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绪论 1

概述 1

电力拖动的历史、现状与发展趋势 2

本课程的性质、任务和要求 4

1电力拖动系统动力学 5

学习目标 5

1.1电力拖动系统运动方程式 5

1.1.1电力拖动系统的组成 5

1.1.2电力拖动系统的运动方程式 6

1.2多轴电力拖动系统的简化 7

1.3生产机械的典型负载转矩特性 9

1.3.1恒转矩负载的转矩特性 9

1.3.2恒功率负载特性 10

1.3.3通风机型负载特性 10

1.4电力拖动系统稳定运行的条件 11

本章小结 13

思考题与习题一 14

自测题一 14

2直流电机原理 16

学习目标 16

2.1直流电机的用途及基本工作原理 16

2.1.1直流电机的用途 16

2.1.2基本工作原理 17

2.2直流电机的主要结构与参数 18

2.2.1主要结构 18

2.2.2电机的铭牌数据 19

2.3电枢绕组 21

2.3.1电枢绕组的基本知识 21

2.3.2单叠绕组 22

2.3.3单波绕组 24

2.4直流电机磁场 26

2.4.1直流电机的励磁方式 26

2.4.2直流电机的空载磁场 26

2.4.3电枢磁场 28

2.4.4电枢反应 28

2.5电枢电动势与电磁转矩 30

2.5.1电枢电动势 30

2.5.2电磁转矩 31

2.6直流发电机 32

2.6.1直流发电机稳态运行时的基本方程式 32

2.6.2功率关系 34

2.6.3他励直流发电机的运行特性 36

2.6.4并励直流发电机 37

2.7直流电动机运行原理 38

2.7.1直流电机的可逆原理 38

2.7.2他励直流电动机稳态运行的基本方程式 39

2.7.3他励直流电动机的功率关系 39

2.7.4直流电动机的工作特性 41

2.8直流电机改善换向的方法 42

本章小结 43

思考题与习题二 44

自测题二 44

3直流电动机的拖动 46

学习目标 46

3.1直流电动机的机械特性 46

3.1.1固有机械特性 46

3.1.2人为机械特性 48

3.1.3根据电机的铭牌数据估算机械特性 49

3.2他励直流电动机的启动 51

3.2.1对启动的要求和启动过程分析 51

3.2.2降电压启动 52

3.2.3电枢回路串电阻启动 52

3.3他励直流电动机的调速 56

3.3.1他励直流电动机的调速方法 56

3.3.2调速指标 59

3.3.3调速方式与负载类型的配合 60

3.4他励直流电动机的电动与制动运行 62

3.4.1概述 62

3.4.2电动状态 63

3.4.3能耗制动 64

3.4.4电压反向的反接制动过程 67

3.4.5转速反向的反接制动运行 69

3.4.6回馈制动运行 69

本章小结 72

思考题与习题三 73

自测题三 75

4变压器 77

学习目标 77

4.1变压器的工作原理和结构 77

4.1.1变压器的工作原理 77

4.1.2变压器的分类 78

4.1.3变压器的基本结构 78

4.1.4变压器的型号、额定数据 80

4.2变压器的空载运行 81

4.2.1空载运行时的电磁关系 81

4.2.2空载电流 84

4.2.3空载时的等效电路和相量图 86

4.3变压器的负载运行 87

4.3.1负载运行时的电磁过程 87

4.3.2电动势平衡方程 88

4.3.3磁动势平衡方程 88

4.3.4变压器绕组的折算 89

4.3.5等效电路和相量图 90

4.3.6简化等效电路和简化相量图 91

4.4标幺值及应用 95

4.5变压器的运行特性 97

4.5.1变压器负载时副边端电压的变化 97

4.5.2变压器的效率 99

4.6变压器的联结组别 101

4.6.1单相变压器绕组的标志方式 101

4.6.2三相变压器绕组的联结 102

4.6.3三相变压器的联结组别 104

4.6.4标准联结组 107

4.7电力拖动系统中的特殊变压器 107

4.7.1自耦变压器 107

4.7.2仪用互感器 110

本章小结 112

思考题与习题四 113

自测题四 115

5三相异步电动机原理 116

学习目标 116

5.1三相异步电动机的基本结构和基本工作原理 116

5.1.1异步电动机的主要用途与分类 116

5.1.2基本结构 117

5.1.3三相异步电动机的基本工作原理 119

5.1.4三相异步电动机的型号和额定值 120

5.2交流电机电枢绕组及其感应电动势和磁通问题 121

5.2.1交流电机电枢绕组 121

5.2.2旋转磁动势 125

5.2.3交流绕组的感应电动势 135

5.3三相异步电动机的空载运行 141

5.3.1空载运行时的电磁关系 141

5.3.2空载运行时的电动势方程、等效电路及相量图 142

5.4三相异步电动机的负载运行 143

5.4.1负载运行时的磁动势平衡方程 144

5.4.2负载运行时的电磁关系 145

5.4.3负载运行时的电动势平衡方程 146

5.4.4三相异步电动机的等效电路 147

5.5三相异步电动机的功率平衡和转矩特性 151

5.5.1功率关系 151

5.5.2转矩关系 152

5.6三相异步电动机的工作特性 154

本章小结 155

思考题与习题五 156

自测题五 157

6三相异步电动机的拖动 158

学习目标 158

6.1三相异步电动机的机械特性 158

6.1.1机械特性表达式 158

6.1.2固有机械特性 163

6.1.3人为机械特性 163

6.2三相异步电动机的启动 166

6.2.1概述 166

6.2.2三相异步电动机的直接启动 168

6.2.3三相鼠笼式异步电动机的降压启动 168

6.2.4三相异步电动机的软启动 175

6.2.5特种笼型转子的异步电动机的启动 176

6.3绕线式三相异步电动机的启动 178

6.3.1转子串频敏变阻器启动 178

6.3.2转子串电阻分级启动 180

6.4三相异步电动机的调速 184

6.4.1改变定子电压调速 184

6.4.2绕线转子异步电动机转子串电阻调速 186

6.4.3改变定子极数调速 188

6.4.4三相异步电动机变频调速 192

6.5三相异步电动机的制动 198

6.5.1电动运行 198

6.5.2能耗制动 199

6.5.3反接制动 200

6.5.4回馈制动运行 202

本章小结 207

思考题与习题六 208

自测题六 210

7三相同步电动机 212

学习目标 212

7.1同步电动机的结构和工作原理 212

7.1.1同步电动机的基本工作原理 212

7.1.2同步电动机的结构 213

7.2同步电动机的电磁关系 214

7.2.1同步电动机的磁通势 214

7.2.2凸极同步电动机的双反应原理 215

7.2.3凸极同步电动机的电压平衡方程式 216

7.2.4凸极同步电动机的电动势相量图 217

7.2.5隐极同步电动机 218

7.3同步电动机的功率关系与矩角特性 219

7.3.1功率关系 219

7.3.2电磁功率 220

7.3.3功角特性 220

7.3.4矩角特性 221

7.3.5稳定运行 222

7.4同步电动机功率因数的调节 224

7.4.1同步电动机的功率因数调节 224

7.4.2 U形曲线 227

7.5同步电动机的启动 228

7.5.1辅助电动机启动 228

7.5.2异步启动 228

7.5.3变频启动 229

本章小结 230

思考题与习题七 230

自测题七 231

8微控电机 232

学习目标 232

8.1单相异步电动机 232

8.1.1一相定子绕组通电时的机械特性 233

8.1.2两相绕组通电时的机械特性 234

8.1.3各种类型的单相异步电动机 234

8.2测速发电机 238

8.2.1直流测速发电机 238

8.2.2交流异步测速发电机 240

8.2.3测速发电机的比较 243

8.3伺服电动机 243

8.3.1直流伺服电动机 243

8.3.2交流伺服电动机 245

8.3.3交流伺服电动机的控制方法 247

8.4步进电动机 249

8.4.1矩角特性及稳定平衡点 249

8.4.2步进运行状态 251

8.4.3连续运行状态 253

8.4.4通电方式和电机转速 253

本章小结 255

思考题与习题八 255

自测题八 256

9电动机的选择 257

学习目标 257

9.1电动机选择的主要内容 257

9.1.1电动机种类的选择 257

9.1.2电动机结构类型的选择 258

9.1.3电动机额定参数的选择 259

9.2电动机的发热、冷却与工作制 260

9.2.1电动机的发热与冷却 260

9.2.2电动机的工作制 262

9.3电动机额定功率的选择 263

9.3.1电动机额定功率选择的步骤 263

9.3.2电动机额定功率选择的原则 264

9.3.3连续工作制电动机额定功率的选择 266

本章小结 268

思考题与习题九 268

自测题九 269

参考文献 270

附录一自测题答案 271