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第1章 磁路1

1.1 磁路的基本定律1

1.1.1 磁场的几个常用物理量1

1.1.2 磁路的概念1

1.1.3 磁路的基本定律2

1.2 常用的铁磁材料及其特性5

1.2.1 铁磁物质的磁化5

1.2.2 磁化曲线和磁滞回线5

1.2.3 铁芯损耗7

1.3 直流磁路的计算8

1.4 交流磁路的特点11

习题11

第2章 直流电机12

2.1 直流电机的工作原理12

2.1.1 直流电动机的工作原理12

2.1.2 直流发电机的工作原理13

2.2 直流电机的主要结构及用途14

2.2.1 直流电机的基本结构14

2.2.2 直流电机的额定数据16

2.2.3 直流电机的用途与分类17

2.3 直流电机的电枢绕组18

2.3.1 直流电枢绕组的基本概念18

2.3.2 单叠绕组20

2.3.3 单波绕组22

2.4 直流电机的励磁方式与磁场24

2.4.1 直流电机的励磁方式24

2.4.2 直流电机空载时的磁场25

2.4.3 直流电机负载时的磁场26

2.4.4 直流电机的电枢反应28

2.5 直流电机的感应电动势、电磁转矩与电磁功率29

2.5.1 直流电机的感应电动势29

2.5.2 直流电机的电磁转矩30

2.5.3 直流电机的电磁功率30

2.6 直流电机的基本方程式和功率流程图31

2.6.1 直流电机的功率流程图31

2.6.2 直流电机的基本方程式32

2.7 直流电动机的工作特性34

2.7.1 他励直流电动机的工作特性34

2.7.2 串励和复励直流电动机的工作特性35

2.8 直流发电机的运行原理36

2.8.1 直流发电机的基本方程式36

2.8.2 直流发电机的运行特性37

2.9 直流电机的换向39

2.9.1 换向过程的物理现象39

2.9.2 改善换向的方法42

2.9.3 环火及其防止42

习题43

第3章 直流电机的电力拖动46

3.1 电力拖动系统的动力学方程式46

3.1.1 单轴电力拖动系统的动力学方程式46

3.1.2 多轴电力拖动系统的等效47

3.2 各类生产机械的负载转矩特性49

3.2.1 恒转矩负载特性49

3.2.2 恒功率负载特性50

3.2.3 通风机、泵类负载特性50

3.3 电力拖动系统的稳定运行条件50

3.3.1 稳态运行点与稳定运行的概念50

3.3.2 电力拖动系统的稳定运行条件51

3.4 他励直流电动机的机械特性52

3.4.1 他励直流电动机的固有机械特性52

3.4.2 他励直流电动机的人为机械特性52

3.5 他励直流电动机的启动和反转53

3.5.1 电枢回路串电阻启动54

3.5.2 降低电枢电压启动56

3.5.3 他励直流电动机的反转56

3.6 他励直流电动机的调速57

3.6.1 他励直流电动机常用的调速方法57

3.6.2 评价调速方法的主要指标60

3.7 他励直流电动机的制动61

3.7.1 能耗制动61

3.7.2 反接制动63

3.7.3 回馈制动64

3.8 直流电机的四象限运行65

习题65

第4章 变压器67

4.1 变压器的结构、分类与额定值67

4.1.1 变压器的结构67

4.1.2 变压器的分类68

4.1.3 变压器的额定值69

4.2 变压器的空载运行70

4.2.1 变压器各电磁量的参考方向70

4.2.2 变压器空载运行时的电磁关系70

4.2.3 变压器的空载电流71

4.2.4 感应电动势和电压平衡方程式、相量图71

4.2.5 变压器的等效电路图73

4.3 变压器的负载运行73

4.3.1 变压器负载运行时的电磁关系73

4.3.2 变压器负载运行的磁动势平衡方程式74

4.3.3 变压器负载运行时的电压方程74

4.4 变压器的等效电路与相量图75

4.4.1 变压器绕组的折算75

4.4.2 变压器负载运行时的等效电路76

4.4.3 变压器负载运行时的相量图77

4.4.4 标幺值78

4.5 变压器的参数测定78

4.5.1 空载试验78

4.5.2 短路试验79

4.6 变压器稳态运行特性的计算81

4.6.1 变压器的外特性与电压变化率81

4.6.2 变压器的功率关系与效率特性82

4.7 三相变压器的连接组83

4.7.1 三相变压器的类型及磁路系统83

4.7.2 三相变压器的连接方式与连接组84

4.8 变压器的并联运行86

4.8.1 变压器的理想并联运行条件86

4.8.2 变比对变压器并联运行的影响87

4.8.3 短路阻抗对并联运行的影响87

4.9 特殊变压器88

4.9.1 自耦变压器88

4.9.2 互感器89

习题89

第5章 异步电机92

5.1 三相异步电动机的基本理论92

5.1.1 三相异步电动机的工作原理92

5.1.2 三相异步电动机的3种运行状态94

5.2 三相异步电机的结构及额定值95

5.2.1 三相异步电机的结构95

5.2.2 三相异步电机的额定值97

5.3 三相交流电机的电枢绕组98

5.3.1 交流绕组的构成原则和分类98

5.3.2 三相单层绕组100

5.3.3 三相双层绕组101

5.4 三相交流绕组感应电动势104

5.4.1 导体感应电动势104

5.4.2 线圈的电动势105

5.4.3 分布绕组电动势106

5.4.4 一相绕组的感应电动势107

5.4.5 相绕组的高次谐波感应电动势107

5.5 三相交流绕组的磁动势109

5.5.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势110

5.5.2 三相绕组产生的基波合成磁势116

5.5.3 三相合成磁势中的高次谐波磁势118

5.5.4 三相定子绕组建立的磁场119

5.5.5 交流电机的时-空矢量图120

5.6 三相异步电动机转子静止时的运行分析121

5.6.1 三相异步电动机转子堵转时的基波磁动势122

5.6.2 三相异步电动机转子堵转时的基本方程式124

5.7 三相异步电动机转子转动时的运行分析126

5.7.1 三相异步电动机转子转动时的物理情况126

5.7.2 转子绕组频率折算127

5.7.3 转子侧各物理量的折算128

5.7.4 三相异步电机的等效电路和相量图129

5.7.5 笼型转子的绕组数据131

5.8 三相异步电动机的功率流程图与转矩平衡方程式132

5.8.1 功率平衡方程式132

5.8.2 转矩平衡方程式133

5.8.3 三相异步电动机的电磁转矩表达式133

5.9 三相异步电动机的工作特性和参数测定136

5.9.1 工作特性136

5.9.2 空载试验138

5.9.3 堵转（或短路）试验138

5.10 应用实例139

习题140

第6章 三相异步电动机的电力拖动143

6.1 三相异步电动机的机械特性143

6.1.1 机械特性的三种表达式143

6.1.2 三相异步电动机的固有机械特性146

6.1.3 三相异步电动机的人为机械特性146

6.2 三相异步电动机的启动148

6.2.1 三相异步电动机的固有启动特性148

6.2.2 三相笼型异步电动机的启动方法148

6.2.3 三相绕线式异步电动机的启动方法152

6.3 三相异步电动机的调速154

6.3.1 变极调速154

6.3.2 变频调速157

6.3.3 改变转差率的调速159

6.3.4 转子串电阻调速160

6.3.5 串级调速161

6.3.6 异步电动机调速中的矢量控制和直接转矩控制162

6.4 三相异步电动机的制动166

6.4.1 回馈制动166

6.4.2 反接制动168

6.4.3 能耗制动169

6.4.4 软停车与软启动170

6.5 三相异步电动机的四象限运行状态分析171

习题172

第7章 三相同步电机175

7.1 三相同步电机的基本运行原理、结构与额定值175

7.1.1 同步电机的基本运行原理175

7.1.2 同步电机的基本结构175

7.1.3 同步电机的额定值176

7.2 三相同步发电机的电枢反应176

7.2.1 三相同步电机空载运行176

7.2.2 三相同步电机负载后的电枢反应177

7.3 三相同步发电机的稳态分析180

7.3.1 隐极式同步电机的基本方程式、等值电路和相量图180

7.3.2 凸极同步电机的基本方程式、等值电路和相量图181

7.4 三相同步发电机的功率和转矩183

7.4.1 功率平衡方程183

7.4.2 电磁功率与功角特性184

7.5 同步发电机有功功率调节和静态稳定、无功功率调节和V形曲线185

7.5.1 有功功率调节和静态稳定185

7.5.2 无功功率调节和V形曲线186

7.6 三相同步电动机分析187

7.6.1 同步电动机的功率和转矩188

7.6.2 同步电动机的运行特性188

7.6.3 同步电动机的启动188

7.6.4 永磁同步电动机调速系统189

习题190

第8章 驱动与控制用微特电机191

8.1 单相异步电动机191

8.1.1 单相异步电机的工作原理191

8.1.2 单相异步电机的启动192

8.1.3 单相异步电动机的类型193

8.2 伺服电动机194

8.2.1 直流伺服电动机194

8.2.2 交流伺服电动机195

8.3 测速发电机197

8.3.1 直流测速发电机197

8.3.2 交流测速发电机198

8.4 步进电动机199

8.4.1 基本工作原理199

8.4.2 步进电动机的步距角和转速201

8.5 永磁无刷直流电动机201

8.5.1 基本结构和工作原理201

8.5.2 永磁无刷直流电动机的运行特性205

8.6 其他驱动和控制电机206

8.6.1 开关磁阻电动机206

8.6.2 自整角机207

8.6.3 旋转变压器210

习题212

第9章 电力拖动系统中的电动机选择213

9.1 电动机选择的基本原则213

9.1.1 类型的选择213

9.1.2 额定功率和电压等级的选择214

9.1.3 额定转速的选择214

9.1.4 结构形式的选择215

9.2 电机的发热与冷却215

9.2.1 电机的发热过程与温升215

9.2.2 电机的冷却过程216

9.3 电动机的工作制216

9.3.1 连续工作制216

9.3.2 短时工作制217

9.3.3 断续周期工作制217

9.4 电动机额定功率的选择218

9.4.1 电动机的允许输出功率218

9.4.2 连续运行电动机额定功率的选择218

9.4.3 短时运行电动机额定功率的选择219

9.4.4 断续周期运行电动机额定功率的选择220

习题220

参考文献222