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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