电机与拖动

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标幺值(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)