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绪论1

0.1 电机概述1

0.1.1电机的主要类型1

0.1.2 电机及电力拖动技术在国民经济中的作用2

0.2本课程的性质、内容与学习方法2

第1章 直流电机4

1.1 直流电机的基本工作原理4

1.1.1直流发电机的基本工作原理4

1.1.2直流电动机的基本工作原理5

1.2直流电机的基本结构与铭牌6

1.2.1直流电机的基本结构6

1.2.2直流电机的铭牌10

1.2.3直流电机的主要系列11

1.3直流电机的磁场12

1.3.1 直流电机的励磁方式12

1.3.2直流电机的空载磁场和磁化曲线13

1.3.3负载磁场和电枢反应15

1.4直流电机的基本公式16

1.4.1直流电机的电枢电动势16

1.4.2直流电机的电磁转矩16

1.4.3直流电机的电磁功率17

1.5直流电动机的基本方程式18

1.5.1电动势平衡方程式18

1.5.3 功率平衡方程式19

1.5.2转矩平衡方程式19

1.6直流电动机的工作特性21

1.6.1 他励直流电动机的工作特性21

1.6.2 串励直流电动机的工作特性22

1.7直流电机的换向23

1.7.1直流电机的换向过程24

1.7.2影响换向的电磁原因24

1.7.3改善换向的方法25

小结26

思考与练习题27

第2章 直流电动机的电力拖动29

2.1 电力拖动系统的运动方程式29

2.1.1 单轴电力拖动系统的运动方程式30

2.1.2电力拖动系统的运动状态分析31

2.2生产机械的负载转矩特性32

2.2.1恒转矩负载特性32

2.2.2恒功率负载特性32

2.2.3通风机型负载特性33

2.3他励直流电动机的机械特性33

2.3.1 他励直流电动机的机械特性方程式33

2.3.2他励直流电动机的固有机械特性34

2.3.3他励直流电动机的人为机械特性35

2.3.4 电力拖动系统稳定运行的条件36

2.4他励直流电动机的启动和反转37

2.4.1他励直流电动机的启动38

2.5他励直流电动机的调速40

2.4.2他励直流电动机的反转40

2.5.1调速指标41

2.5.2他励直流电动机的调速方法42

2.6他励直流电动机的制动47

2.6.1能耗制动47

2.6.2反接制动50

2.6.3回馈制动53

小结54

思考与练习题55

第3章 变压器57

3.1 变压器的基本工作原理和基本结构57

3.1.1变压器的基本工作原理57

3.1.2变压器的应用和分类58

3.1.3变压器的基本结构59

3.1.4变压器的铭牌与主要系列62

3.2单相变压器的空载运行64

3.2.1空载运行时的物理状况64

3.2.2感应电动势和漏电动势65

3.2.3空载电流和空载损耗66

3.2.4 电动势平衡方程式和等效电路66

3.2.5空载运行时的相量图67

3.3单相变压器的负载运行67

3.3.1负载运行时的物理状况68

3.3.2负载运行时的基本方程式68

3.3.3负载运行时的等效电路69

3.4.1 空载试验72

3.4变压器参数的测定72

3.4.2短路试验73

3.5变压器的运行特性75

3.5.1 变压器的外特性和电压变化率76

3.5.2变压器的损耗和效率特性76

3.6三相变压器78

3.6.1三相变压器的磁路系统79

3.6.2三相变压器的电路系统——连接组80

3.7其他常用变压器84

3.7.1 自耦变压器84

3.7.2仪用互感器85

小结87

思考与练习题88

第4章 三相异步电动机91

4.1 三相异步电动机的基本工作原理92

4.1.1 三相定子绕组的旋转磁场和旋转磁动势92

4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理95

4.2 相异步电动机的基本结构和铭牌96

4.2.1 三相异步电动机的基本结构96

4.2.2三相异步电动机的铭牌100

4.2.3 三相异步电动机的主要系列简介101

4.3 三相异步电动机的定子绕组和感应电动势102

4.3.1交流绕组的基本知识102

4.3.2交流绕组的排列和连接104

4.3.3异步电动机的感应电动势108

4.4三相异步电动机的空载运行109

4.4.1空载运行时的物理情况109

4.4.2电动势平衡方程式和等效电路110

4.5三相异步电动机的负载运行110

4.5.1 负载运行时的物理情况110

4.5.2负载运行时的基本方程式112

4.5.3负载运行时的等效电路113

4.6三相异步电动机的功率和转矩117

4.6.1功率转换过程118

4.6.2功率平衡方程式118

4.6.3转矩平衡方程式119

4.7三相异步电动机的工作特性120

4.8三相异步电动机参数的测定122

4.8.1空载试验122

4.8.2堵转试验124

小结125

思考与练习题126

第5章 三相异步电动机的电力拖动129

5.1 三相异步电动机的电磁转矩表达式129

5.1.1电磁转矩的物理表达式129

5.1.2电磁转矩的参数表达式130

5.1.3电磁转矩的实用表达式132

5.2三相异步电动机的机械特性132

5.2.1固有机械特性133

5.2.2人为机械特性134

5.3三相异步电动机的启动136

5.3.1 三相笼型异步电动机的启动136

5.3.2三相绕线转子异步电动机的启动142

5.4三相异步电动机的制动144

5.4.1 能耗制动144

5.4.2反接制动146

5.4.3 回馈制动148

5.5三相异步电动机的调速150

5.5.1变极调速150

5.5.2变频调速153

5.5.3改变转差率调速156

小结160

思考与练习题161

第6章 其他交流电动机164

6.1单相异步电动机164

6.1.1 单相单绕组异步电动机的工作原理164

6.1.2两相绕组异步电动机的机械特性165

6.1.3单相异步电动机的主要类型和启动方法166

6.1.4单相异步电动机的应用168

6.2三相同步电动机169

6.2.1 三相同步电动机的基本结构170

6.2.2 三相同步电动机的工作原理171

6.2.3 三相同步电动机的相量图与电磁功率171

6.2.4同步电动机的V形曲线及功率因数调节172

6.2.5同步电动机的启动173

6.3单相（微型）同步电动机174

6.3.1永磁式微型同步电动机175

6.3.2磁阻式（反应式）同步电动机175

6.3.3磁滞式同步电动机176

6.4直线异步电动机177

6.4.1 直线异步电动机的工作原理178

6.4.2直线异步电动机的结构形式178

小结180

思考与练习题181

第7章 控制电机182

7.1伺服电动机182

7.1.1直流伺服电动机183

7.1.2交流伺服电动机186

7.2步进电动机190

7.2.1 三相磁阻式步进电动机的结构和工作原理190

7.2.2步进电动机的运行特性194

7.2.3步进电动机的应用197

7.3测速发电机198

7.3.1直流测速发电机198

7.3.2交流测速发电机199

7.4 自整角机201

7.4.1力矩式自整角机的工作原理201

7.4.2控制式自整角机的工作原理203

7.5.1 正余弦旋转变压器的工作原理204

7.5旋转变压器204

7.5.2线性旋转变压器的工作原理205

小结206

思考与练习题207

第8章 电力拖动系统中电动机的选择208

8.1电动机种类、电压、转速和结构形式的选择208

8.1.1电动机种类的选择208

8.1.2电动机电压等级的选择209

8.1.3 电动机额定转速的选择209

8.1.4 电动机结构形式的选择209

8.2 电动机容量选择的基本知识210

8.2.1 电动机的温升和绝缘210

8.2.2电动机的发热和冷却211

8.3 电动机容量选择的基本方法214

8.3.1连续工作制电动机容量的选择214

8.3.2短时工作制电动机容量的选择216

8.3.3 断续周期工作制电动机容量的选择218

8.3.4 选择电动机容量的统计法和类比法219

小结220

思考与练习题220

附录 本课程中常用的基础知识222

附录A 磁场及其基本物理量222

附录B 安培定律及电磁感应定律224

附录C 常用铁磁材料及其特性225

附录D 磁路的概念和基本定律229

参考文献235