電機(jī)學(xué)（第二版）

緒論1
0.1電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用1
0.2電機(jī)的定義與分類2
0.2.1電機(jī)的定義2
0.2.2電機(jī)的分類2
0.3電機(jī)學(xué)課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法3
0.3.1電機(jī)學(xué)課程的性質(zhì)3
0.3.2電機(jī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法3

第1章磁路
1.1磁路的基本知識(shí)5
1.1.1磁場(chǎng)5
1.1.2磁路常用物理量6
1.2常用的鐵磁材料及其特性8
1.2.1鐵磁材料的磁化曲線8
1.2.2鐵磁材料的損耗10
1.2.3鐵磁材料的分類10
1.3磁路的基本定律11
1.3.1全電流定律11
1.3.2磁路的歐姆定律11
1.3.3磁路的基爾霍夫定律12
1.3.4磁路的基爾霍夫第二定律12
1.3.5電磁感應(yīng)定律13
1.3.6電磁力定律15
1.4磁路的計(jì)算16
1.4.1磁路計(jì)算的方法步驟16
1.4.2磁路計(jì)算實(shí)例17
思考題與習(xí)題19

第2章直流電機(jī)
2.1直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)20
2.1.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)20
2.1.2直流發(fā)電機(jī)的工作原理23
2.1.3直流電動(dòng)機(jī)的工作原理24
2.1.4直流電機(jī)的勵(lì)磁方式25
2.1.5直流電機(jī)的特點(diǎn)和用途26
2.1.6直流電機(jī)的型號(hào)和額定值27
2.2直流電樞繞組28
2.2.1直流電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)28
2.2.2直流電機(jī)電樞繞組的分類30
2.2.3單疊繞組的特點(diǎn)與實(shí)例30
2.2.4單波繞組的特點(diǎn)與實(shí)例31
2.3空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng)33
2.3.1空載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng)33
2.3.2負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng)34
2.3.3交軸電樞反應(yīng)36
2.3.4直軸電樞反應(yīng)37
2.4電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩38
2.4.1電樞的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)38
2.4.2直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩39
2.5直流發(fā)電機(jī)40
2.5.1直流發(fā)電機(jī)的基本方程式40
2.5.2直流發(fā)電機(jī)的效率特性42
2.5.3他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性43
2.5.4并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)45
2.5.5并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性46
2.5.6復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性46
2.6直流電動(dòng)機(jī)47
2.6.1電機(jī)的可逆原理47
2.6.2直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式48
2.6.3直流電動(dòng)機(jī)的工作特性50
2.6.4并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性52
2.6.5串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性54
2.6.6復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性55
2.6.7電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性56
2.6.8直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)57
2.6.9直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速59
2.6.10直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)61
2.7直流電機(jī)的換向64
2.7.1直流電機(jī)的換向過(guò)程64
2.7.2產(chǎn)生火花的原因65
2.7.3改善換向的措施65
小結(jié)68
思考題與習(xí)題69

第3章變壓器
3.1變壓器概述71
3.1.1變壓器的用途71
3.1.2變壓器的分類71
3.1.3變壓器的基本結(jié)構(gòu)72
3.1.4變壓器的型號(hào)和額定值77
3.2變壓器的空載運(yùn)行79
3.2.1空載運(yùn)行時(shí)的物理現(xiàn)象79
3.2.2變壓器中各物理量正方向的規(guī)定80
3.2.3變壓器空載運(yùn)行時(shí)各物理量之間的關(guān)系81
3.2.4變壓器空載運(yùn)行時(shí)的電壓平衡方程式82
3.2.5變壓器的空載電流和勵(lì)磁電流82
3.2.6變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等效電路與相量圖84
3.3變壓器的負(fù)載運(yùn)行84
3.3.1負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理過(guò)程85
3.3.2磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式86
3.3.3負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電壓平衡方程式87
3.3.4繞組的折算87
3.3.5繞組折算后變壓器的等效電路89
3.3.6繞組折算后變壓器的相量圖91
3.4變壓器的參數(shù)測(cè)定91
3.4.1空載試驗(yàn)92
3.4.2短路試驗(yàn)93
3.4.3阻抗電壓95
3.5變壓器的標(biāo)幺值95
3.5.1基準(zhǔn)值的選取與標(biāo)幺值的計(jì)算95
3.5.2采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)96
3.6變壓器的運(yùn)行特性98
3.6.1變壓器的外特性98
3.6.2變壓器的電壓變化率98
3.6.3變壓器的效率特性100
3.7三相變壓器102
3.7.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)102
3.7.2三相變壓器的電路系統(tǒng)103
3.7.3三相變壓器的聯(lián)結(jié)方法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響109
3.8變壓器的并聯(lián)運(yùn)行111
3.8.1變壓器并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)111
3.8.2變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件112
3.8.3變比不等時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行112
3.8.4聯(lián)結(jié)組別不同時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行113
3.8.5短路阻抗不等時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行113
3.9特殊變壓器115
3.9.1三繞組變壓器115
3.9.2自耦變壓器118
3.9.3儀用互感器120
小結(jié)122
思考題與習(xí)題123

第4章交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)
4.1交流電機(jī)的基本工作原理126
4.1.1同步電機(jī)的基本工作原理126
4.1.2異步電機(jī)的基本工作原理127
4.2交流繞組的基本要求和分類127
4.3三相雙層繞組128
4.3.1槽電動(dòng)勢(shì)星形圖128
4.3.2三相雙層疊繞組129
4.3.3三相雙層波繞組132
4.4三相單層繞組134
4.4.1三相單層同心式繞組134
4.4.2三相單層鏈?zhǔn)嚼@組135
4.4.3三相單層交叉式繞組136
4.5正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)137
4.5.1導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)137
4.5.2整距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)138
4.5.3短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和短矩系數(shù)139
4.5.4分布繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)139
4.5.5相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)141
4.6感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中的高次諧波142
4.6.1高次諧波電動(dòng)勢(shì)142
4.6.2削弱諧波電動(dòng)勢(shì)的方法143
4.7通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)145
4.7.1整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)145
4.7.2整距分布繞組的磁動(dòng)勢(shì)146
4.7.3短距分布繞組的磁動(dòng)勢(shì)147
4.7.4單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)和脈振磁動(dòng)勢(shì)148
4.7.5單相繞組的諧波磁動(dòng)勢(shì)148
4.8通有對(duì)稱三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)149
4.8.1三相繞組的基波合成磁動(dòng)勢(shì)149
4.8.2三相合成磁動(dòng)勢(shì)中的高次諧波152
小結(jié)152
思考題與習(xí)題153

第5章異步電機(jī)
5.1異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)155
5.1.1異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)155
5.1.2三相異步電機(jī)的工作原理158
5.1.3異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)159
5.1.4異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和額定值161
5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本方程、等效電路和相量圖163
5.2.1轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)163
5.2.2轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)166
5.2.3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)170
5.3籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)和相數(shù)176
5.3.1籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)176
5.3.2籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)和繞組因數(shù)177
5.4異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程178
5.4.1異步電動(dòng)機(jī)的功率方程178
5.4.2異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程180
5.4.3異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩180
5.4.4電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式180
5.5感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定181
5.5.1空載試驗(yàn)181
5.5.2短路試驗(yàn)182
5.6異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線183
5.6.1異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式183
5.6.2異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線184
5.6.3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性186
5.7異步電動(dòng)機(jī)的工作特性188
5.7.1工作特性的分析189
5.7.2工作特性的求取190
5.8三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)191
5.8.1籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)191
5.8.2籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)192
5.8.3繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)195
5.8.4改善啟動(dòng)性能的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)196
5.9三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速198
5.9.1異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速199
5.9.2異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速200
5.9.3異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速202
5.9.4繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速203
5.10三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)205
5.10.1異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)205
5.10.2異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)206
5.10.3異步電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)208
5.11單相異步電動(dòng)機(jī)209
5.11.1單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)209
5.11.2單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理210
5.11.3單相異步電動(dòng)機(jī)的分類與特點(diǎn)211
5.11.4單相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)211
5.11.5單相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性214
5.11.6罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)215
5.11.7單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速216
5.12異步發(fā)電機(jī)217
5.12.1與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的三相異步發(fā)電機(jī)217
5.12.2單獨(dú)運(yùn)行的異步發(fā)電機(jī)218
小結(jié)219
思考題與習(xí)題221

第6章同步電機(jī)
6.1同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)224
6.1.1概述224
6.1.2同步電機(jī)的分類225
6.1.3同步電機(jī)的工作原理225
6.1.4隱極同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)226
6.1.5凸極同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)228
6.1.6同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)230
6.1.7同步電機(jī)的勵(lì)磁方式231
6.1.8同步電機(jī)的額定值232
6.2空載和負(fù)載時(shí)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)233
6.2.1空載時(shí)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)233
6.2.2同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)234
6.3隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路237
6.3.1不考慮飽和時(shí)的電壓方程、相量圖和等效電路237
6.3.2考慮飽和時(shí)的電壓方程和相量圖240
6.4凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路241
6.4.1雙反應(yīng)理論241
6.4.2不考慮飽和時(shí)的電壓方程、相量圖和等效電路242
6.4.3考慮飽和時(shí)的電壓方程和相量圖245
6.5同步發(fā)電機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程246
6.5.1同步發(fā)電機(jī)的功率方程246
6.5.2同步發(fā)電機(jī)的電磁功率247
6.5.3同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程247
6.6同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性及參數(shù)的測(cè)定247
6.6.1用空載特性、短路特性求取同步電抗的不飽和值和短路比248
6.6.2用轉(zhuǎn)差法測(cè)定同步電抗250
6.6.3零功率因數(shù)負(fù)載特性及漏電抗的求取251
6.6.4同步發(fā)電機(jī)的外特性253
6.6.5同步電機(jī)的調(diào)整特性和效率特性254
6.6.6用電動(dòng)勢(shì)-磁動(dòng)勢(shì)圖求取額定勵(lì)磁電流和電壓調(diào)整率255
6.7同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行256
6.7.1并聯(lián)運(yùn)行的條件和方法257
6.7.2與電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)同步發(fā)電機(jī)的功角特性259
6.7.3有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定262
6.7.4無(wú)功功率的調(diào)節(jié)與V形曲線266
6.8同步電動(dòng)機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)268
6.8.1同步電動(dòng)機(jī)的電壓方程和相量圖268
6.8.2同步電動(dòng)機(jī)的功角特性269
6.8.3同步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程270
6.8.4同步電動(dòng)機(jī)的工作特性270
6.8.5同步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線271
6.8.6同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)273
6.8.7同步補(bǔ)償機(jī)275
6.9同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行276
6.9.1對(duì)稱分量法277
6.9.2同步發(fā)電機(jī)的各相序電動(dòng)勢(shì)、相序阻抗和等效電路277
6.9.3各序等效電路279
6.9.4 負(fù)序和零序阻抗的測(cè)定280
6.9.5不對(duì)稱運(yùn)行造成的影響281
小結(jié)281
思考題與習(xí)題283

第7章特種電機(jī)
7.1單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)285
7.1.1單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的用途與特點(diǎn)285
7.1.2單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)285
7.1.3單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作原理286
7.1.4單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速287
7.2無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)288
7.2.1概述288
7.2.2無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的分類289
7.2.3無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)289
7.2.4無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)290
7.2.5無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理291
7.3永磁電機(jī)292
7.3.1概述292
7.3.2永磁直流電動(dòng)機(jī)293
7.3.3永磁同步電動(dòng)機(jī)294
7.3.4永磁同步發(fā)電機(jī)297
7.4交流力矩電動(dòng)機(jī)298
7.4.1概述298
7.4.2交流力矩電動(dòng)機(jī)的分類298
7.4.3交流力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)298
7.4.4交流力矩電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性299
7.4.5力矩電動(dòng)機(jī)的主要應(yīng)用299
7.5開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)301
7.5.1開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成301
7.5.2開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理302
7.5.3開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的相數(shù)與極數(shù)的關(guān)系303
7.5.4開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本控制方式305
7.5.5開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)307
思考題與習(xí)題308

參考文獻(xiàn)