电机学及电力拖动技术.docVIP

电机学与电力拖动技术 Electric Machine Drive Technology 姚舜才 主编 付 巍 赵耀霞 参编 前 言 电机是当前自动控制系统中很重要的执行元件，是构成整个系统不可或缺的组成部分。要对控制系统进行研究，就必须对电机和电力拖动技术有足够的了解。本书对电机学和电力拖动技术的基本内容进行了整合，并将其相互结合起来，注重工程实践和应用，尽量避免一些与工程实际联系不太紧密的理论推导，便于自学。同时，本书对自动化、电气工程及其自动化以及其他相关专业的专业技能培养以及后续课程学习都有非常密切的关系。 本书内容主要包括有：电机和电力拖动技术的一些基本电磁理论和力学基础理论；直流电机的理论与电力拖动技术；变压器；感应电动机的基本理论与电力拖动技术；同步电机的理论与应用以及控制电机的相关问题。考虑到还有一些其他相关的知识不便归纳到这些章节中，本书专门列出了附录。附录主要包括主要电机和拖动技术术语的中英文介绍、Matlab/Simulink仿真分析、电机选择以及经典文献介绍。其中姚舜才编写第一、七、八、九、十章以及附录部分；付巍编写第二、五、六章；赵耀霞编写第三、四章。全书由姚舜才统稿。 由于时间仓促以及编者的水平有限，难免要存在很多错误和不当之处，恳请广大的读者以及同行专家不吝赐教，以免谬种流传。 在本书的编写过程中得到了中北大学自动控制系领导的大力支持，在此一并表示感谢！ 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 概 述 1 1.2 电机与拖动的历史与发展现状 1 1.3 本课程所涉及到的电磁学基本理论 3 习 题 9 第二章 直流电机基本理论 10 2.1直流电机基本工作原理与结构 10 2.2 直流电机的磁场 16 2.3直流电机的电枢绕组 20 2.4 直流电动机的感应电动势和电磁转矩 25 2.5 直流电机的运行原理 26 习 题 32 第三章 电力拖动系统的机械动力学基础 35 3.1 电力拖动系统的基本方程 35 3.2多轴电力拖动系统的简化 37 3.3 电力拖动系统负载特性及相关问题 50 习 题 56 第四章 直流电动机的电力拖动 58 4.1 他励直流电动机的机械特性 58 4.2 他励直流电动机的起动 66 4.3 他励直流电动机的四象限运行 69 4.4 他励直流电动机的调速与控制 83 4.5 其他直流电动机的拖动问题 97 4.6 他励直流电动机的瞬态分析与控制 102 习 题 105 第五章 变压器 108 5.1变压器的分类、基本结构、额定值 108 5.2单相变压器的空载运行 112 5.3 单相变压器的负载运行 115 5.4 变压器等效电路参数的测定 119 5.5 三相变压器的相关问题 121 5.6 标幺值 124 5.7 变压器的并联运行 129 5.8 其他特殊变压器 131 习 题 136 第六章 交流电机理论的共同问题 141 6.1 交流电机的电枢绕组 141 6.2 交流电机电枢绕组的感应电动势 146 6.3 在非正弦分布磁场下电动势中得高次谐波及削弱方法 150 6.4 交流电机单相电枢绕组的磁动势 153 6.5 交流电机三相电枢绕组的磁动势 157 习 题 158 第七章 感应电动机的基本原理 161 7.1 感应电动机的基本工作原理与结构 161 7.2 转子静止时感应电动机的电磁关系与等效电路 167 7.3转子旋转时感应电动机的电磁关系与等效电路 174 7.4 感应电动机的工作特性与参数测试方法 180 7.5 单相感应电动机 184 习 题 186 第八章 三相感应电动机的电力拖动技术 189 8.1三相感应电动机的机械特性 189 8.2 三相感应电动机的起动 199 8.3三相感应电动机的四象限运行 210 8.4三相感应电动机的调速与控制技术 218 8.5 三相感应电动机的瞬态分析与控制 231 习 题 235 第九章 同步电机基本原理与运行基础 238 9.1 同步电动机的基本工作原理与结构 238 9.2 同步电动机的电磁关系 240 9.3 同步电动机的运行分析 243 9.4 同步电动机的电力拖动技术 255 9.5 同步发电机的基本原理与相关技术 257 第十章 控制电机专题 266 10.1 伺服电动机 266 10.2 步进电动机 270 10.3 开关磁阻电动机 274 10.4 自整角机 276 10.5 旋转变压器 279 10.6 测速发电机 281 10.7 直线电机 283 附 录 287 附录A 常用电机与拖动技术术语的中英文对照 287 附录B 基于Matlab/Sim