電機(jī)與拖動(dòng)

前言

　　隨著我國(guó)高等教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高等教育正逐步朝著大眾化教育方向轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，教育對(duì)象的特點(diǎn)發(fā)生了較大的變化，而教學(xué)內(nèi)容與課程體系的改革則相對(duì)滯后。部分教材內(nèi)容陳舊、體系老化，這個(gè)問(wèn)題亟待解決。　　“電機(jī)與拖動(dòng)”是“自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)各專(zhuān)業(yè)方向的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新技術(shù)與新材料的不斷涌現(xiàn)，對(duì)該門(mén)課程的教材內(nèi)容提出了更新要求?！半姍C(jī)與拖動(dòng)”的相關(guān)教材雖已有多種版本，但其中“電機(jī)學(xué)”的內(nèi)容在編寫(xiě)體系上大都沿用電機(jī)制造專(zhuān)業(yè)的教材編寫(xiě)方法。教材中關(guān)于結(jié)構(gòu)的介紹過(guò)于繁雜，內(nèi)部的電磁現(xiàn)象的描述過(guò)于細(xì)致，已不能適應(yīng)“自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)需要?！　〈送?，由于教學(xué)改革的需要，專(zhuān)業(yè)課的學(xué)時(shí)數(shù)已大幅精簡(jiǎn)。因而，課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)之間的矛盾更顯突出，這便要求該門(mén)課程的教材在篇幅上大幅精簡(jiǎn)?！　”緯?shū)正是出于上述考慮而編寫(xiě)的一本新的“電機(jī)與拖動(dòng)”教材。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，對(duì)其中的一些內(nèi)容做了增減，如在“電機(jī)原理”部分，舍去了各種電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電磁現(xiàn)象的細(xì)節(jié)描述；在“電力拖動(dòng)”部分，舍去了一些繁雜而不實(shí)用的內(nèi)容；在“電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)容量的選擇”部分，加入了工程中較為實(shí)用的確定電動(dòng)機(jī)容量的統(tǒng)計(jì)法和類(lèi)比法。因此，不僅能滿(mǎn)足當(dāng)前減少學(xué)時(shí)，精簡(jiǎn)內(nèi)容的教改要求，而且更具實(shí)用性，更能適合“自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)的需要?！　”緯?shū)由南昌大學(xué)戴文進(jìn)教授和陳瑛老師擔(dān)任主編，負(fù)責(zé)全書(shū)的總體構(gòu)思和統(tǒng)稿工作。戴文進(jìn)教授撰寫(xiě)第2章“電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”、第7.7節(jié)“自控式三相同步電動(dòng)機(jī)”、第8章“控制電機(jī)”，以及第9.2節(jié)“連續(xù)工作方式下電動(dòng)機(jī)容量的選擇”。陳瑛老師撰寫(xiě)第3章“直流電機(jī)”、第4章“直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)”，以及第7章“同步電機(jī)”（除其中的第7.7節(jié)）。肖倩華老師撰寫(xiě)第5章“異步電機(jī)”和第6章“三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)”。夏永洪老師撰寫(xiě)了第1章“變壓器”和第9章“電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)容量的選擇”（除其中的第9.2節(jié)）?！　”緯?shū)所有作者都長(zhǎng)期在“電機(jī)與拖動(dòng)”課程的教學(xué)第一線(xiàn)，且對(duì)該門(mén)課程的教學(xué)改革也有一定體會(huì)。但畢竟水平有限，加之本書(shū)在結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)容取舍上均作了較大改革，書(shū)中謬誤在所難免，敬請(qǐng)讀者不吝賜教。

內(nèi)容概要

　　《電機(jī)與拖動(dòng)》主要論述電機(jī)原理與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)。《電機(jī)與拖動(dòng)》涵蓋變壓器、直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)、控制電機(jī)等電機(jī)學(xué)內(nèi)容，以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)容量的選擇等電力拖動(dòng)的內(nèi)容。每章安排有例題與習(xí)題，《電機(jī)與拖動(dòng)》后附有部分習(xí)題參考答案?！　　峨姍C(jī)與拖動(dòng)》可作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“電機(jī)與拖動(dòng)”課程的教材，也可作為其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的“電機(jī)學(xué)”課程和“電力拖動(dòng)基礎(chǔ)”課程的教材，還可供有關(guān)技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章變壓器.1.1概述1.1.1變壓器的用途1.1.2變壓器的分類(lèi)1.1.3變壓器的基本工作原理1.1.4變壓器的基本結(jié)構(gòu)1.1.5變壓器的額定值1.2變壓器的運(yùn)行分析1.2.1變壓器的空載運(yùn)行1.2.2變壓器的負(fù)載運(yùn)行1.3變壓器的參數(shù)測(cè)定1.3.1空載實(shí)驗(yàn)1.3.2短路實(shí)驗(yàn)1.3.3阻抗電壓1.3.4標(biāo)么值1.4變壓器的運(yùn)行特性1.4.1電壓變化率和外特性1.4.2變壓器的效率和效率特性1.5三相變壓器1.5.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)1.5.2三相變壓器的繞組接法和聯(lián)結(jié)組別1.5.3三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響1.5.4三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行1.6特種變壓器1.6.1自耦變壓器1.6.2儀用互感器習(xí)題第2章電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程2.2負(fù)載轉(zhuǎn)矩和飛輪矩的折算2.2.1負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算2.2.2飛輪矩的折算2.2.3位能性負(fù)載升降運(yùn)動(dòng)的折算問(wèn)題2.3典型負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性2.3.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性2.3.2恒功率負(fù)載特性2.3.3泵類(lèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性2.4電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件習(xí)題第3章直流電機(jī)3.1概述3.1.1直流電機(jī)的用途3.1.2直流電動(dòng)機(jī)的工作原理3.1.3直流發(fā)電機(jī)的工作原理3.1.4直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.1.5直流電機(jī)的額定值3.1.6直流電機(jī)的勵(lì)磁方式3.2直流電機(jī)的電樞繞組和電樞反應(yīng)3.2.1直流電機(jī)的電樞繞組3.2.2直流電機(jī)的電樞反應(yīng)3.3直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩3.3.1電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.3.2直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩3.4直流發(fā)電機(jī)3.4.1直流發(fā)電機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換3.4.2直流發(fā)電機(jī)中的基本方程式3.4.3直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性3.5直流電動(dòng)機(jī)3.5.1電機(jī)的可逆原理3.5.2直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式3.5.3直流電動(dòng)機(jī)的工作特性習(xí)題第4章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.1.1固有機(jī)械特性4.1.2人為機(jī)械特性4.1.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的工程計(jì)算與繪制4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)4.2.1直接起動(dòng)4.2.2降壓起動(dòng)4.2.3電樞回路串電阻分級(jí)起動(dòng)4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)4.3.1能耗制動(dòng)4.3.2反接制動(dòng)4.3.3回饋制動(dòng)4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速4.4.1調(diào)速指標(biāo)4.4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的各種調(diào)速方法4.4.3調(diào)速方式及其與負(fù)載的合理配合4.5他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的過(guò)渡過(guò)程4.5.1機(jī)械過(guò)渡過(guò)程的一般規(guī)律4.5.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)渡過(guò)程4.5.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的過(guò)渡過(guò)程4.5.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)過(guò)渡過(guò)程中的能量損耗4.6串勵(lì)與復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行4.6.1串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.6.2串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速4.6.3串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)4.6.4復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行習(xí)題第5章異步電機(jī)5.1概述5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理5.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)5.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值5.2三相繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)5.2.1三相繞組的電動(dòng)勢(shì)5.2.2三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)5.2.3電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)平衡方程5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析5.3.1轉(zhuǎn)子繞組折算5.3.2基本方程式5.3.3等效電路5.3.4相量圖5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩5.4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡5.4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性5.5.1轉(zhuǎn)差率特性?s=f(P2)?5.5.2轉(zhuǎn)矩特性?T2=f(P2)?5.5.3定子電流特性?I1=f(P2)?5.5.4功率因數(shù)特性cosφ1=f(P2)5.5.5效率特性?η=f(P2)?5.6三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定5.6.1空載實(shí)驗(yàn)5.6.2短路實(shí)驗(yàn)5.7單相異步電動(dòng)機(jī)5.7.1工作原理5.7.2起動(dòng)方法5.8三相異步發(fā)電機(jī)5.8.1與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的三相異步發(fā)電機(jī)5.8.2單獨(dú)運(yùn)行的三相異步發(fā)電機(jī)習(xí)題第6章三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性6.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式6.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的計(jì)算與繪制6.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性6.1.4三相異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題及直接起動(dòng)的條件6.2.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)6.2.3三相繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6.2.4改善起動(dòng)性能的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)6.3.1能耗制動(dòng)6.3.2反接制動(dòng)6.3.3回饋制動(dòng)6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速6.4.1變極調(diào)速6.4.2變頻調(diào)速6.4.3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速6.5三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)渡過(guò)程的能量損耗6.5.1過(guò)渡過(guò)程能量損耗的一般表達(dá)式6.5.2各種過(guò)渡過(guò)程中的能量損耗6.5.3減少過(guò)渡過(guò)程能量損耗的方法習(xí)題第7章同步電機(jī)7.1概述7.1.1同步電機(jī)的分類(lèi)和用途7.1.2三相同步電機(jī)的工作原理7.1.3三相同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)7.2三相凸極同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相量圖7.3三相同步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩7.3.1同步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程7.3.2同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程7.4三相凸極同步電動(dòng)機(jī)的功角特性和矩角特性7.5三相同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)與U形特性曲線(xiàn)7.5.1三相同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)7.5.2三相同步電動(dòng)機(jī)的U形曲線(xiàn)7.5.3同步補(bǔ)償機(jī)7.6三相同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)7.6.1輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)7.6.2變頻起動(dòng)7.6.3異步起動(dòng)7.7自控式三相同步電動(dòng)機(jī)7.7.1基本結(jié)構(gòu)7.7.2工作原理7.7.3轉(zhuǎn)速方程式及調(diào)速方法7.7.4機(jī)械特性及調(diào)速性能習(xí)題第8章控制電機(jī)8.1概述8.1.1控制電機(jī)的特點(diǎn)8.1.2控制電機(jī)的種類(lèi)8.1.3控制電機(jī)的作用8.2伺服電動(dòng)機(jī)8.2.1交流伺服電動(dòng)機(jī)8.2.2直流伺服電動(dòng)機(jī)8.3測(cè)速發(fā)電機(jī)8.3.1交流空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)8.3.2直流測(cè)速發(fā)電機(jī)8.4自整角機(jī)8.4.1自整角機(jī)的種類(lèi)8.4.2自整角機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理8.4.3自整角機(jī)的誤差分析8.5旋轉(zhuǎn)變壓器8.5.1旋轉(zhuǎn)變壓器的種類(lèi)8.5.2旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理8.5.3線(xiàn)性旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理8.6步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.6.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理8.6.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性習(xí)題第9章電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)容量的選擇9.1概述9.1.1決定電動(dòng)機(jī)容量的主要因素9.1.2過(guò)載能力及起動(dòng)能力的校驗(yàn)9.1.3電動(dòng)機(jī)的溫升及溫升限值9.1.4電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻過(guò)程9.1.5電動(dòng)機(jī)的工作方式9.2連續(xù)工作方式下電動(dòng)機(jī)容量的選擇9.2.1連續(xù)常值負(fù)載下的電機(jī)容量選擇9.2.2連續(xù)周期性變化負(fù)載下的電動(dòng)機(jī)容量選擇9.3短時(shí)工作方式下電動(dòng)機(jī)容量的選擇9.3.1短時(shí)工作方式下連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的容量選擇9.3.2短時(shí)工作方式下短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇9.4周期性斷續(xù)工作方式下電動(dòng)機(jī)容量的選擇9.5確定電動(dòng)機(jī)容量的統(tǒng)計(jì)法和類(lèi)比法9.5.1統(tǒng)計(jì)分析法9.5.2類(lèi)比法習(xí)題部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　變壓器　　變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變電壓的一種靜止的電能轉(zhuǎn)換裝置，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。本章以普通雙繞組電力變壓器為主要研究對(duì)象，首先介紹變壓器的用途、分類(lèi)、基本結(jié)構(gòu)和額定數(shù)據(jù)；之后重點(diǎn)研究單相變壓器在穩(wěn)態(tài)和對(duì)稱(chēng)運(yùn)行條件下的基本原理及運(yùn)行特性，對(duì)于三相變壓器僅就其特點(diǎn)加以論述；最后，簡(jiǎn)單地介紹兩種特種變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理?！　?.1　概述　　1.1.1　變壓器的用途　　變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，將一種交流電能轉(zhuǎn)換成頻率相同的另一種交流電能?！　≡陔娏ο到y(tǒng)中，為了將發(fā)電站的大功率電能輸送到遠(yuǎn)距離的用戶(hù)區(qū)，采用高壓輸電才是經(jīng)濟(jì)合理的。因?yàn)楫?dāng)輸送的功率一定時(shí)，電壓越高，線(xiàn)路中的電流就越小，則輸電線(xiàn)路的功率損耗和電壓降也越小。因此需要采用升壓變壓器，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓（通常只有10.5 kV～20 kV）逐級(jí)升高到220 kV～500 kV；當(dāng)電能輸送到用戶(hù)區(qū)后，又需要采用降壓變壓器，將其逐級(jí)降到各種配電電壓，供動(dòng)力設(shè)備和照明設(shè)備使用。由此可見(jiàn)，變壓器在電力系統(tǒng)中具有重要的作用?！　〈送猓儔浩髟谄渌块T(mén)中也被廣泛應(yīng)用，如測(cè)量交流電能的儀用互感器，用于整流、高壓實(shí)驗(yàn)、礦井等特殊場(chǎng)合的專(zhuān)用變壓器，用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中的小功率變壓器等?！　?.1.2　變壓器的分類(lèi)　　變壓器有多種分類(lèi)方法。下面將按變壓器的用途、繞組數(shù)目、相數(shù)、冷卻方式和冷卻介質(zhì)分別進(jìn)行分類(lèi)。　?。?）按用途分：有電力變壓器和特種變壓器；　?。?）按繞組數(shù)目分：有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器；　?。?）按相數(shù)分：有單相變壓器和三相變壓器；　?。?）按鐵芯結(jié)構(gòu)分：有芯式變壓器和殼式變壓器；　?。?）按冷卻方式和冷卻介質(zhì)分：有用油冷卻的油浸式變壓器和空氣冷卻的干式變壓器。

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