本书共13章,第1章介绍了电磁学和机电能量转换理论,即电机和变压器的基本原理;第2章和第3章分别介绍了变压器的工作原理、联结方式、运行特性和特种变压器;第4章和第5章分别介绍了三相感应电机的原理,以及分类、性能、运行和应用;第6章介绍了单相感应电动机;第7章介绍了特种电机;第8章介绍了同步电动机;第9章介绍了同步发电机;第10章、第11章和第12章分别介绍了直流电机基本原理,直流电动机特性与应用,直流发电机的特性与运行;第13章介绍了电动机的控制技术。

本书采用简单易懂的阐述方式介绍了电机的原理、运行、应用、调速和控制。各章节结构紧凑自然,注重基本概念和分析方法在相关内容之间的有效衔接和过渡,更便于读者理解。书中选配具有针对性的大量应用型例题,每章还提供了思考题和习题,进一步强调了对读者应用能力的培养。

译者序

原书前言

第1章?电磁学理论和机电能量转换  1

1.1　概述  1

1.2　磁场  1

1.3　磁路定义  2

1.4　磁路公式  3

1.5　相对磁导率和磁化曲线  4

1.6　等效磁路  8

1.7　磁滞回线和磁滞现象  10

1.8　磁场的相互作用(电动机工作原理)  11

1.9　两极电动机的基本原理  12

1.10　磁场中的载流导体受到的机械力

(BlI定则)  13

1.11　感应电动势(发电机工作原理)  15

1.12　两极发电机的基本原理  17

1.13　旋转电机的能量转换  19

1.14　涡流和涡流损耗  19

1.15　多极电机—频率和电角度  21

解题公式总结  22

正文引用的参考文献  24

思考题  24

习题  25

第2章?变压器基本原理  27

2.1　概述  27

2.2　电力变压器和配电变压器结构  27

2.3　变压器工作原理  28

2.4　正弦电压变压器  29

2.5　空载分析  30

2.6?加载和卸载时的暂态过程  33

2.7　实际变压器中漏磁通对输出电压的

影响  34

2.8?理想变压器  35

2.9?实际变压器的漏电抗和等效电路  37

2.10?变压器等效阻抗  40

2.11?电压调整率  45

2.12　变压器绕组的阻抗标幺值和阻抗

百分比  47

2.13?变压器的损耗和效率  53

2.14?变压器参数测定  56

解题公式总结  59

正文引用的参考文献  61

一般参考文献  61

思考题  62

习题  62

第3章　变压器的联结方式、运行和

特种变压器  67

3.1　概述  67

3.2　变压器的极性和同名端的标记  67

3.3　变压器铭牌值  68

3.4?自耦变压器  69

3.5　降压—升压变压器  74

3.6　变压器的并联运行  75

3.7?并联变压器的负载分配  78

3.8　变压器的励磁涌流  80

3.9　变压器励磁电流中的谐波  81

3.10　单相变压器构成三相变压器的

联结方式  82

3.11?三相变压器  87

3.12　三相变压器组并联时相位差30°

的情况  87

3.13　三相变压器组不同联结方式下的

谐波抑制问题  89

3.14?测量变压器  91

解题公式总结  93

正文引用的参考文献  93

一般参考文献  94

思考题  94

习题  95

第4章?三相感应电机的原理  98

4.1　概述  98

4.2　感应电动机的工作原理  98

4.3　反转运行  100

4.4　感应电动机的结构  100

4.5　同步转速  101

4.6　多速固定频率变极电动机  102

4.7　转差率及其对转子频率和电压

的影响  102

4.8　感应电动机转子的等效电路  104

4.9　转子电流的轨迹  107

4.10?气隙功率  108

4.11?机械功率和输出转矩  109

4.12?转矩—转速特性  112

4.13?寄生转矩  114

4.14?最小转矩  115

4.15?损耗、效率和功率因数  115

解题公式总结  118

正文引用的参考文献  119

思考题  119

习题  120

第5章　三相感应电机的分类、性能、

应用和运行  122

5.1　概述  122

5.2　笼型感应电动机的分类和

性能特点  123

5.3　NEMA表格  124

5.4　电动机性能与电机参数、转差率和

定子电压的关系  133

5.5　转矩—转速特性分析  137

5.6　笼型电动机正常和过载运行时一些

有用的近似  140

5.7　电压和频率的NEMA约束  142

5.8　非额定电压和非额定频率对感应

电动机性能的影响  142

5.9　绕线转子感应电动机  148

5.10　绕线转子感应电动机的正常和

过载运行情况  151

5.11　电动机铭牌数据  153

5.12　起动冲击电流  155

5.13　起动次数对电机寿命的影响  157

5.14　重合闸时的失相情况  157

5.15　三相不平衡线电压对感应电动机

性能的影响  158

5.16　感应电动机参数的标幺值  160

5.17　感应电动机参数的确定  161

5.18　感应发电机  166

5.19　感应电动机的能耗制动  172

5.20　感应电动机的起动  173

5.21　电机分支电路  179

解题公式总结  179

正文引用的参考文献  183

一般参考文献  183

思考题  184

习题  185

第6章?单相感应电动机  191

6.1　概述  191

6.2　正交磁场理论和感应电动机的起动  191

6.3　通过分相起动感应电动机  193

6.4　起动转矩  194

6.5　实用的电阻起动分相电动机  196

6.6　电容起动分相电动机  197

6.7　单相感应电动机的反转  201

6.8　罩极式电动机  201

6.9　单相感应电动机在NEMA标准下

的额定值  202

6.10　单相线路供电的三相电动机运行  202

6.11　单相运行(一种故障状态)  203

解题公式总结  205

正文引用的参考文献  206

思考题  206

习题  207

第7章?特种电机  208

7.1　概述  208

7.2　磁阻电动机  208

7.3　磁滞电动机  210

7.4　步进电动机  214

7.5　变磁阻步进电动机  214

7.6　永磁步进电动机  218

7.7　步进电动机的驱动电路  219

7.8　直线感应电动机  220

7.9　交直流两用电动机  222

解题公式总结  223

正文引用的参考文献  224

思考题  224

习题  225

第8章?同步电动机  226

8.1　概述  226

8.2　结构  226

8.3　同步电动机的起动  228

8.4　功角和电磁转矩  229

8.5　反电动势和电枢反应电动势  230

8.6　同步电动机的等效电路和相量图  232

8.7　同步电动机功角特性  233

8.8　负载变化对电枢电流、功角和功率

因数的影响  235

8.9　励磁变化对同步电动机性能的影响  235

8.10　V形曲线  236

8.11　同步电机的损耗和效率  238

8.12　利用同步电动机提高系统的功率

因数  239

8.13　凸极式同步电动机  241

8.14　牵入同步转矩和转动惯量  243

8.15　同步电动机的调速  244

8.16　能耗制动  244

解题公式总结  245

正文引用的参考文献  245

一般参考文献  245

思考题  246

习题  246

第9章?同步发电机  249

9.1　概述  249

9.2　电动状态到发电状态的转换  249

9.3　同步发电机的功角关系  252

9.4　发电机的负载和电磁转矩  254

9.5　负载、功率因数和原动机  254

9.6　同步发电机并联运行  255

9.7　原动机调速的下垂特性  258

9.8　并联发电机之间的有功功率分配  259

9.9　发电机的电动状态  262

9.10　与其他电机并联的同步发电机

安全停机的步骤  262

9.11　求解并联发电机负载分配问题的

工具:特征三角形  263

9.12　并联同步发电机之间的无功

功率分配  267

9.13　失去励磁电流  270

9.14　同步电机参数的标幺值  270

9.15　电压调整率  271

9.16　同步电机参数的确定  275

9.17　同步发电机的损耗、效率和冷却  278

解题公式总结  279

正文引用的参考文献  280

思考题  281

习题  282

第10章?直流电机原理  286

10.1?概述  286

10.2　直流电机中的磁通分布和产生的

电压  286

10.3　换向  289

10.4　电机结构  290

10.5　电枢绕组的布局  290

10.6　电刷位置  291

10.7　直流发电机  292

10.8　电压调整率  293

10.9　发电模式与电动模式的相互转换  294

10.10　直流电动机的反转  295

10.11　输出转矩  296

10.12　直流电动机  296

10.13　直流电动机加载和卸载的

动态过程  297

10.14 　转速调整率  298

10.15　直流电机负载时电枢电感对

换向的影响  298

10.16　换向极  300

10.17　电枢反应  301

10.18　紧急情况下的电刷移位  302

10.19　补偿绕组  303

10.20　他励发电机的等效电路  305

10.21　并励电动机的等效电路  305

10.22　直流电动机的机械特性方程  306

10.23　调速的动态过程  308

10.24　弱磁升速的保护措施  310

10.25　机械功率和输出转矩  310

10.26　损耗和效率  312

10.27　直流电动机的起动  315

解题公式总结  317

正文引用的参考文献  318

一般参考文献  318

思考题  318

习题  319

第11章?直流电动机的特性与应用  323

11.1　概述  323

11.2　他励电动机  323

11.3　复励电动机  323

11.4　注意串励和并励绕组的连接方式  324

11.5?改变复励电动机的旋转方向  324

11.6?串励电动机   325

11.7?磁饱和对直流电动机性能的影响  325

11.8?线性近似  332

11.9?直流电动机稳态工作特性的比较  334

11.10　可调电压驱动系统  335

11.11?能耗制动、反接制动和点动  337

11.12　标准端子标记和直流电动机的

连接  339

解题公式总结  339

正文引用的参考文献  340

一般参考文献  340

思考题  340

习题  341

第12章?直流发电机的运行与特性  347

12.1?概述  347

12.2?并励发电机  347

12.3?转速对自励发电机建压的影响  349

12.4?影响电压建立的其他因素  351

12.5?短路对并励发电机极性的影响  352

12.6?并励发电机的负载电压特性  353

12.7?空载电压的图形近似  354

12.8?复励发电机  356

12.9?串励绕组分流器  358

12.10　转速对复励发电机复合程度的

影响  360

12.11?直流发电机的并联运行  360

12.12　励磁电阻调整对直流发电机

负载电压特性的影响  361

12.13　并联直流发电机间母线负载的

分配  361

12.14　解决并联直流发电机之间负载分配

问题:特征三角形  362

12.15?并联直流发电机间的负载转移  365

12.16?并联的复励发电机  366

12.17?逆电流自动切断器  367

解题公式总结  368

正文引用的参考文献  368

一般参考文献  368

思考题  368

习题  369

第13章?电动机的控制技术  373

13.1?概述  373

13.2?控制元件  373

13.3?电动机过载保护  374

13.4?控制系统图  376

13.5?电源故障自动停机  378

13.6?交流电动机换向起动器  379

13.7?交流电动机双速起动器  380

13.8?交流电动机降压起动器  380

13.9?直流电动机控制器  381

13.10?直流电动机定时起动器  381

13.11?直流电动机反电动势起动器  382

13.12　具有动态制动和并励磁场控制

功能的直流电动机换向起动器  383

13.13?电力电子控制器  384

13.14?电动机晶闸管控制器  384

13.15?电力电子调速驱动器  385

13.16?变流器驱动  386

13.17?可编程序控制器  387

正文引用的参考文献  388

一般参考文献  389

思考题  389

附录  390

附录A?三相对称系统  390

附录B?三相定子绕组  404

附录C　恒功率、恒转矩和变转矩感应

电动机  411

附录D　控制系统图中使用的部分图形

符号  412

附录E?直流电动机满载电流(A)  413

附录F?单相交流电动机满载电流(A)  414

附录G　两相交流电动机满载电流

(四线制)  414

附录H?三相交流电动机满载电流  416

附录I?60Hz单相变压器的典型阻抗  417

附录J?单位换算系数  417

奇数习题答案  418