本书包括了原“电机学”和“电力拖动基础”两门课程的主要内容,适用于电气类、自动化类各专业学习电机原理与电力拖动基础之用,也可供有关专业师生、工程技术人员和其他人员参考。全书共分为13章,其中有些较深内容的章节上加了“?”号,主要内容的教学时数约为54~72学时,各学校可根据各自教学大纲的需要选择内容和安排教学。
前言本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书包括了原“电机学”和“电力拖动基础”两门课程的主要内容,适用于自动化、电气工程及其自动化等专业本科生学习电机原理与电力拖动基础之用,也可供有关专业师生、工程技术人员和其他人员参考。全书共13章,其中有些较深内容的章节上加了“*”号,主要内容的教学时数为54~72学时,各学校可根据各自教学大纲的需要选择内容和安排教学。
为适应宽口径复合型人才培养的需要,本书的编写始终贯彻以电机基本原理和电力拖动基础知识为主线的指导思想,其特色就是突破传统的教学模式,按照由电机模型得到等效电路,然后推出电机方程,再分析电机特性这样的思路组织课程内容和进行教学,使学生掌握常用电机的基本结构、工作原理、运行特性以及电力拖动的基础知识,并侧重于总结电机的共性问题和一般规律。
本书保留了第1版教材的体系结构,同时与时俱进,充分关注新的科学技术发展和新的理论方法应用,主要做了如下补充与修改:
1重新组织第7章变压器的内容,增加节能变压器、高频变压器、直流变压器与固态变压器等方面的新知识,使学生对变压器在柔性直流输电等新技术中的应用有所了解。
2在第9章增加利用MATLAB软件完成电机运行特性计算的内容,给出基于等效电路计算异步电动机工作特性与机械特性的程序,使学生掌握利用软件编程分析电机运行特性的方法。
3对第10章永磁式同步电动机的内容做了较多补充,包括永磁材料的基本特性和永磁电机的主要结构,以及正弦波永磁同步电动机和永磁无刷直流电动机的区别与联系,突出永磁电机在现代电力拖动控制系统中的重要地位。
4在第11章增加异步电动机减压起动的仿真算例,给出额定电压和减压起动两种情况下异步电动机起动电流和起动转矩的曲线,说明空载或轻载减压起动的可行性,增强学生对电机起动方法的感性认识。
5在第12章增加电机设计的基本知识,并给出一个基于Ansoft的永磁同步电机电磁设计与磁场分析的算例,使学生对电机设计与分析的基本过程和主要内容有所认识。
6第13章特种电动机部分删除了与电力拖动无直接关系的旋转变压器、测速发电机等内容,增加了开关磁阻电动机等较新颖的内容。
编者
常用符号表
绪论
第1篇电机及拖动的基础理论
第1章电磁感应原理与磁路分析7
11电磁感应原理7
12导磁材料及其特性9
13磁路与磁路分析13
小结21
思考题与习题21
第2章机电能量转换原理22
21机电能量的转换装置22
22磁场中的能量关系24
23机电能量转换26
24电磁力与电磁转矩27
小结29
思考题与习题29
第3章电机的基本结构与工作
原理30
31模型电机的结构30
32感应电动势的产生32
33电磁转矩的产生32
34电机的能量损耗与发热34
35电机的研究内容与分析步骤36
小结37
思考题与习题38
第4章电力拖动系统的动力学基础39
41电力拖动系统的运动方程39
42生产机械的负载转矩特性41
43电力拖动系统的稳态分析——
稳定运行的条件42
44电力拖动系统的动态分析——
过渡过程分析46
45多轴电力拖动系统的化简*49
小结56
思考题与习题56第2篇直流电机及拖动
第5章直流电机59
51直流电机的基本原理与结构59
52直流电机的电枢绕组和磁场64
53电枢绕组感应电动势和电磁转矩68
54直流电机的基本方程和工作特性70
小结78
思考题与习题79
第6章直流电动机的电力拖动80
61他励直流电动机的机械特性80
62他励直流电动机的起动82
63他励直流电动机的调速86
64他励直流电动机的制动94
65串励和复励直流电动机的电力
拖动*108
小结113
思考题与习题113第3篇交流电机及拖动
第7章变压器117
71变压器的工作原理与结构117
72变压器的运行方式121
73变压器的等效电路126
74变压器的参数测定128
75变压器的运行特性132
76三相变压器134
77其他用途的变压器140
78变压器的新技术*144
小结147
思考题与习题148
第8章交流电机的共性问题150
81交流电机的电枢绕组150
82电枢绕组的感应电动势153
83电枢绕组的磁动势和旋转磁场158
84交流电机的磁场分析163
小结165
思考题与习题165
第9章交流异步电机166
91异步电机的结构与运行方式166
92异步电动机的电磁关系171
93异步电动机的功率与转矩179
94异步电动机的工作特性182
95单相异步电动机*186
小结190
思考题与习题190
第10章交流同步电机192
101同步电机的结构与运行方式192
102同步电动机的电磁关系195
103同步电动机的功率与转矩198
104同步电动机的工作特性204
105永磁式同步电动机206
小结214
思考题与习题215
第11章交流电动机的电力拖动216
111异步电动机的机械特性216
112异步电动机的起动222
113异步电动机的调速235
114异步电动机的制动247
115同步电动机的电力拖动*256
小结262
电机及拖动基础第2版目录
Ⅸ
Ⅹ思考题与习题263
第4篇电动机的选择与特种电动机
第12章电力拖动系统电动机的选择、
校验和设计267
121电动机的分类及额定参数267
122电动机的绝缘等级与工作制分类270
123不同工作制下电动机的功率选择274
124电动机额定数据的选择278
125电机的设计281
小结286
思考题与习题287
第13章特种电动机*288
131伺服电动机288
132磁阻电动机291
133磁滞电动机293
134步进电动机294
135开关磁阻电动机297
136直线电动机300
137超导电动机303
138超声波电动机304
小结306
参考文献307