本書為普通高等教育電氣工程與自動化系列教材，適合總教學(xué)時(shí)數(shù)為60～72學(xué)時(shí)的課程教學(xué)選用，章節(jié)前標(biāo)有“*”號的為選學(xué)內(nèi)容，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況取舍。
本書主要闡述電機(jī)的基本理論、基本分析方法以及電力拖動的原理和方法，內(nèi)容包括電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)知識，直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)和同步電機(jī)的基本理論，控制電機(jī)的原理與應(yīng)用，電力拖動的基本原理和方法，他勵(lì)直流電動機(jī)、異步電動機(jī)和同步電動機(jī)的電力拖動，以及電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)的選擇。
本書秉承“夯實(shí)基礎(chǔ)、拓寬視野”的宗旨，既強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識和基本理論，又體現(xiàn)電機(jī)領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢，例如補(bǔ)充了新型電機(jī)和矢量控制原理等新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。精選例題與習(xí)題，剖析并鞏固每章的知識點(diǎn)。重點(diǎn)章增加自測題，幫助學(xué)生捋清思路，抓住重點(diǎn)。
本書可作為高等學(xué)校電氣工程及其自動化和自動化等專業(yè)的教材，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。為方便教師教學(xué)，本書提供免費(fèi)的多媒體教學(xué)課件，歡迎選用本書作為教材的教師登錄www.cmpedu.com下載。
前言
常用符號表
第1章電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)知識1
1.1電機(jī)的基本功能與主要類型1
1.2電機(jī)的基本原理2
1.2.1磁場的基本概念2
1.2.2磁路及其基本定律4
1.2.3電磁感應(yīng)定律7
1.2.4線圈的電路方程8
1.2.5電磁力定律與電磁轉(zhuǎn)矩8
1.2.6電機(jī)的可逆性原理9
1.3電機(jī)的制造材料10
1.3.1概述10
1.3.2鐵磁材料的重要特性11
1.3.3永磁材料的特性16
思考題與習(xí)題20
自測題21
第2章直流電機(jī)22
2.1直流電機(jī)的工作原理22
2.1.1直流電動機(jī)的工作原理22
2.1.2直流發(fā)電機(jī)的工作原理23
2.2直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和額定值24
2.2.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)24
2.2.2直流電機(jī)的電樞繞組25
2.2.3直流電機(jī)的額定值27
2.2.4直流電機(jī)按勵(lì)磁方式分類28
2.3直流電機(jī)的磁場和電樞反應(yīng)29
2.3.1直流電機(jī)的空載磁場29
2.3.2電樞磁動勢30
2.3.3電樞反應(yīng)31
*2.3.4電樞反應(yīng)對換向的影響及改善
換向的措施32
2.4直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩34
2.4.1直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢34
2.4.2直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩35
2.5直流電動機(jī)的運(yùn)行分析35
2.5.1直流電動機(jī)的基本方程35
2.5.2他勵(lì)/并勵(lì)直流電動機(jī)的工作
特性37
2.6直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析39
2.6.1直流發(fā)電機(jī)的基本方程39
2.6.2他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的工作特性41
2.6.3并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程與外
特性42
思考題與習(xí)題44
自測題45
第3章變壓器47
3.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)、分類與額定值47
3.1.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)47
3.1.2變壓器的分類52
3.1.3變壓器的額定值53
3.2變壓器的工作原理55
3.2.1變壓器各電磁量的參考方向55
3.2.2變壓器的空載運(yùn)行56
3.2.3變壓器的負(fù)載運(yùn)行61
3.3變壓器的等效電路和相量圖63
3.3.1繞組折算64
3.3.2T形等效電路65
3.3.3近似和簡化等效電路66
3.3.4變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖67
3.4標(biāo)幺值68
3.4.1標(biāo)幺值的定義68
3.4.2采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)69
3.5變壓器的參數(shù)測定71
3.5.1變壓器的空載試驗(yàn)71
3.5.2變壓器的短路試驗(yàn)73
3.6變壓器的運(yùn)行特性77
3.6.1變壓器的外特性與電壓調(diào)整率77
3.6.2變壓器的損耗與效率特性78
3.7三相變壓器及其聯(lián)結(jié)組82
3.7.1三相變壓器的類型82
3.7.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組83
3.8三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行87
3.8.1并聯(lián)運(yùn)行的理想狀態(tài)及條件88
3.8.2聯(lián)結(jié)組對并聯(lián)運(yùn)行的影響88
3.8.3電壓比對并聯(lián)運(yùn)行的影響88
3.8.4短路阻抗對并聯(lián)運(yùn)行的影響89
3.9特殊變壓器91
3.9.1自耦變壓器92
3.9.2三繞組變壓器95
3.9.3儀用互感器96
附變壓器性能參數(shù)比較98
思考題與習(xí)題99
自測題102
目錄電機(jī)與拖動第4版第4章異步電機(jī)103
4.1三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作
原理103
4.1.1三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)103
4.1.2異步電動機(jī)的基本工作原理106
4.1.3三相異步電動機(jī)的額定值和主要
系列109
4.2三相交流電機(jī)的繞組111
4.2.1交流繞組的基本概念111
4.2.2三相雙層繞組113
4.2.3三相單層繞組114
4.3三相交流繞組的磁動勢115
4.3.1單相繞組的磁動勢——脈振
磁動勢115
4.3.2三相繞組的合成磁動勢——旋轉(zhuǎn)
磁動勢120
4.3.3三相定子繞組建立的磁場124
4.4三相交流繞組的感應(yīng)電動勢125
4.4.1集中整距線圈的感應(yīng)電動勢125
4.4.2分布繞組的感應(yīng)電動勢125
4.4.3短距線圈的感應(yīng)電動勢126
4.4.4相電動勢127
4.5三相異步電動機(jī)的等效電路128
4.5.1轉(zhuǎn)子磁動勢和電動勢128
4.5.2定子、轉(zhuǎn)子繞組的電壓方程——
頻率歸算128
4.5.3繞組歸算130
4.5.4異步電動機(jī)的等效電路和
相量圖131
4.5.5異步電動機(jī)的簡化等效電路132
4.5.6籠型繞組的磁極數(shù)和相數(shù)133
4.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩134
4.6.1三相異步電動機(jī)的功率關(guān)系134
4.6.2三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系135
4.6.3三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的物理
表達(dá)式136
4.6.4三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率
特性136
4.7三相異步電動機(jī)的工作特性和參數(shù)
測定140
4.7.1三相異步電動機(jī)的工作特性140
4.7.2三相異步電動機(jī)的主要性能
指標(biāo)142
4.7.3三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定142
4.8單相異步電動機(jī)145
4.8.1單相異步電動機(jī)的工作原理145
4.8.2兩相繞組的磁動勢146
4.8.3單相異步電動機(jī)的主要類型和
起動方法148
*4.9三相異步發(fā)電機(jī)150
4.9.1三相異步發(fā)電機(jī)的單機(jī)運(yùn)行150
4.9.2籠型三相異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)
運(yùn)行151
4.9.3雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力
發(fā)電系統(tǒng)152
思考題與習(xí)題153
自測題155
第5章同步電機(jī)156
5.1同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和額定值156
5.1.1同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)156
5.1.2同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)159
5.1.3同步電機(jī)的冷卻方式161
5.1.4同步電機(jī)的基本類型161
5.1.5同步電機(jī)的額定值162
5.2三相同步電機(jī)的工作原理163
5.2.1三相同步電機(jī)的基本原理163
5.2.2同步電機(jī)的空載運(yùn)行163
5.2.3同步電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行和電樞
反應(yīng)164
5.2.4三相同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)167
5.3三相同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析168
5.3.1隱極同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析168
5.3.2凸極同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析171
5.4三相同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩176
5.4.1功率平衡方程176
5.4.2電磁功率與功角特性176
5.4.3電磁轉(zhuǎn)矩與矩角特性178
5.5三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性179
5.5.1外特性179
5.5.2調(diào)整特性180
5.5.3效率特性180
5.6同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行181
5.6.1并聯(lián)運(yùn)行的條件181
5.6.2并聯(lián)運(yùn)行的方法182
5.6.3有功功率的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定問題183
5.6.4無功功率的調(diào)節(jié)與V形
曲線186
5.7三相同步電動機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)188
5.7.1同步電動機(jī)的運(yùn)行分析188
5.7.2同步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩190
5.7.3同步電動機(jī)的運(yùn)行特性191
5.7.4同步補(bǔ)償機(jī)193
*5.8同步發(fā)電機(jī)的三相突然短路194
5.8.1同步發(fā)電機(jī)突然短路的物理
過程194
5.8.2同步發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)電抗196
5.8.3同步發(fā)電機(jī)的超瞬態(tài)電抗197
思考題與習(xí)題198
自測題200
第6章控制電機(jī)202
6.1伺服電動機(jī)202
6.1.1交流伺服電動機(jī)202
6.1.2直流伺服電動機(jī)204
6.2步進(jìn)電動機(jī)205
6.2.1基本工作原理206
6.2.2反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)207
6.3測速發(fā)電機(jī)209
6.3.1直流測速發(fā)電機(jī)209
6.3.2交流異步測速發(fā)電機(jī)210
6.4自整角機(jī)211
6.4.1自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)211
6.4.2力矩式自整角機(jī)212
6.4.3控制式自整角機(jī)212
6.5旋轉(zhuǎn)變壓器214
6.6感應(yīng)同步器215
思考題與習(xí)題217
自測題218
第7章電力拖動基礎(chǔ)219
7.1電力拖動系統(tǒng)的組成與分類219
7.2電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式219
7.2.1單軸電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動
方程式219
7.2.2多軸電力拖動系統(tǒng)的折算221
7.3電力拖動系統(tǒng)的負(fù)載特性226
7.3.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載226
7.3.2恒功率負(fù)載227
7.3.3通風(fēng)機(jī)與泵類負(fù)載227
7.4電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件227
7.5電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速228
7.5.1調(diào)速的基本概念228
7.5.2調(diào)速系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)229
思考題與習(xí)題230
自測題232
第8章他勵(lì)直流電動機(jī)的電力
拖動233
8.1他勵(lì)直流電動機(jī)的機(jī)械特性233
8.1.1固有機(jī)械特性233
8.1.2人為機(jī)械特性234
8.2他勵(lì)直流電動機(jī)的起動和反轉(zhuǎn)235
8.2.1電樞回路串聯(lián)電阻起動236
8.2.2降低電樞電壓起動237
8.2.3他勵(lì)直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)237
8.3他勵(lì)直流電動機(jī)的調(diào)速237
8.3.1電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速238
8.3.2降低電樞電壓調(diào)速238
8.3.3減弱磁通調(diào)速239
8.3.4調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合240
8.4他勵(lì)直流電動機(jī)的制動242
8.4.1能耗制動243
8.4.2反接制動244
8.4.3回饋制動247
8.5他勵(lì)直流電動機(jī)的四象限運(yùn)行248
思考題與習(xí)題249
自測題250
第9章異步電動機(jī)的電力拖動252
9.1三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性252
9.1.1固有機(jī)械特性252
9.1.2人為機(jī)械特性255
9.2三相異步電動機(jī)的起動257
9.2.1籠型異步電動機(jī)的起動257
9.2.2高起動轉(zhuǎn)矩的異步電動機(jī)262
9.2.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動265
9.3三相異步電動機(jī)的調(diào)速267
9.3.1變極調(diào)速267
9.3.2變頻調(diào)速269
9.3.3調(diào)壓調(diào)速274
9.3.4繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻
調(diào)速275
9.3.5繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串級調(diào)速277
9.3.6電磁調(diào)速電動機(jī)278
9.4三相異步電動機(jī)的制動280
9.4.1回饋制動280
9.4.2反接制動282
9.4.3能耗制動286
9.4.4軟停車與軟制動287
9.5異步電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)287
思考題與習(xí)題288
自測題289
第10章同步電動機(jī)的電力拖動291
10.1同步電動機(jī)的機(jī)械特性及穩(wěn)定
運(yùn)行291
10.1.1同步電動機(jī)的機(jī)械特性291
10.1.2同步電動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行292
10.2同步電動機(jī)的起動292
10.2.1拖動起動法293
10.2.2異步起動法293
10.2.3變頻起動法293
10.3同步電動機(jī)的調(diào)速和制動294
10.3.1同步電動機(jī)的調(diào)速方法概述294
10.3.2同步電動機(jī)的制動方法295
10.4特種同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)296
10.4.1永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)296
10.4.2無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)298
10.4.3開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)301
思考題與習(xí)題304
第11章電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)的
選擇306
11.1電動機(jī)選擇的基本原則306
11.1.1類型的選擇306
11.1.2額定功率的選擇307
11.1.3電壓等級的選擇308
11.1.4轉(zhuǎn)速的選擇308
11.1.5結(jié)構(gòu)型式的選擇309
11.1.6安裝型式的選擇310
11.1.7工作制的選擇310
11.1.8型號的選擇310
11.2電動機(jī)的發(fā)熱與冷卻311
11.2.1電動機(jī)的發(fā)熱過程與溫升311
11.2.2電動機(jī)的冷卻過程與冷卻
方式312
11.3電動機(jī)的工作制313
11.3.1連續(xù)工作制（S1）313
11.3.2短時(shí)工作制（S2）313
11.3.3斷續(xù)周期工作制（S3）314
11.4電動機(jī)額定功率的選擇315
11.4.1電動機(jī)的允許輸出功率315
11.4.2拖動連續(xù)運(yùn)行負(fù)載電動機(jī)額定
功率的選擇316
11.4.3拖動短時(shí)運(yùn)行負(fù)載電動機(jī)額定
功率的選擇319
11.4.4拖動斷續(xù)周期運(yùn)行負(fù)載電動機(jī)
額定功率的選擇321
11.5電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行322
11.5.1電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理322
11.5.2電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本參數(shù)322
11.5.3電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施324
思考題與習(xí)題324
參考文獻(xiàn)326
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