电力拖动基础

第1章 绪论

1.1 电机与拖动技术概貌

一、电机及电力拖动技术的发展概况

二、电机及电力拖动在自动化学科中的地位

1.2 相关的物理与数学概念

一、磁场

二、安培环路定律全电流定律

三、磁路与电路

四、两个重要的物理定律

五、电磁感应定律的四种表达形式

六、傅里叶级数

习题与思考题

第2章 直流电动机原理

2.1 直流电机的基本工作原理、结构和额定数据

一、直流电机的基本原理

二、直流电机的基本结构

三、直流电机的铭牌数据

2.2 直流电动机的结构特征与工作特性

一、主磁极与主极磁场

二、电枢绕组

三、电枢反应

四、换向

五、励磁方式

2.3 电磁转矩与电枢电动势

一、电磁转矩

二、电枢电动势

2.4 电势平衡方程与功率平衡方程

一、电势平衡方程

二、功率平衡方程

2.5 转速特性和机械特性

一、他励直流电动机的转速特性和机械特性

二、串励直流电动机的机械特性

三、复励直流电动机的机械特性

小结

习题与思考题

第3章 直流电力拖动原理

3.1 直流拖动系统的运动方程

一、单轴系统的运动方程

二、工作机械的负载转矩特性

三、拖动系统的稳定运行条件

四、电枢反应对机械特性的影响

3.2 直流电动机的启动与调速

一、直流电动机的启动

二、直流电动机的转速调节

三、调速指标

四、调速时的功率与转矩

五、直流电力拖动系统的动态过程

六、他励式直流电动机转速调节的机电过程

七、直流电动机运行时的励磁保护

3.3 直流电动机的制动运行状态

一、制动的分类

二、他励直流电动机的回馈制动

三、他励直流电动机的反接制动

四、他励直流电动机的能耗制动运行状态

五、串励和复励直流电动机的制动运行

3.4 永磁式直流电动机

小结

习题与思考题

第4章 变压器原理

4.1 变压器基本工作原理、结构与额定数据

一、基本结构

二、理想变压器的运行原理

三、额定数据

4.2 变压器运行分析

一、空载运行分析与一次侧绕组等值电路

二、变压器的负载运行与T形等值电路

三、变压器运行特性

四、变压器空载合闸时的过电流现象

4.3 三相变压器

一、三相变压器的磁路

二、三相变压器绕组的连接方式和磁路系统对电势波形的影响

三、磁路形式和绕组连接方式对电动势波形的影响

四、标幺制

4.4 电力拖动自动控制系统中的特殊变压器

一、整流变压器

二、脉冲变压器

三、电流互感器

小结

习题与思考题

第5章 异步电动机原理

5.1 三相异步电动机的基本工作原理与基本结构

一、异步电动机的基本工作原理

二、旋转磁场的形成

三、三相异步电动机的基本结构

四、三相异步电动机的铭牌数据

5.2 三相异步电动机的定子绕组与磁势

一、一相定子绕组及其磁势

二、交流电动机绕组磁势的性质

5.3 三相异步电动机的运行分析

一、转子静止、转子绕组开路时异步电动机内的电磁关系

二、转子堵转、转子绕组短路时的磁势平衡方程式

三、转子旋转时异步电动机内的电磁过程

四、笼型异步电动机转子的相数和极对数

5.4 利用等值电路分析三相异步电动机的功率与转矩

一、功率平衡方程

二、转矩平衡方程

5.5 异步电动机的机械特性

一、用物理表达式描述的机械特性

二、机械特性的参数表达式

三、机械特性的实用表达式

5.6 三相异步电动机的参数测定与缺相运行

一、短路试验对定转子阻抗参数的测定

二、空载试验对励磁支路参数的测定

三、三相异步电动机的缺相运行

四、三相异步电动机的动态模型

小结

习题与思考题

第6章 三相异步电动机的电力拖动

6.1 三相异步电动机的启动

一、直接启动与存在的问题

二、绕线转子三相异步电动机的启动

三、三相笼型转子异步电动机的启动

6.2 三相异步电动机的调速

一、改变转差率调速

二、改变磁极对数调速

三、改变定子绕组供电电源频率调速——变频调速

6.3 三相异步电动机的制动

一、三相异步电动机的回馈制动

二、三相异步电动机的反接制动

三、三相异步电动机的能耗制动

小结

习题与思考题

第7章 交流同步发电机

7.1 同步发电机的结构与基本工作原理

一、结构

二、同步发电机的感生电压

7.2 同步发电机的等值电路

一、同步发电机负载运行时的电枢反应影响

二、隐极发电机的等值电路

三、同步发电机等值电路的相量图

7.3 凸极结构对电枢反应磁场的影响

一、凸极电机电枢磁势的d、q分解——双反应理论

二、电枢反应磁势的折算

三、直轴、交轴电枢反应电抗

四、凸极同步发电机的相量图

7.4 同步发电机的功率和转矩

一、同步发电机的功率

二、隐极式同步电机的功角特性

三、凸极同步发电机的功角、矩角特性

四、功角的双重物理意义

7.5 同步电机参数测定与额定数据

一、同步电机参数的实验测定

二、同步电机的额定数据

7.6 同步发电机的负载运行特性

一、同步发电机接无穷大电网负载时的运行特性

二、发电机性质的物理解释

小结

习题与思考题

第8章 同步电动机运行基本原理

8.1 同步电动机运行原理

一、同步电机的可逆原理

二、隐极同步电动机等值电路

三、同步电动机的机械特性、功率与转矩

四、附加转矩与磁阻电机

8.2 同步电动机的运行特性

一、负载变化对同步电动机运行的影响

二、励磁变化对同步电动机运行的影响

三、同步电动机的工作特性和V形曲线

四、同步电机的启动与特性比较

8.3 永磁同步电动机

一、永磁同步电动机的结构

三、同步电动机的稳态性能

三、永磁同步电动机的效率与功率因数特性

四、永磁同步电动机的速度调节

小结

习题与思考题

第9章 其他常用电机

9.1 单相异步电动机

一、由单相电源供电的异步电动机运行原理

二、单相异步电动机的等值电路

二、单相异步电动机的分类与启动方法

三、三相异步电动机的单相运行

9.2 步进电机

一、步进电机的基本工作原理与控制方法

二、步进电动机的工作特性与运行参数

三、步进电动机的主要类型

9.3 无刷直流电动机

一、无刷直流电动机的结构与工作原理

二、无刷直流电动机的结构类型

三、无刷直流电动机的数学模型

四、无刷直流电动机的调速

五、无刷直流电动机的制动

六、无位置传感器控制

七、转矩脉动问题

9.4 直线电动机与磁悬浮

一、直线感应电动机的基本结构和工作原理

二、交流同步直线电动机与磁悬浮

9.5 双馈电机与风力发电

一、变速双馈风力发电机的基本工作原理

二、双馈风力发电系统的组成

三、双馈异步风力发电机的工作原理

9.6 其他常用电机

一、直流测速发电机

二、通用电动机

三、自整角机

四、旋转变压器

小结

习题与思考题

第10章 继电.接触器控制系统

10.1 电动机的电器控制方法

一、常用低压电器

二、笼型异步电动机的运行控制

三、笼型异步电动机的降压启动控制

四、绕线转子异步电动机转子串电阻启动控制

五、异步电动机的快速制动控制

10.2 电动机控制原理电路图的绘制

一、完整电气原理图的绘制原则

二、单页电路原理图的示例

三、多页电路图的示例

小结

习题与思考题

参考文献

《电机与电力拖动基础/普通高等教育“十二五”规划教材》是高等院校自动控制工程、电气自动化、机电自动化、自动化等专业学生必修的一门核心专业基础课教材。内容涉及交、直流电动机和变压器的基本原理、结构、控制模型，交、直流电动机的启动、调速、制动运行控制特点，以及基于电动机稳态模型的基本控制方法。
　　《电机与电力拖动基础/普通高等教育“十二五”规划教材》在李浚源教授主编的《电力拖动基础》（2000年版）教材基础上进一步精选和归纳了电力拖动技术的基本原理和控制技术，增加了永磁同步、无刷直流、直线和双馈等近年来应用十分广泛的电机内容，系统、完整地反映了现代电力拖动技术的发展和全貌，对重要内容的分析增强了图形的对照说明，阐述与推证都比较详细，便于读者自学。《电机与电力拖动基础/普通高等教育“十二五”规划教材》适用于自动控制工程学科自动化专业及其他相关专业的本科生教材，也可作为从事电气自动化和电力拖动控制技术科研人员的一本系统、完整的参考书。