定 價:44 元
叢書名:普通高等教育電氣工程與自動化類“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:主編孫建忠, 劉鳳春
- 出版時間:2016/8/1
- ISBN:9787111538868
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM3
- 頁碼: 317頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開本:16K
本書分上、下兩篇。上篇為電機學,闡述電機的基本理論和基本分析方法。上篇共六章,包括電機學基礎知識、直流電機、變壓器、異步電機和同步電機的基本理論,以及控制電機的原理與應用等。下篇為電力拖動,主要闡述各類電動機電力拖動的基本原理和方法。下篇共五章,包括電力拖動基礎知識、他勵直流電動機、異步電動機和同步電動機的電力拖動以及電力拖動系統(tǒng)中電動機的選擇等。
前言
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,對電機的要求不再是簡單地提供動力,而是要實現(xiàn)精密控制和智能控制。傳統(tǒng)的電機技術與電力電子技術、控制理論、計算機技術和材料科學等現(xiàn)代科學技術的緊密結合,呈現(xiàn)出結構多樣化、機電一體化、智能化等發(fā)展趨勢。
研究型大學的辦學目標是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。樹立創(chuàng)新意識、增強創(chuàng)新能力,是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關鍵,為此,《電機與拖動》教材必須體現(xiàn)電機領域的前沿技術和發(fā)展趨勢。同時,掌握扎實的基礎知識和基本理論才是實現(xiàn)創(chuàng)新的根本。因此,本書秉承了前兩版“夯實基礎、拓寬視野”的宗旨,在對基本概念和基本理論的闡述上不吝篇幅,將重點內容講清、講透。在深入剖析電機與拖動基礎理論的同時,介紹了永磁同步電機、矢量控制變頻調速、雙饋發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電等新技術,體現(xiàn)電機領域的最新進展與發(fā)展趨勢,既為后續(xù)課程的學習打好基礎,又激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的學習能力和創(chuàng)新思維能力。
在教材內容的取舍上,刪去了直流電動機和異步電動機串電阻起動等過時的內容,精簡直流電機的內容,充實同步電機的內容,將矢量控制原理與變頻調速結合起來,力求使教材內容與電氣工程學科的發(fā)展相適應。
教材吸收了作者多年從事電機及其控制的教學與科研經驗,以及主持或參與“電機與拖動”課程教學改革的成果,將啟發(fā)式教學和探究型教學等先進的教學思想融入到教材中,教材體系符合學生的認知規(guī)律,富有啟發(fā)性;突出重點,分解難點,將難以理解的知識點采用學生易于接受的方式表述,如將異步電機在不同運行情況下的參數(shù)變化問題通過算例進行講解;把交流電機的繞組、磁動勢和電動勢等內容進行分解,結合三相異步電機和單相異步電動機的理論進行講解。
本書由大連理工大學孫建忠和劉鳳春主編,大連理工大學陳希有主審。具體分工為:第1章、第4章、第7章和第9章由孫建忠編寫,第3章、第5章和第10章由劉鳳春編寫,第2章、第6章、第8章由曲兵妮、陳燕、任齊、許春雨共同編寫,第11章由牟憲民編寫。
本書出版后,被國內多所高校采用,不少師生通過郵件和電話與作者進行討論,并對本書內容提出了許多建設性的建議和意見,在此深表謝意。本書承蒙陳希有教授主審,對陳教授的貢獻表示衷心感謝。研究生王斌、王冬、王思浩、鐘啟濠、王晨等同學參加了部分文字和插圖的整理工作,在此表示感謝。本書在編寫中參考了國內外有關著作和文獻,在此對這些文獻的作者一并致謝。
由于編者學識有限,難免存在失誤或不當之處,尚祈廣大讀者不吝批評指教。
編者
前言
常用符號表
第1章電機學基礎知識1
1.1電機的基本功能與主要類型1
1.2電機的基本原理2
1.2.1磁場的基本概念2
1.2.2磁路及其基本定律4
1.2.3電磁感應定律7
1.2.4線圈的電路方程8
1.2.5電磁力定律與電磁轉矩8
1.2.6電機的可逆性原理9
1.3電機的制造材料10
1.3.1概述10
1.3.2鐵磁材料的重要特性11
1.3.3永磁材料的特性14
思考題與習題18
第2章直流電機20
2.1直流電機的工作原理20
2.1.1直流電動機的工作原理20
2.1.2直流發(fā)電機的工作原理21
2.2直流電機的基本結構和額定值22
2.2.1直流電機的基本結構22
2.2.2直流電機的電樞繞組23
2.2.3直流電機的額定值25
2.2.4直流電機按勵磁方式分類26
2.3直流電機的磁場和電樞反應27
2.3.1直流電機的空載磁場27
2.3.2電樞磁動勢28
2.3.3電樞反應29
*2.3.4電樞反應對換向的影響及改善
換向的措施30
2.4直流電機的感應電動勢和電磁轉矩32
2.4.1直流電機的感應電動勢32
2.4.2直流電機的電磁轉矩33
2.5直流電動機的運行分析33
2.5.1直流電動機的基本方程33
2.5.2他勵/并勵直流電動機的工作
特性35
2.6直流發(fā)電機的運行分析37
2.6.1直流發(fā)電機的基本方程37
2.6.2他勵直流發(fā)電機的工作特性38
2.6.3并勵直流發(fā)電機的自勵過程與外
特性39
思考題與習題41
第3章變壓器44
3.1變壓器的基本結構、分類與額定值44
3.1.1變壓器的基本結構44
3.1.2變壓器的分類48
3.1.3變壓器的額定值49
3.2變壓器的工作原理51
3.2.1變壓器各電磁量的參考方向51
3.2.2變壓器的空載運行52
3.2.3變壓器的負載運行57
3.3變壓器的等效電路和相量圖59
3.3.1繞組折算60
3.3.2T形等效電路61
3.3.3近似和簡化等效電路62
3.3.4變壓器負載運行時的相量圖63
3.4標幺值64
3.4.1標幺值的定義64
3.4.2采用標幺值的優(yōu)點65
3.5變壓器的參數(shù)測定67
3.5.1變壓器的空載試驗67
3.5.2變壓器的短路試驗69
3.6變壓器的運行特性72
3.6.1變壓器的外特性與電壓調整率72
3.6.2變壓器的損耗與效率特性73
3.7三相變壓器及其聯(lián)結組76
3.7.1三相變壓器的類型76
3.7.2三相變壓器的聯(lián)結組77
3.8三相變壓器的并聯(lián)運行81
3.8.1并聯(lián)運行的理想狀態(tài)及條件81
3.8.2聯(lián)結組對并聯(lián)運行的影響82
3.8.3電壓比對并聯(lián)運行的影響83
3.8.4短路阻抗對并聯(lián)運行的影響83
3.9特殊變壓器85
3.9.1自耦變壓器86
目錄電機與拖動第3版3.9.2三繞組變壓器89
3.9.3儀用互感器90
*3.10節(jié)能變壓器92
3.10.1非晶合金變壓器92
3.10.2卷鐵心變壓器93
3.10.3超導變壓器95
3.10.4變壓器性能參數(shù)比較97
思考題與習題97
第4章異步電機101
4.1三相異步電動機的基本結構與工作
原理101
4.1.1三相異步電動機的基本結構101
4.1.2異步電動機的基本工作原理104
4.1.3三相異步電動機的額定值和主要
系列107
4.2三相交流電機的繞組109
4.2.1交流繞組的基本概念109
4.2.2三相雙層繞組111
4.2.3三相單層繞組112
4.3三相交流繞組的磁動勢113
4.3.1單相繞組的磁動勢——脈振磁
動勢113
4.3.2三相繞組的合成磁動勢——旋轉
磁動勢118
4.3.3三相定子繞組建立的磁場121
4.4三相交流繞組的感應電動勢122
4.4.1集中整距線圈的感應電動勢122
4.4.2分布繞組的感應電動勢123
4.4.3短距繞組的感應電動勢123
4.4.4相電動勢124
4.5三相異步電動機的等效電路125
4.5.1轉子磁動勢和電動勢125
4.5.2定子、轉子繞組的電壓方程——
頻率歸算126
4.5.3繞組歸算127
4.5.4異步電動機的等效電路和
相量圖128
4.5.5異步電動機的簡化等效電路129
4.5.6籠型繞組的磁極數(shù)和相數(shù)130
4.6三相異步電動機的功率和轉矩131
4.6.1三相異步電動機的功率關系131
4.6.2三相異步電動機的轉矩關系132
4.6.3三相異步電動機電磁轉矩的物理
表達式133
4.6.4三相異步電動機的轉矩轉差率
特性133
4.7三相異步電動機的工作特性和參數(shù)
測定137
4.7.1三相異步電動機的工作特性137
4.7.2三相異步電動機的主要性能
指標138
4.7.3三相異步電動機的參數(shù)測定139
4.8單相異步電動機141
4.8.1單相異步電動機的工作原理142
4.8.2兩相繞組的磁動勢143
4.8.3單相異步電動機的主要類型和
起動方法144
*4.9三相異步發(fā)電機146
4.9.1三相異步發(fā)電機的單機運行146
4.9.2籠型三相異步發(fā)電機的并網(wǎng)
運行146
4.9.3雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力
發(fā)電系統(tǒng)148
思考題與習題150
第5章同步電機152
5.1同步電機的基本結構和額定值152
5.1.1同步電機的基本結構152
5.1.2同步電機的勵磁系統(tǒng)155
5.1.3同步電機的冷卻方式157
5.1.4同步電機的基本類型157
5.1.5同步電機的額定值158
5.2三相同步電機的工作原理159
5.2.1三相同步電機的基本原理159
5.2.2同步電機的空載運行159
5.2.3同步電機的負載運行和電樞
反應160
5.2.4三相同步電機的運行狀態(tài)163
5.3三相同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析164
5.3.1隱極同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析164
5.3.2凸極同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)分析167
5.4三相同步發(fā)電機的功率和轉矩172
5.4.1功率平衡方程172
5.4.2電磁功率與功角特性172
5.4.3電磁轉矩與矩角特性174
5.5三相同步發(fā)電機的運行特性175
5.5.1外特性175
5.5.2調整特性176
5.5.3效率特性176
5.6同步發(fā)電機與電網(wǎng)的并聯(lián)運行177
5.6.1并聯(lián)運行的條件177
5.6.2并聯(lián)運行的方法178
5.6.3有功功率的調節(jié)與穩(wěn)定問題179
5.6.4無功功率的調節(jié)與V形曲線182
5.7三相同步電動機與同步補償機184
5.7.1同步電動機的運行分析184
5.7.2同步電動機的功率和轉矩186
5.7.3同步電動機的運行特性187
5.7.4同步補償機188
*5.8同步發(fā)電機的三相突然短路189
5.8.1同步發(fā)電機突然短路的物理
過程189
5.8.2同步發(fā)電機的瞬態(tài)電抗191
5.8.3同步發(fā)電機的超瞬態(tài)電抗192
思考題與習題193
第6章控制電機196
6.1伺服電動機196
6.1.1交流伺服電動機196
6.1.2直流伺服電動機198
6.2步進電動機199
6.2.1基本工作原理200
6.2.2反應式步進電動機201
6.3測速發(fā)電機203
6.3.1直流測速發(fā)電機203
6.3.2交流異步測速發(fā)電機204
6.4自整角機205
6.4.1自整角機的結構205
6.4.2力矩式自整角機206
6.4.3控制式自整角機206
6.5旋轉變壓器208
6.6感應同步器209
思考題與習題211
第7章電力拖動基礎213
7.1電力拖動系統(tǒng)的組成與分類213
7.2電力拖動系統(tǒng)的運動方程式213
7.2.1單軸電力拖動系統(tǒng)的運動
方程式213
7.2.2多軸電力拖動系統(tǒng)的折算215
7.3電力拖動系統(tǒng)的負載特性220
7.3.1恒轉矩負載220
7.3.2恒功率負載221
7.3.3通風機與泵類負載221
7.4電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行條件221
7.5電力拖動系統(tǒng)的調速222
7.5.1調速的基本概念222
7.5.2調速系統(tǒng)的主要性能指標223
思考題與習題224
第8章他勵直流電動機的電力拖動227
8.1他勵直流電動機的機械特性227
8.1.1固有機械特性227
8.1.2人為機械特性228
8.2他勵直流電動機的起動和反轉229
8.2.1電樞回路串聯(lián)電阻起動230
8.2.2降低電樞電壓起動231
8.2.3他勵直流電動機的反轉231
8.3他勵直流電動機的調速231
8.3.1電樞回路串聯(lián)電阻調速232
8.3.2降低電樞電壓調速232
8.3.3減弱磁通調速233
8.3.4調速方式與負載類型的配合234
8.4他勵直流電動機的制動236
8.4.1能耗制動237
8.4.2反接制動238
8.4.3回饋制動241
8.5他勵直流電動機的四象限運行242
思考題與習題243
第9章異步電動機的電力拖動245
9.1三相異步電動機的機械特性245
9.1.1固有機械特性245
9.1.2人為機械特性248
9.2三相異步電動機的起動250
9.2.1籠型異步電動機的起動250
9.2.2高起動轉矩的異步電動機255
9.2.3繞線轉子異步電動機的起動258
9.3三相異步電動機的調速260
9.3.1變極調速260
9.3.2變頻調速262
9.3.3調壓調速267
9.3.4繞線轉子異步電動機轉子串電阻
調速268
9.3.5繞線轉子異步電動機串級調速270
9.3.6電磁調速電動機271
9.4三相異步電動機的制動273
9.4.1回饋制動273
9.4.2反接制動275
9.4.3能耗制動279
9.4.4軟停車與軟制動280
9.5異步電動機的各種運行狀態(tài)280
思考題與習題281
第10章同步電動機的電力拖動283
10.1同步電動機的機械特性及穩(wěn)定
運行283
10.1.1同步電動機的機械特性283
10.1.2同步電動機的穩(wěn)定運行284
10.2同步電動機的起動284
10.2.1拖動起動法285
10.2.2異步起動法285
10.2.3變頻起動法285
10.3同步電動機的調速和制動286
10.3.1同步電動機的調速方法概述286
10.3.2同步電動機的制動方法287
10.4特種同步電動機調速系統(tǒng)288
10.4.1永磁同步電動機調速系統(tǒng)288
10.4.2無刷直流電動機調速系統(tǒng)290
10.4.3開關磁阻電動機調動系統(tǒng)293
思考題與習題296
第11章電力拖動系統(tǒng)中電動機的
選擇298
11.1電動機選擇的基本原則298
11.1.1類型的選擇298
11.1.2額定功率的選擇299
11.1.3電壓等級的選擇300
11.1.4轉速的選擇300
11.1.5結構型式的選擇301
11.1.6安裝型式的選擇302
11.1.7工作制的選擇302
11.1.8型號的選擇302
11.2電動機的發(fā)熱與冷卻303
11.2.1電動機的發(fā)熱過程與溫升303
11.2.2電動機的冷卻過程與冷卻
方式304
11.3電動機的工作制305
11.3.1連續(xù)工作制(S1)305
11.3.2短時工作制(S2)305
11.3.3斷續(xù)周期工作制(S3)306
11.4電動機額定功率的選擇307
11.4.1電動機的允許輸出功率307
11.4.2拖動連續(xù)運行負載電動機額定
功率的選擇308
11.4.3拖動短時運行負載電動機額定
功率的選擇311
11.4.4拖動斷續(xù)周期運行負載電動機
額定功率的選擇313
11.5電動機的經濟運行314
11.5.1電動機的經濟運行管理314
11.5.2電動機經濟運行的基本參數(shù)314
11.5.3電動機的經濟運行措施316
思考題與習題316
參考文獻318