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绪论 1

0.1 电机与电气控制技术在国民经济中的重要作用 1

0.1.1 电机在国民经济中的作用 1

0.1.2 电气控制技术在生产中的作用 1

0.2 电机、电力拖动的组成和现代电力拖动发展方向 2

0.2.1 电力拖动的组成 2

0.2.2 电机及电气控制技术的发展 2

0.3 电机的类型及所用材料 4

0.3.1 电机的类型 4

0.3.2 电机所用材料 4

0.3.3 铁磁材料的特点及损耗 5

0.4 电机与电气控制的主要内容、任务及学习方法 6

第1篇 直流电机及拖动 8

第1章 直流电机原理 8

1.1 直流电机基本工作原理 8

1.1.1 直流电机的模型结构 8

1.1.2 直流发电机的工作原理 9

1.1.3 直流电动机的工作原理 10

1.1.4 直流电机可逆原理 10

1.2 直流电机的结构和额定值 11

1.2.1 直流电机的结构 11

1.2.2 直流电机的额定值 13

1.2.3 直流电机的电枢绕组 14

1.3 直流电机的电动势、转距、磁场和换向 20

1.3.1 直流电机的感应电动势和电磁转矩 20

1.3.2 直流电机的磁场 21

1.3.3 直流电机的换向 24

本章小结 27

思考与练习题 28

第2章 直流电动机 29

2.1 直流电动机的分类 29

2.2 直流电动机的基本方程式 30

2.2.1 电压平衡方程式 30

2.2.3 转矩平衡方程式 31

2.2.2 功率平衡方程式 31

2.3 直流并（他）励电动机的工作特性 32

2.3.1 转速特性——n=f(P2) 32

2.3.2 转矩特性——T=f(P2) 32

2.3.3 效率特性——η=f(P2) 32

2.4 生产机械的负载转矩特性 33

2.4.1 恒转矩负载 33

2.5 直流电动机的机械特性 34

2.5.1 电动机机械特性方程式 34

2.4.3 通风机负载 34

2.4.2 恒功率负载 34

2.5.2 固有机械特性 35

2.5.3 人为机械特性 35

2.5.4 直流电动机的正、反转 37

2.6 直流串励电动机 37

2.6.1 串励电动机的接线与特点 37

2.6.2 串励电动机的机械特性 38

思考与练习题 39

本章小结 39

第3章 直流电动机的启动、调速和制动 40

3.1 直流电动机的启动 40

3.1.1 对直流电动机启动性能的基本要求 40

3.1.2 启动方法 40

3.2 直流电动机的调速 43

3.2.1 调速指标 43

3.2.2 并（他）励直流电动机电枢串电阻调速 44

3.2.3 降低电源电压调速 44

3.2.4 改变磁通调速（改变励磁电流If调速） 45

3.3 直流并（他）励电动机的制动 46

3.3.1 制动与电动的区别 46

3.3.2 能耗制动 47

3.3.3 反接制动 48

3.3.4 回馈制动（再生发电制动） 50

本章小结 50

思考与练习题 52

4.1 变压器的用途和结构 54

4.1.1 变压器的原理 54

第4章 单相变压器 54

第2篇 变压器 54

4.1.2 变压器的应用 55

4.1.3 变压器的结构 55

4.1.4 变压器的铭牌和额定值 60

4.2 单相变压器的空载运行 60

4.2.1 空载运行时的物理状况 60

4.2.2 变压器的感应电动势和变比 61

4.2.3 变压器的空载电流 63

4.2.4 变压器空载时的相量图和等值电路 64

4.3 变压器的负载运行 65

4.3.1 变压器负载时物理状况 66

4.3.2 变压器负载时磁动势平衡方程式 66

4.3.3 变压器负载时电动势平衡方程式 67

4.4 变压器参数的测定 70

4.4.1 变压器空载试验 70

4.4.2 变压器短路试验 71

4.5.1 变压器的外特性和电压变化率 73

4.5 变压器的运行特性 73

4.5.2 变压器的效率特性 74

本章小结 76

思考与练习题 77

第5章 三相变压器 79

5.1 三相变压器的磁路系统 79

5.1.1 三相变压器组（三相组式变压器）的磁路系统 79

5.1.2 三相心式变压器的磁路 80

5.2 三相变压器的电路系统——连接组 80

5.2.1 变压器原、副绕组首末端标记 80

5.2.2 单相变压器的连接组别 81

5.2.3 三相变压器绕组的接法 82

5.2.4 三相变压器的连接组别 83

5.3 变压器的并联运行 86

5.3.1 变压器并联运行的意义 86

5.3.2 变压器并联运行的条件 87

5.3.3 变比不等时变压器并联运行 87

5.3.5 短路阻抗相对值（短路阻抗压降）不等时的并联运行 88

5.3.4 连接组别不同时的并联运行 88

本章小结 89

思考与练习题 89

第6章 其他用途的变压器 91

6.1 自耦变压器 91

6.1.1 自耦变压器的用途 91

6.1.2 自耦变压器的特点 91

6.1.3 自耦变压器的变比 91

6.2 仪用互感器 92

6.1.4 自耦变压器的容量 92

6.2.1 电压互感器 93

6.2.2 电流互感器 94

6.3 电焊变压器（交流弧焊机） 95

6.3.1 弧焊工艺对电焊变压器的要求 96

6.3.2 磁分路动铁心电焊变压器 96

6.3.3 串联可变电抗器的电焊变压器 97

本章小结 97

思考与练习题 97

7.1.1 三相异步电动机基本工作原理 100

7.1 三相异步电动机基本工作原理和结构 100

第3篇 三相异步电动机及拖动 100

第7章 三相异步电动机 100

7.1.2 三相异步电动机的结构 103

7.1.3 三相异步电动机的铭牌 106

7.2 三相交流绕组 107

7.2.1 三相交流绕组基本术语 108

7.2.2 三相绕组的构成原则 109

7.2.3 三相单层绕组 110

7.2.4 三相双层绕组 114

7.3.1 线圈感应电动势 118

7.3 交流绕组的感应电动势 118

7.3.2 线圈组电动势和分布系数 120

7.3.3 每相电动势E1 121

7.4 三相异步电动机空载运行 121

7.4.1 三相异步电动机与变压器的异同 121

7.4.2 转子不动（转子开路）时的空载运行 121

7.4.3 转子转动（转子绕组短路）时的空载运行 122

7.5.1 转子各物理量与转差率的关系 123

7.5 三相异步电动机负载运行 123

7.5.2 磁动势平衡方程式 124

7.5.3 电压平衡方程式 126

7.5.4 负载运行时的等值电路 126

7.6 三相异步电动机参数的测定 128

7.6.1 空载试验 129

7.6.2 异步电机短路试验 130

7.7 三相异步电动机功率和转矩平衡方程式 131

7.7.1 功率平衡关系 131

7.7.2 异步电动机转矩平衡关系 132

7.7.3 异步电动机的工作特性 133

7.8 三相异步电动机机械特性 134

7.8.1 电磁转矩的物理表达式 134

7.8.2 电磁转矩参数表达式 134

7.8.3 最大电磁转矩Tm 135

7.8.4 启动转矩Ts 135

7.8.6 异步电动机固有机械特性 136

7.8.5 转矩实用表达式 136

7.8.7 人为机械特性 137

本章小结 138

思考与练习题 139

第8章 三相异步电动机的电力拖动 140

8.1 三相异步电动机的启动性能 140

8.2.1 直接启动 141

8.2.2 降压启动 141

8.2 三相鼠笼式异步电动机的启动 141

8.3 三相绕线式异步电动机的启动 144

8.3.1 转子回路串接电阻器启动 144

8.3.2 转子串频敏变阻器启动 145

8.4 三相异步电动机的调速 146

8.4.1 变极调速 146

8.4.2 变频调速 147

8.4.3 改变转差率调速 149

8.5.1 三相异步电动机的反转 151

8.5.2 三相异步电动机的制动 151

8.5 三相异步电动机的制动 151

8.6 电动机的选择 154

8.6.1 电动机的种类、形式、额定电压与额定转速的选择 154

8.6.2 电动机的发热与冷却 155

8.6.3 电动机的工作方式 156

8.6.4 额定功率的选择 156

8.7 电动机的维护处理及故障 158

8.7.1 启动前的准备 158

8.7.2 启动时的注意事项 158

8.7.3 运行中的监视 159

8.7.4 电动机的定期维修 159

8.7.5 常见故障及排除方法 160

本章小结 161

思考与练习题 162

9.1 单相异步电动机 164

9.1.1 单相异步电动机基本工作原理 164

第9章 单相异步电动机和同步电动机 164

第4篇 其他用途的电动机 164

9.1.2 单相异步电动机的启动方法 165

9.1.3 单相正弦绕组 168

9.2 同步电动机 169

9.2.1 同步电动机的特点 169

9.2.2 同步电动机基本工作原理 170

9.2.3 同步电动机的功率因数的调整 172

思考与练习题 173

本章小结 173

第10章 控制电机 174

10.1 伺服电动机 174

10.1.1 直流伺服电动机 175

10.1.2 交流伺服电动机 176

10.2 步进电动机 178

10.2.1 步进电动机的结构和分类 178

10.2.2 反应式步进电动机的工作原理 178

10.3 测速发电机 179

10.3.1 直流测速发电机 180

10.3.2 交流测速发电机 180

10.4.1 直线电动机的工作原理 181

10.4 直线电动机 181

10.4.2 直线电动机的结构形式 182

本章小结 184

思考与练习题 184

第5篇 电气控制技术 186

第11章 常用低压电器 186

11.1 刀开关和转换开关 186

11.1.1 刀开关 186

11.1.2 转换开关（组合开关） 187

11.2 自动开关 188

11.2.1 自动开关的结构及工作原理 188

11.2.2 自动开关的技术参数 189

11.3 主 令电器 190

11.3.1 控制按钮 190

11.3.2 行程开关 191

11.4 接触器 192

11.4.1 交流接触器 192

11.4.2 直流接触器 193

11.4.3 接触器的主要技术数据 194

11.5 继电器 194

11.5.1 电磁式电流、电压和中间继电器 194

11.5.2 时间继电器 195

11.5.3 热继电器 196

11.5.4 速度继电器 197

11.6 熔断器 198

思考与练习题 200

本章小结 200

第12章 电气控制线路的基本环节 201

12.1 电气控制线路的绘制 201

12.1.1 常用电气控制系统的图形符号 201

12.1.2 电气控制系统图 201

12.2 三相鼠笼式异步电动机的控制线路 203

12.2.1 直接启动的控制线路 203

12.2.2 三相鼠笼式异步电动机降压启动控制线路 206

12.2.3 三相鼠笼式异步电动机的调速控制线路 209

12.3 绕线式异步电动机启动控制线路 210

12.3.1 转子绕阻串接电阻启动控制线路 211

12.3.2 转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路 212

12.4 三相异步电动机制动控制 213

12.4.1 反接制动控制线路 213

12.4.2 能耗制动控制线路 216

本章小结 217

思考与练习题 218

13.1.1 主要结构及运动形式 220

13.1 万能铣床的电气控制线路 220

第13章 常用机床的控制线路 220

13.1.2 电力拖动特点及控制要求 221

13.1.3 电气控制线路分析 221

13.1.4 电气线路常见故障分析 225

13.2 摇臂钻床控制线路 226

13.2.1 主要结构及运动形式 226

13.2.2 摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求 226

13.2.3 电气控制线路分析 227

13.2.4 电气线路常见故障分析 230

本章小结 231

思考与练习题 232

第14章 可编程控制器（PLC）及数控系统简介 233

14.1 可编程控制器的组成和工作原理 233

14.1.1 可编程控制器的组成和各部分的作用 233

14.1.2 可编程控制器的工作过程 234

14.2 可编程控制器的编程语言 235

14.2.1 可编程控制器的编程元件 236

14.3.1 CNC系统的构成 238

14.2.2 梯形图编程规则 238

14.3 CNC系统概述 238

14.3.2 CNC装置的组成 239

14.3.3 CNC装置的工作过程 241

14.3.4 CNC装置的功能 241

本章小结 242

思考与练习题 243

附录Y2系列电动机技术数据 244

参考文献 250