电机与拖动

绪论

0.1 电机与电力拖动技术的发展概况

0.2 电机学与电力拖动系统的一般分析方法

0.3 课程的性质与任务

0.4 本教材的结构、各章节内容与教学安排

0.5 本课程的学习方法

第1章 电磁学的基本知识与基本定律

1.1 电路的基本定律

1.1.1 基尔霍夫电流定律

1.1.2 基尔霍夫电压定律

1.2 磁场的基本知识

1.2.1 磁感应强度

1.2.2 磁通

1.2.3 磁场强度

1.3 电磁学的基本定律

1.3.1 电生磁的基本定律——安培环路定理

1.3.2 磁生电的基本定律——法拉第电磁感应定律

1.3.3 毕-萨电磁力定律

1.3.4 磁路的欧姆定律与线圈电感的表达式

1.4 常用磁性材料及其特性

1.4.1 磁滞回线与磁化曲线

1.4.2 软磁材料与硬磁材料

1.4.3 铁磁材料中的铁耗

1.4.4 永久磁铁的去磁曲线与各种永磁材料的特点※

1.4.5 永久磁铁组成磁路的分析方法※

本章小结

思考题

练习题

第2章 直流电机的建模与特性分析

2.1 直流电机的基本运行原理与结构

2.1.1 直流电机的基本运行原理

2.1.2 直流电机的结构

2.2 直流电机的额定数据

2.3 直流电机的电枢绕组——电路构成

2.3.1 对直流电枢绕组的要求

2.3.2 直流电机的简单绕组

2.3.3 直流电枢绕组的基本型式

2.4 直流电机的各种励磁方式与磁场

2.4.1 直流电机的各种励磁方式

2.4.2 直流电机的空载主磁场

2.4.3 直流电机负载后的电枢反应磁场

2.4.4 直流电机负载后的气隙磁场

2.5 直流电机的感应电势、电磁转矩与电磁功率

2.5.1 正、负电刷之间感应电势的计算

2.5.2 电磁转矩的计算

2.5.3 直流电机的电磁功率

2.6 直流电机的电磁关系、基本方程式和功率流程图

2.6.1 他励直流电机的基本电磁关系

2.6.2 直流电机的基本方程式与等效电路

2.6.3 直流电机的功率流程图

2.7 直流发电机的运行特性及自励建压过程

2.7.1 直流发电机的运行特性

2.7.2 并励和复励直流发电机空载电压的建立

2.8 他励直流电动机的运行特性

2.8.1 他励直流电动机的工作特性

2.8.2 他励直流电动机的机械特性

2.8.3 他励直流电动机的人为机械特性

2.9 串励直流电动机的机械特性

2.9.1 串励直流电动机的固有机械特性

2.9.2 串励直流电动机的人为机械特性

2.10 复励直流电动机的机械特性

2.11 直流电机的换向

本章小结

思考题

第3章 直流电机的电力拖动

第4章 变压器的建模与特性分析

第5章 三相异步电机的建模与特性分析

第6章 三相异步电动机的电力拖动

第7章 三相同步电机的建模与特性分析

第8章 三相同步电机的电力拖动※

第9章 三相永磁同步电机的建模与分析

第10章 变磁阻(双凸极)电机的建模与分析

第11章 驱动与控制用微特电机

第12章 电力拖动系统的方案与电动机选择

参考文献

本书从运动控制系统和变流器供电角度全面讲述了电机与拖动的相关内容，主要包括各类电机(直流电机、变压器、异步电机、同步电机)的基本运行原理、建模、运行特性的分析与计算，由各类电机组成传动系统的起、制动、调速原理与方法，各类驱动与控制用微特电机的运行原理与特性分析，各类新型机电一体化电机如正弦波永磁同步电机、永磁无刷直流电机、开关磁阻电机、步进电机等的建模、驱动与特性分析以及系统组成，电力拖动系统的方案与电机的选择等。本书内容通俗易懂、深入浅出，强调物理概念，文字简练流畅，各章均安排了内容简介、本章小结、例题、思考题与练习题。本书可作为自动化、电气自动化以及机电一体化等专业本科生的专业基础教材，也可作为相关专业在运动控制领域的入门性教材。对于长期从事运动控制领域的工程技术人员更新知识，并了解本领域内的最新成果，本教材也具有重要的参考价值。本书附有MATLAB仿真实例，便于自学。

本教材从运动控制系统角度讨论了“电机与拖动”的全部内容，涉及“电机学”、“电力拖动基础”和“控制电机”等知识。该教材既兼顾了传统的知识，又增加了本领域的新内容和分析手段。为了兼顾传统内容与新知识的教与学，对全书内容按照两条主线进行了介绍：（1）对传统的以电网供电的交流电机及其拖动部分仍采用以等效电路、相量图为特征的符号法作为分析手段；（2）对新知识则采用综合矢量、坐标变换等作为分析工具，将电力电子变流器作为电压综合矢量的实现手段，从综合矢量的控制入手引出转子磁链定向的矢量控制以及直接转矩控制等新知识。
按照内容的难易程度，全书可大致分为基本部分和高级部分。在基本部分中，全书按照各类电机的基本运行原理、电磁关系、数学模型、特性的计算与分析、起动与制动、调速原理与方法进行了介绍，力争做到突出基本原理、物理概念与分析方法，重在实用；在高级部分中，增加了电机与拖动领域的新内容，如永磁无刷直流电机、永磁同步电动机、开关磁阻电机等新型机电一体化电机以及基于综合矢量观点的磁场定向和矢量控制和直接转矩控制等新知识。
本书特色主要体现在：
1、从电机控制的角度而不是电机设计的角度介绍相关内容，重在强调电机的控制量以及相关特性；
2、将电机作为被控对象，从电力电子变流器供电以及运动控制系统角度讨论电机与拖动的相关内容；
3、增加了以综合矢量、坐标变换为分析工具的新内容；
4、全面更新了电力电子变流器供电电机的内容，如永磁同步电机、永磁无刷直流电机以及开关磁阻电机等，并增加了分数槽集中绕组等新知识；
5、文字简洁、生动，语言流畅，循序渐进、逻辑性强；
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