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绪论1

0.1 电机的概念1

0.2 电机的用途3

0.3 电机的分类5

0.4 电机的分析方法5

思考题与习题7

第1章 电机基础8

1.1 电机的常用材料8

1.1.1 导电材料8

1.1.2 绝缘材料9

1.1.3 铁磁性材料9

1.2 电机的基本电磁理论12

1.2.1 电磁定律12

1.2.2 电路基本定律16

1.2.3 磁路基本定律18

1.2.4 典型磁路分析19

1.3 电机的端口模型及能量转换25

1.3.1 电机的端口模型25

1.3.2 机电能量转换系统26

思考题与习题29

第2章 变压器30

2.1 概述30

2.1.1 变压器的用途30

2.1.2 变压器的基本结构31

2.1.3 变压器的分类方法33

2.1.4 变压器的额定值34

2.2 双绕组变压器的基本原理35

2.2.1 理想双绕组变压器35

2.2.2 实际双绕组变压器36

2.2.3 电磁耦合模型37

2.2.4 等效电路与相量图42

2.2.5 功率平衡与效率46

2.2.6 变压器的空载电流波形47

2.3 三相变压器48

2.3.1 三相变压器的磁路与电路系统48

2.3.2 电路与磁路系统对空载电流、磁通和电动势波形的影响55

2.3.3 标幺值56

2.3.4 变压器的运行特性与性能指标57

2.3.5 变压器的参数测定60

2.3.6 三相变压器的并联运行63

2.3.7 三相变压器的瞬变过程65

2.3.8 三相变压器的不对称稳态运行67

2.4 特种变压器70

2.4.1 自耦变压器70

2.4.2 仪用变压器73

2.4.3 三绕组变压器74

2.4.4 电力电子变压器76

思考题与习题78

第3章 交流电机的共性问题82

3.1 交流电机的绕组82

3.1.1 交流电枢绕组的基本要求83

3.1.2 三相对称绕组的排列88

3.1.3 交流电机的磁极绕组94

3.2 交流电机绕组的磁动势95

3.2.1 一个电枢线圈的气隙磁动势95

3.2.2 极相组线圈的气隙磁动势98

3.2.3 一相电枢绕组的气隙磁动势100

3.2.4 三相电枢绕组的气隙磁动势103

3.2.5 谐波磁动势的削弱105

3.2.6 电流和磁动势时空矢量107

3.2.7 不对称电流产生的气隙基波磁动势114

3.2.8 励磁绕组的磁动势116

3.3 交流电机的气隙磁场118

3.3.1 均匀气隙的气隙磁场118

3.3.2 非均匀对称气隙的气隙磁场122

3.3.3 气隙磁场谐波的削弱方法123

3.3.4 正弦波气隙磁场的时空矢量123

3.4 交流电机电枢绕组的电动势124

3.4.1 单个线圈产生的电动势125

3.4.2 一个相带线圈组产生的电动势127

3.4.3 一相绕组产生的电动势127

3.4.4 谐波电动势的削弱方法129

3.4.5 正弦波电动势的时空矢量133

3.5 对称电枢绕组的主电感135

3.5.1 能量法135

3.5.2 磁链法135

3.5.3 感应电动势法137

思考题与习题137

第4章 同步电机139

4.1 概述139

4.1.1 同步电机的用途139

4.1.2 同步电机的基本结构140

4.1.3 同步电机的分类方法142

4.1.4 同步电机的额定值与基值142

4.2 同步发电机的基本原理143

4.2.1 规定参考方向143

4.2.2 电磁关系143

4.2.3 电枢反应性质146

4.2.4 凸极同步发电机的双反应理论147

4.2.5 电磁耦合模型148

4.3 同步发电机的运行特性与参数测定155

4.3.1 同步发电机的运行特性155

4.3.2 同步发电机的参数测定163

4.3.3 额定负载励磁电流和电压调整率的计算方法164

4.4 同步发电机的并网运行167

4.4.1 同步发电机的并网条件168

4.4.2 同步发电机的并网方法168

4.4.3 同步发电机并网运行特性分析170

4.5 同步电动机与调相机178

4.5.1 同步电动机的运行分析179

4.5.2 同步电动机的起动和调速182

4.5.3 同步调相机183

4.5.4 同步电机的功率四象限运行184

4.6 同步发电机的不对称运行184

4.6.1 不对称运行的序阻抗185

4.6.2 不对称短路稳态分析188

思考题与习题191

第5章 异步电机197

5.1 概述197

5.1.1 异步电机的用途197

5.1.2 异步电机的基本结构197

5.1.3 异步电机的分类方法197

5.1.4 异步电机的额定值与基值197

5.2 三相异步电机的基本原理199

5.2.1 规定参考方向199

5.2.2 电磁关系199

5.2.3 三相异步电机的运行状态209

5.2.4 电磁耦合模型213

5.2.5 等效电路与相量图217

5.2.6 功率与转矩平衡方程223

5.2.7 电磁转矩的参数表达式225

5.3 三相异步电动机的运行特性232

5.3.1 三相异步电动机的工作特性232

5.3.2 三相异步电动机的机械特性233

5.3.3 三相异步电动机的参数测定234

5.4 三相异步电动机的起动、制动和调速237

5.4.1 三相异步电动机的起动238

5.4.2 三相异步电动机的制动242

5.4.3 三相异步电动机的调速244

5.5 三相异步发电机252

5.5.1 笼型异步发电机252

5.5.2 绕线转子双馈异步发电机253

思考题与习题256

第6章 直流电机260

6.1 概述260

6.1.1 直流电机的用途260

6.1.2 直流电机的基本结构260

6.1.3 直流电机的分类方法266

6.1.4 直流电机的额定值266

6.2 直流电机的基本原理267

6.2.1 规定参考方向267

6.2.2 电磁关系268

6.2.3 电枢反应268

6.2.4 电枢线圈的换向272

6.2.5 感应电动势与电磁转矩273

6.2.6 稳态电磁耦合模型275

6.2.7 稳态功率和转矩平衡275

6.2.8 直流电机的等效电路277

6.3 直流电机的运行特性278

6.3.1 直流发电机的运行特性278

6.3.2 直流电动机的运行特性281

6.3.3 直流电动机的起动、制动和调速284

思考题与习题290

第7章 特种电机293

7.1 概述293

7.2 永磁同步电机293

7.2.1 概述293

7.2.2 永磁同步电机的基本结构294

7.2.3 永磁同步电动机的调速特性294

7.2.4 永磁同步电动机的特点298

7.3 无刷直流电机299

7.3.1 概述299

7.3.2 无刷直流电机的基本结构299

7.3.3 无刷直流电机的基本原理301

7.4 开关磁阻电机304

7.4.1 概述304

7.4.2 开关磁阻电机的基本结构304

7.4.3 开关磁阻电机的基本原理305

7.5 超导电机311

7.5.1 概述311

7.5.2 超导电机的基本结构311

7.5.3 超导电机的特点312

7.5.4 超导电机的关键技术313

7.6 静电电机314

7.6.1 概述314

7.6.2 静电电机的基本结构和工作原理315

7.7 超声波电机318

7.7.1 概述318

7.7.2 超声波电机的基本结构318

7.7.3 超声波电机的基本原理320

7.7.4 超声波电机的特点与应用322

思考题与习题323

附录 名词术语中英文对照324

参考文献328