全書共7章，內(nèi)容包括磁路、直流電機(jī)、變壓器、交流繞組及其電動勢和磁動勢、異步電機(jī)、同步電機(jī)和特種電機(jī)等。書中主要介紹了直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)和同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)運行的基本理論和基本分析方法，同時還介紹了幾種特種電機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)與用途，以擴(kuò)大電機(jī)學(xué)的知識面。本書在編寫時適當(dāng)簡化電磁理論的推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)理論知識的應(yīng)用和實際運行問題的分析。在主要章節(jié)中配有微課、習(xí)題微課，章末附有小結(jié)、思考題與習(xí)題，并附有習(xí)題的參考答案，以利復(fù)習(xí)和加強(qiáng)訓(xùn)練。
本書可作為普通高等學(xué)校電氣工程及其自動化、自動化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為從事電工技術(shù)工作的有關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。
緒論1
0.1電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用1
0.2電機(jī)的定義與分類2
0.2.1電機(jī)的定義2
0.2.2電機(jī)的分類2
0.3電機(jī)學(xué)課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法3
0.3.1電機(jī)學(xué)課程的性質(zhì)3
0.3.2電機(jī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法3
第1章磁路
1.1磁路的基本知識5
1.1.1磁場5
1.1.2磁路常用物理量6
1.2常用的鐵磁材料及其特性8
1.2.1鐵磁材料的磁化曲線8
1.2.2鐵磁材料的損耗10
1.2.3鐵磁材料的分類10
1.3磁路的基本定律11
1.3.1全電流定律11
1.3.2磁路的歐姆定律11
1.3.3磁路的基爾霍夫第一定律12
1.3.4磁路的基爾霍夫第二定律12
1.3.5電磁感應(yīng)定律13
1.3.6電磁力定律15
1.4磁路的計算16
1.4.1磁路計算的方法步驟16
1.4.2磁路計算實例17
思考題與習(xí)題19
第2章直流電機(jī)
2.1直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)20
2.1.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)20
2.1.2直流發(fā)電機(jī)的工作原理23
2.1.3直流電動機(jī)的工作原理24
2.1.4直流電機(jī)的勵磁方式25
2.1.5直流電機(jī)的特點和用途26
2.1.6直流電機(jī)的型號和額定值27
2.2直流電樞繞組28
2.2.1直流電樞繞組常用術(shù)語28
2.2.2直流電機(jī)電樞繞組的分類30
2.2.3單疊繞組的特點與實例30
2.2.4單波繞組的特點與實例31
2.3空載和負(fù)載時直流電機(jī)的磁場33
2.3.1空載時直流電機(jī)的磁場33
2.3.2負(fù)載時直流電機(jī)的磁場34
2.3.3交軸電樞反應(yīng)36
2.3.4直軸電樞反應(yīng)37
2.4電樞感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩38
2.4.1電樞的感應(yīng)電動勢38
2.4.2直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩39
2.5直流發(fā)電機(jī)40
2.5.1直流發(fā)電機(jī)的基本方程式40
2.5.2直流發(fā)電機(jī)的效率特性42
2.5.3他勵直流發(fā)電機(jī)的運行特性43
2.5.4并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵45
2.5.5并勵直流發(fā)電機(jī)的運行特性46
2.5.6復(fù)勵直流發(fā)電機(jī)的外特性46
2.6直流電動機(jī)47
2.6.1電機(jī)的可逆原理47
2.6.2直流電動機(jī)的基本方程式48
2.6.3直流電動機(jī)的工作特性50
2.6.4并勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性52
2.6.5串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性54
2.6.6復(fù)勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性55
2.6.7電力拖動系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性56
2.6.8直流電動機(jī)的啟動57
2.6.9直流電動機(jī)的調(diào)速59
2.6.10直流電動機(jī)的制動61
2.7直流電機(jī)的換向64
2.7.1直流電機(jī)的換向過程64
2.7.2產(chǎn)生火花的原因65
2.7.3改善換向的措施65
小結(jié)68
思考題與習(xí)題69
第3章變壓器
3.1變壓器概述71
3.1.1變壓器的用途71
3.1.2變壓器的分類71
3.1.3變壓器的基本結(jié)構(gòu)72
3.1.4變壓器的型號和額定值77
3.2變壓器的空載運行79
3.2.1空載運行時的物理現(xiàn)象79
3.2.2變壓器中各物理量正方向的規(guī)定80
3.2.3變壓器空載運行時各物理量之間的關(guān)系81
3.2.4變壓器空載運行時的電壓平衡方程式82
3.2.5變壓器的空載電流和勵磁電流82
3.2.6變壓器空載運行時的等效電路與相量圖84
3.3變壓器的負(fù)載運行84
3.3.1負(fù)載運行時的物理過程85
3.3.2磁動勢平衡方程式86
3.3.3負(fù)載運行時的電壓平衡方程式87
3.3.4繞組的折算87
3.3.5繞組折算后變壓器的等效電路89
3.3.6繞組折算后變壓器的相量圖91
3.4變壓器的參數(shù)測定91
3.4.1空載試驗92
3.4.2短路試驗93
3.4.3阻抗電壓95
3.5變壓器的標(biāo)幺值95
3.5.1基準(zhǔn)值的選取與標(biāo)幺值的計算95
3.5.2采用標(biāo)幺值的優(yōu)點96
3.6變壓器的運行特性98
3.6.1變壓器的外特性98
3.6.2變壓器的電壓變化率98
3.6.3變壓器的效率特性100
3.7三相變壓器102
3.7.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)102
3.7.2三相變壓器的電路系統(tǒng)103
3.7.3三相變壓器的聯(lián)結(jié)方法和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響109
3.8變壓器的并聯(lián)運行111
3.8.1變壓器并聯(lián)運行的優(yōu)點111
3.8.2變壓器并聯(lián)運行的條件112
3.8.3變比不等時變壓器的并聯(lián)運行112
3.8.4聯(lián)結(jié)組別不同時變壓器的并聯(lián)運行113
3.8.5短路阻抗不等時變壓器的并聯(lián)運行113
3.9特殊變壓器115
3.9.1三繞組變壓器115
3.9.2自耦變壓器118
3.9.3儀用互感器120
小結(jié)122
思考題與習(xí)題123
第4章交流繞組及其電動勢和磁動勢
4.1交流電機(jī)的基本工作原理126
4.1.1同步電機(jī)的基本工作原理126
4.1.2異步電機(jī)的基本工作原理127
4.2交流繞組的基本要求和分類127
4.3三相雙層繞組128
4.3.1槽電動勢星形圖128
4.3.2三相雙層疊繞組129
4.3.3三相雙層波繞組132
4.4三相單層繞組134
4.4.1三相單層同心式繞組134
4.4.2三相單層鏈?zhǔn)嚼@組135
4.4.3三相單層交叉式繞組136
4.5正弦磁場下交流繞組的感應(yīng)電動勢137
4.5.1導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢137
4.5.2整距線圈的感應(yīng)電動勢138
4.5.3短距線圈的感應(yīng)電動勢和短矩系數(shù)139
4.5.4分布繞組的感應(yīng)電動勢、分布系數(shù)和繞組系數(shù)139
4.5.5相電動勢和線電動勢141
4.6感應(yīng)電動勢中的高次諧波142
4.6.1高次諧波電動勢142
4.6.2削弱諧波電動勢的方法143
4.7通有正弦電流時單相繞組的磁動勢145
4.7.1整距線圈的磁動勢145
4.7.2整距分布繞組的磁動勢146
4.7.3短距分布繞組的磁動勢147
4.7.4單相繞組的基波磁動勢和脈振磁動勢148
4.7.5單相繞組的諧波磁動勢148
4.8通有對稱三相電流時三相繞組的磁動勢149
4.8.1三相繞組的基波合成磁動勢149
4.8.2三相合成磁動勢中的高次諧波152
小結(jié)152
思考題與習(xí)題153
第5章異步電機(jī)
5.1異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)155
5.1.1異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)155
5.1.2三相異步電機(jī)的工作原理158
5.1.3異步電機(jī)的運行狀態(tài)159
5.1.4異步電動機(jī)的型號和額定值161
5.2三相異步電動機(jī)的基本方程、等效電路和相量圖163
5.2.1轉(zhuǎn)子繞組開路時的異步電動機(jī)163
5.2.2轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時的異步電動機(jī)166
5.2.3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機(jī)170
5.3籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)和相數(shù)176
5.3.1籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)176
5.3.2籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)和繞組因數(shù)177
5.4異步電動機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程178
5.4.1異步電動機(jī)的功率方程178
5.4.2異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程180
5.4.3異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩180
5.4.4電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式180
5.5感應(yīng)電動機(jī)參數(shù)的測定181
5.5.1空載試驗181
5.5.2短路試驗182
5.6異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線183
5.6.1異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式183
5.6.2異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線184
5.6.3異步電動機(jī)的機(jī)械特性186
5.7異步電動機(jī)的工作特性188
5.7.1工作特性的分析189
5.7.2工作特性的求取190
5.8三相異步電動機(jī)的啟動191
5.8.1籠型三相異步電動機(jī)的直接啟動191
5.8.2籠型三相異步電動機(jī)的降壓啟動192
5.8.3繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的啟動195
5.8.4改善啟動性能的籠型三相異步電動機(jī)196
5.9三相異步電動機(jī)的調(diào)速198
5.9.1異步電動機(jī)的變極調(diào)速199
5.9.2異步電動機(jī)的變頻調(diào)速200
5.9.3異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速202
5.9.4繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的調(diào)速203
5.10三相異步電動機(jī)的制動205
5.10.1異步電動機(jī)的能耗制動205
5.10.2異步電動機(jī)的反接制動206
5.10.3異步電動機(jī)的回饋制動208
5.11單相異步電動機(jī)209
5.11.1單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)209
5.11.2單相異步電動機(jī)的工作原理210
5.11.3單相異步電動機(jī)的分類與特點211
5.11.4單相異步電動機(jī)的型號211
5.11.5單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性214
5.11.6罩極式單相異步電動機(jī)的啟動215
5.11.7單相異步電動機(jī)的調(diào)速216
5.12異步發(fā)電機(jī)217
5.12.1與電網(wǎng)并聯(lián)運行的三相異步發(fā)電機(jī)217
5.12.2單獨運行的異步發(fā)電機(jī)218
小結(jié)219
思考題與習(xí)題221
第6章同步電機(jī)
6.1同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)224
6.1.1概述224
6.1.2同步電機(jī)的分類225
6.1.3同步電機(jī)的工作原理225
6.1.4隱極同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)226
6.1.5凸極同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)228
6.1.6同步電機(jī)的運行狀態(tài)230
6.1.7同步電機(jī)的勵磁方式231
6.1.8同步電機(jī)的額定值232
6.2空載和負(fù)載時同步發(fā)電機(jī)的磁場233
6.2.1空載時同步發(fā)電機(jī)的磁場233
6.2.2同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)234
6.3隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路237
6.3.1不考慮飽和時的電壓方程、相量圖和等效電路237
6.3.2考慮飽和時的電壓方程和相量圖240
6.4凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路241
6.4.1雙反應(yīng)理論241
6.4.2不考慮飽和時的電壓方程、相量圖和等效電路242
6.4.3考慮飽和時的電壓方程和相量圖245
6.5同步發(fā)電機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程246
6.5.1同步發(fā)電機(jī)的功率方程246
6.5.2同步發(fā)電機(jī)的電磁功率247
6.5.3同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程247
6.6同步發(fā)電機(jī)的運行特性及參數(shù)的測定247
6.6.1用空載特性、短路特性求取同步電抗的不飽和值和短路比248
6.6.2用轉(zhuǎn)差法測定同步電抗250
6.6.3零功率因數(shù)負(fù)載特性及漏電抗的求取251
6.6.4同步發(fā)電機(jī)的外特性253
6.6.5同步電機(jī)的調(diào)整特性和效率特性254
6.6.6用電動勢-磁動勢圖求取額定勵磁電流和電壓調(diào)整率255
6.7同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的并聯(lián)運行256
6.7.1并聯(lián)運行的條件和方法257
6.7.2與電網(wǎng)并聯(lián)時同步發(fā)電機(jī)的功角特性259
6.7.3有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定262
6.7.4無功功率的調(diào)節(jié)與V形曲線266
6.8同步電動機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)268
6.8.1同步電動機(jī)的電壓方程和相量圖268
6.8.2同步電動機(jī)的功角特性269
6.8.3同步電動機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程270
6.8.4同步電動機(jī)的工作特性270
6.8.5同步電動機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線271
6.8.6同步電動機(jī)的啟動273
6.8.7同步補(bǔ)償機(jī)275
6.9同步發(fā)電機(jī)的不對稱運行276
6.9.1對稱分量法277
6.9.2同步發(fā)電機(jī)的各相序電動勢、相序阻抗和等效電路277
6.9.3各序等效電路279
6.9.4 負(fù)序和零序阻抗的測定280
6.9.5不對稱運行造成的影響281
小結(jié)281
思考題與習(xí)題283
第7章特種電機(jī)
7.1單相串勵電動機(jī)285
7.1.1單相串勵電動機(jī)的用途與特點285
7.1.2單相串勵電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)285
7.1.3單相串勵電動機(jī)的工作原理286
7.1.4單相串勵電動機(jī)的調(diào)速287
7.2無刷直流電動機(jī)288
7.2.1概述288
7.2.2無刷直流電動機(jī)的分類289
7.2.3無刷直流電動機(jī)的特點289
7.2.4無刷直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)290
7.2.5無刷直流電動機(jī)的工作原理291
7.3永磁電機(jī)292
7.3.1概述292
7.3.2永磁直流電動機(jī)293
7.3.3永磁同步電動機(jī)294
7.3.4永磁同步發(fā)電機(jī)297
7.4交流力矩電動機(jī)298
7.4.1概述298
7.4.2交流力矩電動機(jī)的分類298
7.4.3交流力矩電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點298
7.4.4交流力矩電動機(jī)的機(jī)械特性299
7.4.5力矩電動機(jī)的主要應(yīng)用299
7.5開關(guān)磁阻電動機(jī)301
7.5.1開關(guān)磁阻電動機(jī)傳動系統(tǒng)的組成301
7.5.2開關(guān)磁阻電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理302
7.5.3開關(guān)磁阻電動機(jī)的相數(shù)與極數(shù)的關(guān)系303
7.5.4開關(guān)磁阻電動機(jī)的基本控制方式305
7.5.5開關(guān)磁阻電動機(jī)的控制系統(tǒng)307
思考題與習(xí)題308
參考文獻(xiàn)
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