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第1章 绪论1

1.1 电机及电力拖动的历史与发展现状1

1.2 电机及电力拖动系统分类2

1.3 本课程涉及的基本电磁学理论2

1.3.1 电磁感应的基本概念2

1.3.2 磁通3

1.3.3 磁场强度3

1.3.4 磁路的基本定律3

1.3.5 电磁力定律5

1.3.6 电磁感应定律6

1.3.7 铁磁材料的特性及其相关损耗6

思考题与习题8

第2章 直流电机基本理论9

2.1 直流电机的基本原理与结构9

2.1.1 电机的分类9

2.1.2 直流发电机的工作原理9

2.1.3 直流电动机的工作原理11

2.1.4 电机的可逆性12

2.1.5 直流电机的结构12

2.2 直流电机的电枢绕组简介15

2.2.1 电枢绕组的基本知识15

2.2.2 单叠绕组展开图17

2.2.3 单波绕组19

2.3 直流电机的电枢反应20

2.3.1 直流电机的励磁方式21

2.3.2 直流电机空载运行时的气隙磁场22

2.3.3 直流电机负载磁场23

2.3.4 直流电机的电枢反应25

2.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩27

2.4.1 直流电机的电枢电动势27

2.4.2 直流电机的电磁转矩27

2.5 直流电机的换向28

2.5.1 换向概述28

2.5.2 产生火花的电磁原因29

2.5.3 改善换向的方法30

2.6 直流电动机31

2.6.1 直流电动机的基本方程31

2.6.2 直流电动机的工作特性32

2.7 永磁直流电动机34

2.7.1 工作原理和磁极结构34

2.7.2 永磁直流电动机基本方程38

2.7.3 稳态运行特性39

2.7.4 永磁直流电动机运行特性的温度敏感性40

本章小结40

思考题与习题41

第3章 直流电动机的电力拖动基础42

3.1 电力拖动系统的运动方程和负载转矩特性42

3.1.1 电力拖动系统的运动方程42

3.1.2 负载转矩特性43

3.2 他励直流电动机的机械特性45

3.2.1 机械特性的表达式45

3.2.2 固有机械特性和人为机械特性46

3.2.3 机械特性的求取48

3.2.4 电力拖动系统稳定运行条件49

3.3 他励直流电动机的启动50

3.3.1 电枢回路串电阻启动51

3.3.2 降压启动53

3.4 他励直流电动机的调速53

3.4.1 评价调速的指标54

3.4.2 调速方法55

3.4.3 调速方式与负载类型的配合59

3.5 他励直流电动机的制动60

3.5.1 能耗制动60

3.5.2 反接制动62

3.5.3 回馈制动64

3.5.4 直流电动机的反转65

3.6 串励及复励直流电动机的电力拖动65

3.6.1 串励直流电动机的机械特性65

3.6.2 串励直流电动机的启动、调速与制动67

3.6.3 复励直流电动机的特点69

本章小结70

思考题与习题71

第4章 变压器73

4.1 变压器的基本工作原理、用途与结构73

4.1.1 变压器的基本工作原理及用途73

4.1.2 变压器的分类与结构74

4.1.3 变压器的铭牌与额定值77

4.2 单相变压器的空载运行78

4.2.1 空载运行的物理状况78

4.2.2 变压器空载运行时各量之间的关系79

4.3 单相变压器的负载运行82

4.3.1 变压器负载运行时的电磁关系82

4.3.2 基本方程83

4.3.3 变压器的折算84

4.4 变压器的运行特性87

4.4.1 变压器的外特性和电压变化率87

4.4.2 变压器的效率88

4.5 三相变压器90

4.5.1 三相变压器的磁路系统90

4.5.2 三相变压器的电路系统——连接组别91

4.5.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响94

4.6 变压器的并联运行97

4.6.1 并联运行的理想条件97

4.6.2 并联条件不满足时的运行分析98

4.7 其他用途的变压器99

4.7.1 自耦变压器99

4.7.2 仪用互感器101

4.7.3 电焊变压器103

本章小结104

思考题与习题106

第5章 三相异步电动机的结构及基本理论108

5.1 三相异步电动机的基本原理与结构108

5.1.1 三相异步电动机的基本结构108

5.1.2 三相异步电动机的基本工作原理110

5.1.3 异步电动机的铭牌和主要系列112

5.2 交流电机的绕组115

5.2.1 交流绕组的基本知识115

5.2.2 三相单层绕组116

5.2.3 三相双层绕组119

5.3 交流电机绕组的感应电动势121

5.3.1 线圈的感应电动势及短距系数121

5.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数122

5.3.3 一相绕组中的基波感应电动势123

5.4 交流电机绕组的磁动势125

5.4.1 单相绕组的基波磁动势125

5.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势129

5.5 三相异步电动机的空载运行131

5.5.1 空载运行时的电磁关系132

5.5.2 空载运行时的电压平衡方程133

5.6 三相异步电动机的负载运行134

5.6.1 负载运行时的电磁关系134

5.6.2 转子绕组各电磁量134

5.6.3 磁动势平衡方程137

5.6.4 电动势平衡方程137

5.7 三相异步电动机的等效电路138

5.7.1 折算138

5.7.2 等效电路140

5.8 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性141

5.8.1 功率平衡和转矩平衡141

5.8.2 三相异步电动机的工作特性143

本章小结144

思考题与习题145

第6章 三相异步电动机的电力拖动147

6.1 三相异步电动机的机械特性147

6.1.1 三相异步电动机机械特性表达式147

6.1.2 三相异步电动机人为机械特性150

6.2 三相异步电动机的启动151

6.2.1 直接启动152

6.2.2 降压启动152

6.2.3 绕线型异步电动机启动154

6.2.4 深槽式及双笼型异步电动机155

6.3 三相异步电动机的制动157

6.3.1 能耗制动157

6.3.2 反接制动158

6.3.3 回馈制动159

6.4 三相异步电动机的调速160

6.4.1 变极调速161

6.4.2 变频调速163

6.4.3 变转差率调速165

6.5 单相异步电动机167

6.5.1 单相异步电动机的工作原理167

6.5.2 常用单相异步电动机的类型169

本章小结170

思考题与习题171

第7章 同步电机173

7.1 概述173

7.1.1 同步电机的基本结构形式173

7.1.2 同步电机的励磁方式177

7.1.3 同步电机的冷却方式178

7.1.4 同步电机的额定值178

7.2 同步电机的运行原理179

7.2.1 同步发电机的空载运行179

7.2.2 同步电机的电枢反应181

7.2.3 隐极同步发电机的负载运行184

7.2.4 凸极同步发电机的负载运行188

7.3 同步发电机的运行特性191

7.3.1 同步发电机的运行特性191

7.3.2 特性曲线在参数计算中的应用195

7.3.3 同步发电机稳态参数测定199

7.4 同步发电机的并联运行200

7.4.1 投入并联的条件和方法200

7.4.2 功率和转矩平衡方程203

7.4.3 功角特性204

7.4.4 有功功率调节与静态稳定206

7.4.5 无功功率调节和V形曲线208

本章小结210

思考题与习题210

附录A 电机结构实训指导书212

A.1 实训的常用工具212

A.1.1 手工工具212

A.1.2 电机修理的常用量具214

A.2 实训常用仪表和仪器216

A.2.1 DT-92型数字万用表216

A.2.2 兆欧表217

A.2.3 钳形表219

A.2.4 转速表220

A.3 电机修理的常用材料220

A.3.1 绝缘材料220

A.3.2 导电材料221

A.4 电动机的拆装222

A.4.1 电动机拆卸前的准备工作222

A.4.2 三相异步电动机的拆卸步骤222

A.4.3 三相异步电动机的装配223

A.5 线圈的绕制224

A.6 电动机的嵌线225

A.6.1 手工嵌线225

A.6.2 接线225

A.6.3 绕组浸漆、烘干工艺226

A.6.4 检查试验226

参考文献228