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第1章 电机基础知识1

1.1 电机的分类和应用1

1.1.1 什么是电机1

1.1.2 电机及电力拖动的发展概况1

1.1.3 电机的种类与应用3

1.2 常用的基本电磁定律4

1.2.1 电路定律4

1.2.2 全电流定律（安培环路定律）4

1.2.3 磁路及磁路定律6

1.2.4 电磁感应定律7

1.2.5 电磁力定律8

1.2.6 能量守恒定律8

1.3 磁路计算的仿真9

本章小结10

思考与练习题11

第2章 变压器12

2.1 概述12

2.1.1 变压器的用途和分类12

2.1.2 变压器的基本工作原理13

2.1.3 变压器的基本结构13

2.1.4 变压器的铭牌数据和主要系列16

2.2 单相变压器的空载运行17

2.2.1 变压器空载运行时的磁场17

2.2.2 变压器各电磁量的正方向18

2.2.3 空载运行时电压、电动势与主磁通的关系18

2.2.4 变压器的励磁电流20

2.2.5 变压器空载运行时的相量图与等效电路22

2.3 单相变压器的负载运行23

2.3.1 负载运行时的磁动势平衡方程23

2.3.2 负载运行时的基本方程24

2.3.3 变压器的参数折算25

2.3.4 折算后变压器的基本方程26

2.3.5 等效电路27

2.3.6 相量图和功率关系27

2.4 变压器参数的试验测定28

2.4.1 变压器空载试验28

2.4.2 变压器短路试验29

2.5 标幺值31

2.6 变压器的运行特性32

2.6.1 电压变化率和外特性32

2.6.2 变压器的效率和效率特性33

2.7 三相变压器34

2.7.1 三相变压器的磁路系统35

2.7.2 三相变压器的绕组联结组标号36

2.8 其他用途的变压器39

2.8.1 自耦变压器39

2.8.2 互感器41

2.9 变压器的并联运行42

2.9.1 电压比不等时的变压器并联运行43

2.9.2 联结组标号不同时的变压器并联运行44

2.9.3 短路阻抗标幺值不等时的并联运行44

2.10 应用实例46

2.11 变压器的仿真48

本章小结49

思考与练习题50

第3章 三相交流电动机原理52

3.1 交流电动机的基本工作原理和定子结构52

3.1.1 三相交流电动机的基本工作原理52

3.1.2 三相交流电动机定子结构52

3.2 旋转磁动势53

3.2.1 单相脉振磁动势53

3.2.2 三相旋转磁动势55

3.3 交流绕组感应电动势57

3.3.1 主磁通和漏磁通57

3.3.2 线圈感应电动势58

3.3.3 一相绕组感应电动势59

3.4 三相异步电动机59

3.4.1 三相异步电动机的基本结构和铭牌数据60

3.4.2 三相异步电动机的空载运行65

3.4.3 三相异步电动机的负载运行66

3.4.4 三相异步电动机的基本方程和等效电路74

3.4.5 三相异步电动机的功率和转矩方程77

3.4.6 鼠笼式转子的极数和相数80

3.4.7 三相异步电动机的工作特性及参数测定80

3.5 三相同步电动机85

3.5.1 三相同步电动机的基本结构和铭牌数据85

3.5.2 三相同步电动机的基本方程和相量图87

3.5.3 三相同步电动机的功率和转矩方程92

3.5.4 三相同步电动机的功角特性和矩角特性93

3.5.5 三相同步电动机的励磁调节和V形曲线96

3.6 应用实例98

3.7 三相交流电动机的仿真99

本章小结100

思考与练习题101

第4章 三相交流电动机的电力拖动103

4.1 电力拖动系统基础103

4.1.1 运动方程式104

4.1.2 生产机械的负载转矩特性105

4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件106

4.2 三相异步电动机的电力拖动107

4.2.1 异步电动机的机械特性107

4.2.2 异步电动机的人为机械特性110

4.2.3 三相异步电动机的起动111

4.2.4 三相异步电动机的制动117

4.2.5 三相异步电动机的调速122

4.2.6 现代交流调速系统的组成131

4.2.7 三相异步电动机的各种运行状态132

4.3 三相同步电动机的拖动132

4.3.1 同步电动机的起动132

4.3.2 同步电动机的调速133

4.4 应用实例137

4.5 三相交流电动机电力拖动的仿真143

本章小结145

思考与练习题146

第5章 直流电机原理148

5.1 直流电机的工作原理148

5.1.1 直流电动机的基本工作原理149

5.1.2 直流发电机的基本工作原理149

5.2 直流电机的结构和额定值150

5.2.1 直流电机的结构150

5.2.2 直流电机的电枢绕组151

5.2.3 直流电机的励磁方式154

5.2.4 直流电机的额定值155

5.3 直流电机的磁场、电动势和转矩156

5.3.1 直流电机的磁场156

5.3.2 电枢绕组的感应电动势156

5.3.3 直流电机的电磁转矩157

5.4 直流电机的基本平衡方程式159

5.5 直流电机的电枢反应和换向161

5.5.1 直流电机的磁场161

5.5.2 电枢反应162

5.5.3 直流电机的换向162

5.6 直流电动机的工作特性163

5.7 直流发电机164

5.7.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式164

5.7.2 他励直流发电机的运行特性165

5.8 应用实例166

5.9 直流电机性能仿真167

本章小结169

思考与练习题169

第6章 直流电动机的电力拖动171

6.1 他励直流电动机的机械特性171

6.1.1 机械特性的一般表达式171

6.1.2 固有机械特性173

6.1.3 人为机械特性173

6.2 他励直流电动机的起动175

6.2.1 电枢回路串电阻起动176

6.2.2 降压起动177

6.3 他励直流电动机的调速177

6.3.1 调速指标178

6.3.2 他励直流电动机的调速方法179

6.3.3 调速方式与负载类型的配合182

6.4 他励直流电动机的制动185

6.4.1 能耗制动185

6.4.2 反接制动187

6.4.3 回馈制动190

6.5 应用实例192

6.6 直流电动机拖动的仿真193

本章小结196

思考与练习题196

第7章 其他电机198

7.1 永磁电机198

7.1.1 永磁电机的基本原理和分类198

7.1.2 自起动永磁同步电动机基本原理199

7.1.3 调速永磁同步电动机基本原理201

7.1.4 无刷直流电动机的基本原理202

7.2 步进电动机204

7.2.1 步进电动机的基本结构204

7.2.2 步进电动机的工作原理205

7.3 直线电动机207

7.3.1 直线电动机的基本结构207

7.3.2 直线电动机的工作原理209

7.4 应用实例210

7.5 自起动永磁同步电动机仿真211

本章小结214

思考与练习题214

第8章 电动机的选择215

8.1 电动机选择的主要内容与原则215

8.2 电动机的发热、冷却与工作制216

8.2.1 电动机的发热与冷却216

8.2.2 电动机的工作制217

8.3 电动机容量的选择219

8.3.1 连续工作制电动机容量的选择219

8.3.2 短时工作制电动机容量的选择223

8.3.3 断续周期工作制电动机容量的选择224

8.4 应用实例225

本章小结226

思考与练习题226

附录227

附录1 交流电机绕组常用电气线路图227

附录2 Y2系列三相异步电动机的技术数据231

附录3 Y2系列三相异步电动机的安装尺寸及外形尺寸235

附录4 常用钕铁硼磁钢技术数据237

参考文献238