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第1章 绪论 1

1.1电机与拖动技术概述 1

1.1.1电机与拖动技术的发展概况 1

1.1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标 2

1.2相关的物理与数学概念 3

思考题与练习题 14

第2章 电力拖动系统的动力学基础 15

2.1电力拖动系统的运动方程 15

2.2负载的转矩特性 17

2.3电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件 18

2.3.1电力拖动系统稳定运行的概念 18

2.3.2电力拖动系统稳定运行的条件 19

2.4电力拖动系统的动态分析——过渡过程分析 21

2.4.1电力拖动系统动态分析的假设条件 21

2.4.2电力拖动系统转速的动态方程 22

2.4.3电力拖动系统转矩的动态方程 22

2.4.4电力拖动系统热过程的动态方程 23

2.4.5过渡过程时间的计算 24

2.5多轴电力拖动系统的简化 24

2.5.1系统等效的原则和方法 25

2.5.2多轴旋转系统等效为单轴旋转系统的方法 25

2.5.3直线运动系统等效为旋转运动系统的方法 28

思考题与练习题 30

第3章 直流电机原理 31

3.1直流电机的基本工作原理 31

3.1.1直流电动机的基本工作原理 31

3.1.2直流发电机的基本工作原理 32

3.2直流电机的结构及铭牌 33

3.2.1直流电机的结构 33

3.2.2直流电机的铭牌 35

3.3直流电机的磁路、空载时的气隙磁通密度与空载磁化特性 37

3.3.1直流电机的磁路 37

3.3.2空载时气隙磁通密度的分布波形 38

3.3.3空载磁化特性 39

3.3.4直流电机的励磁方式 40

3.4直流电机的电枢绕组 41

3.4.1电枢绕组的常用术语 41

3.4.2单叠绕组 43

3.4.3单波绕组 45

3.5电枢电动势与电磁转矩 47

3.6直流发电机的运行原理 48

3.6.1直流发电机稳态运行时的基本方程 48

3.6.2直流发电机稳态运行时的功率关系 49

3.7直流电动机的运行原理 51

3.7.1他励直流电动机稳态运行时的基本方程 52

3.7.2他励直流电动机稳态运行时的功率关系 53

3.7.3直流电动机的工作特性 55

3.8直流发电机的运行特性 55

3.8.1他励直流发电机的运行特性 55

3.8.2并励直流发电机 57

3.9串励和复励直流电动机 58

3.9.1串励直流电动机的机械特性 58

3.9.2复励直流电动机的机械特性 60

3.10直流电机的换向 60

思考题与练习题 61

第4章 他励直流电动机的运行 63

4.1他励直流电动机的机械特性 63

4.1.1机械特性的一般形式 63

4.1.2固有机械特性 63

4.1.3人为机械特性 64

4.2他励直流电动机的启动 65

4.2.1直接启动 65

4.2.2电枢回路串电阻启动 66

4.2.3降压启动 69

4.3他励直流电动机的调速 69

4.3.1调速指标 69

4.3.2调速方法 71

4.3.3调速方式与负载类型的配合 74

4.4他励直流电动机的制动 74

4.4.1能耗制动 75

4.4.2反接制动 77

4.4.3回馈制动 80

4.5他励直流电力拖动系统的过渡过程 82

4.5.1过渡过程的数学分析 82

4.5.2过渡过程时间的计算 84

4.5.3启动过渡过程 85

4.5.4能耗制动过渡过程 85

4.5.5反接制动过渡过程 87

4.6他励直流电动机的建模及仿真 91

4.6.1直流电动机的启动 91

4.6.2直流电动机的调速 99

思考题与练习题 103

第5章 变压器 105

5.1变压器的基本结构、工作原理与额定数据 105

5.1.1变压器的基本结构 105

5.1.2理想变压器的运行原理 106

5.1.3变压器的额定数据 108

5.2变压器的空载运行和负载运行 109

5.2.1变压器的空载运行 109

5.2.2变压器的负载运行 111

5.3标么值 113

5.4变压器的等效电路和参数测定 115

5.4.1变压器负载运行时的等效电路 115

5.4.2变压器的参数测定 117

5.5变压器的运行特性 120

5.5.1变压器的外特性与电压变化率 121

5.5.2变压器的效率特性 121

5.6三相变压器 123

5.7电力拖动系统中的特殊变压器 133

5.7.1自耦变压器 133

5.7.2电压互感器 134

5.7.3电流互感器 135

5.7.4其他特殊用途变压器 135

5.8变压器的MATLAB仿真 136

5.8.1变压器负载运行状态仿真 136

5.8.2变压器连接组别仿真 140

5.9变压器的维护及故障分析 144

5.9.1变压器的维护 144

5.9.2变压器常见故障分析 144

思考题与练习题 147

第6章 三相异步电动机 149

6.1三相异步电动机的基本结构和工作原理 149

6.1.1三相异步电动机的基本结构 149

6.1.2三相异步电动机的工作原理 152

6.1.3三相异步电动机的铭牌 155

6.2交流绕组 161

6.2.1交流绕组的基本知识 161

6.2.2三相单层绕组 162

6.2.3三相双层绕组 164

6.3交流电机绕组的感应电动势 164

6.3.1导体的感应电动势 165

6.3.2线圈的感应电动势 165

6.3.3线圈组的感应电动势 166

6.3.4相绕组的感应电动势 167

6.4交流电机绕组的磁动势 168

6.4.1单相绕组的磁动势 168

6.4.2三相绕组的基波合成磁动势 169

6.5三相异步电动机的空载运行 170

6.5.1三相异步电动机空载运行时的电磁关系 171

6.5.2三相异步电动机空载运行时的基本方程和等效电路 171

6.6三相异步电动机的负载运行 172

6.6.1三相异步电动机负载运行时的电磁关系 172

6.6.2转子绕组各电磁量 173

6.6.3三相异步电动机负载运行时的基本方程 174

6.6.4三相异步电动机负载运行时的等效电路 175

6.7三相异步电动机的功率平衡和转矩平衡 178

6.7.1三相异步电动机的功率平衡 178

6.7.2三相异步电动机的转矩平衡 179

6.8三相异步电动机的工作特性及其测试方法 181

6.8.1三相异步电动机工作特性的分析 181

6.8.2用实验法测三相异步电动机的工作特性 182

6.9三相异步电动机参数的测定 182

6.9.1短路（堵转）试验 182

6.9.2空载试验 183

思考题与练习题 184

第7章 三相异步电动机的电力拖动 186

7.1三相异步电动机的启动 186

7.1.1直接启动与存在的问题 186

7.1.2鼠笼式三相异步电动机降压启动 187

7.1.3绕线式三相异步电动机的启动 194

7.2三相异步电动机的调速 200

7.2.1变极调速 200

7.2.2变频调速 201

7.2.3改变电动机的转差率调速 202

7.3三相异步电动机的制动 204

7.3.1三相异步电动机的能耗制动 204

7.3.2三相异步电动机的反接制动 205

7.3.3三相异步电动机的回馈制动 208

思考题与练习题 209

第8章 同步电动机 210

8.1同步电动机的基本结构、工作原理与额定数据 210

8.2同步电动机的电磁关系 212

8.3同步电动机的功率关系及功角特性与矩角特性 215

8.3.1功率关系 215

8.3.2功角特性与矩角特性 216

8.4同步电动机的功率因数调节 218

8.5同步电动机的启动方法 219

8.6微型同步电动机 220

8.6.1永磁式微型同步电动机 221

8.6.2反应式微型同步电动机 221

8.6.3磁滞式微型同步电动机 222

思考题与练习题 223

第9章 特种电机 224

9.1测速发电机 224

9.1.1直流测速发电机 224

9.1.2交流异步测速发电机 225

9.2单相异步电动机 227

9.2.1单相单绕组异步电动机的工作原理 227

9.2.2单相异步电动机的类型及启动方法 228

9.2.3单相异步电动机的调速 232

9.2.4三相异步电动机的单相运行 233

9.3伺服电动机 233

9.3.1直流伺服电动机 234

9.3.2交流伺服电动机 236

9.4步进电动机 237

9.4.1概述 237

9.4.2基本结构 237

9.4.3工作原理 238

9.5直线电动机与磁悬浮 239

9.5.1感应式直线电动机的基本结构和工作原理 240

9.5.2交流同步直线电动机与磁悬浮 243

思考题与练习题 246

第10章 电动机的选择 248

10.1电动机的发热和冷却 248

10.1.1电动机的发热 248

10.1.2电动机的冷却 249

10.1.3电动机的允许温升 249

10.2电动机的工作制 250

10.3电动机类型、形式、额定电压和额定转速的选择 252

10.3.1电动机类型的选择 252

10.3.2电动机形式的选择 253

10.3.3电动机额定电压的选择 253

10.3.4电动机额定转速的选择 253

10.4电动机额定功率的选择 254

10.4.1连续工作制电动机额定功率的选择 254

10.4.2短时工作制电动机额定功率的选择 256

10.4.3周期性断续工作制电动机额定功率的选择 256

思考题与练习题 257

附录A 电机主要符号 258

附录B 直流电动机常见故障分析 261

附录C 三相异步电动机常见故障分析 263

参考文献 267

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