绪论 1
0.1电机与电力拖动系统 1
0.2电机与电力拖动系统在国民经济中的作用与发展趋势 1
0.2.1电机与电力拖动系统在国民经济中的作用 1
0.2.2电机与电力拖动技术的发展概况 2
0.3本课程的性质、内容和任务 3
0.4本课程的学习方法 4
第1章 电机理论中常用的基本知识和基本定律 6
1.1磁场的基本知识 6
1.1.1电流的磁效应 6
1.1.2磁路的几个基本物理量 7
1.2安培环路定律 7
1.3磁路的欧姆定律 8
1.4电磁感应定律 9
1.5电磁力定律 10
1.6电路定律 10
1.7常用的铁磁材料及其特性 11
1.7.1铁磁材料的磁化特性 11
1.7.2铁磁材料的损耗 13
本章小结 15
思考题 15
练习题 16
第2章 直流电机 18
2.1直流电机的工作原理 18
2.1.1直流电动机的工作原理 18
2.1.2直流发电机的工作原理 20
2.1.3直流电机的可逆原理 20
2.2直流电机的结构、额定值及主要系列 21
2.2.1直流电机的结构 21
2.2.2直流电机的额定值 23
2.2.3国产直流电机的主要系列 24
2.3直流电机的电枢绕组 24
2.3.1电枢绕组的一般知识 24
2.3.2单叠绕组 26
2.3.3单波绕组 28
2.4直流电机的磁场 30
2.4.1直流电机的励磁方式 30
2.4.2直流电机的空载磁场 31
2.4.3直流电机的电枢反应和负载磁场 32
2.5直流电机的电枢感应电动势和电磁转矩 34
2.5.1直流电机的电枢感应电动势 35
2.5.2直流电机的电磁转矩 36
2.6直流电动机的运行原理 37
2.6.1直流电动机的基本方程式 38
2.6.2并励直流电动机的工作特性 41
2.6.3他励直流电动机的机械特性 42
2.6.4串励直流电动机的机械特性 49
2.6.5复励直流电动机的机械特性 50
2.7直流发电机的运行原理 50
2.7.1直流发电机的基本方程式 51
2.7.2直流发电机的工作特性 53
2.7.3并励直流发电机的自励过程和自励条件 54
2.8直流电机的换向 56
2.8.1直流电机换向过程的物理现象 57
2.8.2改善换向的方法 59
2.8.3环火与补偿绕组 59
本章小结 60
思考题 62
练习题 63
第3章 直流电动机的电力拖动 65
3.1电力拖动系统的动力学基础 65
3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式 65
3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式 67
3.2各类生产机械的负载转矩特性 72
3.2.1恒转矩负载特性 72
3.2.2通风机负载特性 73
3.2.3恒功率负载特性 73
3.2.4实际的负载特性 74
3.3电力拖动系统稳定运行的条件 74
3.3.1电力拖动系统平衡运转的概念 74
3.3.2电力拖动系统稳定运行的概念 75
3.3.3电力拖动系统稳定运行的条件要求 76
3.4直流电力拖动系统的动态分析 77
3.4.1电力拖动系统的机械过渡过程 77
3.4.2电力拖动系统的机械-电磁过渡过程 81
3.5他励直流电动机的起动 83
3.5.1他励直流电动机直接起动时存在的问题 84
3.5.2他励直流电动机的起动方法 84
3.6他励直流电动机的调速 89
3.6.1调速的性能指标 90
3.6.2调速方法 92
3.6.3调速方式与负载类型的配合 95
3.7他励直流电动机的制动 102
3.7.1他励直流电动机的能耗制动 102
3.7.2他励直流电动机的反接制动 106
3.7.3回馈制动 110
3.7.4制动状态小结 112
3.8工程中的实例分析 115
本章小结 117
思考题 119
练习题 120
第4章 变压器 123
4.1变压器的基本工作原理和结构 123
4.1.1变压器的基本结构 123
4.1.2变压器的基本工作原理 125
4.1.3变压器的额定值及分类 126
4.2单相变压器的空载运行 127
4.2.1变压器空载运行时的电磁关系 127
4.2.2空载运行时的电压方程式、等效电路及相量图 130
4.3单相变压器的负载运行 131
4.3.1变压器负载运行的电磁关系 131
4.3.2变压器负载运行的基本方程式 132
4.3.3变压器负载运行的等效电路及相量图 133
4.4变压器的参数测定 136
4.4.1空载试验 136
4.4.2短路试验 137
4.5标幺值 138
4.5.1标幺值的概念 138
4.5.2基值的选取及标幺值的计算 139
4.6变压器的运行性能和特性 141
4.6.1变压器的电压变化率及外特性 141
4.6.2变压器的效率特性 143
4.7三相变压器 145
4.7.1三相变压器的磁路系统 146
4.7.2三相变压器电路系统——联结组 146
4.7.3三相变压器电路系统及磁路系统对电动势波形的影响 149
4.8变压器的并联运行 151
4.8.1变压器并联运行的条件 151
4.8.2对并联运行条件的分析 152
4.9其他用途的变压器 154
4.9.1自耦变压器 154
4.9.2仪用互感器 155
本章小结 156
思考题 157
练习题 158
第5章 异步电动机 160
5.1三相异步电动机的结构及额定值 160
5.1.1三相异步电动机的结构 160
5.1.2三相异步电动机额定值及主要系列 162
5.2异步电动机的定子绕组 163
5.2.1交流绕组的构成原则及分类 163
5.2.2交流绕组的基本知识 163
5.2.3三相双层绕组 164
5.2.4三相单层绕组 168
5.3三相异步电动机的定子磁动势与磁场 170
5.3.1单相绕组的磁动势 170
5.3.2三相绕组的合成磁动势 175
5.4三相异步电动机定子绕组的感应电动势 178
5.4.1导体的感应电动势 178
5.4.2整距线圈的感应电动势 179
5.4.3短距线圈的感应电动势 180
5.4.4线圈组的电动势 180
5.4.5相电动势和线电动势 182
5.5三相异步电动机的工作原理及运行状态 183
5.5.1三相异步电动机的基本工作原理 183
5.5.2三相异步电机的转差率与三种运行状态 183
5.6三相异步电动机的电磁关系 184
5.6.1三相异步电动机空载运行电磁关系 184
5.6.2三相异步电动机负载运行电磁关系 186
5.6.3转子静止时的三相异步电动机 187
5.6.4转子转动时的三相异步电动机 187
5.7三相异步电动机的基本方程式、等效电路和相量图 188
5.7.1三相异步电动机的基本方程式 188
5.7.2异步电动机的等效电路 189
5.7.3异步电动机的相量图 192
5.8三相异步电动机的功率与转矩 193
5.8.1三相异步电动机的功率流程图及功率平衡方程式 193
5.8.2三相异步电动机的转矩平衡方程式 195
5.9三相异步电动机的参数测定 196
5.9.1空载试验 196
5.9.2短路试验 197
5.10三相异步电动机的工作特性 198
5.10.1三相异步电动机的工作特性 198
5.10.2用直接负载法计算工作特性 199
5.11单相异步电动机 201
5.11.1单相异步电动机的工作原理 201
5.11.2等效电路 202
5.11.3起动方法 203
本章小结 204
思考题 205
练习题 206
第6章 三相异步电动机的电力拖动 207
6.1三相异步电动机的机械特性 207
6.1.1三相异步电动机机械特性的三种表达式 207
6.1.2三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性 212
6.2三相异步电动机的起动 215
6.2.1三相异步电动机的固有起动特性 215
6.2.2三相异步电动机的直接起动 216
6.2.3三相笼型异步电动机的减压起动 217
6.2.4三相笼型异步电动机的软起动 224
6.2.5高起动性能的三相笼型异步电动机 226
6.2.6三相绕线转子异步电动机的起动 228
6.3三相异步电动机的调速 233
6.3.1变极调速 234
6.3.2变频调速 238
6.3.3改变定子电压调速 242
6.3.4绕线转子异步电动机转子串电阻调速 245
6.3.5绕线转子异步电动机双馈调速及串极调速 247
6.3.6利用电磁转差离合器调速（滑差电动机） 253
6.4三相异步电动机的制动状态 254
6.4.1反接制动 255
6.4.2回馈制动 257
6.4.3能耗制动 259
6.4.4三相异步电动机制动状态小结 263
6.5绕线转子电动机进行调速和制动时其电阻和转速的计算 263
本章小结 270
思考题 272
练习题 273
第7章 三相同步电机 276
7.1三相同步电机的结构、工作原理及额定数据 276
7.1.1三相同步电机的结构 276
7.1.2三相同步电机的工作原理 278
7.1.3三相同步电机的额定数据 279
7.1.4三相同步电动机的型号 280
7.2三相同步电动机的电枢反应 280
7.2.1三相同步电动机空载时的磁场 280
7.2.2三相同步电动机负载时的电枢反应 281
7.3三相同步电动机的电动势平衡方程式、等效电路与相量图 285
7.3.1三相隐极式同步电动机的电动势平衡方程式、等效电路与相量图 285
7.3.2三相凸极式同步电动机的电动势平衡方程式、等效电路与相量图 287
7.4三相同步发电机的电动势平衡方程式、等效电路与相量图 289
7.4.1三相隐极式同步发电机的电动势平衡方程式、等效电路与相量图 289
7.4.2三相凸极式同步发电机的电动势平衡方程式与相量图 290
7.5三相同步电动机的矩角特性 291
7.5.1功率和转矩关系 291
7.5.2功角特性和矩角特性 291
7.5.3同步电动机的稳定运行区与过载能力 293
7.6三相同步电动机的功率因数调节与V形曲线 295
7.6.1功率因数的调节 295
7.6.2同步电动机的V形曲线 297
7.7三相同步电动机的起动 298
7.7.1异步起动法 299
7.7.2辅助电动机起动法 299
7.7.3变频起动法 300
本章小结 300
思考题 301
练习题 302
第8章 控制电机 304
8.1伺服电动机 304
8.1.1直流伺服电动机 304
8.1.2交流伺服电动机 306
8.1.3交流伺服电动机与直流伺服电动机的性能比较 310
8.2测速发电机 311
8.2.1直流测速发电机 311
8.2.2交流测速发电机 312
8.3无刷直流电动机 315
8.3.1无刷直流电动机的基本结构 315
8.3.2无刷直流电动机的工作原理 315
8.3.3无刷直流电动机的电磁转矩和运行特性 318
8.3.4无刷直流电动机的PWM控制方式 319
8.4步进电动机 321
8.4.1反应式步进电动机的基本结构和工作原理 322
8.4.2步进电动机的运行特性 324
8.5自整角机 327
8.5.1自整角机的结构及分类 327
8.5.2力矩式自整角机的工作原理 328
8.5.3控制式自整角机的工作原理 330
8.5.4自整角机的应用举例 332
8.6旋转变压器 332
8.6.1旋转变压器的结构及分类 332
8.6.2正余弦旋转变压器 333
8.6.3线性旋转变压器 338
8.7直线电动机 339
8.7.1直线异步电动机 339
8.7.2直线直流电动机 340
本章小结 341
思考题与练习题 343
第9章 电动机容量的选择 345
9.1概述 345
9.2电动机的发热与冷却规律 346
9.2.1电动机的热平衡方程式 346
9.2.2电动机的发热过程 347
9.2.3电动机的冷却过程 348
9.2.4电动机的工作方式 348
9.3连续工作制电动机容量的选择 350
9.3.1连续恒定负载下电动机容量的选择 350
9.3.2连续周期变化负载时电动机容量的选择 351
9.4短时工作制电动机容量的选择 356
9.4.1选用连续工作制电动机 356
9.4.2选用专为短时工作方式而设计的电动机 357
9.5断续周期工作制电动机容量的选择 358
9.6电动机容量选择的工程方法 362
9.6.1用统计法选择电动机容量 362
9.6.2用类比法选择电动机容量 362
9.7电动机种类、额定电压、额定转速和型式的选择 363
9.7.1电动机种类的选择 363
9.7.2电动机额定电压的选择 363
9.7.3电动机额定转速的选择 363
9.7.4电动机型式的选择 364
本章小结 364
思考题 365
练习题 365
参考文献 369