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绪论 1

0.1 电机及电力拖动系统概述 1

0.2 电机与拖动课程的性质与任务 3

0.2.1 本课程的性质 3

0.2.2 本课程的任务 3

0.3 本课程（教材）的内容与一般分析方法 4

0.3.1 本教材的内容 4

0.3.2 一般分析方法 4

0.4 本课程的学习方法 5

0.5 电机理论中常用的物理概念与基本电磁定律 5

0.5.1 有关磁场的几个物理量 5

0.5.2 电机中所用材料和铁磁材料的特性 7

0.5.3 电机理论中常用的基本电磁定律 9

第1章 直流电机 13

1.1 直流电机的基本工作原理与结构 13

1.1.1 直流电机的基本工作原理 13

1.1.2 直流电机的主要结构 15

1.1.3 直流电机的铭牌数据及主要系列 19

1.2 直流电机的电枢绕组简介 20

1.2.1 直流电枢绕组的基本知识 20

1.2.2 单叠绕组 22

1.2.3 单波绕组 24

1.3 直流电机的电枢反应 27

1.3.1 直流电机的空载磁场 27

1.3.2 直流电机负载时的磁场 29

1.3.3 直流电机的电枢反应 31

1.4 直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率 33

1.4.1 直流电机的电枢电动势 33

1.4.2 直流电机的电磁转矩 34

1.4.3 直流电机的电磁功率 35

1.5 直流电机的换向 36

1.5.1 换向概述 36

1.5.2 换向的电磁理论 37

1.5.3 改善换向的方法 39

1.6 直流发电机 40

1.6.1 直流发电机的励磁方式 40

1.6.2 直流发电机的基本方程式 40

1.6.3 他励直流发电机的运行特性 43

1.6.4 并励直流发电机的自励条件和运行特性 45

1.7 直流电动机 46

1.7.1 直流电机的可逆原理 46

1.7.2 直流电动机的基本方程 46

1.7.3 直流电动机的工作特性 49

小结 50

思考题与习题 51

本章自测题 53

第2章 直流电动机的电力拖动 55

2.1 电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 55

2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 55

2.1.2 负载的转矩特性 56

2.2 他励直流电动机的机械特性 58

2.2.1 机械特性的表达式 58

2.2.2 固有机械特性和人为机械特性 59

2.2.3 机械特性的求取 61

2.2.4 电力拖动系统稳定运行条件 65

2.3 他励直流电动机的起动 67

2.3.1 电枢回路串电阻起动 67

2.3.2 降压起动 70

2.4 他励直流电动机的制动 71

2.4.1 能耗制动 71

2.4.2 反接制动 73

2.4.3 回馈制动 76

2.4.4 直流电动机的反转 77

2.5 他励直流电动机的调速 77

2.5.1 评价调速的指标 78

2.5.2 调速方法 79

2.5.3 调速方式与负载类型的配合 83

2.6 串励及复励直流电动机的电力拖动 84

2.6.1 串励直流电动机的机械特性 84

2.6.2 串励直流电动机的起动、调速与制动 87

2.6.3 复励直流电动机的特点 89

小结 89

思考题与习题 91

本章自测题 93

第3章 变压器 95

3.1 变压器的基本工作原理和结构 96

3.1.1 变压器的基本工作原理及分类 96

3.1.2 变压器的基本结构 97

3.1.3 变压器的型号与额定值 101

3.2 单相变压器的空载运行 102

3.2.1 空载运行时的电磁关系 103

3.2.2 空载电流和空载损耗 105

3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图 106

3.3 单相变压器的负载运行 110

3.3.1 负载运行时的电磁关系 110

3.3.2 负载运行时的基本方程式 111

3.3.3 变压器的等效电路及相量图 113

3.4 变压器参数的测定 117

3.4.1 空载试验 117

3.4.2 短路试验 118

3.5 标么值 121

3.6 变压器的运行特性 124

3.6.1 变压器的外特性与电压变化率 124

3.6.2 变压器的电压调整 125

3.6.3 变压器的损耗、效率和效率特性 126

3.7 三相变压器 128

3.7.1 三相变压器的磁路系统 128

3.7.2 三相变压器的电路系统——联结组别 129

3.7.3 磁路系统和绕组联结方式对电动势波形的影响 134

3.8 变压器的并联运行 136

3.8.1 并联运行的理想条件 137

3.8.2 并联条件不满足时的运行分析 138

3.9 特种变压器 141

3.9.1 自耦变压器 141

3.9.2 仪用互感器 143

3.9.3 电焊变压器 145

3.9.4 整流变压器 146

小结 149

思考题与习题 151

本章自测题 153

第4章 三相异步电动机 155

4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 155

4.1.1 三相异步电动机的基本结构 155

4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理 158

4.1.3 异步电动机的铭牌和主要系列 160

4.2 交流电机的绕组 163

4.2.1 交流绕组的基本知识 164

4.2.2 三相单层绕组 165

4.2.3 三相双层绕组 168

4.3 交流电机绕组的感应电动势 169

4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数 169

4.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数 171

4.3.3 相绕组基波感应电动势 172

4.4 交流电机绕组的磁动势 175

4.4.1 单相绕组的磁动势——脉动磁动势 175

4.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势 180

4.5 三相异步电动机的空载运行 183

4.5.1 空载运行时的电磁关系 183

4.5.2 空载运行时的电压平衡方程与等效电路 185

4.6 三相异步电动机的负载运行 186

4.6.1 负载运行时的电磁关系 186

4.6.2 转子绕组各电磁量 187

4.6.3 磁动势平衡方程 189

4.6.4 电动势平衡方程 190

4.7 三相异步电动机的等效电路和相量图 190

4.7.1 折算 191

4.7.2 等效电路 193

4.7.3 相量图 194

4.7.4 笼型转子的极数、相数、匝数和绕组系数 195

4.8 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性 196

4.8.1 功率平衡和转矩平衡 196

4.8.2 三相异步电动机的工作特性 199

4.9 三相异步电动机的参数测定 200

4.9.1 空载试验 200

4.9.2 短路试验 201

小结 202

思考题与习题 203

本章自测题 205

第5章 三相异步电动机的电力拖动 208

5.1 三相异步电动机的机械特性 208

5.1.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式 208

5.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 212

5.2 三相异步电动机的起动 214

5.2.1 三相笼型异步电动机的起动 214

5.2.2 三相绕线转子异步电动机的起动 220

5.3 三相异步电动机的制动 224

5.3.1 能耗制动 225

5.3.2 反接制动 226

5.3.3 回馈制动 228

5.4 三相异步电动机的调速 229

5.4.1 变极调速 229

5.4.2 变频调速 233

5.4.3 变转差率调速 237

5.4.4 电磁调速异步电动机 240

小结 242

思考题与习题 243

本章自测题 245

第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动 247

6.1 同步电机的基本工作原理与结构 247

6.1.1 同步电机的基本工作原理与分类 247

6.1.2 同步电机的基本结构 248

6.1.3 同步电机的额定值及励磁方式 251

6.2 同步发电机的空载运行 254

6.2.1 空载特性 254

6.2.2 时-空矢量图 255

6.3 同步发电机的电枢反应 256

6.3.1 ？和？0同相（ψ＝0°）时的电枢反应 256

6.3.2 ？滞后？090°（ψ＝90°）时的电枢反应 257

6.3.3 ？超前？ 090°（ψ＝-90°）时的电枢反应 258

6.3.4 一般情况下的电枢反应 258

6.3.5 电枢反应与机-电能量转换 260

6.4 同步发电机的负载运行 261

6.4.1 凸极同步发电机的电动势方程式和相量图 261

6.4.2 隐极同步发电机的电动势方程式、相量图和等效电路 263

6.4.3 同步发电机的特性 264

6.5 同步发电机的并联运行 267

6.5.1 并联运行的条件与方法 267

6.5.2 同步发电机的有功功角特性及有功功率的调节 269

6.5.3 同步发电机的无功功率调节及V形曲线 273

6.6 同步电动机和同步调相机 275

6.6.1 同步电动机 275

6.6.2 同步调相机 278

6.7 同步电动机的电力拖动 279

6.7.1 同步电动机的起动 279

6.7.2 同步电动机的调速 281

小结 282

思考题与习题 283

本章自测题 285

第7章 驱动和控制微电机 287

7.1 单相异步电动机 287

7.1.1 单相异步电动机的工作原理 288

7.1.2 单相异步电动机的主要类型 289

7.1.3 单相异步电动机的应用 290

7.2 伺服电动机 292

7.2.1 直流伺服电动机 292

7.2.2 交流伺服电动机 295

7.2.3 伺服电动机的应用 297

7.3 测速发电机 298

7.3.1 直流测速发电机 298

7.3.2 交流异步测速发电机 299

7.3.3 测速发电机的应用 301

7.4 自整角机 302

7.4.1 自整角机的结构与工作原理 302

7.4.2 自整角机的误差与选用时应注意的问题 306

7.4.3 自整角机的应用 306

7.5 旋转变压器 307

7.5.1 旋转变压器的结构与工作原理 307

7.5.2 旋转变压器的误差及其改进方法 311

7.5.3 旋转变压器的应用 312

7.6 微型同步电动机 312

7.6.1 永磁式同步电动机 313

7.6.2 反应式同步电动机 314

7.6.3 磁滞式同步电动机 315

7.6.4 微型同步电动机的应用 317

7.7 步进电动机 318

7.7.1 反应式步进电动机的结构与工作原理 318

7.7.2 反应式步进电动机的特性 321

7.7.3 驱动电源 324

7.7.4 步进电动机的应用 325

7.8 开关磁阻电动机 325

7.8.1 开关磁阻电动机的系统组成 325

7.8.2 开关磁阻电动机的工作原理 327

7.8.3 开关磁阻电动机系统的特点及应用 327

7.9 直线异步电动机 328

7.9.1 直线异步电动机的分类和结构 328

7.9.2 直线异步电动机的工作原理 330

7.9.3 直线异步电动机的应用 331

7.10 永磁无刷直流电动机 332

7.10.1 永磁无刷直流电动机的基本结构和工作原理 332

7.10.2 永磁无刷直流电动机的运行特性及应用 334

7.11 交直流两用电动机 335

7.11.1 交直流两用电动机的基本结构和工作原理 335

7.11.2 交直流两用电动机的特点及应用 336

小结 337

思考题与习题 338

本章自测题 339

第8章 电力拖动系统中电动机的选择 341

8.1 电动机的发热和冷却 341

8.2 电动机的工作制分类 343

8.2.1 连续工作制（S1） 343

8.2.2 短时工作制（S2） 343

8.2.3 断续周期工作制 343

8.3 电动机容量的选择方法 345

8.3.1 连续工作制电动机容量的选择 345

8.3.2 短时工作制电动机容量的选择 346

8.3.3 断续周期工作制电动机容量的选择 346

8.3.4 统计法和类比法 347

8.4 电动机种类、型式、电压、转速的选择 348

8.4.1 电动机种类的选择 348

8.4.2 电动机型式的选择 348

8.4.3 电动机额定电压的选择 348

8.4.4 电动机额定转速的选择 348

小结 349

思考题与习题 349

附录A 中英文术语对照 350

附录B 主要符号表 356

部分思考题与习题参考答案 359

参考文献 362