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绪论1

第1章 磁路基本知识4

1.1 磁场的基本物理量4

1.2 磁性材料的特性6

1.3 磁路及其基本定律9

1.3.1 磁路基本定律9

1.3.2 磁路的计算10

小结12

思考题与习题12

第2章 直流磁系统及其应用13

2.1 直流电磁铁13

2.1.1 概述13

2.1.2 分类和工作原理13

2.2 极化继电器的结构与原理17

2.2.1 电磁式继电器17

2.2.2 极化继电器的工作原理17

2.2.3 极化继电器的结构18

2.3 极化继电器的分析方法21

2.3.1 差动式磁系统21

2.3.2 桥式磁系统22

2.3.3 一组工作气隙的衔铁工作吸力24

2.4 接触器26

小结28

思考题与习题28

第3章 直流测速发电机29

3.1 概述29

3.2 直流发电机的工作原理和主要结构29

3.2.1 直流发电机的工作原理29

3.2.2 直流电机的主要结构31

3.2.3 直流电机的电枢感应电动势33

3.3 直流测速发电机34

3.3.1 直流测速发电机的类型34

3.3.2 输出特性35

3.3.3 直流测速发电机的误差及减小误差的方法36

3.4 直流测速发电机的应用39

3.4.1 直流测速发电机的性能标准39

3.4.2 直流测速发电机的选择与接线40

3.4.3 直流测速发电机的应用举例40

3.4.4 直流测速发电机的发展趋势42

小结42

思考题与习题43

第4章 直流伺服电动机44

4.1 概述44

4.2 直流电动机的基本原理44

4.2.1 直流电动机的基本工作原理44

4.2.2 电磁转矩和电枢电动势45

4.2.3 直流电动机的基本关系式46

4.2.4 直流电动机的使用47

4.3 直流伺服电动机的控制及运行特性50

4.3.1 结构和分类50

4.3.2 控制方法50

4.3.3 静态特性51

4.3.4 动态特性54

4.4 直流力矩电动机57

4.4.1 结构特点57

4.4.2 直流力矩电动机转矩大、转速低的原因58

4.4.3 直流力矩电动机性能特点59

4.5 低惯量直流伺服电动机60

4.5.1 空心杯形电枢直流伺服电动机60

4.5.2 盘式电枢直流伺服电动机61

4.5.3 无槽直流伺服电动机62

4.6 直流伺服电动机的应用63

小结64

思考题与习题65

第5章 旋转变压器66

5.1 概述66

5.2 变压器的工作原理66

5.2.1 变压器的结构66

5.2.2 变压器的运行67

5.2.3 变压器的额定值73

5.3 正余弦旋转变压器73

5.3.1 正余弦旋转变压器的结构特点73

5.3.2 正余弦旋转变压器的工作原理75

5.3.3 输出特性的补偿79

5.4 线性旋转变压器81

5.5 旋转变压器的应用83

5.5.1 旋转变压器的误差指标83

5.5.2 比例旋转变压器83

5.5.3 旋转变压器作为解算元件84

5.5.4 数字化角度测量85

小结91

思考题与习题92

第6章 自整角机93

6.1 概述93

6.2 自整角机的结构93

6.3 控制式自整角机的工作原理95

6.3.1 控制式自整角机的工作原理95

6.3.2 控制式自整角机的比电压100

6.4 力矩式自整角机的工作原理101

6.4.1 力矩式自整角机的工作原理101

6.4.2 力矩式自整角机的失调角和协调位置104

6.5 差动式自整角机104

6.5.1 差动式自整角机的结构104

6.5.2 差动式自整角机的运行原理105

6.6 自整角机的技术指标及使用107

6.6.1 自整角机的技术指标107

6.6.2 自整角机的使用要求108

6.7 自整角机的典型应用109

6.7.1 作为位置指示器109

6.7.2 舰艇上火炮的自动瞄准110

6.7.3 数字化测角110

6.8 粗精组合技术117

小结120

思考题与习题120

第7章 两相交流电机124

7.1 两相交流伺服电动机的结构和工作原理124

7.1.1 概述124

7.1.2 交流伺服电动机的结构特点125

7.1.3 交流伺服电动机的工作原理126

7.2 两相绕组的旋转磁场128

7.2.1 圆形旋转磁场的产生128

7.2.2 旋转磁场的转向和转速130

7.3 圆形旋转磁场作用下的运行分析132

7.3.1 转速和转差率132

7.3.2 磁动势平衡方程133

7.3.3 电压平衡方程133

7.3.4 产生圆形旋转磁场时的定子绕组电压135

7.3.5 交流伺服电动机的电磁功率和电磁转矩137

7.3.6 交流伺服电动机的机械特性138

7.4 椭圆形旋转磁场作用下的运行分析139

7.4.1 椭圆型旋转磁场的形成140

7.4.2 椭圆形旋转磁场的分解141

7.4.3 椭圆形旋转磁场作用下的机械特性142

7.5 两相电动机的控制方法及特性144

7.5.1 幅值控制144

7.5.2 相位控制147

7.5.3 幅相控制147

7.6 交、直流伺服电动机的性能比较150

7.7 两相伺服电动机的应用152

7.7.1 主要性能指标152

7.7.2 交流伺服电动机的应用154

7.7.3 数字化交流伺服系统154

7.8 交流异步测速发电机156

7.8.1 基本结构与工作原理157

7.8.2 主要误差分析158

小结162

思考题与习题163

第8章 微型同步电动机165

8.1 概论165

8.2 永磁式同步电动机165

8.3 反应式同步电动机167

8.3.1 反应式同步电动机结构特点167

8.3.2 反应式同步电动机的工作原理168

8.4 磁滞式同步电动机169

8.5 微型同步电动机的特点与应用172

小结173

思考题与习题173

第9章 无刷直流电动机174

9.1 无刷直流电动机的基本组成及工作原理174

9.1.1 基本组成174

9.1.2 工作原理179

9.2 无刷直流电机的运行特性182

9.2.1 基本方程182

9.2.2 工作特性184

9.3 无刷直流电动机的电枢反应185

9.4 无刷直流电机的正反转186

9.5 基于DSP的无刷直流电动机控制系统189

9.6 无刷直流电动机的应用191

小结192

思考题与习题192

第10章 步进电动机193

10.1 概述193

10.2 反应式步进电动机的结构及工作原理194

10.2.1 反应式步进电动机的结构194

10.2.2 反应式步进电动机的工作原理194

10.2.3 反应式步进电动机的步距角196

10.3 反应式步进电动机的静态特性199

10.4 反应式步进电动机的动态特性201

10.4.1 单步运行状态201

10.4.2 步进电动机的连续运行状态204

10.5 步进电动机的驱动电源207

10.6 步进电动机的单片机控制209

10.7 步进电动机的应用212

10.7.1 步进电动机的主要技术数据212

10.7.2 使用步进电动机应注意的几个问题213

10.7.3 步进电动机的应用214

10.8 开关磁阻电动机214

10.8.1 开关磁阻电动机的工作原理214

10.8.2 开关磁阻电动机的电感特性和基本方程式215

小结217

思考题与习题218

第11章 直线电动机219

11.1 概述219

11.2 直线感应电动机220

11.2.1 直线感应电动机的基本结构220

11.2.2 直线感应电动机的基本工作原理222

11.3 直线直流电动机223

11.3.1 永磁式直线直流电动机223

11.3.2 电磁式直线直流电动机224

11.4 直线同步电动机224

11.5 直线步进电动机225

11.6 直线电动机应用举例227

小结229

思考题与习题230

第12章 传感器231

12.1 传感器概论231

12.1.1 传感器定义231

12.1.2 传感器的分类231

12.1.3 传感器技术的现状与发展232

12.2 霍耳传感器233

12.2.1 霍耳元件233

12.2.2 集成霍耳器件235

12.2.3 霍耳传感器的应用实例236

12.3 加速度计240

12.3.1 概述240

12.3.2 加速度计的基本模型241

12.3.3 主要类型241

12.3.4 典型加速度计241

12.4 陀螺仪243

12.4.1 概述243

12.4.2 陀螺仪基本结构、原理和特性243

12.4.3 分类246

12.4.4 典型陀螺仪的结构和工作原理247

12.4.5 陀螺仪主要技术要求249

12.5 数字式传感器251

12.5.1 绝对编码式数字传感器251

12.5.2 计数式数字传感器252

12.5.3 绝对编码器式角位移数字传感器252

12.5.4 增量编码器式角位移数字传感器256

12.6 智能传感器258

12.6.1 智能传感器的功能258

12.6.2 智能传感器的特点259

12.6.3 智能式传感器的构成260

小结261

思考题与习题262

参考文献263