電機(jī)與電氣控制（第4版）

目 錄
緒 論 1
第1篇 直流電機(jī)及拖動(dòng)
第1章 直流電機(jī)的原理 7
1.1 直流電機(jī)的基本工作原理 7
1.1.1 直流電機(jī)的模型結(jié)構(gòu) 7
1.1.2 直流發(fā)電機(jī)的工作原理 8
1.1.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 9
1.1.4 直流電機(jī)的可逆原理 10
1.2 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和額定值 10
1.2.1 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 10
1.2.2 直流電機(jī)的銘牌 13
1.2.3 直流電機(jī)的電樞繞組 14
1.3 直流電機(jī)中的電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩、磁場(chǎng)和換向 21
1.3.1 電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea和電磁轉(zhuǎn)矩T 21
1.3.2 直流電機(jī)的磁場(chǎng) 22
※ 1.3.3 直流電機(jī)的換向 25
本章小結(jié) 29
習(xí)題1 30
第2章 直流電動(dòng)機(jī) 33
2.1 直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式 33
2.1.1 電壓平衡方程式 33
2.1.2 功率平衡方程式 33
2.1.3 轉(zhuǎn)矩平衡方程式 34
2.2 直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性 35
2.2.1 轉(zhuǎn)速特性——n = f (P2) 35
2.2.2 轉(zhuǎn)矩特性——T = f (P2) 35
2.2.3 效率特性——? = f (P2) 35
2.3 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 36
2.4 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 37
2.4.1 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式 37
2.4.2 固有機(jī)械特性 38
2.4.3 人為機(jī)械特性 38
2.4.4 直流電動(dòng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn) 40
2.5 直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 41
2.5.1 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線與特點(diǎn) 41
2.5.2 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 42
本章小結(jié) 43
習(xí)題2 43
第3章 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng) 46
3.1 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 46
3.1.1 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能的基本要求 46
3.1.2 啟動(dòng)方法 46
3.2 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 49
3.3 直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 53
3.3.1 制動(dòng)與電動(dòng)的區(qū)別 53
3.3.2 能耗制動(dòng) 53
3.3.3 反接制動(dòng) 55
3.3.4 回饋制動(dòng)（再生發(fā)電制動(dòng)） 57
3.4 直流電動(dòng)機(jī)的故障判斷及維修方法 57
本章小結(jié) 59
習(xí)題3 60
第2篇 變壓器
第4章 單相變壓器 63
4.1 變壓器的工作原理、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)、銘牌和額定值 63
4.1.1 變壓器的工作原理 63
4.1.2 變壓器的應(yīng)用 64
4.1.3 變壓器的結(jié)構(gòu) 64
4.1.4 變壓器的銘牌和額定值 69
4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行 70
4.2.1 空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況 70
4.2.2 變壓器的感應(yīng)電勢(shì)和變比 71
4.2.3 變壓器的空載電流 73
4.2.4 變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值電路和矢量圖 73
4.3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 75
4.3.1 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況 75
4.3.2 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁勢(shì)平衡方程式 76
4.3.3 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電壓平衡方程式 76
4.3.4 變壓器繞組的折算 77
4.3.5 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路 78
4.4 變壓器參數(shù)的測(cè)定 80
4.4.1 變壓器空載試驗(yàn) 80
4.4.2 變壓器短路試驗(yàn) 81
4.5 變壓器的運(yùn)行特性 82
4.5.1 變壓器的外特性和電壓變化率 83
4.5.2 變壓器的效率特性 84
本章小結(jié) 87
習(xí)題4 87
第5章 三相變壓器 91
5.1 三相變壓器的磁路系統(tǒng) 91
5.2 三相變壓器的電路系統(tǒng)——連接組 92
5.2.1 變壓器原、副繞組首末端標(biāo)記 92
5.2.2 單相變壓器的連接 92
5.2.3 三相變壓器繞組的接法 94
5.2.4 三相變壓器的連接組別 94
5.3 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 97
5.3.1 變比不等時(shí)的變壓器并聯(lián)運(yùn)行 98
5.3.2 連接組別不同時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 99
5.3.3 短路阻抗相對(duì)值（或短路阻抗壓降）不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 100
5.4 電力變壓器的維護(hù) 100
5.4.1 電力變壓器的巡視 100
5.4.2 變壓器的異常運(yùn)行及維修 102
5.4.3 電力變壓器的容量選擇 103
本章小結(jié) 103
習(xí)題5 104
第6章 其他用途的變壓器 106
6.1 自耦變壓器 106
6.2 儀用互感器 107
6.2.1 電壓互感器 108
6.2.2 電流互感器 109
6.3 電焊變壓器（交流弧焊機(jī)） 111
本章小結(jié) 112
習(xí)題6 113
第3篇 三相異步電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)
第7章 三相異步電動(dòng)機(jī) 115
7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu) 115
7.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 115
7.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 119
7.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的主要指標(biāo) 122
7.2 三相交流繞組 123
7.2.1 三相交流繞組的基本術(shù)語(yǔ) 123
7.2.2 三相繞組的構(gòu)成原則 124
7.2.3 三相單層繞組 125
7.2.4 三相雙層繞組 130
7.3 交流繞組的感應(yīng)電勢(shì) 133
7.3.1 線圈感應(yīng)電勢(shì) 133
7.3.2 線圈組電勢(shì) 135
7.3.3 每相電勢(shì) 136
7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行 137
7.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)與變壓器的異同 137
7.4.2 轉(zhuǎn)子不動(dòng)（轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路）時(shí)的空載運(yùn)行 137
7.4.3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)子繞組短路）時(shí)的空載運(yùn)行 138
7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 139
7.5.1 轉(zhuǎn)子各物理量與轉(zhuǎn)差率S的關(guān)系 139
7.5.2 磁勢(shì)平衡方程式 140
7.5.3 電壓平衡方程式 142
7.5.4 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路 142
7.6 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定 145
7.6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn) 145
7.6.2 三相異步電動(dòng)機(jī)短路試驗(yàn) 147
7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 148
7.7.1 異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡關(guān)系 148
7.7.2 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 149
7.7.3 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 150
7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 151
7.8.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T 151
7.8.2 機(jī)械特性及特點(diǎn) 154
本章小結(jié) 155
習(xí)題7 156
第8章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 161
8.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能 161
8.1.1 衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的標(biāo)準(zhǔn) 161
8.1.2 異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特點(diǎn) 161
8.2 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 162
8.2.1 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng) 162
8.2.2 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng) 163
8.3 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 167
8.3.1 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻啟動(dòng) 168
8.3.2 轉(zhuǎn)子外串頻敏變阻器啟動(dòng) 169
8.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 171
8.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)變極2P調(diào)速 172
8.4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻f1調(diào)速 173
8.4.3 改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)速 176
8.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 180
8.5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn) 181
8.5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng) 181
8.5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng) 183
8.5.4 異步電動(dòng)機(jī)的回饋（再生發(fā)電）制動(dòng) 186
8.6 三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及維護(hù) 187
8.6.1 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備和啟動(dòng)時(shí)的注意事項(xiàng) 187
8.6.2 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視與維護(hù) 188
8.6.3 電動(dòng)機(jī)的定期檢修 189
8.6.4 三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障現(xiàn)象、原因分析及故障處理 190
本章小結(jié) 192
習(xí)題8 193
第4篇 其他用途的電機(jī)
第9章 單相異步電動(dòng)機(jī) 197
9.1 單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 197
9.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 199
9.2.1 單相異步電動(dòng)機(jī)的脈振磁場(chǎng) 199
9.2.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程 200
9.2.3 單相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 201
9.3 單相分相式異步電動(dòng)機(jī) 202
9.3.1 單相電阻（分相）啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 202
9.3.2 單相電容（分相）啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 203
9.3.3 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī) 204
9.3.4 單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī) 204
9.4 單相罩極式異步電動(dòng)機(jī) 205
9.4.1 單相凸極式罩極異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 205
9.4.2 單相凸極式罩極異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 205
9.4.3 單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 206
9.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行 206
9.5.1 Y接法的三相異步電動(dòng)機(jī)改接為單相使用 207
9.5.2 D接法的三相異步電動(dòng)機(jī)改接為單相使用 207
9.6 單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 208
9.6.1 串聯(lián)電抗器降壓調(diào)速 209
9.6.2 電動(dòng)機(jī)繞組抽頭調(diào)速 209
9.7 單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組 210
9.7.1 單相電阻分相啟動(dòng)和電容分相啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組 210
9.7.2 單相同心式繞組 211
9.7.3 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)和雙值電容異步電動(dòng)機(jī)繞組 212
9.7.4 單相正弦繞組 213
9.8 單相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及維修 217
9.8.1 單相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障與三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的區(qū)別 217
9.8.2 單相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的維修方法 217
本章小結(jié) 219
習(xí)題9 219
※第10章 同步電機(jī) 221
10.1 同步電機(jī)的基本工作原理、分類及結(jié)構(gòu) 221
10.1.1 同步電機(jī)的基本工作原理 221
10.1.2 同步電機(jī)的分類 222
10.1.3 凸極式同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 223
10.1.4 同步電機(jī)的型號(hào)和額定值 226
10.2 同步電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式和矢量圖 227
10.2.1 同步電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式 227
10.2.2 同步電動(dòng)機(jī)的等值電路和相量圖 227
10.2.3 同步電動(dòng)機(jī)的功率 228
10.3 同步補(bǔ)償機(jī)（同步調(diào)相機(jī)） 230
10.4 同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 231
10.4.1 同步電動(dòng)機(jī)本身不能自行啟動(dòng) 231
10.4.2 啟動(dòng)方法 231
本章小結(jié) 232
習(xí)題10 233
第11章 控制電機(jī) 235
11.1 伺服電動(dòng)機(jī) 235
11.1.1 伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 235
11.1.2 直流伺服電動(dòng)機(jī) 236
11.1.3 交流伺服電動(dòng)機(jī) 237
11.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 241
11.2.1 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 241
11.2.2 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 242
11.3 測(cè)速發(fā)電機(jī) 245
11.3.1 直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 245
11.3.2 交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 248
11.4 直線電動(dòng)機(jī) 250
11.4.1 直線異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 250
11.4.2 直線異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 251
11.4.3 直線異步電動(dòng)機(jī)的類型 252
11.4.4 直線異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 253
11.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 253
11.5.1 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、冷卻及工作方式 253
11.5.2 絕緣材料及性能 254
11.5.3