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第一篇 直流电机6

第1章 直流电机的工作原理和结构6

1.1 直流电机的工作原理6

1.1.1 直流发电机的工作原理6

1.1.2 直流电动机的工作原理8

1.2 直流电机的结构9

1.2.1 定子9

1.2.2 转子11

1.3 电枢绕组12

1.4 直流电机的额定值14

本章小结15

习题与思考题15

第2章 直流电机的基本理论16

2.1 直流电机的励磁方式16

2.2 空载时直流电机的磁场17

2.3 负载时直流电机的磁场17

2.4 电枢绕组中的感应电势20

2.5.2 直流电动机的电势平衡方程21

2.5.1 直流发电机的电势平衡方程21

2.5 直流电机的电势平衡方程21

2.6 电磁转矩22

2.7 直流电机中的损耗和功率平衡方程23

2.7.1 直流电机中的损耗23

2.7.2 直流发电机的功率平衡方程23

2.7.3 直流电动机的功率平衡方程24

本章小结25

习题与思考题26

3.1.1 开路特性27

3.1.2 外特性27

第3章 直流发电机27

3.1 他励直流发电机的运行特性27

3.2 并励直流发电机运行特性28

3.2.1 并励直流发电机的建压条件28

3.2.2 开路特性29

3.2.3 外特性29

3.3 复励直流发电机的运行特性29

3.3.2 外特性30

本章小结30

3.3.1 开路特性30

习题与思考题31

第4章 直流电动机32

4.1 直流电动机的起动32

4.1.1 电枢回路串电阻起动32

4.1.2 他励直流电动机降低电枢回路电压起动32

4.2 他励直流电动机的工作特性33

4.2.1 转速特性33

4.2.2 转矩特性33

4.3.2 固有机械特性34

4.3.3 人为机械特性34

4.2.3 效率特性34

4.3.1 机械特性方程式34

4.3 他励直流电动机的机械特性34

4.4 串励直流电动机的机械特性36

4.5 复励直流电动机的机械特性36

4.6 负载的机械特性37

4.6.1 恒转矩负载37

4.6.2 泵类负载37

4.7 电动机稳定运行的条件38

4.6.3 恒功率负载38

4.8 他励直流电动机的调速方法40

4.8.1 改变电枢电压调节转速40

4.8.2 调节励磁回路电阻，改变励磁电流If调节转速41

4.8.3 电枢回路串入调节电阻调节转速41

4.8.4 改变电动机转向的方法42

4.9 直流电动机的制动43

4.9.1 能耗制动43

4.9.2 反接制动44

4.9.3 回馈制动46

4.10 直流电机的换向47

本章小结48

习题与思考题49

第二篇 变压器52

第5章 变压器的结构、原理及额定值52

5.1 变压器的用途和工作原理52

5.2 变压器的结构及类型53

5.2.1 绕组53

5.2.2 铁心54

5.2.3 油箱和冷却装置57

5.3 变压器的额定值58

5.2.4 总体结构58

本章小结59

习题与思考题59

第6章 变压器的运行分析61

6.1 变压器的空载运行61

6.1.1 变压器空载运行时的物理分析61

6.1.2 磁通和电势、电压的相互关系62

6.1.3 变压器的变比k和电压比K63

6.1.4 变压器空载运行时的等效电路和相量图64

6.2.1 为压器负载时的磁势平衡方程式65

6.2 变压器的负载运行65

6.2.2 负载运行时的电势平衡方程式66

6.3 变压器的等效电路和相量图67

6.3.1 变压器的折算法67

6.3.2 变压器负载运行时的等效电路68

6.3.3 变压器负载运行的相量图70

6.4 变压器的参数测量和标幺值71

6.4.1 变压器的空载试验71

6.4.2 稳态短路试验72

6.4.3 标幺值73

6.5.1 电压调整率74

6.5 变压器运行时副边电压的变化和调压装置74

6.5.2 变压器的调压装置76

6.6 变压器的损耗和效率76

6.6.1 变压器的损耗76

6.6.2 效率77

本章小结82

习题与思考题83

7.1.1 三相结式变压器85

7.1.2 三相芯式变压器85

7.1 三相组式和芯式变压器85

第7章 三相变压器85

7.2 三相变压器的联结组86

7.2.1 原、副绕组感应电势之间的相位关系(即单相变压器的联结组)86

7.2.2 三相变压器联结组87

7.2.3 三相变压器的标准联结组90

7.3 三相变压器的励磁电流和电势波形91

7.3.1 单相变压器励磁电流的波形91

7.3.2 三相变压器不同联结组中的电势波形92

7.4 变压器的并联运行93

7.5.1 对称分量法的原理97

7.5 三相变压器的不对称运行97

7.5.2 Y，Yn联结变压器的单相短路99

本章小结101

习题与思考题101

8.1.1 结构和用途103

8.1.2 三绕组变压器的特性103

8.1 三绕组变压器103

第8章 三绕组变压器、自耦变压器和互感器103

8.2 自耦变压器104

8.2.1 定义104

8.2.2 变比ka105

8.2.3 磁势平衡105

8.2.4 容量关系105

8.2.5 传导容量和电磁容量106

8.3 互感器106

8.3.1 电流互感器107

8.3.2 电压互感器107

习题与思考题108

本章小结108

第9章 变压器的暂态运行109

9.1 变压器空载合闸109

9.2 变压器暂态短路111

9.2.1 副绕组突然短路时的短路电流111

9.2.2 暂态短路时的机械力112

9.3 过电压现象113

本章小结114

习题与思考题114

10.1 异步电机的结构及额定值116

10.1.1 定子116

第10章 异步电机的结构及绕组116

第三篇 异步电机116

10.1.2 气隙117

10.1.3 转子118

10.1.4 异步电动机的型号及额定值119

10.2 交流电机定子绕组119

10.2.1 与绕组有关的几个基本概念119

10.2.2 三相单层绕组120

10.2.3 三相双层叠绕组125

本章小结126

习题与思考题127

第11章 交流电机定子绕组的电势与磁势128

11.1 交流电机定子绕组感应电势128

11.1.1 导体中的感应电势128

11.1.2 线圈中的电势130

11.1.3 单层绕组的电势132

11.1.4 双层绕组的电势134

11.2 交流电机定子单相绕组中的磁势135

11.2.1 整距集中绕组的磁势135

11.2.2 矩形波磁势的谐波分析法136

11.2.3 整距分布绕组的磁势及分布系数138

11.2.4 双层短距绕组的磁势及短距系数139

11.3 三相绕组基波旋转磁势140

11.3.1 三相绕组中的相磁势141

11.3.2 用数学方法求合成磁势141

11.3.3 关于三相基波合成磁势的结论142

1.4 异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗144

11.4.1 主磁通144

11.4.2 漏磁通及漏电抗144

11.4.3 影响漏电抗大小的因素144

本章小结145

习题及思考题146

第12章 异步电机的分析方法148

12.1 异步电动机的工作原理148

12.1.1 异步电动机是如何转动起来的148

12.1.2 异步电动机的电势平衡方程式149

12.1.3 异步电动机的磁势平衡规律151

12.2 异步电动机的等效电路及其简化153

12.2.1 把转子旋转的异步电动机折算为转子静止的异步电动机153

12.2.2 异步电动机转子绕组的量折算到定子绕组154

12.3 异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系156

12.2.3 异步电动机相量图156

12.2.4 等效电路的简化156

12.3.1 功率平衡方程式及效率157

12.3.2 转矩平衡方程式158

12.4 异步电动机的电磁转矩和机械特性161

12.4.1 电磁转矩161

12.4.2 机械特性162

12.4.3 异步电动机的最大转矩和过载能力162

12.4.4 异步电动机的起动转矩163

12.4.5 转矩的实用公式165

12.5 异步电动机工作特性的分析166

本章小结168

习题与思考题169

第13章 三相异步电动机的起动及速度调节171

13.1 对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则171

13.1.1 对异步电动机起动的要求171

13.1.2 决定异步电动机起动方法原则171

13.3.1 定子绕组串电阻或电抗降压起动172

13.3 鼠笼式异步电动机降压起动172

13.2 鼠笼式异步电动机直接起动172

13.3.2 星-三角(Y/Δ)起动173

13.3.3 应用自耦变压器(起动补偿器)起动174

13.4 绕线式异步电动机的起动174

13.4.1 转子串电阻分级起动(三级起动)175

13.4.2 转子串联频敏变阻器起动176

13.5 异步电动机的调速方法177

13.6 异步电动机变极调速177

13.6.1 如何实现异步电动机定子绕组极对数的改变-单绕组变极电机177

13.6.3 单绕组变极电动机的转动方向问题178

13.6.2 双绕组变极电机--大速比双速电机178

13.6.4 不同的改接方法时，电动机功率及转矩的变化179

13.6.5 变极电机切换时注意事项180

13.7 异步电动机变频调速181

13.7.1 从基频向下变频调速181

13.7.2 从基频向上变频调速184

13.8 绕线式转子异步电动机调速186

13.8.1 在转子回路中串电阻调速186

13.8.2 在转子回路接入附加电势调速--串级调速187

习题与思考题189

本章小结189

第14章 单相异步电动机192

14.1 单相异步电动机原理、性能及分类192

14.1.1 一相定子绕组通电时的机械特性192

14.1.2 两相绕组通电时的机械特性193

14.1.3 各种类型的单相异步电动机194

14.2 单相异步电动机定子绕组198

14.2.1 单层同心式绕组198

14.2.2 双层绕组198

14.2.3 正弦绕组198

习题与思考题200

本章小结200

第四篇 同步电机202

第15章 同步电机原理和结构202

15.1 同步发电机原理简述202

15.1.1 结构模型202

15.1.2 工作原理202

15.1.3 同步电机的运行方式203

15.2 同步发电机的型式与结构203

15.2.1 两种基本型式203

15.2.2 同步电机的结构特点204

15.2.3 同步电机励磁方式简介205

15.3 同步电机额定值和型号206

15.3.1 额定值206

15.3.2 国产同步电机型号207

本章小结207

习题与思考题207

第16章 同步发电机对称运行分析208

16.1 空载运行分析208

16.1.1 空载气隙磁场208

16.1.2 空载特性209

16.2 负载运行和电枢反应分析210

16.2.1 负载后的磁势分析210

16.2.2 电枢反应210

16.2.3 电枢反应电抗和同步电抗212

16.3 同步发电机的电势方程式及相量图213

16.4 同步发电机的负载特性和电抗测定215

16.4.1 短路特性215

16.4.2 利用短路特性和空载特性求取同步电抗215

16.4.3 零功率因数负载特性215

16.4.4 利用零功率因数特性和空载特性求取同步电抗和漏抗216

16.4.5 外特性和电压调整率217

本章小结217

习题与思考题219

第17章 同步发电机并网运行220

17.1 并联条件及其方法220

17.2 功角特性及有功功率调节222

17.2.1 功率平衡与功角概念224

17.2.2 功角特性224

17.2.3 有功功率的调节225

17.3 并网运行时无功功率的调节227

本章小结228

习题与思考题230

第18章 同步电动机232

18.1 同步电动机工作原理232

18.2 同步电动机电势方程式和相量图233

18.3 同步电动机的优缺点233

18.4 同步电动机的功角特性234

18.5 同步电动机的异步起动235

18.6 磁阻同步电动机236

18.7 开关磁阻电动机237

本章小结238

习题与思考题238

第19章 同步发电机不对称运行和暂态过程240

19.1 不对称运行的分析方法240

19.2 发电机稳态不对称短路分析242

19.2.1 单相线对中点短路242

19.2.2 两相线对线短路243

19.3.1 分析的基本方法--超导回路磁链不变原则244

19.3.2 三相突然短路的物理过程244

19.3 三相突然短路的分析244

19.3.3 瞬态短路时的电抗246

19.4 突然短路电流246

19.5 同步电机的振荡247

19.6 不对称运行和突然短路的影响249

19.6.1 不对称运行的影响249

19.6.2 突然短路的影响249

本章小结250

习题与思考题250

20.1.1 电机内部散热251

第20章 电机的发热和冷却过程251

20.1 电机的发热与冷却过程251

20.1.2 电机的发热过程252

20.1.3 电机的冷却过程253

20.2 电机用绝缘材料和电机的定额253

20.2.1 电机中常用绝缘材料及其容许的温度限值253

20.2.2 电机的定额254

20.3 电机的冷却方式简述255

本章小结256

参考文献257