電機的基本功能與分類,微特電機,動力電機,旋轉變壓器,伺服電機,風力發電機,永磁無刷直流電動機,測速發電機,自整角機。直線電動機簡介。全書有大量的例題與習題。結合工程應用。還有許多思考題,提高學生學習興趣和自學能力。
第3版前言本書是在2009年出版的普通高等教育十一五國家級規劃教材《電機學》(第2版)基礎上編寫的。本書出版以來,深受廣大師生好評。 電機學科是歷史悠久、理論相對較為成熟的學科,20世紀80年代前電機學一直是強電類專業的一門主課,并往往分成若干門課程進行教學,學時數達三四百之多。隨著科技發展,一方面,電機理論日臻完善,同時由于新興學科叢生,以及電機的部分功能被電子技術所替代,導致電機學在電氣工程專業內被日益削弱,以至于有些學校電專業將電機與其他課程合并,甚至干脆將電機學取消。國外有些高校的電氣工程系甚至已沒有電機學科組。 科技發展的另一方面,隨著現代化的進程,電機的應用卻越來越廣泛,電機的應用達到了無所不在的程度。而今,電氣工程技術人員不懂、不會使用電機是不可思議的,必將寸步難行。為解決上述矛盾,我們以電氣工程專業教學改革指導思想加強基礎、淡化專業、著重培養學生的自學能力,來改革電機學科的教學,使電機學作為了電氣工程及其自動化專業的一門重要技術基礎課,而不同于面向專業的某個方向的專業基礎課。 本書著重介紹電機的基本原理和分析方法,具體是抓住每種電機的五個基本點:基本功能和用途、基本作用原理、基本結構、基本分析方法和基本特性。 本書刪減各種電機工程應用的分析研究。工程應用問題量大面廣,并與相關的其他學科密切相關,放在電機課內學習收效甚微,且有無的放矢之嫌。當學生工作中遇到電機工程應用問題時,可以憑借學到的基本知識,通過自學去解決。 全書分為三篇13章。微特電機獨立成篇。微特電機的原理雖然同動力電機,但對它們的要求和分析的著眼點不同,通過該篇的學習,可鞏固和拓寬電機理論。 全書例題、習題和思考題共占總篇幅的20%左右,并配有電子課件,附有部分習題參考答案。 我們在選擇例題、習題和思考題時,考慮了啟發學生學習興趣、補充知識、提高自學能力、拓寬視野等因素,其難易程度亦有較大差異。應用本書時,帶*內容任課教師可依據專業要求、學時數多少、學生具體情況等酌情篩選。 本書此次修訂是根據各兄弟院校在應用本書的實踐中提出的意見和建議而進行的。修訂的原則是保持本書的原有特色,總體結構基本不變,重點在吸收新技術和新成果,充實和改進某些內容。在第三篇微特電機中,增加了永磁無刷直流電動機和風力發電機兩章。 此次修訂由林明耀、徐德淦、付興賀主持。具體是:第一篇由徐德淦執筆,第二篇、第三篇第十章、第十一章由林明耀執筆,第三篇其余由付興賀執筆,全書由林明耀統稿。在本書編寫過程中,東南大學電機及其控制學科的研究生李暉和黃仁志幫助整理了部分習題答案,在此表示衷心感謝。 本書由河海大學王宏華教授主審。本書在編寫過程中,主審、兄弟院校任課教師,東南大學電機及控制系的同行等提出了許多寶貴和中肯的修改意見,在此謹致以衷心的感謝。 編者第2版前言本書自2004年出版以來,深受廣大師生好評,本書2008年被評選為普通高等教育十一五國家級規劃教材。 電機學是一門歷史悠久、理論相對較為成熟的學科,20世紀80年代前它一直是強電類專業的一門主課,并往往分成若干門課程進行教學,學時數達三四百之多。隨著科技發展,一方面電機理論研究日臻完善,同時由于新興學科叢生,以及電機的部分功能被電子技術所替代,導致電機學在電氣工程專業內被日益削弱,以至于有些院校電專業將電機與其他課程合并,甚至將電機課干脆取消。國外有些高校的電氣工程系甚至已沒有電機學科組(類似我們的教研室)。 科技發展的另一方面,隨著現代化的進程,電機的應用卻越來越廣泛,已達到無所不在的程度。而今,電氣工程技術人員不懂、不會使用電機是不可思議的,必將寸步難行。為解決上述矛盾,我們以電氣工程專業教學改革指導思想加強基礎、淡化專業、著重培養學生的自學能力,來改革電機學科的教學,把電機學作為電氣工程及其自動化專業的一門技術基礎課,而不同于面向專業的某個方向的專業基礎課。 本書著重介紹電機的基本原理和分析方法,具體是抓住每種電機的5個基本:基本功能和用途、基本作用原理、基本結構、基本分析方法和基本特性。 本書刪減各種電機工程應用的分析研究。工程應用問題量大面廣,并與相關的其他學科密切相關,放在電機課內學習很難收效,且有無的放矢之嫌。當學生工作中遇到電機工程應用問題時,可以憑借學到的基本知識,通過自學去解決問題。 上述觀點,編者曾撰文發表于2002年的電氣工程高等教育國際研討會,受到有關同志的重視和關注,并在機械工業出版社高等教育分社的鼓勵和支持下,按上述觀點編寫了本書。 全書共分三篇11章。微特電機獨立成篇。控制電機的原理雖然同動力電機,但對它們的要求和分析的著眼點不同,通過該篇的學習可起到對電機理論的鞏固和拓寬作用。 全書例題、習題和思考題共占總篇幅的20%左右,并配有課件光盤。 我們在選擇思考題、習題和例題時,考慮了啟發學生學習興趣、補充知識、提高自學能力、拓
第3版前言第2版前言主要符號表第一篇總論1第一節電機的基本功能與分類1第二節電機的基本作用原理2一、磁場、磁感應強度、磁通2二、磁場強度、磁導率4三、安培環路定律(全電流定律)4四、磁路、磁路參數5五、磁性材料的BH曲線6六、鐵心損耗7七、磁場儲能8八、電感9九、電磁感應定律10十、電磁力、電磁轉矩12十一、能量守恒原理12十二、電機的可逆性原理13第三節電機的基本結構13一、定子13二、轉子14三、主要材料14第四節電機的基本分析方法15一、電路方程式15二、等效電路16三、相量圖16四、旋轉磁場16五、功率平衡16六、對稱分量法17七、傅里葉級數17第五節電機的基本特性17一、外特性17二、效率特性17三、電機的起動特性17四、電機的調節特性17思考題18習題18第二篇動力電機22第一章直流電機22第一節直流電機的基本功能與用途22第二節直流電機的基本作用原理23第三節直流電機的基本結構25一、主磁極與勵磁線圈25二、電樞鐵心26三、電樞繞組及繞組術語26四、直流電機電樞繞組的特點27五、單疊繞組28六、單波繞組29七、換向器和電刷裝置30八、換向極31九、氣隙31十、機座和端蓋31第四節直流電機的基本分析方法31一、氣隙磁場32二、電刷間的感應電動勢Ea34三、直流電機的電磁轉矩Tem35四、電磁功率Pem35五、電壓方程式36六、功率平衡方程式37第五節直流電機的基本特性37一、直流發電機的基本特性37二、直流電動機的基本特性42三、電動機穩定運行的條件44四、直流電動機的起動45五、直流電動機的調速46六、直流電動機制動的概念47七、火花、換向48八、銘牌數據49思考題50習題51電機學第3版目錄[1]Ⅷ第二章變壓器58第一節變壓器的基本功能與用途58第二節變壓器的基本作用原理58第三節變壓器的基本結構61第四節變壓器的基本分析方法62一、變壓器的基本方程式63二、歸算64三、變壓器的等效電路65四、關于三相變壓器66五、變壓器的相量圖67六、標幺制67七、變壓器參數的測定68第五節變壓器的基本特性70一、電壓71二、波形與頻率71三、相位角72四、變壓器的工作特性74第六節變壓器的幾種運行方式75一、并聯運行75二、三相變壓器的不對稱運行76三、變壓器的瞬態過程79第七節幾種特殊結構的變壓器81一、自耦變壓器81二、三繞組變壓器82三、互感器84四、整流裝置中的變壓器85思考題86習題87第三章感應電機98第一節感應電機的基本功能與用途98第二節感應電機的基本作用原理98第三節感應電機的基本結構99一、定子鐵心99二、定子繞組99三、轉子鐵心102四、繞線轉子繞組102五、籠型繞組103六、氣隙103七、銘牌數據和額定值103第四節基本分析方法104一、旋轉磁場104二、感應電動機與變壓器的比較114三、轉子卡住不動時的繞線轉子感應電動機115四、轉子轉動后的繞線轉子感應電動機117五、感應電動機的基本方程式和等效電路119六、籠型感應電動機120七、感應電動機等效電路參數的測定121第五節基本特性122一、功率關系122二、轉矩公式123三、感應電動機的工作特性126四、感應電動機的起動127五、感應電動機的調速130第六節單相感應電動機134思考題138習題142第四章同步電機155第一節同步電機的基本功能及用途155第二節同步電機的基本作用原理155第三節同步電機的基本構造157一、轉子157二、定子159三、機座160四、氣隙160五、冷卻系統161六、勵磁系統163七、銘牌數據164第四節同步電機的基本分析方法164一、兩種旋轉磁場164[1]Ⅹ[2]Ⅸ二、電樞反應165三、隱極同步發電機的分析方法168四、凸極同步發電機的分析方法170五、鐵心飽和的影響173六、同步電機穩態參數的測定175第五節同步電機的基本特性179一、同步發電機正常運行時的特性179二、同步發電機與電網并聯運行181三、同步電動機187四、同步補償機191第六節同步電機幾種不正常運行191一、同步發電機的不對稱運行191二、各序阻抗及對應的等效電路191三、不對稱短路(穩態)舉例194四、同步電機的突然短路197思考題203習題204第三篇微特電機215第五章伺服電動機218第一節直流伺服電動機218一、概述218二、電樞控制的工作原理218三、電樞控制直流伺服電動機的靜態特性219四、動態特性簡介219五、幾種低慣量直流伺服電動機221六、無刷直流電動機222第二節交流伺服電動機222一、概述222二、交流伺服電動機的對稱分量分析224三、各序的等效電路224四、伺服電動機的電壓方程和電磁功率225五、伺服電動機獲得圓形旋轉磁場的條件226六、交流伺服電動機的特性227第三節力矩電動機228思考題229習題229第六章步進電動機231第一節概述231第二節基本工作原理231第三節基本構造232第四節基本特性236第五節開關磁阻調速電動機239思考題240習題242第七章測速發電機243第一節概述243第二節直流測速發電機243第三節同步測速發電機和脈沖測速發電機245第四節交流異步測速發電機245思考題247習題247第八章旋轉變壓器248第一節概述248第二節正弦和余弦旋轉變壓器248第三節旋轉變壓器的補償問題250第四節線性旋轉變壓器250第五節應用舉例251思考題252習題253第九章自整角機254第一節概述254第二節基本結構255第三節自整角機的指示式運行255第四節差動式自整角機257第五節自整角機的變壓器式運行258思考題259習題260第十章永磁無刷直流電動機261第一節概述261第二節基本結構和工作原理261一、基本結構261二、工作原理264第三節基本特性267一、基本方程267二、運行特性269第四節基本控制方法269一、有位置傳感器控制270二、無位置傳感器控制272小結277思考題278習題278第十一章單相交流串勵電動機279第一節概述279第二節基本結構和工作原理279一、基本結構279二、工作原理280第三節單相串勵電動機的工作特性281一、磁通282二、感應電動勢282三、電壓平衡方程及相量圖283四、電磁轉矩284五、工作特性284第四節單相串勵電動機的調速286一、改變電源電壓調速286二、改變勵磁磁通調速287三、串電阻調速287第五節單相串勵電動機產生的干擾及其抑制措施287一、噪聲及其抑制措施287二、無線電干擾的抑制288思考題288習題288第十二章直線電動機簡介289一、直線感應電動機289二、直線步進電動機291三、微動直線電動機292四、超聲波電動機293思考題293習題295第十三章風力發電機297第一節概述297第二節直驅式永磁風力發電機298一、簡介298二、直驅式永磁風力發電機的基本結構和工作原理298三、直驅式永磁風力發電機的結構類型299四、直驅式永磁風力發電機的運行特性301第三節雙饋式異步風力發電機304一、簡介304二、雙饋式異步風力發電機的基本結構和工作原理304三、雙饋式異步風力發電機的基本方程、等效電路、相量圖305四、雙饋式異步風力發電機的運行控制308思考題308習題308部分習題參考答案309參考文獻314