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第1章 导论 1

1.1 概述 1

1.1.1 电机的主要作用 1

1.1.2 电机的发展 1

1.2 电机的基本概念 2

1.2.1 电机的定义 2

1.2.2 电机的分类 2

1.2.3 电机的制造材料 3

1.3 基本电磁定律 4

1.3.1 全电流定律 4

1.3.2 电磁感应定律 4

1.3.3 电磁力定律 5

1.4 铁磁材料特性 5

1.4.1 铁磁材料的磁导率 5

1.4.2 磁滞现象与磁滞损耗 6

1.4.3 涡流与涡流损耗 7

1.5 电机的磁路 7

1.5.1 磁路基本概念 7

1.5.2 磁路欧姆定律 7

1.5.3 磁路基尔霍夫第一定律 8

1.5.4 磁路基尔霍夫第二定律 9

1.5.5 磁路与电路的类比 9

本章小结 10

习题与思考题 10

第2章 直流电机 11

2.1 直流电机结构与工作原理 11

2.1.1 直流电机的基本结构 11

2.1.2 直流电机的工作原理 13

2.1.3 直流电机的励磁方式 15

2.1.4 直流电机的额定值 16

2.2 直流电机电枢绕组 16

2.2.1 电枢绕组概述 16

2.2.2 单叠绕组 19

2.2.3 单波绕组 21

2.3 直流电机磁场与电枢反应 23

2.3.1 直流电机空载气隙磁场 23

2.3.2 直流电机的电枢磁场 25

2.3.3 电枢反应 27

2.4 电枢绕组的感应电动势和电磁转矩 29

2.4.1 直流电机感应电动势 29

2.4.2 直流电机的电磁转矩 30

2.5 直流发电机 31

2.5.1 直流发电机的基本方程式 31

2.5.2 他励直流发电机的特性 33

2.5.2 并励直流发电机的自励条件和特性 35

2.6 直流电动机 39

2.6.1 直流电动机的基本方程 39

2.6.2 直流电动机的工作特性 40

2.6.3 直流电动机的机械特性 42

2.6.4 直流电动机起动 46

2.6.5 直流电动机调速 48

2.6.6 直流电动机制动 50

2.7 直流电机的换向 54

2.7.1 换向过程 54

2.7.2 换向电磁原理 54

2.7.3 产生火花的原因 57

2.7.4 改善换向的方法 58

本章小结 60

习题与思考题 61

第3章 变压器 66

3.1 变压器的原理、结构及额定值 66

3.1.1 变压器工作原理及类型 66

3.1.2 变压器的结构 67

3.1.3 变压器的额定值 69

3.2 变压器的运行原理与特性 70

3.2.1 变压器空载运行 70

3.2.2 变压器的负载运行 75

3.2.3 变压器的参数测定 80

3.2.4 变压器标么值 82

3.2.5 变压器的运行特性 83

3.3 三相变压器 86

3.3.1 三相变压器的磁路系统 86

3.3.2 三相变压器的电路系统 87

3.3.3 三相变压器的空载电势波形 89

3.3.4 三相变压器的并联运行 92

3.3.5 三相变压器的不对称运行 94

3.4 特种变压器 97

3.4.1 自耦变压器 97

3.4.2 互感器 99

本章小结 100

习题与思考题 101

第4章 交流电机理论的一般问题 105

4.1 交流绕组的基本概念和要求 105

4.1.1 三相交流绕组的要求 105

4.1.2 三相交流绕组的基本概念 105

4.1.3 三相单层绕组 107

4.1.4 三相双层绕组 109

4.2 基波磁场下的绕组电动势 112

4.2.1 导条的感应电动势 113

4.2.2 线圈的电动势 114

4.2.3 线圈组的电动势 114

4.2.4 相电动势和线电动势 115

4.3 非正弦磁场下绕组的感应电势及其削弱方法 117

4.3.1 谐波电动势 117

4.3.2 削弱谐波电动势的方法 118

4.4 单相绕组的磁动势 121

4.4.1 整距线圈的磁动势 121

4.4.2 整距分布绕组的磁动势 123

4.4.3 双层短距绕组的磁动势 123

4.4.4 单相绕组的磁动势 124

4.4.5 单相绕组的谐波磁动势 124

4.5 三相绕组的合成磁动势 125

4.5.1 三相绕组的基波合成磁动势 125

4.5.2 三相绕组的合成谐波磁动势 126

4.6 不对称和非正弦电流下三相绕组的磁动势 127

4.6.1 不对称电流下三相绕组的磁动势 127

4.6.2 非正弦电流下三相绕组的磁动势 128

4.7 交流电机的时—空相量图 128

4.8 交流电机的主磁通、漏磁通 130

本章小结 130

习题与思考题 131

第5章 异步电动机 133

5.1 异步电动机的工作原理、结构和分类 133

5.1.1 异步电动机的主要用途与分类 133

5.1.2 异步电动机的基本工作原理及运行状态 134

5.1.3 异步电动机的结构 135

5.1.4 异步电动机的额定值 137

5.2 异步电动机的运行原理 137

5.2.1 异步电动机的磁场、主磁通、漏磁通和漏电抗 137

5.2.2 异步电动机转子堵转时的电磁关系 139

5.2.3 异步电动机转子旋转时的电磁关系 143

5.2.4 异步电动机转子各物理量的折算 147

5.2.5 异步电动机的等效电路 150

5.2.6 异步电动机参数的测定 150

5.2.7 笼型转子的绕组数据 152

5.3 异步电动机的运行特性 153

5.3.1 异步电动机的功率平衡方程 153

5.3.2 异步电动机的转矩平衡方程 156

5.3.3 异步电动机的电磁转矩 156

5.3.4 异步电动机的机械特性及稳定性 160

5.3.5 异步电动机的工作持性 160

5.4 异步电动机的起动 162

5.4.1 异步电动机的起动要求及起动方法 162

5.4.2 鼠笼式异步电动机的起动 162

5.4.3 绕线式异步电动机的起动 165

5.4.4 改善起动性能的感应电动机 167

5.4.5 异步电机的附加转矩以及对起动的影响 169

5.5 异步电动机的调速 171

5.5.1 变极调速 171

5.5.2 改变定子绕组电压调速 172

5.5.3 绕线式异步电动机转子回路串电阻调速 172

5.5.4 绕线式异步电动机的串级调速 173

5.5.5 变频调速 175

5.6 异步电动机的制动 179

5.6.1 异步电动机的反接制动 179

5.6.2 异步电动机的发电机制动 180

5.6.3 异步电动机的能耗制动 181

5.7 三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电机 182

5.7.1 三相异步电动机在不对称电压下的运行 182

5.7.2 单相异步电动机 184

本章小结 189

习题与思考题 189

第6章 同步电机 193

6.1 同步电机的原理和结构 193

6.1.1 同步电机的基本构造型式 193

6.1.2 同步电动机的励磁方式 197

6.1.3 同步电机的冷却方式 199

6.1.4 额定值 199

6.2 同步发电机的运行原理 200

6.2.1 同步发电机的基本原理 200

6.2.2 同步发电机的空载运行 200

6.2.3 负载运行时的电枢反应 202

6.2.4 隐极同步发电机的负载运行 203

6.2.5 凸极同步发电机的负载运行 206

6.2.6 同步发电机的运行特性和参数测定 209

6.3 同步发电机的并联运行 218

6.3.1 并联合闸的条件与方法 218

6.3.2 同步发电机的功角特性 221

6.3.3 并网运行时有功功率调节和静态稳定 222

6.3.4 并网运行时无功功率调节和V形曲线 225

6.4 同步电动机和同步调相机 227

6.4.1 同步电动机的基本电磁关系 227

6.4.2 同步电动机的运行特性 229

6.4.4 同步调相机 232

6.5 同步发电机的不对称运行 232

6.5.1 同步发电机不对称运行时的参数和等效电路 233

6.5.2 同步发电机的不对称运行 235

本章小结 238

习题与思考题 239

主要符号表 243

参考文献 249