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模块1 直流电机 1

1.1 课题 直流电机的基本工作原理 1

1.1.1 直流发电机的基本工作原理 1

1.1.2 直流电动机的工作原理 3

1.2 课题 直流电机的基本结构与铭牌 4

1.2.1 直流电机的基本结构 4

1.2.2 直流电机的铭牌及额定值 6

1.2.3 直流电机的主要系列简介 8

1.3 课题 直流电机的电枢绕组 8

1.3.1 直流电枢绕组基本知识 8

1.3.2 单叠绕组 11

1.3.3 单波绕组 13

1.4 课题 直流电机的磁场 15

1.4.1 直流电机的励磁方式 15

1.4.2 磁路与磁路定律 16

1.4.3 直流电机的空载磁场和磁化曲线 17

1.4.4 直流电机的负载磁场和电枢反应 19

1.5 课题 直流电机的基本公式 22

1.5.1 直流电机的电枢电动势 22

1.5.2 直流电机的电磁转矩 23

1.5.3 直流电机的电磁功率 25

1.6 课题 直流发电机 26

1.6.1 直流发电机的基本方程式 26

1.6.2 直流发电机的运行特性 27

1.6.3 并励发电机 29

1.7 课题 直流电动机 31

1.7.1 直流电动机的基本方程式 31

1.7.2 直流电动机的工作特性 33

1.8 课题 直流电机的换向 35

1.8.1 直流电机换向过程的电磁理论 35

1.8.2 改善换向的方法 38

1.8.3 防止环火与补偿绕组 39

思考题与习题 40

模块2 直流电动机的电力拖动 42

2.1 课题 电力拖动系统的动力学基础 42

2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 42

2.1.2 电力拖动系统的运动状态分析 44

2.1.3 工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算 44

2.2 课题 生产机械的负载转矩特性 46

2.3 课题 他励直流电动机的机械特性 48

2.3.1 机械特性方程式 48

2.3.2 固有机械特性和人为机械特性 48

2.3.3 机械特性的绘制 50

2.3.4 电力拖动系统稳定运行的条件 53

2.4 课题 他励直流电动机的启动和反转 55

2.4.1 他励直流电动机的启动 55

2.4.2 他励直流电动机的反转 59

2.5 课题 他励直流电动机的制动 59

2.5.1 能耗制动 60

2.5.2 反接制动 62

2.5.3 回馈制动 65

2.5.4 他励直流电动机的四象限运行 66

2.6 课题 他励直流电动机的调速 67

2.6.1 调速的性能指标 67

2.6.2 他励直流电动机的调速方法 69

2.7 课题 无刷直流电动机简介 74

2.7.1 无刷直流电动机的组成 74

2.7.2 无刷直流电动机的工作原理 76

2.7.3 无刷直流电动机的特点 77

2.7.4 无刷直流电动机的发展与应用 78

思考题与习题 79

模块3 变压器 80

3.1 课题 变压器的基本工作原理和结构 80

3.1.1 变压器的用途和分类 80

3.1.2 变压器的基本工作原理 81

3.1.3 变压器的基本结构 82

3.1.4 变压器的铭牌与主要系列 85

3.2 课题 单相变压器的空载运行 87

3.2.1 变压器空载运行时的电磁关系 87

3.2.2 变压器空载时的感应电动势 88

3.2.3 变压器的空载电流和空载损耗 89

3.2.4 变压器空载时的电动势平衡方程式和等效电路 92

3.2.5 空载运行时的相量图 93

3.3 课题 单相变压器的负载运行 94

3.3.1 负载运行时的电磁关系 94

3.3.2 负载运行时的基本方程 94

3.3.3 负载运行时的等效电路和相量图 96

3.4 课题 变压器参数的测定 100

3.4.1 空载试验 100

3.4.2 短路试验 101

3.5 课题 变压器的运行特性 104

3.5.1 变压器的外特性和电压变化率 104

3.5.2 变压器的损耗和效率特性 106

3.6 课题 三相变压器 108

3.6.1 三相变压器的磁路系统 108

3.6.2 三相变压器的电路系统——联结组别 109

3.6.3 三相变压器的联结法和磁路系统对电动势波形的影响 113

3.6.4 变压器的并联运行 115

3.7 课题 其他常用变压器 117

3.7.1 自耦变压器 117

3.7.2 仪用互感器 119

3.7.3 电焊变压器 120

思考题与习题 121

模块4 三相异步电动机 124

4.1 课题 三相异步电动机的基本工作原理 124

4.1.1 三相定子绕组的旋转磁场 124

4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理 127

4.2 课题 三相异步电动机的基本结构和铭牌 129

4.2.1 三相异步电动机的基本结构 129

4.2.2 异步电动机的铭牌 132

4.2.3 三相异步电动机的主要系列简介 134

4.3 课题 三相异步电动机的定子绕组 134

4.3.1 交流绕组的基本知识 134

4.3.2 单层绕组 136

4.3.3 双层叠绕组 140

4.3.4 绕组圆形接线图 141

4.4 课题 三相异步电动机的感应电动势和磁动势 144

4.4.1 三相异步电动机的感应电动势 144

4.4.2 三相异步电动机的磁动势 147

4.5 课题 三相异步电动机的空载运行 153

4.5.1 空载运行时的电磁关系 153

4.5.2 空载时的定子电压平衡关系 154

4.6 课题 三相异步电动机的负载运行 154

4.6.1 负载运行时的物理情况 154

4.6.2 转子绕组各电磁量 155

4.6.3 负载运行时的基本方程式 157

4.6.4 三相异步电动机负载运行时的等效电路 158

4.7 课题 三相异步电动机的功率平衡和转矩平衡 161

4.7.1 功率平衡方程 161

4.7.2 转矩平衡方程 163

4.8 课题 三相异步电动机的工作特性 165

4.9 课题 三相异步电动机的参数测定 166

4.9.1 空载试验 166

4.9.2 短路试验与短路参数的测定 168

思考题与习题 169

模块5 三相异步电动机的电力拖动 171

5.1 课题 三相异步电动机的机械特性 171

5.1.1 电磁转矩的三种表达式 171

5.1.2 固有机械特性 174

5.1.3 人为机械特性 175

5.2 课题 三相异步电动机的启动 177

5.2.1 三相笼形异步电动机的启动 177

5.2.2 三相绕线转子异步电动机的启动 183

5.3 课题 三相异步电动机的制动 188

5.3.1 能耗制动 188

5.3.2 反接制动 191

5.3.3 回馈制动 193

5.4 课题 三相异步电动机的调速 194

5.4.1 变极调速 194

5.4.2 变频调速 198

5.4.3 变转差率调速 200

思考题与习题 203

模块6 其他交流电动机 206

6.1 课题 单相感应电动机 206

6.1.1 单相异步电动机的基本结构 206

6.1.2 单相异步电动机的工作原理 207

6.1.3 单相异步电动机的主要类型及启动方法 208

6.2 课题 直线异步电动机 210

6.2.1 直线异步电动机的分类和结构 210

6.2.2 直线异步电动机的工作原理 212

6.2.3 直线电动机的特点 212

6.2.4 直线异步电动机的应用 213

6.3 课题 电磁调速感应电动机 214

6.4 课题 交直流两用电动机 216

思考题与习题 217

模块7 同步电机 218

7.1 课题 同步电机的基本类型和基本结构 218

7.1.1 同步电机的基本类型 218

7.1.2 同步电机的基本结构 219

7.1.3 同步电机的额定值及励磁方式 221

7.2 课题 同步发电机 223

7.2.1 同步发电机的空载运行 223

7.2.2 同步发电机的电枢反应 224

7.2.3 同步发电机的负载运行 227

7.2.4 同步发电机的特性 229

7.3 课题 同步电动机 233

7.3.1 同步电动机的基本方程式和相量图 233

7.3.2 同步电动机的启动 237

7.4 课题 微型同步电动机 238

7.4.1 永磁式微型同步电动机 238

7.4.2 反应式微型同步电动机 239

7.4.3 磁滞式微型同步电动机 241

思考题与习题 242

模块8 控制电机 243

8.1 课题 概述 243

8.1.1 控制电机的基本用途和分类 243

8.1.2 对控制电机的基本要求 244

8.2 课题 伺服电机 245

8.2.1 直流伺服电机 245

8.2.2 交流伺服电机 249

8.3 课题 步进电机 252

8.3.1 三相反应式步进电机的结构 253

8.3.2 三相反应式步进电机的工作原理 253

8.3.3 步进电机的运行特性 256

8.3.4 驱动电源 259

8.3.5 步进电机的应用 262

8.4 课题 测速发电机 262

8.4.1 直流测速发电机 263

8.4.2 交流测速发电机 264

8.5 课题 自整角机 267

8.5.1 力矩式自整角机 267

8.5.2 控制式自整角机 269

8.6 课题 旋转变压器 270

8.6.1 正余弦旋转变压器 270

8.6.2 线性旋转变压器 273

思考题与习题 274

模块9 拖动系统电动机的选择 275

9.1 课题 电动机的发热与冷却 275

9.1.1 电动机的发热过程 275

9.1.2 电动机的冷却过程 277

9.1.3 电动机的绝缘等级 277

9.2 课题 电动机的工作制分类 278

9.3 课题 电动机容量的选择 279

9.3.1 连续工作制电动机容量的选择 279

9.3.2 短时工作制电动机容量的选择 280

9.3.3 断续周期工作制电动机的选择 280

9.3.4 统计法和类比法 281

思考题与习题 282

附录 部分习题参考答案 283

参考文献 306