電機與拖動基礎

前言

進入21世紀以來，電機理論和技術與電力電子技術、微電子技術及控制理論等學科不斷地相互滲透，許多新技術、新方法的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)電機理論重新煥發(fā)了青春，大量節(jié)能高效、便于調速控制的新型電機不斷涌現(xiàn)，從而使傳統(tǒng)電機學與電力拖動領域發(fā)生了革命性的變革。編者根據(jù)我國高等教育迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀，結合幾十年本科教學的經(jīng)驗和體會，在力求保留電機原理傳統(tǒng)知識精華的基礎上，為反映電機學與電力拖動領域的最新發(fā)展狀況、滿足工程實際的要求而編寫了本書。本書共14章。第1章復習了電機學中常用的電磁量和電磁定律；第2章分析了電力拖動系統(tǒng)的運動方程，常見負載特性及拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行條件；第3章闡述了直流電機的磁路和繞組結構，電樞電勢和電磁轉矩的產(chǎn)生和計算；第4章介紹了直流電機的運行原理及其特性，直流拖動系統(tǒng)的調速與控制問題；第5章闡述了變壓器的原理、電壓方程和磁勢方程、等效電路、矢量圖及運行問題；第6章闡述了交流繞組的磁動勢和電動勢的產(chǎn)生與計算；第7章闡述了三相異步電機的運行原理、電磁關系、電壓方程、等效電路、功率轉矩及特性；第8章闡述了三相異步電機的機械特性和運行狀態(tài)；第9章介紹了三相異步電機的各種啟動方法及其啟動設備的計算；第10章闡述了異步電機的各種調速方法和控制系統(tǒng)；第11章闡述了同步電機的原理，分析了同步電機電樞反應，建立了矢量圖，導出了各種特性，介紹了晶閘管無換向器電動機；第12章闡述了電力拖動系統(tǒng)中電機的選擇及計算問題；第13章闡述了常用的幾種控制電機的基本原理和應用；第14章闡述了幾種常用的特種電機的基本原理、結構特點和應用問題。在附錄中，介紹了電力拖動系統(tǒng)的MATLAB仿真基礎。本書的主要特點是：（1）在內容選取上，既考慮傳統(tǒng)電機的電力拖動，又介紹了新型電機的相關內容。（2）在內容編排上，從易到難，循序漸進，并將電機原理和電力拖動有機結合。（3）在文字敘述上，簡明扼要，重點突出，層次清楚，深入淺出，通俗易懂，便于自學。（4）每章末尾都對本章的重點和難點內容進行了總結，并精心編寫了難度適中、針對性強的思考題和習題，便于讀者鞏固本章所學內容。（5）內容豐富，適用面寬，教師可根據(jù)本校的培養(yǎng)要求選擇授課內容。另外，各章節(jié)加“*”號的內容為可選內容，為教師在不同培養(yǎng)計劃下選擇教學內容提供了方便。

內容概要

　　本書的主要內容包括電機中的電磁學、 電力拖動系統(tǒng)動力學、 變壓器、 直流電機原理及電力拖動、 交流繞組的電動勢和磁動勢、 三相異步電機的原理及各種運行方式、 交流電機拖動系統(tǒng)的速度調節(jié)、 同步電機的運行原理、 電力拖動系統(tǒng)電機的選擇、 控制電機、 特種電機等?！　”緯勺鳛樽詣踊?電氣工程及其自動化等本科專業(yè)的基礎課教材， 也可作為運動控制領域的基礎教材， 同時對電力拖動系統(tǒng)領域的工程技術人員也具有重要的參考價值。

書籍目錄

第1章　電機中的電磁學基本知識1.1　磁路的基本知識1.1.1　電路與磁路1.1.2　電機電器中的磁路1.1.3　電氣設備中磁動勢的產(chǎn)生1.2　磁場的基本知識1.2.1　磁感應強度B1.2.2　磁通1.2.3　磁場強度H1.3　電磁學的基本定律1.3.1　安培環(huán)路定律——描述電流產(chǎn)生磁場的規(guī)律1.3.2　電磁感應定律——描述磁場產(chǎn)生電勢的規(guī)律1.3.3　畢一薩電磁力定律——描述電磁作用產(chǎn)生力的規(guī)律1.3.4　磁路歐姆定律1.3.5　磁路基爾霍夫第一定律1.3.6　磁路基爾霍夫第二定律1.4　鐵磁材料1.4.1　鐵磁材料的磁化1.4.2　起始磁化曲線、磁滯回線、基本磁化曲線1.4.3　軟磁材料和硬磁材料1.4.4　磁滯損耗和渦流損耗1.5　簡單磁路的計算1.5.1　直流磁路1.5.2　交流磁路1.6　永磁材料的應用與特點小結思考題習題第2章　電力拖動系統(tǒng)動力學2.1　電力拖動系統(tǒng)運動方程及轉矩符號分析2.1.1　電力拖動系統(tǒng)運動方程2.1.2　運動方程式中轉矩的符號分析2.2　復雜電力拖動系統(tǒng)的簡化2.2.1　工作機構為旋轉運動的簡化2.2.2　工作機構為直線運動的簡化2.3　電力拖動系統(tǒng)的負載特性2.3.1　恒轉矩負載特性2.3.2　恒功率負載特性2.3.3　風機、泵類負載的轉矩特性2.3.4　電力拖動交通車輛的阻力曲線2.4　電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件小結思考題習題第3章　直流電機3.1　直流電機的工作原理及結構3.1.1　直流電機的工作原理及電路符號3.1.2　直流電機的主要結構部件3.1.3　直流電機的銘牌數(shù)據(jù)3.2　直流電機的電樞繞組3.2.1　電樞繞組的特點3.2.2　單疊繞組3.2.3　單波繞組3.3　直流電機電樞磁動勢對電機運行的影響留3.3.1　直流電機的磁路、磁密與磁通3.3.2　直流電機的空載磁場及磁化曲線3.3.3　直流電機的勵磁方式3.3.4　直流電機負載時電樞磁動勢對電機運行的影響3.4　直流電機的電樞電動勢與電磁轉矩-3.4.1　電樞電動勢3.4.2　電磁轉矩3.5　直流電機的運行原理3.5.1　直流電機的可逆原理3.5.2　直流電機的基本方程3.5.3　直流電機的工作特性3.5.4　直流發(fā)電機的工作特性3.6　直流電機換向小結思考題習題第4章　直流電機的電力拖動4.1　他勵直流電機的機械特性4.1.1　機械特性的一般表達式4.1.2　固有機械特性4.1.3　人為機械特性4.2　他勵直流電機拖動時的運行狀態(tài)4.2.1　他勵直流電機的啟動和反轉4.2.2　他勵直流電機的調速4.2.3　他勵直流電機的制動4.2.4　電力拖動系統(tǒng)的過渡過程……第5章　變壓器第6章　交流繞組的電動勢及磁動勢第7章　三相異步電機的運行原理第8章　交流電機電力拖動的運行狀態(tài)第9章　三相異步電機的啟動第10章　三相異步電機電力拖動的調速第11章　同步電機第12章　電力拖動系統(tǒng)電機的選擇第13章　控制電機第14章　特種電機附錄　直流電機運行的MATLAB分析參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：小結直流電機是根據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)機械能與直流電能相互轉換的旋轉電機。電機中能量的轉換是可逆的，同一臺電機既可作發(fā)電機運行，也可作電動機運行。如果從軸上輸入機械能，當Ea〉U，I（a）與E（a）同方向，則T（em）帥是制動轉矩，電機處于發(fā)電狀態(tài)；如果向電樞繞組輸入直流電能，E 直流電機的結構可分為定子與轉子兩大部分。定子的主要作用是建立磁場和機械支撐，轉子的作用是感應電勢、產(chǎn)生電磁轉矩以實現(xiàn)能量轉換。電樞繞組是電機中實現(xiàn)能量轉換的關鍵部件，其連接方式有疊繞組、波繞組和混合型繞組。單疊繞組和單波繞組是電樞繞組的兩種最基本的繞組形式。電樞繞組是由許多線圈通過串聯(lián)的方式構成的閉合回路，通過電刷又分成若干條并聯(lián)支路。單疊繞組的并聯(lián)支路對數(shù)等于主磁極對數(shù)，口=戶；單波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)a＝1。電樞電勢等于支路電勢；電樞電流等于各支路電流之和。導體中的電勢、電流都是交變量，但經(jīng)過電刷與換向器的換向作用，由電刷端輸入或輸出的電勢和電流都是直流量。磁場是傳遞能量的媒介。電機空載時，氣隙磁場是由主磁極的勵磁繞組通以直流電流而建立的。主極磁場除產(chǎn)生主磁通外，還產(chǎn)生漏磁通。電機負載后，電樞繞組中有電樞電流通過，電樞電流建立的磁場稱為電樞磁場。電機負載后的氣隙磁場是電樞磁場和主磁場的合成磁場。電樞磁場對主磁場的影響稱為電樞反應。電樞反應使主磁場的分布發(fā)生畸變。

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《高等學校電子與電氣工程及自動化專業(yè)"十一五"規(guī)劃教材?電機與拖動基礎》可作為自動化、電氣工程及其自動化等本科專業(yè)的基礎課教材，也可作為運動控制領域的基礎教材，同時對電力拖動系統(tǒng)領域的工程技術人員也具有重要的參考價值。

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