
本书是在普通高等教育“九五”国家级重点教材《电机学》的基础上修订而成,全书共10章。前8章阐述磁路、变压器、直流电机、交流绕组及其电动势和磁动势、感应电机和同步电机,以及机电能量转换的原理、永磁电动机和开关磁阻电动机,后两章阐述控制电机和电机的发热与冷却。除第8、9、10三章外,每章后都附有习题和部分答案,书末编有4个附录。为引导学生用计算机来求解电机问题,针对感应电机的稳态运行计算,编人相应的计算机源程序。全书的编写方针为“削枝强干,推陈出新”。 本书可作为高等学校电气工程与自动化专业和其他强、弱电结合专业的教材,亦可供有关科技人员参考。
本书是在1999年出版的“九五” 国家级重点教材《电机学》和2002年出版的高等教育“面向21世纪课程教材” 《电机学》的基础上,对国内外电机学教材的发展情况进行分析后,重新编写的。 全书共10章,总教学时数为80学时。除第8章、第9章和第10章以外,每章后都附有习题及部分答案,书末编有4个附录。本书可作为高等学校电气工程与自动化专业和其他强、弱电结合专业的教材,亦可供科技人员参考。 本书是教育部立项的高等教育“十五”国家级规划教材,其特点是: (1)注重基本概念、基本理论和基本方法的阐述,使学生掌握分析电机的方法,建立牢固的物理概念,为学习后继课程和今后解决日常遇到的工程问题作好准备。 (2)阐明机电能量转换的机制和条件,为将来开发和研究新型电机建立准则。 (3)为适应近年来电机理论的发展和科研、生产上的需要,增加“永磁电动机和开关磁阻电动机”一章。 (4)对直流电机和其他过时、次要的内容,以及属于设计、工艺和结构方面的内容,进行较多的删减。 (5)编入用计算机对感应电机稳态运行进行计算的内容。 (6)各章具有相对独立性,讲授次序可以根据具体情况进行调整。 (7)鉴于交流电机的动态分析已有适当的研究生教材出版,本书仅对同步发电机的三相突然短路问题和瞬态电抗,进行物理概念上的说明和简单推导,数学上的严格推导放在附录部分。 (8)选学内容由教师根据具体情况选定,不再标明。 全书的编写方针是“削枝强干,推陈出新”, 目标是编写一本取材精、科学性强、概念清,适应面宽和便于教学的简明教材。 本书由汤蕴缪教授和史乃教授编著, 由哈尔滨工业大学陆永平教授主审。陆永平教授对许多问题的写法提出了宝贵意见,在此作者表示衷心感谢! 本书的编写得到了太原工业大学熊大慰教授,西安交通大学汪国梁教授、励鹤鸣教授、王兆安教授,合肥工业大学姚守猷教授,清华大学朱东起教授,上海交通大学李仁定教授,山东工业大学胡颂尧教授、肖如鸿教授,沈阳工业大学唐任远教授、谢德馨教授,河北工业大学陈子痛教授,哈尔滨理工大学梁艳萍教授等的关心和支持。哈尔滨电机厂、沈阳变压器厂、上海电机厂和大连电机厂等单位为本书提供了产品照片和资料,在此一并表示感谢。
前言
主要符号表
绪论
0.1 电机在国民经济中的作用
0.2 电机发展简史
0.3 我国电机工业发展概况
0.4 本课程的任务
第1章 磁路
1.1 磁路的基本定律
1.2 常用的铁磁材料及其特性
1.3 磁路的计算
习题
第2章 变压器
2.1 变压器的基本结构和额定值
2.2 变压器的空载运行
2.3 变压器的负载运行
2.4 变压器的基本方程和等效电路
2.5 等效电路参数的测定
2.6 三相变压器
2.7 标幺值
2.8 变压器的运行性能
2.9 变压器的并联运行
2.10三绕组变压器、自耦变压器和仪用互感器
2.11空载投入电网时变压器的冲击电流
小结
习题
第3章 直流电机
3.1 直流电机的工作原理和基本结构
3.2 直流电枢绕组
3.3 空载和负载时直流电机的磁场
3.4 电枢的感应电动势和电磁转矩
3.5 直流电机的基本方程
3.6 直流发电机的运行特性
3.7 直流电动机的运行特性
3.8 直流电动机的起动、调速和制动
3.9 换向
小结
习题
第4章 交流绕组及其电动势和磁动势
4.1 交流绕组的构成原则和分类
4.2 三相双层绕组
4.3 三相单层绕组
4.4 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
4.5 感应电动势中的高次谐波
4.6 通有正弦电流时单相绕组的磁动势
4.7 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势
小结
习题
第5章 感应电机
5.1 感应电机的结构和运行状态
5.2 三相感应电动机的磁动势和磁场
5.3 三相感应电动机的电压方程和等效电路
5.4 感应电动机的功率方程和转矩方程
5.5 笼型转子的极数、相数和参数的归算
5.6 感应电动机参数的测定
5.7 感应电动机的转矩-转差率曲线
5.8 感应电动机的工作特性
5.9 感应电动机的起动,深槽和双笼电动机
5.10感应电动机的调速
5.11单相感应电动机
5.12感应发电机和直线感应电动机
小结
习题
第6章 同步电机
6.1 同步电机的基本结构和运行状态
6.2 空载和负载时同步发电机的磁场
6.3 隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路
6.4 凸极同步发电机的电压方程和相量图
6.5 同步发电机的功率方程和转矩方程
6.6 同步电抗的测定
6.7 同步发电机的运行特性
6.8 同步发电机与电网的并联运行
6.9 同步电动机与同步补偿机
6.10同步发电机的不对称运行
6.11同步发电机的三相突然短路
小结
习题
第7章 机电能量转换原理
7.1 机电能量转换过程中的能量关系
7.2 机电装置中的磁能、磁共能和电磁转矩
7.3 机电装置中的能量转换过程
7.4 机电能量转换的条件
7.5 产生恒定电磁转矩的条件
7.6 交流电机的功率因数
小结
习题
第8章 永磁电动机和开关磁阻电动机
8.1 永磁电动机
8.2 正弦波永磁无刷电动机
8.3 矩形波永磁无刷电动机
8.4 开关磁阻电动机
第9章 控制电机
9.1 直流测速发电机
9.2 直流伺服电动机
9.3 交流两相伺服电动机
9.4 旋转变压器
9.5 自整角机
第10章 电机的发热和冷却
10.1 电机的温升和温升限度
10.2 电机的发热和冷却
10.3 电机的冷却方式
10.4 变压器的冷却方式
附录
附录A 谐波磁场对感应电动机转矩-转差率曲线的影响
A.1 异步寄生转矩
A.2 同步寄生转矩
A.3 削弱寄生转矩的方法
附录B 两相感应电动机的不对称运行
B.1 两相对称分量法
B.2 对称两相感应电动机的不对称运行
B.3 不对称两相感应电动机的运行
附录C dq0变换
C.1 在ABC坐标系中同步发电机的运动方程
C.2 dq0变换和派克方程
C.3 同步电机的标幺值
附录D 同步发电机三相突然短路电流的数学推导
D.1 同步电机的运算电抗和励磁绕组的传递函数
D.2 同步发电机的三相突然短路电流
参考文献