本書為普通高等教育電氣工程與自動化系列教材，適合總教學時數為60～72學時的課程教學選用，章節(jié)前標有“*”號的為選學內容，可根據實際教學情況取舍。
本書主要闡述電機的基本理論、基本分析方法以及電力拖動的原理和方法，內容包括電機學基礎知識，直流電機、變壓器、異步電機和同步電機的基本理論，控制電機的原理與應用，電力拖動的基本原理和方法，他勵直流電動機、異步電動機和同步電動機的電力拖動，以及電力拖動系統中電動機的選擇。
本書秉承“夯實基礎、拓寬視野”的宗旨，既強調基礎知識和基本理論，又體現電機領域的前沿技術和發(fā)展趨勢，例如補充了新型電機和矢量控制原理等新技術，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的學習能力和創(chuàng)新思維能力。精選例題與習題，剖析并鞏固每章的知識點。重點章增加自測題，幫助學生捋清思路，抓住重點。
本書可作為高等學校電氣工程及其自動化和自動化等專業(yè)的教材，也可作為有關工程技術人員的參考用書。為方便教師教學，本書提供免費的多媒體教學課件，歡迎選用本書作為教材的教師登錄www.cmpedu.com下載。
前言
常用符號表
第1章電機學基礎知識1
1.1電機的基本功能與主要類型1
1.2電機的基本原理2
1.2.1磁場的基本概念2
1.2.2磁路及其基本定律4
1.2.3電磁感應定律7
1.2.4線圈的電路方程8
1.2.5電磁力定律與電磁轉矩8
1.2.6電機的可逆性原理9
1.3電機的制造材料10
1.3.1概述10
1.3.2鐵磁材料的重要特性11
1.3.3永磁材料的特性16
思考題與習題20
自測題21
第2章直流電機22
2.1直流電機的工作原理22
2.1.1直流電動機的工作原理22
2.1.2直流發(fā)電機的工作原理23
2.2直流電機的基本結構和額定值24
2.2.1直流電機的基本結構24
2.2.2直流電機的電樞繞組25
2.2.3直流電機的額定值27
2.2.4直流電機按勵磁方式分類28
2.3直流電機的磁場和電樞反應29
2.3.1直流電機的空載磁場29
2.3.2電樞磁動勢30
2.3.3電樞反應31
*2.3.4電樞反應對換向的影響及改善
換向的措施32
2.4直流電機的感應電動勢和電磁轉矩34
2.4.1直流電機的感應電動勢34
2.4.2直流電機的電磁轉矩35
2.5直流電動機的運行分析35
2.5.1直流電動機的基本方程35
2.5.2他勵/并勵直流電動機的工作
特性37
2.6直流發(fā)電機的運行分析39
2.6.1直流發(fā)電機的基本方程39
2.6.2他勵直流發(fā)電機的工作特性41
2.6.3并勵直流發(fā)電機的自勵過程與外
特性42
思考題與習題44
自測題45
第3章變壓器47
3.1變壓器的基本結構、分類與額定值47
3.1.1變壓器的基本結構47
3.1.2變壓器的分類52
3.1.3變壓器的額定值53
3.2變壓器的工作原理55
3.2.1變壓器各電磁量的參考方向55
3.2.2變壓器的空載運行56
3.2.3變壓器的負載運行61
3.3變壓器的等效電路和相量圖63
3.3.1繞組折算64
3.3.2T形等效電路65
3.3.3近似和簡化等效電路66
3.3.4變壓器負載運行時的相量圖67
3.4標幺值68
3.4.1標幺值的定義68
3.4.2采用標幺值的優(yōu)點69
3.5變壓器的參數測定71
3.5.1變壓器的空載試驗71
3.5.2變壓器的短路試驗73
3.6變壓器的運行特性77
3.6.1變壓器的外特性與電壓調整率77
3.6.2變壓器的損耗與效率特性78
3.7三相變壓器及其聯結組82
3.7.1三相變壓器的類型82
3.7.2三相變壓器的聯結組83
3.8三相變壓器的并聯運行87
3.8.1并聯運行的理想狀態(tài)及條件88
3.8.2聯結組對并聯運行的影響88
3.8.3電壓比對并聯運行的影響88
3.8.4短路阻抗對并聯運行的影響89
3.9特殊變壓器91
3.9.1自耦變壓器92
3.9.2三繞組變壓器95
3.9.3儀用互感器96
附變壓器性能參數比較98
思考題與習題99
自測題102
目錄電機與拖動第4版第4章異步電機103
4.1三相異步電動機的基本結構與工作
原理103
4.1.1三相異步電動機的基本結構103
4.1.2異步電動機的基本工作原理106
4.1.3三相異步電動機的額定值和主要
系列109
4.2三相交流電機的繞組111
4.2.1交流繞組的基本概念111
4.2.2三相雙層繞組113
4.2.3三相單層繞組114
4.3三相交流繞組的磁動勢115
4.3.1單相繞組的磁動勢——脈振
磁動勢115
4.3.2三相繞組的合成磁動勢——旋轉
磁動勢120
4.3.3三相定子繞組建立的磁場124
4.4三相交流繞組的感應電動勢125
4.4.1集中整距線圈的感應電動勢125
4.4.2分布繞組的感應電動勢125
4.4.3短距線圈的感應電動勢126
4.4.4相電動勢127
4.5三相異步電動機的等效電路128
4.5.1轉子磁動勢和電動勢128
4.5.2定子、轉子繞組的電壓方程——
頻率歸算128
4.5.3繞組歸算130
4.5.4異步電動機的等效電路和
相量圖131
4.5.5異步電動機的簡化等效電路132
4.5.6籠型繞組的磁極數和相數133
4.6三相異步電動機的功率和轉矩134
4.6.1三相異步電動機的功率關系134
4.6.2三相異步電動機的轉矩關系135
4.6.3三相異步電動機電磁轉矩的物理
表達式136
4.6.4三相異步電動機的轉矩轉差率
特性136
4.7三相異步電動機的工作特性和參數
測定140
4.7.1三相異步電動機的工作特性140
4.7.2三相異步電動機的主要性能
指標142
4.7.3三相異步電動機的參數測定142
4.8單相異步電動機145
4.8.1單相異步電動機的工作原理145
4.8.2兩相繞組的磁動勢146
4.8.3單相異步電動機的主要類型和
起動方法148
*4.9三相異步發(fā)電機150
4.9.1三相異步發(fā)電機的單機運行150
4.9.2籠型三相異步發(fā)電機的并網
運行151
4.9.3雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力
發(fā)電系統152
思考題與習題153
自測題155
第5章同步電機156
5.1同步電機的基本結構和額定值156
5.1.1同步電機的基本結構156
5.1.2同步電機的勵磁系統159
5.1.3同步電機的冷卻方式161
5.1.4同步電機的基本類型161
5.1.5同步電機的額定值162
5.2三相同步電機的工作原理163
5.2.1三相同步電機的基本原理163
5.2.2同步電機的空載運行163
5.2.3同步電機的負載運行和電樞
反應164
5.2.4三相同步電機的運行狀態(tài)167
5.3三相同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析168
5.3.1隱極同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析168
5.3.2凸極同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析171
5.4三相同步發(fā)電機的功率和轉矩176
5.4.1功率平衡方程176
5.4.2電磁功率與功角特性176
5.4.3電磁轉矩與矩角特性178
5.5三相同步發(fā)電機的運行特性179
5.5.1外特性179
5.5.2調整特性180
5.5.3效率特性180
5.6同步發(fā)電機與電網的并聯運行181
5.6.1并聯運行的條件181
5.6.2并聯運行的方法182
5.6.3有功功率的調節(jié)與穩(wěn)定問題183
5.6.4無功功率的調節(jié)與V形
曲線186
5.7三相同步電動機與同步補償機188
5.7.1同步電動機的運行分析188
5.7.2同步電動機的功率和轉矩190
5.7.3同步電動機的運行特性191
5.7.4同步補償機193
*5.8同步發(fā)電機的三相突然短路194
5.8.1同步發(fā)電機突然短路的物理
過程194
5.8.2同步發(fā)電機的瞬態(tài)電抗196
5.8.3同步發(fā)電機的超瞬態(tài)電抗197
思考題與習題198
自測題200
第6章控制電機202
6.1伺服電動機202
6.1.1交流伺服電動機202
6.1.2直流伺服電動機204
6.2步進電動機205
6.2.1基本工作原理206
6.2.2反應式步進電動機207
6.3測速發(fā)電機209
6.3.1直流測速發(fā)電機209
6.3.2交流異步測速發(fā)電機210
6.4自整角機211
6.4.1自整角機的結構211
6.4.2力矩式自整角機212
6.4.3控制式自整角機212
6.5旋轉變壓器214
6.6感應同步器215
思考題與習題217
自測題218
第7章電力拖動基礎219
7.1電力拖動系統的組成與分類219
7.2電力拖動系統的運動方程式219
7.2.1單軸電力拖動系統的運動
方程式219
7.2.2多軸電力拖動系統的折算221
7.3電力拖動系統的負載特性226
7.3.1恒轉矩負載226
7.3.2恒功率負載227
7.3.3通風機與泵類負載227
7.4電力拖動系統的穩(wěn)定運行條件227
7.5電力拖動系統的調速228
7.5.1調速的基本概念228
7.5.2調速系統的主要性能指標229
思考題與習題230
自測題232
第8章他勵直流電動機的電力
拖動233
8.1他勵直流電動機的機械特性233
8.1.1固有機械特性233
8.1.2人為機械特性234
8.2他勵直流電動機的起動和反轉235
8.2.1電樞回路串聯電阻起動236
8.2.2降低電樞電壓起動237
8.2.3他勵直流電動機的反轉237
8.3他勵直流電動機的調速237
8.3.1電樞回路串聯電阻調速238
8.3.2降低電樞電壓調速238
8.3.3減弱磁通調速239
8.3.4調速方式與負載類型的配合240
8.4他勵直流電動機的制動242
8.4.1能耗制動243
8.4.2反接制動244
8.4.3回饋制動247
8.5他勵直流電動機的四象限運行248
思考題與習題249
自測題250
第9章異步電動機的電力拖動252
9.1三相異步電動機的機械特性252
9.1.1固有機械特性252
9.1.2人為機械特性255
9.2三相異步電動機的起動257
9.2.1籠型異步電動機的起動257
9.2.2高起動轉矩的異步電動機262
9.2.3繞線轉子異步電動機的起動265
9.3三相異步電動機的調速267
9.3.1變極調速267
9.3.2變頻調速269
9.3.3調壓調速274
9.3.4繞線轉子異步電動機轉子串電阻
調速275
9.3.5繞線轉子異步電動機串級調速277
9.3.6電磁調速電動機278
9.4三相異步電動機的制動280
9.4.1回饋制動280
9.4.2反接制動282
9.4.3能耗制動286
9.4.4軟停車與軟制動287
9.5異步電動機的各種運行狀態(tài)287
思考題與習題288
自測題289
第10章同步電動機的電力拖動291
10.1同步電動機的機械特性及穩(wěn)定
運行291
10.1.1同步電動機的機械特性291
10.1.2同步電動機的穩(wěn)定運行292
10.2同步電動機的起動292
10.2.1拖動起動法293
10.2.2異步起動法293
10.2.3變頻起動法293
10.3同步電動機的調速和制動294
10.3.1同步電動機的調速方法概述294
10.3.2同步電動機的制動方法295
10.4特種同步電動機調速系統296
10.4.1永磁同步電動機調速系統296
10.4.2無刷直流電動機調速系統298
10.4.3開關磁阻電動機調速系統301
思考題與習題304
第11章電力拖動系統中電動機的
選擇306
11.1電動機選擇的基本原則306
11.1.1類型的選擇306
11.1.2額定功率的選擇307
11.1.3電壓等級的選擇308
11.1.4轉速的選擇308
11.1.5結構型式的選擇309
11.1.6安裝型式的選擇310
11.1.7工作制的選擇310
11.1.8型號的選擇310
11.2電動機的發(fā)熱與冷卻311
11.2.1電動機的發(fā)熱過程與溫升311
11.2.2電動機的冷卻過程與冷卻
方式312
11.3電動機的工作制313
11.3.1連續(xù)工作制（S1）313
11.3.2短時工作制（S2）313
11.3.3斷續(xù)周期工作制（S3）314
11.4電動機額定功率的選擇315
11.4.1電動機的允許輸出功率315
11.4.2拖動連續(xù)運行負載電動機額定
功率的選擇316
11.4.3拖動短時運行負載電動機額定
功率的選擇319
11.4.4拖動斷續(xù)周期運行負載電動機
額定功率的選擇321
11.5電動機的經濟運行322
11.5.1電動機的經濟運行管理322
11.5.2電動機經濟運行的基本參數322
11.5.3電動機的經濟運行措施324
思考題與習題324
參考文獻326
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