高清PDF《普通高等教育电气信息类规划教材 电机与拖动基础 》徐胜军 主编 2015年版
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前言
根据自动化类专业的特点与现阶段教学改革的要求,结合作者多年来在“电机学”和“电力拖动”课程的教学实践中所积累的教学研究成果,编写了本教材。本书力图做到教材内容由浅入深、通俗易懂且理论联系实际,将经典内容与最新成果结合起来,使学生既能掌握经典内容,又能了解电力拖动领域的最新研究动态和成果。
本书共11章,主要介绍了电机与拖动的基础理论和基础知识、电力拖动系统动力学、直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、交流电机电枢绕组的电动势与磁通势、异步电动机、三相异步电动机的电力拖动以及同步电动机,并简要分析了电动机的选择和控制电机等。
本书的主要特点有:
1)将“电机学”与“电力拖动”课程有机地结合为一个整体,论述完每一种类型电机的原理性问题后,接着论述该电机拖动负载的运行性能,较好地进行了内容的衔接,使学生接受内容顺畅,且节约授课时间。
2)侧重于基本理论知识、计算方法及分析方法的阐述,并注意将上述三种基本知识应用到实际的电力拖动系统中。
3)采用了参考国外教材和国内教材相结合的方式进行编写。吸收了国外教材中先进的思想和内容,并结合我国教学体系的具体情况,参考了国内教材的体系结构,使得本书既保持内容的先进性又符合国内的教学体系。
4)本书加强了工程实际应用背景,在相关章节中列出了工程实例,使基础知识和工程实践相结合,以培养学生的工程素质。
5)本书增加了用MATLAB仿真的实例,以简化复杂的计算,使学生把注意力集中在概念上和对所得到结果的检查分析上,而不是繁杂的数学计算上。
6)本书第一章均单独安排了本章重点、本章难点、习题与思考题等内容,方便学生自学、复习和练习。
本书第1、2、3、6、7章由徐胜军负责编写,第4、5、8章由郭春燕负责编写,第9、10、11章由刘光辉负责编写。孟月波、陈静、陈俊英进行了书稿部分绘图和排版工作。
本书的读者定位是自动化、电气工程及机电一体化等相关专业的本科学生;同时,对于长期从事运动控制领域的工程技术人员,本教材也有一定的参考价值。
由于作者水平有限,书中难免有不妥和错误之处,恳请读者批评指正。
作者
2014年11月
内容索引:
前言
第1章绪论…1
1.1电机拖动技术的应用1
1.2电机理论中常用的基本电磁定律2
1.2.1电机中的铁磁材料及其特性…2
1.2.2常用的物理概念和基本电磁定律…3
第2章电力拖动系统动力学…8
2.1电力拖动系统的转动方程式8
2.2多轴电力拖动系统的简化…10
2.2.1旋转运动负载转矩和飞轮矩的折算10
2.2.2平移运动负载转矩和飞轮矩的折算12
2.3生产机械的负载转矩特性…17
2.4电力拖动系统稳定运行的条件19
习题与思考题21
第3章直流电机22
3.1直流电机的用途…22
3.2直流电机的结构和基本工作原理…24
3.2.1直流电机的工作原理24
3.2.2直流电机的结构25
3.3直流电机的电枢绕组…28
3.31电枢绕组概述…28
3.3.2单叠绕组29
3.3.3单波绕组…32
3.4直流电机的磁场…34
3.4.1直流电机的励磁方式34
3.4.2直流电机的空载磁场35
3.4.3直流电机的负载磁场37
3.5直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率…40
3.5.1直流电机的电枢电动势40
3.5.2直流电机的电磁转矩41
3.5.3直流电机的电磁功率42
3.6直流发电机的运行原理…43
36.1直流发电机的能量转换过程…43
3.6.2他励发电机的运行特性…44
3.6.3并励直流发电机45
3.7直流电动机的运行原理…46
3.7.1直流电动机的基本方程46
3.7.2直流电动机的工作特性49
3.8直流电动机的机被特性…51
3.8.1他励电动机的机械特性51
3.8.2串励电动机的机械特性…56
3.8.3复励电动机的机械特性57
3.8.4根据电机的铭牌数据估算机械特性57
3.9直流电机的换向…58
习题与思考题60
第4章直流电动机的电力拖动……63
4.1他励直流电动机的起动…63
41.1电枢回路串电阻起动+…64
4.1.2降压起动44…65
4.1.3直接起动t…65
4.2他励直流电动机的调速…66
4.2.1电枢串电阴调速*…67
4.2.2改变电枢电压调速67
4.2.3改变励磁问路电阻满速68
4.2.4调速的性能指标69
4.3他励直流电动机的制动…71
4.3.1他励直流电动机的能耗制动72
4.3.2他励直流电动机的反接制动…74
4,3.3他励直流电动机的回馈制动…76
4,4直流电力拖动系统的过渡过程79
4.4.1电力掩动系统的运动方式79
4.4.2他励直流电动机过波过程分析81
4.4.3机械过渡过程实例…84
习题与思考题86
第5章变压器…88
5.1变压器概述及分类…88
5.1.1概述88
5.1.2变压器的分类88
5.2变压器的基本结构和工作原理89
5.2.1变压器的基本结构89
5.2.2变压器的铭牌数据…91
5.2.3变压器的基本工作原理92
5.3变压器的空载运行94
5.3.1变压器空载运行时的磁场…94
5.3.2变压器空载时各电磁量的正方向规定94
5.3.3变压器空载时的基本电磁关系…95
5.3.4变压器的空载电流……97
5.3,5变压器空骏时的相量图…98
5.3.6变压器空载运行时的等效电路…98
5.4变压器的负载运行……100
5.4.1变压器负找时各电磁量的正方向规定100
5.4.2变压器负载时的基本电磁关系……100
5,4.3变压2器的折算102
5.4.4变压器负载运行时的等效电路105
5.4.5变压器负载运行时的相量图108
5.5标么值……109
5.6变压器的参数测定…111
5.7变压器的运行特性115
5.7.1变压器的电压变化率和外特性……116
5.7.2变压器的效率和效率特性……116
5.8变压器的联结组标号…118
5.8.1单相变压器绕组的标志方式118
5.8.2三相变压器绕组的联结119
5.8.3三相变压器的联结组标号…120
5.9变压器的并联运行…124
59.1变压器并联运行的条件…124
5.9.2变比不等时的并联运行125
5.9.3不同联结组标号的变压器不能并联运行…126
5.9.4负找阻抗不等时的并联运行126
5.10其他用途的变压器…127
5.10.1自搁变压器…127
5.10.2交流互感器…128
习题与思考题…130
第6章交流电机电枢绕组的电动势与磁动势…132
6.1交流电机的电枢绕组……132
6.1.1交流绕组的基本知识132
6.1.2三相单层绕组…134
6.1.3三相双层绕组…135
6.2交流电机电枢绕组的磁动势136
6.2.1单相绕组的磁动势136
6.2.2三相绕组的磁动势…140
6.3交流电机电枢绕组的电动势143
6.3.1导体的感应电动势…143
6.3.2线图的感应电动势145
6.3.3线圈组的感应电动势146
6.3.4相绕组的感应电动势…147
习题与思考题……147
第7章异步电动机……149
7.1异步电动机概述……149
7.2异步电动机的结构和工作原理150
7.2.1异步电动机的结构…150
7.2.2异步电动机的工作原理153
7.3三相异步电动机的电磁关系…155
7.3.1三相异步电动机转子绕组开路时的电磁关系…155
7,3.2三相异步电动机转子堵转时的电磁关系158
7.3.3三相异步电动机转子旋转时的电磁关系162
7.4三相异步电动机的功率与转矩关系…166
7.41功率平衡方程166
7.4.2电磁转矩168
7.5三相异步电动机的机械特性171
7.6三相异步电动机的工作特性175
7.7三相异步电动机的参数测定176
习题与思考题…179
第8章三相异步电动机的电力拖动……181
8.1笼型异步电动机的起动…181
8.1.1直接起动181
8.1.2降压起动……182
8.13软起动186
8.1.4高起动转矩的三相笼型异步电动机…187
8.2绕线转子异步电动机的起动…190
8.2.1转子串频敏变阻器起动…190
8.2.2转子串电阻分级起动……191
8.3三相异步电动机的制动194
8.3.1能耗制动195
8.3.2反接制动196
8.3.3回馈制动…197
8.4三相异步电动机的调速…198
8.4.1三相异步电动机的降电压调速199
8.4.2绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速…199
8.4,3笼型三相异步电动机的变极调速…200
8.4.4三相异步电动机的变频调速…201
8.4.了绕线转子异步电动机的串级调速…203
习题与思考题…204
第9章同步电动机…206
9.1同步电动机概述……206
9.2同步电动机的基本结构和工作原理…206
9.2.1基本结构206
9,2.2基本工作原理207
9.3·同步电动机的功率关系和矩角特性208
9.3.1功率关系208
9.3.2电磁功率…209
9,3.3矩角特性209
9.4同步电动机功率因数的调节210
9.4.1同步电动机功率因数的变化规律…210
9.4.2U型曲线……211
9.5同步电动机的起动211
习题与思考题212
第10章电动机的选择………213
10.1概述213
10.2电动机的一般选择……213
10.3电动机的发热与冷却…215
10.3.1电动机的发热与冷却215
10.3.2电动机的发热过程215
10.4电动机容量的选择…216
10.4.1电动机的工作方式216
10.4.2连续工作方式电动机容量的选择217
10.4.3短时工作方式电动机容量的选择…217
10.4.4周期性断续工作方式电动机容量的选择……217
习题与思考题…218
第11章控制电机219
11.1同服电动机…219
11.1.1直流何服电动机…220
11.1.2交流同服电动机…221
11.2步进电动机……224
11.2.1步进电动机的分类……224
11.2.2反应式步进电动机的工作原理224
11,3测速发电机………226
11.3.1直流测速发电机……226
11.3.2交流测速发电机…228
11.4自整角机……229
11.4.1力矩式自整角机工作原理230
11.4.2控制式自整角机工作原理…231
11,5旋转变压器…231
11.5.1正余弦旋转变压器232
11.5.2线性旋转变压器232
11.6本章小结233
习题与思考题…234