電機與拖動（第3版）(2024年清華大學出版社出版的圖書)

《電機與拖動（第3版）》是2024年清華大學出版社出版的圖書，作者是劉錦波、張承慧。

基本介紹

• 中文名：電機與拖動（第3版）
• 作者：劉錦波、張承慧
• 出版時間：2024年1月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302651390 
• 定價：95 元

內容簡介

本書從運動控制系統和變流器供電角度論述了電機與拖動的相關內容，主要包括：各類電機（直流電機、變壓器、異步電機、同步電機）的基本運行原理、建模、運行特性的分析與計算；由各類電機組成傳動系統的起、制動、調速原理與方法；各類驅動與控制用微特電機的運行原理與特性分析；各類新型機電一體化電機如正弦波永磁同步電機、永磁無刷直流電機、開關磁阻電機、步進電機等的建模、驅動與特性分析以及系統組成。

圖書目錄

目錄

緒論

0.1電機與電力拖動技術的發展概況

0.2電機學與電力拖動系統的一般分析方法

0.3課程的性質與任務

0.4本教材的結構、各章節內容與教學安排

0.5本課程的學習方法

第1章電磁學的基本知識與基本定律

1.1電路的基本定律

1.1.1基爾霍夫電流定律

1.1.2基爾霍夫電壓定律

1.2磁場的基本知識

1.2.1磁感應強度

1.2.2磁通

1.2.3磁場強度

1.3電磁學的基本定律

1.3.1電生磁的基本定律——安培環路定理

1.3.2磁生電的基本定律——法拉第電磁感應定律

1.3.3電磁力定律——畢薩定律

1.3.4磁路的歐姆定律與線圈電感的表達式

1.4常用磁性材料及其特性

1.4.1磁滯回線與磁化曲線

1.4.2軟磁材料與硬磁材料

1.4.3鐵磁材料中的鐵耗

1.4.4永久磁鐵的去磁曲線與各種永磁材料的特點※

1.4.5永久磁鐵組成磁路的分析方法※註： 標有※號的為選學內容。

本章小結

思考題

練習題

第2章直流電機的建模與特性分析

2.1直流電機的基本運行原理與結構

2.1.1直流電機的基本運行原理

2.1.2直流電機的結構

2.2直流電機的額定數據

2.3直流電機的電樞繞組——電路構成

2.3.1對直流電樞繞組的要求

2.3.2直流電機的簡單繞組

2.3.3直流電樞繞組的基本形式

2.4直流電機的各種勵磁方式與磁場

2.4.1直流電機的各種勵磁方式

2.4.2直流電機的空載主磁場

2.4.3直流電機負載後的電樞反應磁場

2.4.4直流電機負載後的氣隙磁場

2.5直流電機的感應電勢、電磁轉矩與電磁功率

2.5.1正、負電刷之間感應電勢的計算

2.5.2電磁轉矩的計算

2.5.3直流電機的電磁功率

2.6直流電機的電磁關係、基本方程式和功率流程圖

2.6.1他勵直流電機的基本電磁關係

2.6.2直流電機的基本方程式與等效電路

2.6.3直流電機的功率流程圖

2.7直流發電機的運行特性及自勵建壓過程

2.7.1直流發電機的運行特性

2.7.2並勵和復勵直流發電機空載電壓的建立

2.8他勵直流電動機的運行特性

2.8.1他勵直流電動機的工作特性

2.8.2他勵直流電動機的機械特性

2.8.3他勵直流電動機的人為機械特性

2.9串勵直流電動機的機械特性

2.9.1串勵直流電動機的固有機械特性

2.9.2串勵直流電動機的人為機械特性

2.10復勵直流電動機的機械特性

2.11直流電機的換向

本章小結

思考題

練習題

第3章直流電機的電力拖動

3.1電力拖動系統的動力學方程式

3.1.1單軸電力拖動系統的動力學方程式

3.1.2多軸電力拖動系統的折算

3．2運動規劃曲線與傳動機構最佳傳動比的概念※

3．2．1運動規劃曲線

3．2．2傳動機構最佳傳動比與慣量匹配的概念

3.3各類生產機械的負載轉矩特性

3.4電力拖動系統的穩定運行條件

3.4.1穩態運行點與穩定運行的概念

3.4.2電力拖動系統的穩定運行條件

3.5直流電力拖動系統動態過程的一般分析與計算

3.5.1直流電動機電力拖動系統的動態數學模型

3.5.2直流電力拖動系統動態過程的一般分析計算

3.6直流電動機的起動

3.7直流電動機的調速

3.7.1調速系統的性能指標

3.7.2他勵直流電動機常用的調速方法

3.7.3調速方式與負載類型的配合

3.8他勵直流電動機的制動

3.8.1能耗制動

3.8.2反接制動

3.8.3回饋制動

3.9直流電機的供電電源與各種類型的直流電力拖動系統

3.9.1直流發電機直流電動機組成的電力拖動系統

3.9.2相控變流器直流電機組成的電力拖動系統※

3.9.3直流斬波器直流電機組成的電力拖動系統※

3.10直流電力拖動系統的四象限運行

3.10.1他勵直流電機四象限運行時的機械特性及其工作狀態

3.10.2各類直流電力拖動系統四象限運行時的工作狀態※

3.10.3直流電力拖動系統四象限運行時轉矩與轉速的能力曲線

及安全運行區

本章小結

思考題

練習題

第4章變壓器的建模與特性分析

4.1變壓器的基本工作原理與結構

4.1.1變壓器的基本工作原理

4.1.2變壓器的結構

4.2變壓器的額定值

4.3變壓器的空載運行分析

4.3.1變壓器空載運行時的電磁關係

4.3.2磁路的電參數等效

4.3.3變壓器的空載電壓平衡方程式、相量圖及等值電路圖

4.4變壓器的負載運行分析

4.4.1變壓器負載運行時的磁勢平衡方程式

4.4.2變壓器負載後副邊漏磁路的電參數等效

4.4.3變壓器負載運行時的電磁關係

4.5變壓器的基本方程式、等值電路與相量圖

4.5.1變壓器負載運行時的基本方程式

4.5.2變壓器負載運行時的等值電路

4.5.3變壓器負載運行時的相量圖

4.6變壓器等值電路參數的試驗測定

4.6.1空載試驗

4.6.2短路試驗

4.7變壓器穩態運行特性的計算

4.7.1變壓器的外特性與電壓變化率

4.7.2變壓器的效率特性

4.8三相變壓器的特殊問題

4.8.1三相變壓器的繞組連線方式與連線組

4.8.2三相變壓器的磁路結構

4.8.3三相變壓器的繞組連線與磁路結構的正確配合問題

4.9電力拖動系統中的特殊變壓器

4.9.1自耦變壓器

4.9.2互感器

本章小結

思考題

練習題

第5章三相異步電機的建模與特性分析

5.1三相異步電機的基本運行原理

5.1.1旋轉磁場的基本概念

5.1.2三相異步電機的基本運行原理

5.1.3三相異步電機的轉差率與三種運行狀態

5.2三相異步電機的結構與額定數據

5.2.1三相異步電機的結構

5.2.2三相異步電動機的額定數據

5.3三相交流電機的定子繞組

5.3.1對三相交流電機繞組的基本要求

5.3.2交流繞組的幾個術語

5.3.3三相單層分布繞組

5.3.4三相雙層分布繞組

5.4三相交流電機定子繞組感應電勢的計算

5.4.1交流電機的磁場

5.4.2導體的感應電勢

5.4.3整距線圈的感應電勢

5.4.4短距線圈的感應電勢

5.4.5線圈組的感應電勢

5.4.6相繞組的感應電勢

5.4.7三相繞組的連線與線電勢

5.5三相交流電機的定子磁勢與磁場

5.5.1單個線圈所產生的磁勢

5.5.2單個線圈組所產生的磁勢

5.5.3單相繞組在每對極下所產生的磁勢

5.5.4三相繞組所產生的基波合成磁勢

5.5.5三相繞組所產生的高次諧波合成磁勢

5.6三相交流電機的綜合矢量與坐標變換※

5.6.1兩相對稱繞組所產生的基波合成磁勢

5.6.2三相交流電機的綜合矢量與坐標變換

5.7三相異步電動機的電磁關係

5.7.1三相異步電動機空載時的電磁關係

5.7.2三相異步電動機轉子堵轉時的電磁關係

5.7.3三相異步電動機負載時的電磁關係

5.8三相異步電動機的基本方程式、等效電路與相量圖

5.8.1三相異步電動機的基本方程式

5.8.2轉子側各物理量的折算

5.8.3三相異步電機每相的等效電路和相量圖

5.9三相異步電動機的功率流程圖與轉矩平衡方程式

5.9.1功率流程圖

5.9.2轉矩平衡方程式

5.10三相異步電動機等效電路參數的試驗測定

5.10.1空載試驗

5.10.2堵轉(或短路)試驗

5.11三相異步電動機的運行特性

5.11.1三相異步電動機的工作特性

5.11.2三相異步電動機的機械特性

5.11.3三相異步電動機的人為機械特性

本章小結

思考題

練習題

第6章三相異步電機的電力拖動

6.1三相異步電動機的起動

6.1.1三相鼠籠式異步電動機的直接起動

6.1.2三相鼠籠式異步電動機的降壓起動

6.1.3三相鼠籠式異步電動機的軟起動

6.1.4高起動性能的特殊鼠籠式異步電動機

6.1.5三相繞線式異步電動機的起動

6.2三相異步電動機的調速

6.2.1變極調速

6.2.2變頻調速

6.2.3改變轉差率的調速

6.2.4基於綜合矢量控制的高性能交流調速系統方案※

6.3三相異步電動機的制動

6.3.1能耗制動

6.3.2反接制動

6.3.3回饋制動

6.4交流電力拖動系統的四象限運行

6.4.1三相異步電機四象限運行時的機械特性及其工作狀態

6.4.2變流器供電下三相異步電機的制動

與可四象限運行的變流器※

本章小結

思考題

練習題

第7章三相同步電機的建模與特性分析

7.1三相同步電機的基本運行原理、結構與定額

7.1.1三相同步電機的基本運行原理

7.1.2同步電機的結構

7.1.3同步電機的三種運行狀態

7.1.4同步電機的額定數據

7.2三相同步電機的電磁關係

7.2.1三相同步電機空載時的電磁關係

7.2.2三相同步電機負載後的電樞反應

7.2.3三相同步電機負載後的電磁關係

7.3三相同步電機的基本方程式、等值電路與相量圖

7.3.1隱極式同步電機的基本方程式、等值電路與相量圖

7.3.2凸極同步電機的基本方程式、等值電路和相量圖

7.4三相同步電動機的矩角特性與V形曲線

7.4.1同步電動機的矩角特性

7.4.2三相同步電動機的V形曲線與功率因數的調節

7.5三相磁阻式同步電動機

7.6三相同步電動機的轉速特性

本章小結

思考題

練習題

第8章三相同步電機的電力拖動※

8.1三相同步電動機的起動

8.1.1自耦調壓器的降壓起動

8.1.2輔助電動機的起動

8.1.3變頻起動

8.2三相同步電動機的調速

8.2.1三相同步電動機變頻調速時的矩角特性

8.2.2三相同步電動機變頻調速時的機械特性

8.3三相同步電動機的制動

8.4三相同步電動機的控制方式

8.4.1他控式同步電動機

8.4.2自控式同步電動機

本章小結

思考題

練習題

第9章三相永磁同步電機的建模與分析※

9.1正弦波永磁同步電機的建模與分析

9.1.1正弦波PMSM的基本運行原理

9.1.2正弦波PMSM的定子繞組形式

9.1.3正弦波PMSM的轉子結構特點與矩角特性

9.1.4正弦波PMSM的控制

9.1.5正弦波PMSM控制系統的組成

9.2無刷永磁直流電機的建模與分析

9.2.1BLDCM的組成與基本運行原理

9.2.2BLDCM的定子繞組形式

9.2.3BLDCM的電磁關係

9.2.4BLDCM轉子位置的檢測與正反轉四象限運行

9.2.5BLDCM的數學模型與機械特性

9.2.6BLDCM的調速方式與負載能力曲線

9.2.7BLDCM調速系統的組成

9.3BLDCM與PMSM的比較

本章小結

思考題

練習題

第10章變磁阻(雙凸極)電機的建模與分析※

10.1預備知識

10.1.1機電系統的能量守恆定律

10.1.2利用磁場儲能和磁共能對電磁轉矩的計算

10.2開關磁阻電機的建模與分析

10.2.1SRM的結構與基本運行原理

10.2.2SRM的供電變流器及其類型

10.2.3SRM的控制方案

10.2.4SRM的數學模型

10.2.5SRM的定子磁鏈與電磁轉矩

10.2.6SRM的能量轉換與定子磁鏈電流圖

10.2.7SRM的機械特性與各種運行區

10.2.8SRM組成的傳動系統

10.3步進電動機的建模與分析

10.3.1步進電動機的基本運行原理

10.3.2步進電動機的類型與結構

10.3.3步進電動機的運行特性與主要參數

10.3.4步進電機的驅動

本章小結

思考題

練習題

第11章驅動與控制用微特電機

11.1單相異步電動機

11.1.1單相繞組通電時異步電動機的磁場與機械特性

11.1.2兩相繞組通電時異步電動機的磁場與機械特性

11.1.3單相異步電動機的類型

11.2伺服電動機

11.2.1直流伺服電動機

11.2.2交流伺服電動機

11.2.3力矩電動機

11.3測速發電機

11.3.1直流測速發電機

11.3.2交流測速發電機

11.4自整角機

11.4.1力矩式自整角機

11.4.2控制式自整角機

11.5旋轉變壓器

11.5.1工作原理

11.5.2旋轉變壓器的套用

11.6直線電動機※

11.6.1直線直流電動機

11.6.2直線異步電動機

11．6．3直線永磁同步電動機

11.6.4直線步進電動機

本章小結

思考題

練習題

第12章電力拖動系統的方案與電動機選擇

12.1電力拖動系統的方案選擇

12.1.1電力拖動系統的供電電源

12.1.2電力拖動系統穩定性的考慮

12.1.3調速方案的選擇

12.1.4起、制動和正、反轉方案的選擇

12.1.5電力拖動系統經濟性指標的考慮

12.2電動機的一般選擇

12.2.1額定電壓的選擇

12.2.2額定轉速的選擇

12.2.3結構形式的選擇

12.3電機的發熱與冷卻

12.3.1電機的發熱過程

12.3.2電機的冷卻過程

12.3.3電動機的額定功率與允許溫升之間的關係

12.4電動機的工作制

12.4.1連續工作制

12.4.2短時工作制

12.4.3斷續周期性工作制

12.5電動機額定功率的選擇

本章小結

思考題

練習題

參考文獻