本书主要论述电机学原理包括绪论和五篇共15章内容。第15篇分别对变压器、直流电机、异步电机、同步电机以及特种电机等的基本结构、工作原理、运行性能和工作特性进行了详细的分析。
本书编排合理、结构新颖。书中删去了大量各种电机的内部结构以及各种电磁现象细节的描述内容精简。将各类特种电机集中编写独成章节分为“中小型特种电机”、“驱动微电机”和“控制微电机”三类使人一目了然特色分明。
本书可作为高等学校电气工程及其自动化专业的教材也可为自动化专业的选用教材还可供有关技术人员参考。
第0章 绪论1
0.1 电机总览1
0.1.1 电机在国民经济生活中的作用1
0.1.2 电机的发明简史1
0.1.3 电机的分类2
0.1.4 电机学课程特点和学习方法2
0.2 电磁理论基础3
0.2.1 电磁力定律洛伦兹力方程3
0.2.2 毕奥-萨伐尔Boit-Savart定律3
0.2.3 右手定则4
0.2.4 法拉第电磁感应定律5
0.2.5 楞次定律5
0.2.6 ?Bl????定则5
0.2.7 安培电路定律全电流定律5
0.2.8 能量守恒定律6
0.3 铁磁材料和磁路6
0.3.1 饱和现象6
0.3.2 磁滞现象与磁滞损耗8
0.3.3 涡流现象与涡流损耗8
0.3.4 磁路9
0.3.5 磁路分析方法9
0.3.6 气隙边缘效应10
0.3.7 漏磁通11
0.3.8 串联磁路11
0.3.9 并联磁路12
0.3.10 永磁材料12
0.4 电机制造材料13
0.4.1 导电材料13
0.4.2 导磁材料14
0.4.3 绝缘材料14
0.4.4 机械支撑材料15
小结15
习题16
第1篇 变 压 器
第1章 变压器概览18
1.1 变压器的用途18
1.2 变压器的分类与基本结构19
1.2.1 变压器的分类19
1.2.2 电力变压器的基本结构19
1.3 变压器的额定值与标么值22
1.3.1 变压器的额定值22
1.3.2 标么值22
小结24
习题24
第2章 变压器的运行分析25
2.1 变压器的空载运行25
2.1.1 空载运行时的物理情况25
2.1.2 感应电动势26
2.1.3 电压平衡方程式和变比27
2.1.4 励磁电流28
2.1.5 电路方程、等效电路和相量图30
2.2 变压器的负载运行31
2.2.1 负载运行时的物理情况31
2.2.2 基本方程式32
2.2.3 折合算法33
2.2.4 折算后的基本方程和等效电路34
2.2.5 相量图35
2.3 变压器的参数测定36
2.3.1 短路实验36
2.3.2 空载实验37
2.4 变压器运行时的特性指标40
2.4.1 电压变化率40
2.4.2 变压器的损耗和效率41
2.5 特种变压器的运行分析42
2.5.1 三绕组变压器42
2.5.2 自耦变压器45
2.5.3 互感器47
小结49
习题50
第3章 三相变压器52
3.1 三相变压器的怕废低?2
3.1.1 三相变压器组52
3.1.2 三相芯式变压器52
3.2 三相变压器的电路系统53
3.2.1 三相变压器绕组的接法53
3.2.2 联接组别及标准联接组54
3.3 三相变压器的空载电动势波形分析56
3.3.1 三相变压器组Yy联接56
3.3.2 三相铁芯式变压器Yy联接57
3.3.3 三相变压器Yd联接57
3.4 三相变压器的并联运行57
3.4.1 理想并联运行的条件57
3.4.2 如何满足并联运行的条件58
3.4.3 并联运行时负载分配的实用计算59
小结61
习题62
第2篇 直 流 电 机
第4章 直流电机概览66
4.1 直流电机的用途和基本工作原理66
4.1.1 直流电机的用途66
4.1.2 直流电机的基本工作原理66
4.2 直流电机的结构67
4.2.1 定子部分67
4.2.2 转子部分69
4.3 直流电机的励磁方式69
4.4 直流电机的额定值70
小结71
习题71
第5章 直流电机的运行分析72
5.1 直流电机的磁场72
5.1.1 空载时直流电机的磁场72
5.1.2 负载时电枢电流的磁场73
5.1.3 交轴电枢反应74
5.1.4 直轴电枢反应75
5.2 直流电机的电枢绕组76
5.2.1 电枢绕组的基本特点76
5.2.2 单叠绕组77
5.2.3 单波绕组78
5.3 电枢绕组的感应电动势与电机的电磁转矩79
5.3.1 电枢绕组的感应电动势80
5.3.2 电枢绕组的电磁转矩80
5.4 直流电机运行的基本方程式81
5.4.1 电压平衡方程式81
5.4.2 功率平衡方程式82
5.4.3 转矩平衡方程式83
5.5 直流电机的换向问题84
5.5.1 换向过程84
5.5.2 改善换向的方法86
小结86
习题87
第6章 直流电机的运行特性89
6.1 直流发电机的运行特性89
6.1.1 他励发电机的特性89
6.1.2 并励发电机的特性91
6.1.3 复励发电机的特性93
6.2 直流电动机的机械特性和工作特性94
6.2.1 并励电动机的特性95
6.2.2 串励电动机的特性96
6.2.3 复励电动机的特性98
6.3 直流电动机的起动、调速与制动98
6.3.1 直流电动机的起动98
6.3.2 直流电动机的调速100
6.3.3 直流电动机的制动103
小结104
习题105
第3篇 异 步 电 机
第7章 异步电机概览108
7.1 异步电机的用途108
7.2 异步电机的分类与基本结构108
7.2.1 异步电机的分类108
7.2.2 三相异步电动机的基本结构108
7.3 三相异步电动机的铭牌和额定值111
7.3.1 三相异步电动机的型号111
7.3.2 三相电动机的额定值111
小结112
习题113
第8章 三相异步电动机的运行原理114
8.1 三相异步电动机定子绕组及其电动势114
8.1.1 三相交流绕组的一般概念114
8.1.2 交流绕组的基础知识115
8.1.3 交流绕组的类型116
8.1.4 单层和双层绕组117
8.1.5 三相电枢绕组的电动势121
8.2 三相异步电动机绕组的磁动势123
8.2.1 单相电枢绕组的磁动势123
8.2.2 三相电枢绕组的基波旋转磁动势124
8.3 三相异步电动机的工作原理126
8.3.1 三相异步电动机运行时的基本电磁过程126
8.3.2 转差率与同步速126
8.3.3 异步电机的三种运行状态127
8.4 三相异步电动机转子堵转时的电磁关系128
8.4.1 正方向假定128
8.4.2 电磁过程129
8.4.3 异步电动机转子堵转时的电动势平衡关系130
8.4.4 转子绕组的折算131
8.4.5 基本方程式、等效电路与相量图133
8.5 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系134
8.5.1 转子旋转时的电磁关系134
8.5.2 转子绕组频率的折算135
8.5.3 基本方程式、等效电路图和矢量图136
小结139
习题139
第9章 三相异步电动机的运行特性141
9.1 三相异步电动机的功率与转矩141
9.1.1 异步电动机的功率关系141
9.1.2 异步电动机的转矩关系143
9.2 三相异步电动机的机械特性与工作特性144
9.2.1 电磁转矩的两种表达方式144
9.2.2 三相异步电动机的机械特性145
9.2.3 三相异步电动机的工作特性151
9.3 三相异步电动机的参数测定153
9.3.1 空载实验153
9.3.2 短路实验堵转实验154
9.4 三相异步电动机的起动、调速与制动155
9.4.1 三相异步电动机的起动155
9.4.2 三相异步电动机的调速159
9.4.3 三相异步电动机制动163
小结164
习题165
第4篇 同 步 电 机
第10章 同步电机概览168
10.1 同步电机的用途和分类168
10.1.1 同步电机的用途168
10.1.2 同步电机的基本类型168
10.2 同步电机的基本结构169
10.2.1 隐极同步发电机的基本结构169
10.2.2 凸极同步发电机的基本结构170
10.3 同步电机的额定值171
小结172
习题172
第11章 同步发电机的运行分析173
11.1 同步发电机的空载运行173
11.1.1 空载特性173
11.1.2 时空矢量图174
11.2 同步发电机对称负载时的电枢反应174
11.2.1 ?I?·和?E?·?0同相ψ=0时的电枢反应175
11.2.2 I·滞后E·?090?. ? (ψ=90?. ?时的电枢反应176
11.2.3 I·超前E·?0?90?. ? (ψ=-90?. ?时的电枢反应177
11.2.4 I·滞后E·?0一个锐角ψ时的电枢反应177
11.3 隐极同步发电机的对称负载运行分析179
11.3.1 不考虑饱和时179
11.3.2 考虑饱和时181
11.4 凸极同步发电机的对称负载运行分析183
11.4.1 凸极同步发电机的双反应理论183
11.4.2 不考虑饱和时的电动势相量图183
11.4.3 相量图的实际作图法185
11.4.4 考潜ズ褪钡氖笨帐噶客?86
11.5 同步发电机的空载和短路特性188
11.5.1 空载特性188
11.5.2 短路特性188
11.5.3 X??d?不饱和值的确定189
11.5.4 短路比189
11.6 同步发电机的零功率因数负载特性190
11.6.1 零功率因数负载特性190
11.6.2 定子漏抗的确定191
11.6.3 保梯电抗192
11.7 外特性和调整特性193
11.7.1 外特性193
11.7.2 调整特性194
小结194
习题195
第12章 同步电机的并网运行198
12.1 同步发电机的并联条件和方法198
12.1.1 并联合闸的条件198
12.1.2 投入并联的方法198
12.2 同步发电机的平衡方程式和功角特性200
12.2.1 同步发电机的功率和转矩平衡方程式200
12.2.2 同步发电机的功角特性201
12.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定204
12.3.1 有功功率的调节204
12.3.2 静态稳定205
12.4 同步发电机无功功率的调节和V形曲线207
12.5 同步电动机210
12.5.1 同步电机的可逆原理211
12.5.2 同步电动机的电动势方程式和相量图212
12.5.3 功角特性和功率平衡方程式212
12.5.4 无功功率的调节和V形曲线213
12.5.5 同步电动机的起动214
12.5.6 同步调相机214
小结215
习题216
第5篇 特 种 电 机
第13章 中小型特种电机222
13.1 无换向器电动机222
13.1.1 基本结构222
13.1.2 工作原理223
13.1.3 转速方程式及调速方法225
13.1.4 机械特性及调速性能227
13.2 转子供电式三相并励交流换向器电动机228
13.2.1 运转原理228
13.2.2 调速原理及转差电动势的引出229
13.2.3 基本结构及工作原理231
13.2.4 主要优缺点232
13.3 电磁转差调速异步电动机233
13.4 直线电机235
13.4.1 直线电机的类型235
13.4.2 扁平型的直线异步电动机的结构特点235
13.4.3 直线异步电动机的工作原理236
13.5 开关磁阻电动机237
13.5.1 电动机工作原理238
13.5.2 驱动系统的构成及工作原理239
13.5.3 开关磁阻电动机的基本特点241
小结242
习题242
第14章 驱动微电机243
14.1 单相异步电动机243
14.1.1 单相异步电动机的种类及主要结构243
14.1.2 单相异步电动机的工作原理244
14.1.3 单相异步电动机的起动方法245
14.2 单相串励换向器电动机248
14.3 磁阻式及磁滞式同步电动机250
14.3.1 磁阻式同步电动机250
14.3.2 磁滞式同步电动机252
小结254
习题254
第15章 控制电机256
15.1 概述256
15.1.1 控制电机的特点256
15.1.2 控制电机的种类256
15.1.3 控制电机的作用257
15.2 伺服电动机257
15.2.1 交流伺服电动机257
15.2.2 直流伺服电动机262
15.3 测速发电机264
15.3.1 交流空心杯转子异步测速发电机265
15.3.2 直流测速发电机267
15.4 自整角机269
15.4.1 自整角机的种类269
15.4.2 自整角机的基本结构及工作原理269
15.4.3 自整角机的误差分析273
15.5 旋转变压器274
15.5.1 旋转变压器的种类274
15.5.2 旋转变压器的基本结构和工作原理275
15.5.3 线性旋转变压器的工作原理277
15.6 步进电动机279
15.6.1 步进电动机的工作原理279
15.6.2 步进电动机的特性282
小结284
习题285
附录 部分习题参考答案287
参考文献290
电机学（上）简介