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绪论1

0.1 电机的发展简况1

0.2 电力拖动的发展简况2

0.3 本课程的性质和学习方法4

小结5

习题6

第1章 电磁理论基础知识7

1.1 电磁理论的基本定律7

1.1.1 磁路的概念7

1.1.2 电磁理论的基本定律8

1.2 常用的铁磁材料及其特性12

1.2.1 铁磁材料的磁化12

1.2.2 磁化曲线和磁滞回线13

1.2.3 铁磁材料14

1.2.4 铁心损耗15

1.3 直流磁路的计算16

1.4 交流磁路的特点17

小结18

习题19

第2章 变压器21

2.1 变压器的工作原理和基本结构21

2.1.1 变压器的工作原理21

2.1.2 变压器的基本结构23

2.1.3 变压器的额定值24

2.2 单相变压器的空载运行25

2.2.1 空载运行时的物理情况25

2.2.2 主磁通与感应电动势26

2.2.3 空载电流、漏磁通与漏电抗27

2.2.4 空载运行时的电动势平衡方程式、相量图和等效电路28

2.3 单相变压器的负载运行30

2.3.1 负载运行时的物理情况30

2.3.2 负载运行时磁动势平衡方程式31

2.3.3 绕组折算31

2.3.4 负载运行时的基本方程式、等效电路和相量图33

2.4 三相变压器35

2.4.1 三相变压器的磁路系统36

2.4.2 三相变压器绕组的联结37

2.4.3 绕组接法和磁路系统对二次侧电压波形的影响40

2.5 等效电路参数的测定42

2.5.1 空载试验43

2.5.2 短路试验43

2.6 标幺值45

2.7 变压器的运行特性48

2.7.1 外特性和电压调整率48

2.7.2 效率和效率特性49

2.8 变压器的并联运行51

2.8.1 变压器的理想并联运行52

2.8.2 并联运行时变压器的负载分配52

2.9 自耦变压器和仪用互感器53

2.9.1 自耦变压器53

2.9.2 仪用互感器55

小结57

习题58

第3章 交流电机基础及三相异步电动机60

3.1 三相异步电动机的结构及基本工作原理60

3.1.1 三相异步电动机的结构60

3.1.2 三相异步电动机的基本工作原理63

3.1.3 三相异步电动机的铭牌数据67

3.2 交流电机的绕组及其感应电动势68

3.2.1 交流电机绕组的基本知识和概念68

3.2.2 导体电动势69

3.2.3 线圈电动势71

3.2.4 线圈组电动势73

3.2.5 三相单层对称绕组75

3.2.6 三相双层对称绕组78

3.2.7 三相对称绕组的相电动势和线电动势79

3.3 交流电机绕组的磁动势79

3.3.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势80

3.3.2 三相绕组的磁动势——圆形旋转磁动势82

3.3.3 磁动势的空间矢量表示法83

3.4 转子不转时的三相异步电动机85

3.4.1 转子开路的三相异步电动机85

3.4.2 转子堵转的三相异步电动机88

3.5 转子转动时的三相异步电动机90

3.6 笼型转子的极数、相数、匝数和绕组系数93

3.7 三相异步电动机的功率与转矩94

3.7.1 三相异步电动机的功率传递与损耗94

3.7.2 三相异步电动机的电磁转矩和转矩平衡95

3.8 三相异步电动机的参数测定96

3.8.1 空载试验与励磁参数的确定97

3.8.2 堵转试验与漏阻抗参数的确定98

3.9 三相异步电动机的工作特性99

小结100

习题101

第4章 三相异步电动机的电力拖动103

4.1 电力拖动的基础知识103

4.1.1 电力拖动系统的运动方程式103

4.1.2 负载的机械特性104

4.1 3 电动机的机械特性及其硬度105

4.1.4 电力拖动系统稳定运行的条件106

4.1.5 调速方式及调速性能指标108

4.2 三相异步电动机的3种机械特性表达式109

4.2.1 机械特性的物理表达式109

4.2.2 机械特性的参数表达式111

4.2.3 机械特性的实用表达式113

4.3 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性114

4.3.1 三相异步电动机的固有机械特性114

4.3.2 三相异步电动机的人为机械特性115

4.4 三相笼型异步电动机的起动118

4.4.1 三相笼型异步电动机的直接起动119

4.4.2 三相笼型异步电动机的减压起动119

4.4.3 三相笼型异步电动机的软起动124

4.4.4 改善起动性能的三相笼型异步电动机125

4.5 三相绕线型异步电动机的起动127

4.5.1 转子串三相对称电阻分级起动127

4.5.2 转子串频敏变阻器起动131

4.6 三相异步电动机的调速132

4.6.1 三相异步电动机的变极调速132

4.6.2 三相异步电动机的变频调速136

4.6.3 三相异步电动机的降低定子电压调速140

4.6.4 三相绕线型异步电动机的转子串电阻调速141

4.6.5 三相绕线型异步电动机的串级调速142

4.6.6 笼型异步电动机的电磁转差离合器调速144

4.7 三相异步电动机的运行状态146

4.7.1 电动运行146

4.7.2 反接制动147

4.7.3 回馈制动151

4.7.4 能耗制动153

4.7.5 四象限运行状态158

4.8 三相异步电动机拖动系统的过渡过程及能量损耗159

4.8.1 过渡过程的概念159

4.8.2 三相异步电动机拖动系统的机械过渡过程159

4.8.3 三相异步电动机过渡过程的能量损耗161

小结163

习题164

第5章 同步电机168

5.1 同步电机的结构及基本原理168

5.1.1 同步电机的结构168

5.1.2 同步电机的基本原理169

5.1.3 同步电机的铭牌数据170

5.2 同步电动机的电动势平衡方程和相量图171

5.2.1 同步电动机的磁动势平衡关系171

5.2.2 隐极同步电动机的电动势平衡方程和相量图171

5.2.3 凸极同步电动机的电动势平衡方程和相量图172

5.3 同步电动机的矩（功）角特性173

5.3.1 同步电动机的功率传递与转矩平衡174

5.3.2 同步电动机的矩（功）角特性174

5.3.3 同步电动机电磁转矩与功角的关系175

5.3.4 同步电动机的静态稳定问题和过载能力177

5.4 同步电动机定子电流与负载的关系177

5.5 同步电动机的励磁调节178

5.6 同步电动机的起动181

小结183

习题184

第6章 直流电机185

6.1 直流电机的基本工作原理及结构185

6.1.1 直流电机的基本工作原理185

6.1.2 直流电机的结构187

6.1.3 直流电机的铭牌数据189

6.2 直流电机的空载磁场190

6.2.1 磁路、磁通和磁化曲线190

6.2.2 气隙磁密沿电枢圆周表面的分布192

6.3 直流电机的电枢绕组192

6.3.1 电枢绕组的基本知识及概念192

6.3.2 单叠绕组194

6.4 直流电机的电枢反应197

6.4.1 电枢磁动势与电枢磁场197

6.4.2 电刷位于几何中性线上时的电枢反应198

6.4.3 电刷偏离几何中性线时的电枢反应199

6.5 直流电机的电枢电动势和电磁转矩200

6.5.1 直流电机的电枢电动势200

6.5.2 直流电机的电磁转矩200

6.6 直流电机的励磁方式201

6.7 直流发电机202

6.7.1 直流发电机的基本方程和能流图202

6.7.2 他励直流发电机204

6.7.3 并励直流发电机205

6.7.4 复励直流发电机207

6.8 直流电动机207

6.8.1 直流电动机的基本方程和能流图207

6.8.2 他（并）励直流电动机208

6.8.3 串励直流电动机210

6.8.4 复励直流电动机211

6.9 直流电机的换向211

6.9.1 换向的电磁现象212

6.9.2 改善换向的措施213

小结215

习题216

第7章 直流电动机的电力拖动218

7.1 他励直流电动机的机械特性218

7.1.1 机械特性的方程式218

7.1.2 固有机械特性和人为机械特性220

7.1.3 机械特性的绘制221

7.2 他励直流电动机的起动222

7.2.1 电枢回路串电阻起动222

7.2.2 降低电源电压起动224

7.3 他励直流电动机的调速224

7.3.1 电枢回路串电阻调速224

7.3.2 降低电源电压调速225

7.3.3 减弱磁通调速225

7.4 他励直流电动机的运行状态226

7.4.1 电动运行227

7.4.2 能耗制动227

7.4.3 反接制动229

7.4.4 回馈制动230

7.4.5 四象限运行状态232

7.5 他励直流电动机拖动系统的过渡过程及能量损耗233

7.5.1 他励直流电动机拖动系统的机械过渡过程233

7.5.2 他励直流电动机过渡过程的能量损耗237

小结240

习题240

第8章 特种电机244

8.1 单相异步电动机244

8.1.1 单相异步电动机的分类244

8.1.2 单相异步电动机的工作原理245

8.1.3 单相异步电动机的起动246

8.2 伺服电动机247

8.2.1 直流伺服电动机248

8.2.2 交流伺服电动机249

8.3 步进电动机251

8.3.1 步进电动机的工作原理及结构251

8.3.2 步进电动机的运行特性253

8.4 开关磁阻电动机255

8.4.1 SR电机的结构及工作原理255

8.4.2 SR电机的电磁关系257

8.4.3 SR电机的控制方式259

8.5 直线电动机260

8.5.1 直线电动机的分类260

8.5.2 直线电动机的结构及工作原理261

8.5.3 直线电动机的特点263

小结264

习题265

第9章 电力拖动系统中电动机的选择266

9.1 确定电动机功率的方法与步骤266

9.1.1 确定电动机额定功率应考虑的主要因素266

9.1.2 确定电动机额定功率的方法和步骤267

9.2 电动机的发热及冷却过程268

9.2.1 电动机的发热过程268

9.2.2 电动机的冷却过程269

9.3 电动机的工作制分类269

9.4 连续工作制负载电动机的额定功率选择271

9.4.1 恒定负载连续工作制电动机的额定功率选择271

9.4.2 周期性变化负载连续工作制电动机的额定功率选择272

9.5 短时工作制负载电动机的额定功率选择275

9.5.1 选用短时工作制电动机275

9.5.2 选用连续工作制电动机276

9.5.3 选用断续周期工作制电动机276

9.6 断续周期工作制负载电动机的额定功率选择277

9.7 电动机类型、结构形式、额定电压、额定转速的选择278

9.7.1 电动机类型的选择278

9.7.2 电动机结构形式的选择279

9.7.3 电动机额定电压的选择279

9.7.4 电动机额定转速的选择280

小结280

习题280

参考文献282