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绪论1

0.1 电机与电气控制技术在国民经济中的重要作用1

0.1.1 电机在国民经济中的作用1

0.1.2 电气控制技术在生产中的作用1

0.2 电机、电力拖动的组成和现代电力拖动发展方向2

0.2.1 电力拖动的组成2

0.2.2 电机及电气控制技术的发展2

0.3 电机的类型及所用材料4

0.3.1 电机的类型4

0.3.2 电机所用材料4

0.3.3 铁磁材料的特点及损耗5

0.4 电机与电气控制的主要内容、任务及学习方法6

第1篇 直流电机及拖动8

第1章 直流电机原理8

1.1 直流电机基本工作原理8

1.1.1 直流电机的模型结构8

1.1.2 直流发电机的工作原理9

1.1.3 直流电动机的工作原理10

1.1.4 直流电机可逆原理10

1.2 直流电机的结构和额定值11

1.2.1 直流电机的结构11

1.2.2 直流电机的额定值13

1.2.3 直流电机的电枢绕组14

1.3 直流电机的电动势、转距、磁场和换向20

1.3.1 直流电机的感应电动势和电磁转矩20

1.3.2 直流电机的磁场21

1.3.3 直流电机的换向24

本章小结27

思考与练习题28

第2章 直流电动机29

2.1 直流电动机的分类29

2.2 直流电动机的基本方程式30

2.2.1 电压平衡方程式30

2.2.3 转矩平衡方程式31

2.2.2 功率平衡方程式31

2.3 直流并（他）励电动机的工作特性32

2.3.1 转速特性——n=f(P2)32

2.3.2 转矩特性——T=f(P2)32

2.3.3 效率特性——η=f(P2)32

2.4 生产机械的负载转矩特性33

2.4.1 恒转矩负载33

2.5 直流电动机的机械特性34

2.5.1 电动机机械特性方程式34

2.4.3 通风机负载34

2.4.2 恒功率负载34

2.5.2 固有机械特性35

2.5.3 人为机械特性35

2.5.4 直流电动机的正、反转37

2.6 直流串励电动机37

2.6.1 串励电动机的接线与特点37

2.6.2 串励电动机的机械特性38

思考与练习题39

本章小结39

第3章 直流电动机的启动、调速和制动40

3.1 直流电动机的启动40

3.1.1 对直流电动机启动性能的基本要求40

3.1.2 启动方法40

3.2 直流电动机的调速43

3.2.1 调速指标43

3.2.2 并（他）励直流电动机电枢串电阻调速44

3.2.3 降低电源电压调速44

3.2.4 改变磁通调速（改变励磁电流If调速）45

3.3 直流并（他）励电动机的制动46

3.3.1 制动与电动的区别46

3.3.2 能耗制动47

3.3.3 反接制动48

3.3.4 回馈制动（再生发电制动）50

本章小结50

思考与练习题52

4.1 变压器的用途和结构54

4.1.1 变压器的原理54

第4章 单相变压器54

第2篇 变压器54

4.1.2 变压器的应用55

4.1.3 变压器的结构55

4.1.4 变压器的铭牌和额定值60

4.2 单相变压器的空载运行60

4.2.1 空载运行时的物理状况60

4.2.2 变压器的感应电动势和变比61

4.2.3 变压器的空载电流63

4.2.4 变压器空载时的相量图和等值电路64

4.3 变压器的负载运行65

4.3.1 变压器负载时物理状况66

4.3.2 变压器负载时磁动势平衡方程式66

4.3.3 变压器负载时电动势平衡方程式67

4.4 变压器参数的测定70

4.4.1 变压器空载试验70

4.4.2 变压器短路试验71

4.5.1 变压器的外特性和电压变化率73

4.5 变压器的运行特性73

4.5.2 变压器的效率特性74

本章小结76

思考与练习题77

第5章 三相变压器79

5.1 三相变压器的磁路系统79

5.1.1 三相变压器组（三相组式变压器）的磁路系统79

5.1.2 三相心式变压器的磁路80

5.2 三相变压器的电路系统——连接组80

5.2.1 变压器原、副绕组首末端标记80

5.2.2 单相变压器的连接组别81

5.2.3 三相变压器绕组的接法82

5.2.4 三相变压器的连接组别83

5.3 变压器的并联运行86

5.3.1 变压器并联运行的意义86

5.3.2 变压器并联运行的条件87

5.3.3 变比不等时变压器并联运行87

5.3.5 短路阻抗相对值（短路阻抗压降）不等时的并联运行88

5.3.4 连接组别不同时的并联运行88

本章小结89

思考与练习题89

第6章 其他用途的变压器91

6.1 自耦变压器91

6.1.1 自耦变压器的用途91

6.1.2 自耦变压器的特点91

6.1.3 自耦变压器的变比91

6.2 仪用互感器92

6.1.4 自耦变压器的容量92

6.2.1 电压互感器93

6.2.2 电流互感器94

6.3 电焊变压器（交流弧焊机）95

6.3.1 弧焊工艺对电焊变压器的要求96

6.3.2 磁分路动铁心电焊变压器96

6.3.3 串联可变电抗器的电焊变压器97

本章小结97

思考与练习题97

7.1.1 三相异步电动机基本工作原理100

7.1 三相异步电动机基本工作原理和结构100

第3篇 三相异步电动机及拖动100

第7章 三相异步电动机100

7.1.2 三相异步电动机的结构103

7.1.3 三相异步电动机的铭牌106

7.2 三相交流绕组107

7.2.1 三相交流绕组基本术语108

7.2.2 三相绕组的构成原则109

7.2.3 三相单层绕组110

7.2.4 三相双层绕组114

7.3.1 线圈感应电动势118

7.3 交流绕组的感应电动势118

7.3.2 线圈组电动势和分布系数120

7.3.3 每相电动势E1121

7.4 三相异步电动机空载运行121

7.4.1 三相异步电动机与变压器的异同121

7.4.2 转子不动（转子开路）时的空载运行121

7.4.3 转子转动（转子绕组短路）时的空载运行122

7.5.1 转子各物理量与转差率的关系123

7.5 三相异步电动机负载运行123

7.5.2 磁动势平衡方程式124

7.5.3 电压平衡方程式126

7.5.4 负载运行时的等值电路126

7.6 三相异步电动机参数的测定128

7.6.1 空载试验129

7.6.2 异步电机短路试验130

7.7 三相异步电动机功率和转矩平衡方程式131

7.7.1 功率平衡关系131

7.7.2 异步电动机转矩平衡关系132

7.7.3 异步电动机的工作特性133

7.8 三相异步电动机机械特性134

7.8.1 电磁转矩的物理表达式134

7.8.2 电磁转矩参数表达式134

7.8.3 最大电磁转矩Tm135

7.8.4 启动转矩Ts135

7.8.6 异步电动机固有机械特性136

7.8.5 转矩实用表达式136

7.8.7 人为机械特性137

本章小结138

思考与练习题139

第8章 三相异步电动机的电力拖动140

8.1 三相异步电动机的启动性能140

8.2.1 直接启动141

8.2.2 降压启动141

8.2 三相鼠笼式异步电动机的启动141

8.3 三相绕线式异步电动机的启动144

8.3.1 转子回路串接电阻器启动144

8.3.2 转子串频敏变阻器启动145

8.4 三相异步电动机的调速146

8.4.1 变极调速146

8.4.2 变频调速147

8.4.3 改变转差率调速149

8.5.1 三相异步电动机的反转151

8.5.2 三相异步电动机的制动151

8.5 三相异步电动机的制动151

8.6 电动机的选择154

8.6.1 电动机的种类、形式、额定电压与额定转速的选择154

8.6.2 电动机的发热与冷却155

8.6.3 电动机的工作方式156

8.6.4 额定功率的选择156

8.7 电动机的维护处理及故障158

8.7.1 启动前的准备158

8.7.2 启动时的注意事项158

8.7.3 运行中的监视159

8.7.4 电动机的定期维修159

8.7.5 常见故障及排除方法160

本章小结161

思考与练习题162

9.1 单相异步电动机164

9.1.1 单相异步电动机基本工作原理164

第9章 单相异步电动机和同步电动机164

第4篇 其他用途的电动机164

9.1.2 单相异步电动机的启动方法165

9.1.3 单相正弦绕组168

9.2 同步电动机169

9.2.1 同步电动机的特点169

9.2.2 同步电动机基本工作原理170

9.2.3 同步电动机的功率因数的调整172

思考与练习题173

本章小结173

第10章 控制电机174

10.1 伺服电动机174

10.1.1 直流伺服电动机175

10.1.2 交流伺服电动机176

10.2 步进电动机178

10.2.1 步进电动机的结构和分类178

10.2.2 反应式步进电动机的工作原理178

10.3 测速发电机179

10.3.1 直流测速发电机180

10.3.2 交流测速发电机180

10.4.1 直线电动机的工作原理181

10.4 直线电动机181

10.4.2 直线电动机的结构形式182

本章小结184

思考与练习题184

第5篇 电气控制技术186

第11章 常用低压电器186

11.1 刀开关和转换开关186

11.1.1 刀开关186

11.1.2 转换开关（组合开关）187

11.2 自动开关188

11.2.1 自动开关的结构及工作原理188

11.2.2 自动开关的技术参数189

11.3 主 令电器190

11.3.1 控制按钮190

11.3.2 行程开关191

11.4 接触器192

11.4.1 交流接触器192

11.4.2 直流接触器193

11.4.3 接触器的主要技术数据194

11.5 继电器194

11.5.1 电磁式电流、电压和中间继电器194

11.5.2 时间继电器195

11.5.3 热继电器196

11.5.4 速度继电器197

11.6 熔断器198

思考与练习题200

本章小结200

第12章 电气控制线路的基本环节201

12.1 电气控制线路的绘制201

12.1.1 常用电气控制系统的图形符号201

12.1.2 电气控制系统图201

12.2 三相鼠笼式异步电动机的控制线路203

12.2.1 直接启动的控制线路203

12.2.2 三相鼠笼式异步电动机降压启动控制线路206

12.2.3 三相鼠笼式异步电动机的调速控制线路209

12.3 绕线式异步电动机启动控制线路210

12.3.1 转子绕阻串接电阻启动控制线路211

12.3.2 转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路212

12.4 三相异步电动机制动控制213

12.4.1 反接制动控制线路213

12.4.2 能耗制动控制线路216

本章小结217

思考与练习题218

13.1.1 主要结构及运动形式220

13.1 万能铣床的电气控制线路220

第13章 常用机床的控制线路220

13.1.2 电力拖动特点及控制要求221

13.1.3 电气控制线路分析221

13.1.4 电气线路常见故障分析225

13.2 摇臂钻床控制线路226

13.2.1 主要结构及运动形式226

13.2.2 摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求226

13.2.3 电气控制线路分析227

13.2.4 电气线路常见故障分析230

本章小结231

思考与练习题232

第14章 可编程控制器（PLC）及数控系统简介233

14.1 可编程控制器的组成和工作原理233

14.1.1 可编程控制器的组成和各部分的作用233

14.1.2 可编程控制器的工作过程234

14.2 可编程控制器的编程语言235

14.2.1 可编程控制器的编程元件236

14.3.1 CNC系统的构成238

14.2.2 梯形图编程规则238

14.3 CNC系统概述238

14.3.2 CNC装置的组成239

14.3.3 CNC装置的工作过程241

14.3.4 CNC装置的功能241

本章小结242

思考与练习题243

附录Y2系列电动机技术数据244

参考文献250