電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)（第二版）

第一章　緒論
第一節(jié)　基本電磁定律 　 001
一、全電流定律（安培環(huán)路定律） 001
二、電磁感應(yīng)定律 　 001
三、電磁力定律 　 003
第二節(jié)　鐵磁材料特性 　 003
一、鐵磁材料的磁導(dǎo)率 　 003
二、磁滯現(xiàn)象 　 004
第三節(jié)　磁路基本定律及計(jì)算方法 　 005
一、磁路基本定律 　 006
二、磁路計(jì)算 　 008
三、永磁體磁路計(jì)算 　 008
小結(jié) 　 010
思考題 　 011
第二章　電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
第一節(jié)　單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng) 　 012
第二節(jié)　多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng) 　 013
一、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算 013
二、平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算 　 015
三、升降系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算 016
第三節(jié)　電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 018
小結(jié) 　 020
思考題 　 020
習(xí)題 　 020
第三章　直流電機(jī)
第一節(jié)　直流電機(jī)的基本工作原理 　 022
一、直流電機(jī)的特點(diǎn) 　 022
二、基本工作原理 　 022
三、主要結(jié)構(gòu) 　 023
四、直流電機(jī)的額定值 　 025
第二節(jié)　直流電機(jī)的電樞繞組 　 027
一、繞組的基本特點(diǎn) 　 027
二、單疊繞組 　 028
三、單波繞組 　 031
第三節(jié)　直流電機(jī)的空載磁場 　 033
一、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 　 033
二、直流電機(jī)的磁場 　 034
第四節(jié)　直流電機(jī)的電樞磁場 　 036
一、電刷位于幾何中性線上 　 036
二、電刷偏離幾何中性線 　 038
三、電樞反應(yīng) 　 039
第五節(jié)　電樞電動(dòng)勢與電磁轉(zhuǎn)矩 　 040
一、電樞電動(dòng)勢 　 040
二、電磁轉(zhuǎn)矩 　 041
三、電動(dòng)勢常數(shù)與轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系 　 042
第六節(jié)　直流發(fā)電機(jī)工作原理 　 043
一、基本方程 　 043
二、功率平衡關(guān)系 　 043
三、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 　 045
四、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī) 　 046
第七節(jié)　直流電動(dòng)機(jī)工作原理 　 047
一、電機(jī)的可逆原理 　 047
二、直流電動(dòng)機(jī)的基本方程 　 048
三、直流電動(dòng)機(jī)的功率平衡關(guān)系 　 049
四、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 　 050
第八節(jié)　直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 　 050
一、機(jī)械特性的表達(dá)式 　 050
二、固有機(jī)械特性 　 051
三、人為機(jī)械特性 　 052
第九節(jié)　串勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 　 054
一、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 　 054
二、復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 　 055
第十節(jié)　直流電機(jī)的換向 　 055
一、換向過程 　 055
二、經(jīng)典換向理論簡介 　 056
三、改善換向的措施 　 058
小結(jié) 　 059
思考題 　 059
習(xí)題 　 061
第四章　直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)調(diào)速及四象限運(yùn)行
第一節(jié)　直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 　 063
一、電樞回路串電阻啟動(dòng) 　 063
二、降電壓啟動(dòng) 　 063
第二節(jié)　直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 　 064
一、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 　 064
二、調(diào)速的性能指標(biāo) 　 067
三、調(diào)速方式 　 069
第三節(jié)　直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行 　 072
一、電動(dòng)運(yùn)行 　 072
二、制動(dòng)運(yùn)行 　 072
三、回饋制動(dòng)運(yùn)行 　 074
第四節(jié)　電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程 　 076
一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)過渡過程分析 　 076
二、過渡過程時(shí)間 　 077
三、機(jī)電時(shí)間常數(shù) 　 078
四、考慮電感時(shí)的啟動(dòng)過渡過程 　 079
小結(jié) 　 080
思考題 　 081
習(xí)題 　 082
第五章　變壓器
第一節(jié)　概述 　 085
一、變壓器的分類 　 085
二、變壓器的工作原理 　 085
三、變壓器的基本結(jié)構(gòu) 　 086
四、變壓器型號和額定數(shù)據(jù) 　 088
第二節(jié)　變壓器的空載運(yùn)行 　 088
一、空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢 　 089
二、電壓平衡方程式 　 090
三、空載電流 　 090
四、空載運(yùn)行相量圖 　 091
五、空載運(yùn)行時(shí)的等效電路 　 091
第三節(jié)　變壓器的負(fù)載運(yùn)行 　 092
一、磁動(dòng)勢平衡方程式 　 093
二、電壓平衡方程式 　 093
三、折合算法 　 094
四、等效電路 　 096
五、相量圖 　 097
第四節(jié)　標(biāo)幺值 　 099
第五節(jié)　變壓器參數(shù)的測定 　 100
一、變壓器的空載試驗(yàn) 　 100
二、變壓器的短路試驗(yàn) 　 101
第六節(jié)　變壓器的運(yùn)行特性 　 104
一、電壓調(diào)整率 　 104
二、變壓器的效率 　 105
第七節(jié)　三相變壓器 　 107
一、三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu) 　 107
二、變壓器的聯(lián)結(jié)組別 　 108
三、三相變壓器的空載電動(dòng)勢波形 　 112
第八節(jié)　變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 　 114
一、并聯(lián)運(yùn)行的理想情況和條件 　 114
二、變比不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 　 115
三、短路阻抗標(biāo)幺值不等的并聯(lián)運(yùn)行 　 115
四、聯(lián)結(jié)組別不等的并聯(lián)運(yùn)行 　 116
第九節(jié)　其他常用的變壓器 　 117
一、自耦變壓器 　 117
二、三繞組變壓器 　 119
三、儀用互感器 　 120
小結(jié) 　 122
思考題 　 122
習(xí)題 　 123
第六章　交流電機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢與磁動(dòng)勢
第一節(jié)　交流電機(jī)電樞繞組電動(dòng)勢 　 127
一、導(dǎo)體電動(dòng)勢 　 127
二、整距線圈電動(dòng)勢 　 130
三、短距線圈電動(dòng)勢 　 130
四、分布線圈電動(dòng)勢 　 132
第二節(jié)　交流電機(jī)電樞繞組 　 133
一、三相單層繞組 　 134
二、三相雙層繞組 　 136
三、繞組的諧波電動(dòng)勢 　 138
第三節(jié)　單相繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢 　 141
一、整距線圈的磁動(dòng)勢 　 141
二、短距線圈的磁動(dòng)勢 　 144
三、分布線圈組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢 　 146
四、單相繞組磁動(dòng)勢 　 146
第四節(jié)　交流電機(jī)電樞繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢 　 147
一、基波磁動(dòng)勢 　 147
二、諧波磁動(dòng)勢 　 148
小結(jié) 　 152
思考題 　 152
習(xí)題 　 153
第七章　異步電動(dòng)機(jī)
第一節(jié)　異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理 　 155
一、異步電動(dòng)機(jī)主要用途與分類 　 155
二、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 　 155
三、異步電動(dòng)機(jī)的額定值 　 158
四、異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 　 158
第二節(jié)　轉(zhuǎn)子繞組開路的三相異步電動(dòng)機(jī) 　 159
一、磁動(dòng)勢及主磁通 　 159
二、感應(yīng)電動(dòng)勢 　 160
三、勵(lì)磁電流 　 160
四、電壓方程式 　 160
五、等效電路 　 161
第三節(jié)　轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī) 　 161
一、磁動(dòng)勢與磁通 　 162
二、電壓方程式 　 163
三、轉(zhuǎn)子繞組的折合 　 164
四、基本方程式、等效電路和相量圖 　 165
第四節(jié)　轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī) 　 166
一、轉(zhuǎn)差率 　 166
二、轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢 　 167
三、定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢 　 167
四、轉(zhuǎn)子繞組頻率折合 　 169
五、基本方程式、等效電路和相量圖 　 171
六、籠型轉(zhuǎn)子 　 171
第五節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩 　 172
一、功率關(guān)系 　 172
二、轉(zhuǎn)矩關(guān)系 　 173
三、異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 　 174
第六節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 　 174
一、固有機(jī)械特性 　 175
二、人為機(jī)械特性 　 177
三、機(jī)械特性的實(shí)用公式 　 179
第七節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 　 180
一、轉(zhuǎn)速特性n=f（P2） 　 180
二、定子電流特性I1=f（P2） 　 181
三、功率因數(shù)特性cosφ1=f（P2） 　 181
四、電磁轉(zhuǎn)矩特性T=f（P2） 　 181
五、效率特性 η=f（P2） 　 181
第八節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定 　 181
一、空載試驗(yàn) 　 182
二、短路試驗(yàn) 　 183
小結(jié) 　 183
思考題 　 184
習(xí)題 　 185
第八章　異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行方式分析
第一節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 　 189
一、三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng) 　 189
二、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng) 　 190
第二節(jié)　高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 　 194
一、高轉(zhuǎn)差籠型異步電動(dòng)機(jī) 　 194
二、深槽式籠型異步電動(dòng)機(jī) 　 195
三、雙籠型異步電動(dòng)機(jī) 　 195
第三節(jié)　繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 　 196
第四節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 　 198
一、反接制動(dòng) 　 198
二、能耗制動(dòng) 　 199
三、回饋制動(dòng) 　 200
第五節(jié)　三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 　 203
一、變極調(diào)速 　 203
二、變頻調(diào)速 　 206
三、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 　 208
四、降低定子端電壓調(diào)速 　 209
小結(jié) 　 211
思考題 　 212
習(xí)題 　 213
第九章　同步電機(jī)
第一節(jié)　概述 　 217
一、結(jié)構(gòu)形式 　 217
二、同步電機(jī)的額定值 　 218
第二節(jié)　同步電機(jī)的雙反應(yīng)原理 　 218
一、同步電機(jī)的磁動(dòng)勢 　 218
二、凸極同步電機(jī)的雙反應(yīng)原理 　 219
第三節(jié)　同步電動(dòng)機(jī)電壓平衡方程式及相量圖 　 220
一、凸極同步電動(dòng)機(jī) 　 221
二、隱極同步電動(dòng)機(jī) 　 222
第四節(jié)　同步電動(dòng)機(jī)的功角特性 　 223
一、功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 　 223
二、功角特性 　 223
三、矩角特性 　 224
四、穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間 　 224
第五節(jié)　同步電動(dòng)機(jī)的無功功率調(diào)節(jié) 　 226
一、無功功率調(diào)節(jié) 　 226
二、 V形曲線 　 227
第六節(jié)　同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 　 227
第七節(jié)　同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行 　 228
一、同步電機(jī)的可逆原理 　 228
二、同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行 　 229
第八節(jié)　隱極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行 　 230
一、不考慮磁路飽和 　 230
二、考慮磁路飽和 　 231
第九節(jié)　凸極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行 　 232
一、不考慮磁路飽和 　 232
二、考慮磁路飽和 　 233
第十節(jié)　同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 　 234
一、功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程 　 234
二、功角特性 　 234
第十一節(jié)　同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 　 236
一、運(yùn)行特性 　 236
二、運(yùn)用特性曲線進(jìn)行參數(shù)計(jì)算 　 239
第十二節(jié)　同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 　 242
一、并聯(lián)運(yùn)行的條件 　 242
二、投入并聯(lián)的方法 　 243
第十三節(jié)　同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的功率調(diào)節(jié) 　 244
一、有功功率的調(diào)節(jié) 　 245
二、靜態(tài)穩(wěn)定性 　 245
三、無功功率調(diào)節(jié)與V形曲線 　 246
小結(jié) 　 247
思考題 　 248
習(xí)題 　 249
第十章　現(xiàn)代交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)第一節(jié)　矢量控制技術(shù) 　 253
一、坐標(biāo)變換 　 253
二、三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型 　 256
三、三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程 　 259
四、基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng) 　 260
第二節(jié)　直接轉(zhuǎn)矩控制 　 266
一、電機(jī)數(shù)學(xué)模型 　 266
二、空間電壓矢量法 　 267
三、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié) 　 269
四、磁鏈自控制 　 271
五、磁鏈觀測模型 　 272
六、磁鏈閉環(huán) 　 273
七、電壓狀態(tài)選擇 　 274
八、多電壓空間矢量組合 　 275
九、正弦波無刷電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制 　 276
第三節(jié)　繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速及串級調(diào)速 　 277
一、雙饋調(diào)速原理 　 277
二、雙饋調(diào)速運(yùn)行方式分析 　 279
三、異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)的組成 　 282
四、串級調(diào)速原理 　 282
小結(jié) 　 283
思考題 　 283
習(xí)題 　 284
第十一章　微特電機(jī)
第一節(jié)　伺服電動(dòng)機(jī) 　 285
一、直流伺服電動(dòng)機(jī) 　 285
二、交流伺服電動(dòng)機(jī) 　 287
第二節(jié)　力矩電動(dòng)機(jī) 　 289
一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 　 289
二、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系 　 289
三、性能特點(diǎn) 　 291
第三節(jié)　直流測速發(fā)電機(jī) 　 291
一、輸出特性 　 291
二、誤差分析 　 292
第四節(jié)　交流異步測速發(fā)電機(jī) 　 293
一、結(jié)構(gòu) 　 293
二、工作原理 　 293
第五節(jié)　自整角機(jī) 　 294
一、控制式自整角機(jī) 　 295
二、力矩式自整角機(jī) 　 298
第六節(jié)　旋轉(zhuǎn)變壓器 　 299
一、正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 　 299
二、線性旋轉(zhuǎn)變壓器 　 302
三、比例式旋轉(zhuǎn)變壓器 　 303
第七節(jié)　無刷直流電動(dòng)機(jī) 　 303
一、工作原理 　 303
二、性能 　 305
三、電樞反應(yīng) 　 306
四、正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn) 　 306
五、運(yùn)行特性 　 308
六、方波電機(jī)與正弦波電機(jī)比較 　 310
第八節(jié)　步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 　 311
一、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理 　 311
二、主要性能指標(biāo) 　 312
三、矩角特性和靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 　 313
四、其他類型的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 　 316
第九節(jié)　小功率同步電動(dòng)機(jī) 　 317
一、永磁式同步電動(dòng)機(jī) 　 317
二、磁阻式同步電動(dòng)機(jī) 　 318
三、磁滯式同步電動(dòng)機(jī) 　 320
第十節(jié)　單相異步電動(dòng)機(jī) 　 321
一、工作原理 　 322
二、單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 　 323
三、單相電阻啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 　 324
四、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī) 　 324
五、單相電容啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī) 　 325
六、單相罩極式異步電動(dòng)機(jī) 　 325
小結(jié) 　 326
思考題 　 327
習(xí)題 　 328
第十二章　電動(dòng)機(jī)的選擇
第一節(jié)　電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與絕緣材料 　 329
一、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱 　 329
二、電機(jī)的絕緣材料和允許溫升 　 330
第二節(jié)　電動(dòng)機(jī)的工作制與額定功率 　 331
一、電動(dòng)機(jī)的工作制 　 331
二、連續(xù)工作制下電動(dòng)機(jī)的額定功率 　 332
三、短時(shí)工作制下電動(dòng)機(jī)的額定功率 　 332
四、斷續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的額定功率 　 333
第三節(jié)　電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 　 333
一、電動(dòng)機(jī)額定功率選擇的步驟 　 333
二、負(fù)載功率計(jì)算 　 334
三、常值負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 　 334
四、負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 　 336
小結(jié) 　 337
思考題 　 338
習(xí)題 　 338
參考文獻(xiàn)