目录介绍
电机原理与拖动基础
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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14
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直流电机负载时的磁场和电枢反应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21
2.5.1电枢电动势21
2.5.2电磁转矩22
2.6直流发电机23
2.6.1直流电机的励磁方式23
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32
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39
第3章电力拖动系统的动力学基础42
3.1单轴电力拖动系统运动方程式42
3.1.1单轴电力拖动系统运动方程式及各参数正方向的规定42
3.1.2单轴电力拖动系统的静负载转矩44
3.1.3单轴电力拖动系统的飞轮惯量45
3.2多轴电力拖动系统运动方程式46
3.2.1多轴旋转系统折算成简单单轴旋转系统46
3.2.2平移运动系统与旋转运动系统的互相折算48
3.3电力拖动系统稳定运行的条件52
思考题与习题54
第4章直流电动机的电力拖动56
4.1他励直流电动机的机械特性56
4.1.1他励直流电动机的分类56
4.1.2机械特性方程式57
4.1.3固有机械特性和人为机械特性58
4.2他励直流电动机的启动62
4.2.1直接启动62
4.2.2降低电源电压启动63
4.2.3电枢回路串电阻启动63
4.3他励直流电动机的调速68
4.3.1调速的基本概念68
4.3.2降低电枢电压调速71
4.3.3减弱磁通调速73
4.3.4恒转矩调速与恒功率调速74
4.4他励直流电动机的制动77
4.4.1能耗制动77
4.4.2电压反接制动81
4.4.3电动势反接制动82
4.4.4再生发电制动84
4.5他励直流电动机的各种运行状态分析88
4.6他励直流电动机过渡过程的能量损耗89
4.6.1过渡过程能量损耗的一般情况89
4.6.2理想空载启动过程的能量损耗90
4.6.3理想空载能耗制动过程的能量损耗91
4.6.4理想空载反接制动过程的能量损耗91
4.6.5理想空载反转过程的能量损耗91
4.6.6减少过渡过程中能量损耗的方法92
4.7串励直流电动机的电力拖动93
4.7.1串励直流电动机的机械特性与启动93
4.7.2串励直流电动机的调速95
4.7.3串励直流电动机的制动95
思考题与习题96
第5章变压器100
5.1变压器的原理及其结构100
5.1.1变压器的工作原理100
5.1.2变压器的类型和基本结构101
5.1.3变压器的额定值105
5.2变压器的运行分析106
5.2.1变压器的空载运行106
5.2.2变压器的负载运行111
5.2.3变压器等效电路参数的实验测定119
5.2.4变压器的运行特性123
5.3三相变压器125
5.3.1三相变压器的磁路系统125
5.3.2单相变压器的连接组126
5.3.3三相变压器的连接组127
5.3.4三相变压器磁路系统和连接法对电动势波形的影响131
5.3.5三相变压器的并联运行132
5.4其他变压器133
思考题与习题137
第6章交流电机基础140
6.1三相异步电动机的绕组及感应电动势140
6.1.1交流电机的绕组140
6.1.2交流绕组的电动势143
6.1.3交流绕组中的谐波电动势148
6.2三相单层绕组分析150
6.2.1三相单层对称绕组150
6.2.2三相单层同心式绕组152
6.3绕组的磁动势153
6.3.1整距元件的磁动势153
6.3.2单相绕组的磁动势154
6.3.3理想绕组产生的磁动势155
6.3.4旋转磁动势156
6.3.5脉振磁动势的分解158
6.3.6三相交流绕组产生的磁动势158
思考题与习题162
第7章三相异步电动机原理164
7.1三相异步电动机的结构和工作原理164
7.1.1三相异步电动机的结构164
7.1.2三相异步电动机的工作原理165
7.1.3三相异步电动机的铭牌数据166
7.2三相异步电动机转子不转时的电磁关系166
7.2.1转子绕组开路时的电磁关系167
7.2.2转子绕组短路并堵转时的电磁关系169
7.3三相异步电动机转子旋转时的电磁关系173
7.3.1转子回路电压方程173
7.3.2定子、转子磁动势关系173
7.3.3转子绕组的折算174
7.3.4异步电动机的等效电路及相量图176
7.4三相异步电动机的功率传递与电磁转矩179
7.4.1三相异步电动机的功率传递与功率方程式179
7.4.2三相异步电动机的电磁转矩和转矩平衡关系180
7.5三相异步电动机的工作特性182
7.5.1工作特性的分析182
7.5.2工作特性的求取183
7.6三相异步电动机的参数测定184
7.6.1空载实验184
7.6.2堵转实验185
思考题与习题187
第8章同步电机190
8.1同步电机的基本结构及简单工作原理190
8.1.1同步电机的基本结构190
8.1.2同步电机的简单工作原理191
8.2同步电动机的电磁特性192
8.2.1同步电动机的磁动势192
8.2.2凸极式同步电动机的电动势及相量图195
8.2.3隐极式同步电动机的电动势及相量图196
8.3同步电动机的功率、转矩和功角特性197
8.3.1功率传递与转矩平衡197
8.3.2功(矩)角特性199
8.3.3同步电动机的静态稳定运行问题200
8.4同步电动机的功率因数的调节与U形特性曲线202
8.4.1同步电动机的功率因数调节202
8.4.2同步电动机的U形特性曲线205
8.5同步电动机的启动206
思考题与习题209
第9章控制电机211
9.1单相异步电动机211
9.1.1单相异步电动机的工作原理211
9.1.2单相异步电动机的启动212
9.2测速发电机213
9.2.1直流测速发电机214
9.2.2交流测速发电机216
9.3伺服电动机218
9.3.1直流伺服电动机218
9.3.2交流伺服电动机220
9.4步进电机223
9.4.1步进电机的基本结构223
9.4.2步进电机的工作原理224
9.5旋转变压器226
9.5.1旋转变压器的结构226
9.5.2正余弦旋转变压器的工作原理227
9.5.3正余弦旋转变压器对交轴磁动势的补偿229
9.5.4线性旋转变压器的工作原理230
9.6永磁式直流力矩电动机231
9.6.1获得大转矩231
9.6.2获得低转速232
9.7直线异步电动机232
思考题与习题233
第10章三相异步电动机的电力拖动234
10.1三相异步电动机的机械特性234
10.1.1三相异步电动机机械特性的3种表达式234
10.1.2三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性238
10.2三相异步电动机的启动242
10.2.1异步电动机的固有启动特性242
10.2.2三相笼型异步电动机的启动243
10.2.3特种笼型异步电动机的启动249
10.2.4三相绕线转子异步电动机的启动251
10.3三相异步电动机的调速255
10.3.1三相异步电动机的变极对数调速255
10.3.2三相异步电动机的变转差率调速258
10.3.3三相异步电动机的变频调速263
10.4三相异步电动机的制动267
10.4.1三相异步电动机的反接制动267
10.4.2三相异步电动机的能耗制动270
10.4.3三相异步电动机的回馈制动272
10.4.4三相异步电动机的各种运行状态分析275
10.5异步电动机拖动系统的机械过渡过程276
10.5.1异步电动机理想空载启动时间的计算276
10.5.2异步电动机过渡过程的能量损耗277
思考题与习题280
第11章电力拖动系统中电动机的选择283
11.1电动机容量选择概述283
11.1.1电动机的绝缘材料283
11.1.2电动机的过载能力284
11.1.3确定电动机额定功率的方法285
11.2电动机的发热和冷却规律285
11.2.1电动机的发热过程285
11.2.2电动机的冷却过程286
11.3按发热观点规定的电动机工作制287
11.3.1连续工作制287
11.3.2短时工作制288
11.3.3断续周期工作制288
11.4连续工作制电动机额定功率的选择289
11.4.1恒定负载时长期工作制电动机的额定功率选择289
11.4.2变化负载下长期工作制电动机的额定功率选择291
11.5短时工作制电动机额定功率的选择293
11.5.1直接选用短时工作制电动机293
11.5.2选用连续工作制电动机294
11.5.3选用断续周期工作制电动机295
11.6断续周期工作制电动机额定功率的选择295
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296
11.7.1电动机电流种类的选择296
11.7.2电动机结构形式的选择297
11.7.3电动机额定电压的选择297
11.7.4电动机额定转速的选择298
思考题与习题298
参考文献300