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绪论 1

0.1 概述 1

0.2 电力拖动的历史、现状与发展趋势 1

0.3 本课程的性质、任务和要求 3

第1章 电力拖动系统动力学 4

1.1 电力拖动系统运动方程式 4

1.1.1 电力拖动系统的组成 4

1.1.2 电力拖动系统的运动方程式 4

1.2 多轴电力拖动系统的简化 5

1.2.1 旋转运动 6

1.2.2 平移运动 8

1.2.3 升降运动 9

1.3 生产机械的典型负载转矩特性 13

1.3.1 恒转矩负载的转矩特性 13

1.3.2 恒功率负载特性 14

1.3.3 通风机型负载特性 14

1.4 电力拖动系统稳定运行的条件 15

思考题与习题 17

第2章 直流电动机的拖动 19

2.1 直流电动机的机械特性 19

2.1.1 他励直流电动机的固有机械特性 19

2.1.2 人为机械特性 21

2.1.3 根据电机的铭牌数据估算机械特性 22

2.2 他励直流电动机的起动 24

2.2.1 对起动的要求和起动过程分析 24

2.2.2 降电压起动 24

2.2.3 电枢回路串电阻起动 25

2.2.4 他励直流电动机起动仿真 28

2.3 他励直流电动机的调速 31

2.3.1 他励直流电动机的调速方法 31

2.3.2 调速指标 34

2.3.3 调速方式与负载类型的配合 35

2.3.4 他励直流电动机的调速仿真 37

2.4 他励直流电动机的电动与制动运行 41

2.4.1 概述 41

2.4.2 电动状态 42

2.4.3 能耗制动 43

2.4.4 电压反向的反接制动过程 46

2.4.5 转速反向的反接制动运行 48

2.4.6 回馈制动运行 48

2.4.7 他励直流电动机制动仿真 51

2.5 直流拖动系统的过渡过程 55

2.5.1 他励直流电动机过渡过程的数学分析 55

2.5.2 起动的过渡过程 58

2.5.3 能耗制动过渡过程 59

2.5.4 反接制动过渡过程 62

2.6 其他类型直流电动机的运行特点 65

2.6.1 串励直流电动机 66

2.6.2 复励直流电动机 71

思考题与习题 72

第3章 三相异步电动机的起动与制动 75

3.1 三相异步电动机的机械特性 75

3.1.1 机械特性表达式 75

3.1.2 固有机械特性 79

3.1.3 人为机械特性 80

3.1.4 异步电机机械特性的MATLAB绘制 82

3.2 三相异步电动机的起动 85

3.2.1 概述 85

3.2.2 三相异步电动机的直接起动 87

3.2.3 三相笼型异步电动机的降压起动 87

3.2.4 三相异步电动机的软起动 94

3.2.5 特种笼型异步电动机的起动 95

3.2.6 三相笼型异步电动机起动仿真 97

3.3 绕线式三相异步电动机的起动 101

3.3.1 转子串频敏变阻器起动 101

3.3.2 转子串电阻分级起动 102

3.3.3 异步电动机起动时间和起动时能耗的计算 106

3.3.4 绕线式三相异步电动机转子绕组串电阻起动仿真 110

3.4 三相异步电动机的制动 111

3.4.1 电动运行 111

3.4.2 能耗制动 112

3.4.3 反接制动 113

3.4.4 回馈制动运行 115

3.4.5 三相异步电动机的制动仿真 120

思考题与习题 124

第4章 三相异步电动机的调速 126

4.1 改变定子电压调速 126

4.1.1 调速原理及调速性能 126

4.1.2 调压调速的闭环控制原理 127

4.1.3 调压调速时电动机的容许输出 128

4.1.4 定子调压调速的优缺点 128

4.1.5 三相异步电动机调压调速仿真 128

4.2 绕线转子异步电动机转子串电阻调速 129

4.2.1 调速原理及调速性能 129

4.2.2 调速电阻的计算 130

4.2.3 调速时的容许输出 130

4.2.4 转子串电阻调速的优缺点 131

4.2.5 绕线转子异步电动机转子串电阻调速仿真 132

4.3 改变定子极数调速 133

4.3.1 变极方法 133

4.3.2 三种常用的变极接线方式 134

4.3.3 变极调速时容许输出 134

4.3.4 变极调速电动机的机械特性 136

4.4 三相异步电动机变频调速 137

4.4.1 变频调速的基本规律及机械特性 137

4.4.2 变频调速的特点 143

4.4.3 变频调速电源 143

4.4.4 三相异步电动机变频调速仿真 143

4.5 绕线转子异步电动机的串级调速 144

4.5.1 串级调速的一般原理 145

4.5.2 串级调速时的机械特性 147

4.5.3 典型的串级调速装置及其运行原理 149

4.6 电磁转差离合器调速 150

4.6.1 电磁转差离合器的基本结构和工作原理 151

4.6.2 电磁转差离合器的机械特性 152

4.6.3 电磁转差离合器调速时的容许输出 153

思考题与习题 154

第5章 多电动机的拖动 156

5.1 双电动机拖动系统 156

5.1.1 双机拖动的合成机械特性 156

5.1.2 他励直流电动机的双机拖动 157

5.1.3 交流异步电动机的双机拖动 157

5.2 电轴系统 158

5.2.1 带辅助电动机的电轴系统 159

5.2.2 具有公共转子电阻的电轴系统 164

5.2.3 具有变频装置的电轴系统 165

思考题与习题 165

第6章 三相同步电动机的拖动 167

6.1 三相同步电动机的机械特性 167

6.2 同步电动机的起动 168

6.2.1 辅助电动机起动 168

6.2.2 异步起动 169

6.2.3 变频起动 169

6.2.4 三相同步电动机异步起动仿真 170

6.3 三相同步电动机的调速 171

6.3.1 三相同步电动机变频调速时的矩角特性 172

6.3.2 三相同步电动机变频调速时的机械特性 173

6.3.3 调速用同步电动机的几种类型 175

6.3.4 三相同步电动机调速系统的几种典型结构及应用领域 176

6.3.5 三相同步电动机调速系统的分类及特点 176

6.3.6 三相同步电动机、异步电动机、直流电动机调速系统的比较 179

6.4 三相同步电动机的制动 180

6.4.1 电网供电同步电动机的制动 180

6.4.2 三相同步电动机制动仿真 181

思考题与习题 183

第7章 电动机的选择 185

7.1 电动机选择的主要内容 185

7.1.1 电动机种类的选择 185

7.1.2 电动机结构类型的选择 186

7.1.3 电动机额定参数的选择 187

7.1.4 经济性 187

7.2 电动机的发热、冷却与工作制 188

7.2.1 电动机的发热与冷却 188

7.2.2 电动机的工作制 190

7.3 电动机额定功率的选择 191

7.3.1 电动机额定功率选择的步骤 191

7.3.2 电动机额定功率选择的原则 192

7.3.3 连续工作制电动机额定功率的选择 194

7.3.4 短时工作制电动机额定功率的选择 195

7.3.5 周期性断续工作制电动机额定功率的选择 196

7.4 选样电动机额定功率的工程方法 201

思考题与习题 202

参考文献 204