內容簡介
本書主要論述電機學原理,包括緒論和五篇(共15章)內容。第1~5篇分別對變壓器、直流電機、異步電機、同步電機,以及特種電機等的基本結構、工作原理、運行性能和工作特性進行了詳細的分析。
本書編排合理、結構新穎。書中刪去了大量各種電機的內部結構以及各種電磁現象細節的描述,內容精簡。將各類特種電機集中編寫,獨成章節,分為“中小型特種電機”、“驅動微電機”和“控制微電機”三類,使人一目了然,特色分明。
本書可作為高等學校電氣工程及其自動化專業的教材,也可為自動化專業的選用教材,還可供有關技術人員參考。
目錄
第0章緒論1
0.1電機總覽1
0.1.1電機在國民經濟生活中的作用1
0.1.2電機的發明簡史1
0.1.3電機的分類2
0.1.4電機學課程特點和學習方法2
0.2電磁理論基礎3
0.2.1電磁力定律(洛倫茲力方程)3
0.2.2畢奧-薩伐爾(Boit-Savart)定律3
0.2.3右手定則4
0.2.4法拉第電磁感應定律5
0.2.5楞次定律5
0.2.6?Bl ????定則5
0.2.7安培電路定律(全電流定律)5
0.2.8能量守恆定律6
0.3鐵磁材料和磁路6
0.3.1飽和現象6
0.3.2磁滯現象與磁滯損耗8
0.3.3渦流現象與渦流損耗8
0.3.4磁路9
0.3.5磁路分析方法9
0.3.6氣隙邊緣效應10
0.3.7漏磁通11
0.3.8串聯磁路11
0.3.9並聯磁路12
0.3.10永磁材料12
0.4電機製造材料13
0.4.1導電材料13
0.4.2導磁材料14
0.4.3絕緣材料14
0.4.4機械支撐材料15
小結15
習題16
第1篇變壓器
第1章變壓器概覽18
1.1變壓器的用途18
1.2變壓器的分類與基本結構19
1.2.1變壓器的分類19
1.2.2電力變壓器的基本結構19
1.3變壓器的額定值與標么值22
1.3.1變壓器的額定值22
1.3.2標么值22
小結24
習題24
第2章變壓器的運行分析25
2.1變壓器的空載運行25
2.1.1空載運行時的物理情況25
2.1.2感應電動勢26
2.1.3電壓平衡方程式和變比27
2.1.4勵磁電流28
2.1.5電路方程、等效電路和相量圖30
2.2變壓器的負載運行31
2.2.1負載運行時的物理情況31
2.2.2基本方程式32
2.2.3折合算法33
2.2.4折算後的基本方程和等效電路34
2.2.5相量圖35
2.3變壓器的參數測定36
2.3.1短路實驗36
2.3.2空載實驗37
2.4變壓器運行時的特性指標40
2.4.1電壓變化率40
2.4.2變壓器的損耗和效率41
2.5特種變壓器的運行分析42
2.5.1三繞組變壓器42
2.5.2自耦變壓器45
2.5.3互感器47
小結49
習題50
第3章三相變壓器52
3.1三相變壓器的怕廢低?2
3.1.1三相變壓器組52
3.1.2三相芯式變壓器52
3.2三相變壓器的電路系統53
3.2.1三相變壓器繞組的接法53
3.2.2聯接組別及標準聯接組54
3.3三相變壓器的空載電動勢波形分析56
3.3.1三相變壓器組Yy聯接56
3.3.2三相鐵芯式變壓器Yy聯接57
3.3.3三相變壓器Yd聯接57
3.4三相變壓器的並聯運行57
3.4.1理想並聯運行的條件57
3.4.2如何滿足並聯運行的條件58
3.4.3並聯運行時負載分配的實用計算59
小結61
習題62
第2篇直流電機
第4章直流電機概覽66
4.1直流電機的用途和基本工作原理66
4.1.1直流電機的用途66
4.1.2直流電機的基本工作原理66
4.2直流電機的結構67
4.2.1定子部分67
4.2.2轉子部分69
4.3直流電機的勵磁方式69
4.4直流電機的額定值70
小結71
習題71
第5章直流電機的運行分析72
5.1直流電機的磁場72
5.1.1空載時直流電機的磁場72
5.1.2負載時電樞電流的磁場73
5.1.3交軸電樞反應74
5.1.4直軸電樞反應75
5.2直流電機的電樞繞組76
5.2.1電樞繞組的基本特點76
5.2.2單疊繞組77
5.2.3單波繞組78
5.3電樞繞組的感應電動勢與電機的電磁轉矩79
5.3.1電樞繞組的感應電動勢80
5.3.2電樞繞組的電磁轉矩80
5.4直流電機運行的基本方程式81
5.4.1電壓平衡方程式81
5.4.2功率平衡方程式82
5.4.3轉矩平衡方程式83
5.5直流電機的換向問題84
5.5.1換向過程84
5.5.2改善換向的方法86
小結86
習題87
第6章直流電機的運行特性89
6.1直流發電機的運行特性89
6.1.1他勵發電機的特性89
6.1.2並勵發電機的特性91
6.1.3復勵發電機的特性93
6.2直流電動機的機械特性和工作特性94
6.2.1並勵電動機的特性95
6.2.2串勵電動機的特性96
6.2.3復勵電動機的特性98
6.3直流電動機的起動、調速與制動98
6.3.1直流電動機的起動98
6.3.2直流電動機的調速100
6.3.3直流電動機的制動103
小結104
習題105
第3篇異步電機
第7章異步電機概覽108
7.1異步電機的用途108
7.2異步電機的分類與基本結構108
7.2.1異步電機的分類108
7.2.2三相異步電動機的基本結構108
7.3三相異步電動機的銘牌和額定值111
7.3.1三相異步電動機的型號111
7.3.2三相電動機的額定值111
小結112
習題113
第8章三相異步電動機的運行原理114
8.1三相異步電動機定子繞組及其電動勢114
8.1.1三相交流繞組的一般概念114
8.1.2交流繞組的基礎知識115
8.1.3交流繞組的類型116
8.1.4單層和雙層繞組117
8.1.5三相電樞繞組的電動勢121
8.2三相異步電動機繞組的磁動勢123
8.2.1單相電樞繞組的磁動勢123
8.2.2三相電樞繞組的基波鏇轉磁動勢124
8.3三相異步電動機的工作原理126
8.3.1三相異步電動機運行時的基本電磁過程126
8.3.2轉差率與同步速126
8.3.3異步電機的三種運行狀態127
8.4三相異步電動機轉子堵轉時的電磁關係128
8.4.1正方向假定128
8.4.2電磁過程129
8.4.3異步電動機轉子堵轉時的電動勢平衡關係130
8.4.4轉子繞組的折算131
8.4.5基本方程式、等效電路與相量圖133
8.5三相異步電動機轉子鏇轉時的電磁關係134
8.5.1轉子鏇轉時的電磁關係134
8.5.2轉子繞組頻率的折算135
8.5.3基本方程式、等效電路圖和矢量圖136
小結139
習題139
第9章三相異步電動機的運行特性141
9.1三相異步電動機的功率與轉矩141
9.1.1異步電動機的功率關係141
9.1.2異步電動機的轉矩關係143
9.2三相異步電動機的機械特性與工作特性144
9.2.1電磁轉矩的兩種表達方式144
9.2.2三相異步電動機的機械特性145
9.2.3三相異步電動機的工作特性151
9.3三相異步電動機的參數測定153
9.3.1空載實驗153
9.3.2短路實驗(堵轉實驗)154
9.4三相異步電動機的起動、調速與制動155
9.4.1三相異步電動機的起動155
9.4.2三相異步電動機的調速159
9.4.3三相異步電動機制動163
小結164
習題165
第4篇同步電機
第10章同步電機概覽168
10.1同步電機的用途和分類168
10.1.1同步電機的用途168
10.1.2同步電機的基本類型168
10.2同步電機的基本結構169
10.2.1隱極同步發電機的基本結構169
10.2.2凸極同步發電機的基本結構170
10.3同步電機的額定值171
小結172
習題172
第11章同步發電機的運行分析173
11.1同步發電機的空載運行173
11.1.1空載特性173
11.1.2時空矢量圖174
11.2同步發電機對稱負載時的電樞反應174
11.2.1?I?·和?E?·?0同相(ψ=0)時的電樞反應175
11.2.2I·滯後E·?090?.?(ψ=90?.?)時的電樞反應176
11.2.3I·超前E·?0?90?.?(ψ=-90?.?)時的電樞反應177
11.2.4I·滯後E·?0一個銳角ψ時的電樞反應177
11.3隱極同步發電機的對稱負載運行分析179
11.3.1不考慮飽和時179
11.3.2考慮飽和時181
11.4凸極同步發電機的對稱負載運行分析183
11.4.1凸極同步發電機的雙反應理論183
11.4.2不考慮飽和時的電動勢相量圖183
11.4.3相量圖的實際作圖法185
11.4.4考潛ズ褪鋇氖笨帳噶客?86
11.5同步發電機的空載和短路特性188
11.5.1空載特性188
11.5.2短路特性188
11.5.3X??d?不飽和值的確定189
11.5.4短路比189
11.6同步發電機的零功率因數負載特性190
11.6.1零功率因數負載特性190
11.6.2定子漏抗的確定191
11.6.3保梯電抗192
11.7外特性和調整特性193
11.7.1外特性193
11.7.2調整特性194
小結194
習題195
第12章同步電機的併網運行198
12.1同步發電機的並聯條件和方法198
12.1.1並聯合閘的條件198
12.1.2投入並聯的方法198
12.2同步發電機的平衡方程式和功角特性200
12.2.1同步發電機的功率和轉矩平衡方程式200
12.2.2同步發電機的功角特性201
12.3同步發電機有功功率的調節和靜態穩定204
12.3.1有功功率的調節204
12.3.2靜態穩定205
12.4同步發電機無功功率的調節和V形曲線207
12.5同步電動機210
12.5.1同步電機的可逆原理211
12.5.2同步電動機的電動勢方程式和相量圖212
12.5.3功角特性和功率平衡方程式212
12.5.4無功功率的調節和V形曲線213
12.5.5同步電動機的起動214
12.5.6同步調相機214
小結215
習題216
第5篇特種電機
第13章中小型特種電機222
13.1無換向器電動機222
13.1.1基本結構222
13.1.2工作原理223
13.1.3轉速方程式及調速方法225
13.1.4機械特性及調速性能227
13.2轉子供電式三相併勵交流換向器電動機228
13.2.1運轉原理228
13.2.2調速原理及轉差電動勢的引出229
13.2.3基本結構及工作原理231
13.2.4主要優缺點232
13.3電磁轉差調速異步電動機233
13.4直線電機235
13.4.1直線電機的類型235
13.4.2扁平型的直線異步電動機的結構特點235
13.4.3直線異步電動機的工作原理236
13.5開關磁阻電動機237
13.5.1電動機工作原理238
13.5.2驅動系統的構成及工作原理239
13.5.3開關磁阻電動機的基本特點241
小結242
習題242
第14章驅動微電機243
14.1單相異步電動機243
14.1.1單相異步電動機的種類及主要結構243
14.1.2單相異步電動機的工作原理244
14.1.3單相異步電動機的起動方法245
14.2單相串勵換向器電動機248
14.3磁阻式及磁滯式同步電動機250
14.3.1磁阻式同步電動機250
14.3.2磁滯式同步電動機252
小結254
習題254
第15章控制電機256
15.1概述256
15.1.1控制電機的特點256
15.1.2控制電機的種類256
15.1.3控制電機的作用257
15.2伺服電動機257
15.2.1交流伺服電動機257
15.2.2直流伺服電動機262
15.3測速發電機264
15.3.1交流空心杯轉子異步測速發電機265
15.3.2直流測速發電機267
15.4自整角機269
15.4.1自整角機的種類269
15.4.2自整角機的基本結構及工作原理269
15.4.3自整角機的誤差分析273
15.5鏇轉變壓器274
15.5.1鏇轉變壓器的種類274
15.5.2鏇轉變壓器的基本結構和工作原理275
15.5.3線性鏇轉變壓器的工作原理277
15.6步進電動機279
15.6.1步進電動機的工作原理279
15.6.2步進電動機的特性282
小結284
習題285
附錄部分習題參考答案287
參考文獻290