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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3

1.3.1 电磁感应的基本概念3

1.3.2 磁通3

1.3.3 磁场强度4

1.3.4 磁路的基本定律4

1.3.5 电磁力定律6

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7

小结9

思考题与习题9

第2章 直流电机基本理论10

2.1 直流电机的基本原理与结构10

2.1.1 电机的分类10

2.1.2 直流发电机的工作原理11

2.1.3 直流电动机的工作原理12

2.1.4 电机的可逆性13

2.1.5 直流电机的结构13

2.2 直流电机的电枢绕组简介17

2.2.1 直流电枢绕组的基本知识17

2.2.2 单叠绕组展开图19

2.2.3 单波绕组21

2.3 直流电机的电枢反应23

2.3.1 直流电机的励磁方式23

2.3.2 直流电机空载时的气隙磁场24

2.3.3 直流电机负载磁场26

2.3.4 直流电机的电枢反应28

2.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩30

2.4.1 直流电机的电枢电动势30

2.4.2 直流电机的电磁转矩31

2.5 直流电机的换向31

2.5.1 换向概述31

2.5.2 产生火花的电磁原因32

2.5.3 改善换向的方法34

2.6 直流电动机35

2.6.1 直流电动机的基本方程35

2.6.2 直流电动机的工作特性35

实验一 电动机的认识实验37

小结37

思考题与习题38

自测题39

第3章 直流电动机的电力拖动基础41

3.1 电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性41

3.1.1 电力拖动系统的运动方程式41

3.1.2 负载的转矩特性43

3.2 他励直流电动机的机械特性44

3.2.1 机械特性的表达式44

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47

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54

3.4 他励直流电动机的调速54

3.4.1 评价调速的指标54

3.4.2 调速方法56

3.4.3 调速方式与负载类型的配合60

3.5 他励直流电动机的制动61

3.5.1 能耗制动61

3.5.2 反接制动63

3.5.3 回馈制动66

3.5.4 直流电动机的反转67

3.6 串励及复励直流电动机的电力拖动67

3.6.1 串励电动机的机械特性67

3.6.2 串励电动机的启动、调速与制动69

3.6.3 复励直流电动机的特点71

实验二 他励直流电动机的启动与调速实验72

实验三 并励直流电动机实验75

小结78

思考题与习题79

自测题81

第4章 变压器83

4.1 变压器的基本工作原理、用途与结构83

4.1.1 变压器的基本工作原理及用途83

4.1.2 变压器的分类与结构85

4.1.3 变压器的铭牌与额定值88

4.2 单向变压器的空载运行89

4.2.1 空载运行的物理情况89

4.2.2 变压器空载运行时各量之间的关系90

4.3 单向变压器的负载运行93

4.3.1 变压器负载运行时的电磁关系94

4.3.2 基本方程式94

4.3.3 变压器的折算96

4.4 变压器的运行特性98

4.4.1 变压器的外特性和电压变化率98

4.4.2 变压器的效率100

4.5 三相变压器102

4.5.1 三相变压器的磁路系统102

4.5.2 三相变压器的电路系统——连接组别103

4.5.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响107

4.6 变压器的并联运行109

4.6.1 并联运行的理想条件110

4.6.2 并联条件不满足时的运行分析110

4.7 其他用途的变压器112

4.7.1 自耦变压器112

4.7.2 仪用互感器114

4.7.3 电焊机变压器116

实验四 变压器的参数测定117

实验五 单相变压器的运行特性120

实验六 三相变压器的组别判定122

小结126

思考题与习题127

自测题131

第5章 三相异步电动机的结构及基本理论134

5.1 三相异步电动机的基本原理与结构134

5.1.1 三相异步电动机的基本结构134

5.1.2 三相异步电动机的基本工作原理137

5.1.3 异步电动机的铭牌和主要系列139

5.2 交流电机的绕组142

5.2.1 交流绕组的基本知识142

5.2.2 三相单层绕组144

5.2.3 三相双层绕组147

5.3 交流电机绕组的感应电动势148

5.3.1 线圈的感应电动势及短距系数148

5.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数150

5.3.3 一相绕组中的基波感应电动势151

5.4 交流电机绕组的磁动势153

5.4.1 单相绕组的基波磁动势153

5.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势157

5.5 三相异步电动机的空载运行160

5.5.1 空载运行时的电磁关系160

5.5.2 空载运行时的电压平衡方程式162

5.6 三相异步电动机的负载运行163

5.6.1 负载运行时的电磁关系163

5.6.2 转子绕组各电磁量163

5.6.3 磁动势平衡方程166

5.6.4 电动势平衡方程166

5.7 三相异步电动机的等效电路167

5.7.1 折算167

5.7.2 等效电路169

5.8 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性170

5.8.1 功率平衡和转矩平衡170

5.8.2 三相异步电动机的工作特性172

实验七 三相异步电动机的参数测试实验174

小结180

思考题与习题180

自测题181

第6章 三相异步电动机的电力拖动184

6.1 三相异步电动机的机械特性184

6.1.1 三相异步电动机机械特性表达式184

6.1.2 三相异步电动机人为机械特性188

6.2 三相异步电动机的启动189

6.2.1 直接启动189

6.2.2 降压启动190

6.2.3 绕线式异步电动机启动192

6.2.4 深槽式及双笼型电动机启动193

6.3 三相异步电动机的制动194

6.3.1 能耗制动195

6.3.2 反接制动196

6.3.3 回馈制动198

6.4 三相异步电动机的调速199

6.4.1 变极调速199

6.4.2 变频调速202

6.4.3 变转差率调速204

实验八 三相异步电动机的启动与调速实验208

实验九 三相异步电动机的机械特性测试实验211

小结215

思考题与习题216

自测题217

第7章 微特电机219

7.1 单相异步电动机219

7.1.1 单相异步电动机的工作原理219

7.1.2 常用单相异步电动机的类型221

7.2 微型同步电动机222

7.2.1 永磁式同步电动机223

7.2.2 反应式同步电动机224

7.2.3 磁滞式同步电动机226

7.3 测速发电机228

7.3.1 直流测速发电机228

7.3.2 交流异步测速发电机230

7.4 伺服电动机232

7.4.1 直流伺服电动机232

7.4.2 交流伺服电动机235

7.5 自整角机238

7.5.1 自整角机分类238

7.5.2 自整角机结构与工作原理239

7.6 旋转变压器244

7.6.1 旋转变压器的结构和工作原理244

7.6.2 旋转变压器的典型应用247

7.7 步进电动机248

7.7.1 工作原理249

7.7.2 运行特性及指标251

实验十 旋转变压器实验254

实验十一 步进电动机实验257

小结260

思考题与习题262

自测题262

附录A 电机拆装实训指导265

参考文献282