四、复励电动机 198
7.8 直流电动机的功率和转矩 199
一、直流电动机的功率 199
二、直流电动机的转矩 200
7.9 直流发电机的运行分析 201
一、他励发电机 201
二、并励发电机 203
三、串励发电机 205
四、复励发电机 206
7.10 直流发电机的功率和转矩 207
一、直流发电机的功率 207
二、直流发电机的转矩 208
练习题 209
第8章 直流电机的电力拖动 212
8.1 他励直流电动机的机械特性 212
一、固有特性 212
二、人为特性 213
8.2 他励直流电动机的起动 214
一、降低电枢电压起动 215
二、增加电枢电阻起动 215
8.3 他励直流电动机的调速 219
一、改变电枢电阻调速 219
二、改变电枢电压调速 220
三、改变励磁电流调速 221
8.4 他励直流电动机的制动 223
一、能耗制动 223
二、反接制动 226
三、回馈制动 229
8.5 他励电动机在四象限中的运行状态 231
8.6 并励直流电动机的电力拖动 232
一、起动 232
二、调速 232
三、制动 233
8.7 串励直流电动机的电力拖动 233
一、起动 233
二、调速 233
三、制动 233
8.8 复励直流电动机的电力拖动 234
一、起动 234
二、调速 234
三、制动 234
练习题 234
第9章 控制电机 237
9.1 控制电机的用途和种类 237
9.2 伺服电动机 238
一、直流伺服电动机 239
二、交流伺服电动机 240
9.3 力矩电动机 243
一、基本结构 243
二、工作原理 243
9.4 步进电动机 244
一、基本结构 244
二、工作原理 245
9.5 测速发电机 247
一、直流测速发电机 247
二、交流测速发电机 249
9.6 自整角机 250
一、力矩式自整角机 251
二、控制式自整角机 252
9.7 旋转变压器 253
一、正余弦旋转变压器 253
二、线性旋转变压器 256
三、比例式旋转变压器 257
四、数据传输用旋转变压器 257
9.8 感应同步器 258
一、圆盘式感应同步器 258
二、直线式感应同步器 259
练习题 260
第10章 电动机的选择和维护 261
10.1 电动机选择的基本内容 261
一、类型的选择 261
二、功率的选择 261
三、电压的选择 261
四、转速的选择 262
五、外形结构的选择 262
六、安装形式的选择 262
七、工作制的选择 263
八、型号的选择 263
10.2 电机的发热和冷却 263
10.3 电机的工作制 265
一、连续工作制（S1工作制） 265
二、短时工作制（S2工作制） 266
三、断续周期工作制（S3工作制） 266
四、包括起动的断续周期工作制（S4工作制） 267
五、包括电制动的断续周期工作制（S5工作制） 267
六、连续周期工作制（S6工作制） 267
七、包括电制动的连续周期工作制（S7工作制） 267
八、包括变速变负载的连续周期工作制（S8工作制） 267
九、负载和转速非周期变化工作制（S9工作制） 267
10.4 电机的允许输出功率 267
一、额定功率的确定 268
二、工作制的影响 268
三、环境温度的影响 268
四、海拔高度的影响 269
10.5 恒定负载电动机额定功率的选择 269
一、S1工作制电动机额定功率的选择 269
二、S2工作制电动机额定功率的选择 270
三、S3工作制电动机额定功率的选择 271
四、代用工作制电动机额定功率的选择 271
10.6 变动负载电动机额定功率的选择 272
一、周期性变动负载的电动机 272
二、考虑起动、制动和停机过程时发热公式的修正 275
10.7 电动机的使用和维护 277
一、试机前的检查 277
二、空载试运行 277
三、运行中的维护 277
练习题 278
第11章 电力拖动系统的动力学基础 280
11.1 典型的电力拖动系统 280
11.2 电力拖动系统的运动方程式 281
一、单轴电力拖动系统的运动方程式 281
二、单轴电力拖动系统的功率平衡方程式 282
11.3 多轴旋转系统的折算 283
一、等效负载转矩 284
二、等效转动惯量 284
11.4 平移运动系统的折算 286
一、等效负载转矩 286
二、等效转动惯量 287
11.5 升降运动系统的折算 288
一、等效负载转矩 288
二、等效转动惯量 289
11.6 电力拖动系统的瞬态过程 291
练习题 292
练习题答案 294
下篇 电机与拖动实验 301
实验须知 301
实验1 单相变压器实验 301
实验2 三相变压器实验 304
实验3 笼型三相异步电动机实验 306
实验4 绕线型三相异步电动机实验 311
实验5 三相同步电动机实验 313
实验6 三相同步发电机实验 314
实验7 直流发电机实验 316
实验8 直流电动机实验 319
实验9 交流伺服电动机实验 321
实验10 直流测速发电机实验 322
主要参考文献 325