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1概述1

1.1电机及电力拖动的应用及发展1

1.2本课程的任务2

1.3本课程的内容2

思考题4

2直流电机5

2.1直流电机工作原理5

2.1.1直流发电机工作原理5

2.1.2直流电动机工作原理6

2.2直流电机结构和主要产品系列7

2.2.1直流电机结构7

2.2.2直流电机的额定数据10

2.2.3国产直流电机的主要系列10

2.3直流电机的电枢绕组和磁场11

2.3.1直流电机的电枢绕组11

2.3.2直流电机的磁场及电枢反应17

2.3.3电枢绕组的感应电动势和电磁转矩20

2.4直流电机的换向22

2.4.1概述22

2.4.2直流换向22

2.4.3延迟换向24

2.4.4改善换向的措施26

2.5直流电动机28

2.5.1直流电动机的功率、电动势、转矩平衡方程28

2.5.2直流他励电动机的工作特性31

小结32

思考题33

习题34

3电力拖动的动力学基础35

3.1电力拖动系统的运动方程35

3.2电力拖动工作机构的物理量计算36

3.2.1旋转运动36

3.2.2平移运动39

3.3负载的机械特性41

3.3.1恒转矩负载特性41

3.3.2通风机负载特性42

3.3.3恒功率负载特性42

小结42

思考题43

习题43

4直流电动机的拖动44

4.1他励直流电动机的机械特性44

4.1.1固有机械特性44

4.1.2人为机械特性45

4.1.3根据铭牌数据计算机械特性47

4.1.4电力拖动系统稳定运行条件50

4.2他励直流电动机的启动52

4.2.1启动方法53

4.2.2启动电阻的计算53

4.3他励直流电动机的过渡过程57

4.4他励直流电动机的调速62

4.4.1电枢串电阻调速63

4.4.2降压调速64

4.4.3弱磁调速65

4.5他励直流电动机的制动66

4.5.1能耗制动66

4.5.2电源反接制动68

4.5.3倒拉反接制动69

4.5.4回馈制动（再生制动）70

4.6串励直流电动机的机械特性72

4.6.1串励直流电动机的固有特性72

4.6.2串励直流电动机的人为特性73

小结74

思考题74

习题75

5变压器78

5.1变压器工作原理、结构及产品系列78

5.1.1变压器工作原理及分类78

5.1.2变压器结构79

5.1.3变压器的额定值82

5.2变压器的空载运行83

5.2.1忽略绕组电阻及漏磁通时电压与电势的关系84

5.2.2考虑原绕组电阻和漏磁通时电压和电势的关系85

5.2.3空载运行相量图86

5.2.4空载运行时的等值电路86

5.3变压器的负载运行89

5.3.1负载运行时的磁势关系及原、副边电流的关系90

5.3.2负载运行时副边电压、电流的关系90

5.3.3变压器的基本方程式91

5.3.4变压器的折算91

5.3.5变压器的等值电路94

5.3.6变压器有载时相量图94

5.4.变压器的空载试验和短路试验96

5.4.1变压器的空载试验96

5.4.2变压器的短路试验97

5.5变压器的运行特性99

5.5.1变压器的外特性99

5.5.2电压变化率99

5.5.3变压器的效率100

5.6三相变压器的连接组别101

5.6.1变压器绕组的标记和极性102

5.6.2三相变压器的连接组别103

5.6.3三相变压器连接组别使用范围104

5.7变压器的并联运行105

5.7.1并联运行的理想情况和条件105

5.7.2阻抗电压不等时的并联运行105

5.7.3变比不等时的并联运行105

5.7.4连接组别不同时不能并联运行106

5.8变压器常见故障及维修107

5.8.1变压器的常见故障及处理107

5.8.2变压器小修项目108

5.8.3变压器大修注意事项108

小结108

思考题108

习题109

6特种变压器111

6.1自耦变压器111

6.1.1自耦变压器的基本电磁关系111

6.1.2自耦变压器的容量关系112

6.1.3自耦变压器的特点及应用112

6.2电焊变压器113

6.3仪用互感器114

6.3.1电压互感器114

6.3.2电流互感器115

小结115

思考题116

7三相异步电动机基本原理117

7.1三相异步电动机工作原理117

7.1.1旋转磁场的产生117

7.1.2三相异步电动机的旋转原理及转速118

7.2三相异步电动机结构和主要产品系列119

7.2.1定子119

7.2.2转子120

7.2.3铭牌数据122

7.2.4国产三相异步电动机主要产品系列简介122

7.3三相异步电动机绕组123

7.3.1三相单层绕组123

7.3.2三相双层绕组124

7.4三相异步电动机的电磁关系128

7.4.1异步电动机负载运行时的物理情况128

7.4.2转子磁势分析128

7.4.3磁势平衡129

7.5三相异步电动机的等值电路与相量图130

7.5.1异步电动机的等值电路130

7.5.2异步电动机的T形等值电路和相量图130

7.5.3简化等值电路133

7.6三相异步电动机的功率和转矩133

7.6.1异步电动机的功率平衡方程133

7.6.2异步电动机的转矩平衡方程134

7.6.3异步电动机的电磁转矩135

7.7三相异步电动机参数的测定136

7.7.1空载试验和励磁阻抗的测定137

7.7.2短路试验及短路阻抗的测定138

7.8三相异步电动机常见故障及检修139

7.8.1定子绕组故障及排除139

7.8.2转子绕组故障及排除140

小结143

思考题143

习题144

8三相异步电动机的电力拖动145

8.1三相异步电动机的机械特性145

8.1.1机械特性的物理表达式和参数表达式145

8.1.2电磁转矩实用公式147

8.1.3固有机械特性和人为机械特性149

8.2三相异步电动机的启动150

8.2.1笼型电动机的启动150

8.2.2绕线型异步电动机的启动156

8.3三相异步电动机的制动161

8.3.1回馈制动161

8.3.2反接制动162

8.3.3能耗制动164

8.4三相异步电动机的调速165

8.4.1改变极对数调速165

8.4.2绕线式异步电动机转子串电阻调速168

8.4.3异步电动机降低定子电压调速169

8.4.4电磁转差离合器调速170

8.4.5绕线型异步电动机串级调速171

8.4.6异步电动机的变频调速172

8.5三相异步电动机的拖动应用174

小结175

思考题176

习题177

9三相同步电机基本原理及分类178

9.1三相同步电机基本原理178

9.1.1三相同步发电机基本原理178

9.1.2三相同步电动机基本原理179

9.2三相同步电机基本结构和额定值179

9.2.1三相同步电机基本结构179

9.2.2三相同步电机额定值180

9.3三相同步电机分类181

9.3.1三相同步电机按结构分类181

9.3.2三相同步电机按功用分类182

小结183

思考题183

习题183

10三相同步电动机原理及拖动184

10.1三相同步电动机运行原理184

10.1.1三相同步电动机电势方程和相量图184

10.1.2三相同步电动机功率、转矩方程及功角185

10.1.3三相同步电动机的V形曲线188

10.2同步电动机的启动190

10.2.1辅助电动机启动法190

10.2.2变频启动法190

10.2.3异步启动法190

10.3三相同步电动机的拖动应用191

10.3.1三相同步电动机定速拖动系统191

10.3.2三相同步电动机调速拖动系统194

小结197

思考题198

习题199

11单相异步电动机200

11.1单相异步电动机工作原理200

11.2单相异步电动机的启动201

11.2.1单相电容启动电动机201

11.2.2单相电阻启动电动机202

11.2.3电容运转异步电动机203

11.2.4单相罩极异步电动机203

11.3单相异步电动机的应用205

11.3.1电风扇用单相异步电动机205

11.3.2洗衣机用单相异步电动机207

小结208

思考题208

12控制电机209

12.1伺服电动机209

12.1.1交流伺服电动机209

12.1.2直流伺服电动机211

12.1.3伺服电动机的应用举例212

12.2测速发电机212

12.2.1直流测速发电机212

12.2.2测速发电机应用举例213

12.3自整角机214

12.3.1力矩式自整角机工作原理214

12.3.2控制式自整角机角传递系统216

12.4步进电动机217

12.4.1反应式步进电动机基本结构和工作原理217

12.4.2步进电动机的驱动电源与应用220

12.5微型同步电动机220

12.5.1永磁式微型同步电动机221

12.5.2反应式微型同步电动机221

12.5.3磁滞式微型同步电动机222

小结223

思考题224

13电力拖动系统中电动机的选择225

13.1电动机的发热与冷却、绝缘等级及工作方式225

13.1.1电动机的发热与冷却225

13.1.2电机的绝缘等级226

13.1.3电动机的工作方式227

13.2电力拖动系统中电动机选择内容229

13.2.1电动机种类选择229

13.2.2电动机型式选择229

13.2.3电动机电压选择230

13.2.4电动机转速选择230

13.3电动机容量选择230

13.3.1连续工作方式电动机容量选择230

13.3.2短时工作方式电动机容量选择232

13.3.3断续周期性工作方式电动机容量选择232

13.3.4选择电动机容量的实用方法234

13.4电动机的经济运行和经济运行区的确定235

13.4.1电动机的经济运行235

13.4.2电动机经济运行区的确定236

小结237

思考题238

习题239

附录240

习题参考答案240

参考文献242