电机与拖动技术基础

模块1电机理论的基本电磁定律1 专题1.1有关磁场的几个物理量1 1.1.1磁场和磁感应强度1 1.1.2磁通量1 1.1.3磁场强度2 1.1.4磁动势2 专题1.2电机理论中常用的基本电磁定律2 1.2.1电路定律3 1.2.2磁路定律3 1.2.3电磁感应定律4 1.2.4电磁力定律5 专题1.3电机所用材料和铁磁材料的特性5 1.3.1电机中所用的材料5 1.3.2铁磁材料的磁化特性5 习题与思考题6 模块2变压器7 专题2.1变压器的结构和工作原理7 2.1.1变压器的作用和分类7 2.1.2变压器的基本结构7 2.1.3变压器的工作原理10 2.1.4变压器的铭牌10 项目2.2单相变压器的空载运行及其参数测定11 2.2.1项目简介11 2.2.2项目相关知识12 2.2.3项目的实现14 项目2.3单相变压器的负载运行及其参数的测定15 2.3.1项目简介15 2.3.2项目相关知识15 2.3.3项目的实现17 专题2.4变压器的运行特性18 2.4.1外特性18 2.4.2效率特性19 项目2.5三相变压器20 2.5.1项目简介20 2.5.2项目相关知识20 2.5.3项目的实现24 项目2.6变压器的并联运行27 2.6.1项目简介27 2.6.2项目的相关知识27 2.6.3项目的实现28 专题2.7电力变压器的故障诊断和维护29 2.7.1电力变压器的维护29 2.7.2电力变压器的常见故障及检修29 专题2.8特殊变压器31 2.8.1自耦变压器31 2.8.2仪用互感器33 2.8.3电焊变压器34 习题与思考题35 模块3直流电机36 项目3.1直流电机的拆装36 3.1.1直流电机的拆装项目介绍36 3.1.2项目相关知识36 3.1.3项目的实现38 3.1.4项目中常见故障的处理41 专题3.2直流电机的铭牌和额定值42 3.2.1直流电机的铭牌数据42 3.2.2直流电机的额定值43 3.2.3直流电机的主要系列43 专题3.3直流电机的电枢绕组和磁场44 3.3.1直流电机的电枢绕组44 3.3.2直流电机的磁场50 专题3.4直流电机的换向53 3.4.1直流电机的换向过程54 3.4.2影响换向的电磁原因55 3.4.3产生火花的原因55 3.4.4改善换向的方法55 专题3.5直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率56 3.5.1直流电机的电枢电动势57 3.5.2直流电机的电磁转矩57 3.5.3直流电机的电磁功率59 专题3.6直流电动机的运行特性59 3.6.1直流电动机的损耗59 3.6.2直流电动机的基本方程式60 3.6.3他励（并励）直流电动机的工作特性62 3.6.4串励直流电动机的工作特性63 专题3.7直流发电机的运行特性64 3.7.1直流电机的可逆原理64 3.7.2直流发电机的基本方程式64 3.7.3他励直流发电机的运行特性65 3.7.4并励直流发电机的运行特性67 习题与思考题68 模块4直流电机的电力拖动70 专题4.1电力拖动系统的动力学基础70 4.1.1电力拖动系统的运动方程式70 4.1.2生产机械的负载转矩特性72 专题4.2他励直流电动机的机械特性73 4.2.1直流电动机机械特性的表达式73 4.2.2固有机械特性和人为机械特性74 项目4.3他励直流电动机的启动和反转76 4.3.1项目简介76 4.3.2项目相关知识76 4.3.3项目的实现（实验实训步骤）78 项目4.4他励直流电动机的调速80 4.4.1项目简介80 4.4.2项目相关知识80 4.4.3项目的实现（实验实训步骤）83 专题4.5他励直流电动机的制动84 4.5.1能耗制动84 4.5.2反接制动86 4.5.3回馈制动88 项目4.6直流电动机的故障诊断与维修89 4.6.1项目简介89 4.6.2项目相关知识89 4.6.3项目的实现96 习题与思考题96 模块5三相异步电动机98 项目5.1三相异步电动机98 5.1.1项目简介98 5.1.2项目相关知识98 5.1.3项目的实现107 专题5.2三相异步电动机的定子绕组111 5.2.1交流绕组基本知识111 5.2.2交流绕组基本术语112 5.2.3三相单层绕组113 5.2.4三相双层绕组114 5.2.5三相绕组的感应电动势115 5.2.6交流电机绕组的磁场115 专题5.3三相异步电动机的运行原理115 5.3.1三相异步电动机的空载运行115 5.3.2三相异步电动机的短路运行117 5.3.3三相感应电动机的负载运行117 专题5.4三相异步电动机的功率转换118 5.4.1功率平衡118 5.4.2转矩平衡119 项目5.5三相异步电动机的工作特性、空载和短路试验120 5.5.1项目介绍120 5.5.2项目相关知识120 5.5.3项目的实现123 习题与思考题124 模块6三相异步电动机的电力拖动126 专题6.1三相异步电动机的机械特性126 6.1.1三相异步电动机的机械特性概述126 6.1.2固有机械特性128 6.1.3人为机械特性129 6.1.4三相异步电动机的稳定运行130 项目6.2三相异步电动机的启动131 6.2.1项目简介131 6.2.2项目相关知识131 6.2.3项目的实现136 专题6.3三相异步电动机的调速137 6.3.1变极调速138 6.3.2变频调速139 6.3.3改变转差率调速140 专题6.4三相异步电动机的制动和反转141 6.4.1三相异步电动机的反转141 6.4.2三相异步电动机的制动141 习题与思考题144 模块7单相异步电动机145 专题7.1单相异步电动机的结构和工作原理145 7.1.1单相异步电动机的结构145 7.1.2单相异步电动机的铭牌146 7.1.3单相异步电动机的工作原理147 专题7.2单相异步电动机的主要类型和启动方法150 7.2.1电阻分相式单相异步电动机及启动150 7.2.2电容分相式单相异步电动机及启动151 7.2.3罩极式单相异步电动机及启动152 专题7.3单相异步电动机的调速、反转及应用153 7.3.1单相异步电动机的调速153 7.3.2单相异步电动机的反转155 7.3.3单相异步电动机的日常应用155 习题与思考题156 模块8同步电机157 专题8.1同步电机的结构和工作原理157 8.1.1同步电机的结构与分类157 8.1.2同步电机的工作原理159 8.1.3同步电机的铭牌数据160 专题8.2同步发电机160 8.2.1同步发电机的运行特性161 8.2.2同步发电机的并联运行163 专题8.3同步电动机167 8.3.1同步电动机的功角特性和机械特性167 8.3.2同步电动机的工作特性169 8.3.3同步电动机的启动方法170 项目8.4同步电动机的故障诊断与维修171 8.4.1项目简介171 8.4.2同步电动机常见故障及排除方法171 8.4.3同步电动机的修理173 8.4.4项目实现173 思考与练习题175 模块9步进电动机176 专题9.1概述176 专题9.2反应式步进电动机的结构和工作原理176 9.2.1反应式步进电动机的结构177 9.2.2反应式步进电动机的工作原理177 专题9.3其他形式的步进电动机178 9.3.1永磁式步进电动机179 9.3.2混合式步进电动机179 专题9.4步进电动机的驱动电源179 9.4.1驱动电源的组成180 9.4.2步进电动机的典型驱动方式180 专题9.5步进电动机的控制和应用183 9.5.1步进电动机的控制183 9.5.2步进电动机的应用183 专题9.6步进电动机的选用与故障诊断184 9.6.1设备、仪表、工具184 9.6.2相关训练184 思考题与习题187 模块10伺服电动机188 专题10.1直流伺服电动机188 10.1.1直流伺服电动机的结构和分类188 10.1.2直流伺服电动机的控制方法190 10.1.3直流伺服电动机的静态特性190 10.1.4直流伺服电动机的动态特性192 专题10.2交流伺服电动机194 10.2.1同步交流伺服电动机195 10.2.2异步交流伺服电动机196 专题10.3交流伺服电动机与其他电动机的性能比较197 10.3.1交、直流伺服电动机的性能比较197 10.3.2交流电动机与步进电动机的性能比较198 专题10.4伺服电动机的应用200 10.4.1直流伺服电动机在电子电位差计中的应用200 10.4.2直流伺服电动机在家用录像机中的应用200 10.4.3交流伺服电动机在测温仪表电子电位差计中的应用201 项目10.5直流伺服电动机的使用与维修202 10.5.1项目简介202 10.5.2项目相关知识202 10.5.3项目的实现203 项目10.6交流伺服电动机的使用与维修204 10.6.1项目简介204 10.6.2项目相关知识204 10.6.3项目的实现205 习题与思考题207 模块11其他微特电机208 专题11.1直线电动机208 11.1.1直线电动机的结构208 11.1.2直线电动机的工作原理210 11.1.3直线电动机的应用举例211 专题11.2超声波电动机212 11.2.1超声波电动机的结构212 11.2.2超声波电动机的工作原理213 11.2.3超声波电动机的应用举例215 专题11.3旋转变压器216 11.3.1旋转变压器的分类216 11.3.2旋转变压器的结构216 11.3.3旋转变压器的工作原理216 11.3.4旋转变压器的应用举例219 专题11.4自整角机220 11.4.1自整角机概述220 11.4.2自整角机的结构与工作原理221 11.4.3自整角机的应用举例224 专题11.5测速发电机225 11.5.1测速发电机概述225 11.5.2直流测速发电机226 11.5.3交流测速发电机228 11.5.4测速发电机的应用举例230 思考题与习题230 模块12电力拖动系统的选择231 专题12.1电动机发热与冷却、绝缘等级及工作方式231 12.1.1电动机的发热与冷却231 12.1.2电动机的绝缘等级231 12.1.3电动机的工作制分类232 专题12.2不同工作制下电动机的容量选择233 12.2.1连续工作制电动机额定功率的选择233 12.2.2短时工作制电动机额定功率的选择234 12.2.3断续周期工作制电动机额定功率的选择235 专题12.3电动机其他参数的选择235 12.3.1电动机类型的选择235 12.3.2电动机额定电压的选择235 12.3.3电动机额定转速的选择236 12.3.4电动机安装防护形式选择236 习题与思考题237 参 考 文 献238