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前言1

第1章 直流电机基本理论及结构1

1．1直流电机的基本工作原理1

1．1．1直流电动机的基本工作原理1

出版说明1

1．1．2直流发电机的基本工作原理2

1．2直流电机的结构及铭牌3

1．2．1结构3

1．2．2电机的铭牌5

1．3．1电枢绕组的常用术语7

1．3直流电机的电枢绕组7

1．3．2单叠绕组9

1．3．3单波绕组11

1．4直流电机的磁场13

1．4．1空载时的主磁场13

1．4．2负载时的电枢磁场14

1．4．3电枢反应14

1．5电枢绕组的感应电动势与电磁转矩15

1．5．1电枢电动势15

1．5．2电磁转矩16

1．6．1换向过程的基本概念17

1．6直流电机中的换向17

1．6．2换向元件中的电动势18

1．6．3改善换向的方法19

1．7直流电动机的分类20

1．7．1他励式直流电动机20

1．7．4积复励式直流电动机21

1．8小结21

1．7．5差复励式直流电动机21

1．7．3串励式直流电动机21

1．7．2并励式直流电动机21

1．9习题22

第2章 直流发电机24

2．1他励直流发电机稳态运行的方程式24

2．1．1平衡方程式24

2．1．2他励直流发电机的功率关系25

2．2他励直流发电机的运行特性26

2．2．1空载特性26

2．2．2外特性27

2．3．1并励直流发电机的自励条件28

2．3并励直流发电机28

2．3．2空载特性29

2．3．3外特性29

2．4小结29

2．5习题29

第3章 直流电动机31

3．1电力拖动系统的运动方程式31

3．1．1电力拖动系统简介31

3．1．2直流电动机的基本方程32

3．2．1恒转矩负载的机械特性34

3．2负载的机械特性34

3．2．2泵类负载的机械特性35

3．2．3恒功率负载的机械特性35

3．3他励直流电动机的机械特性35

3．3．1机械特性方程35

3．3．2固有机械特性36

3．3．3人为机械特性37

3．4他励电动机的起动和反转38

3．4．1起动转矩和起动电流38

3．4．2电枢回路串电阻起动39

3．4．3减压起动41

3．4．4直流电动机的反转42

3．5他励直流电动机的制动42

3．5．1能耗制动42

3．5．2倒拉反接制动44

3．5．3电源反接制动44

3．5．4回馈制动（再生制动）45

3．6他励电动机的调速46

3．6．1电枢回路串电阻调速47

3．6．2降低电源电压调速47

3．6．3弱磁调速48

3．7直流电机的故障分析及维护49

3．7．1直流电机运行时的换向故障50

3．7．2直流电机运行时的性能异常及维护53

3．8小结54

3．9习题54

第4章 变压器56

4．1变压器的结构及其分类56

4．1．1铁心57

4．1．2绕组58

4．1．3变压器的分类58

4．2．2单相变压器的空载运行59

4．2．1变压器的基本工作原理59

4．2单相变压器59

4．2．3单相变压器的负载运行63

4．3三相变压器66

4．3．1三相变压器的磁路系统66

4．3．2三相心式变压器的磁路67

4．3．3变压器绕组的极性68

4．3．4三相变压器的联结组70

4．3．5变压器的并联运行72

4．4．1变压器的空载试验74

4．4变压器参数的测定74

4．4．2变压器的短路试验75

4．5变压器的运行特性76

4．5．1电压变化率和外特性76

4．5．2效率77

4．6特殊变压器78

4．6．1互感器78

4．6．2自耦变压器80

4．7变压器的铭牌81

4．8．2变压器常见故障分析82

4．8．1变压器的维护82

4．8变压器的维护及故障分析82

4．9小结85

4．10习题85

第5章 三相异步电动机基本理论及结构87

5．1三相异步电动机基本理论87

5．1．1三相交流电机的旋转磁场87

5．1．2三相异步电动机的工作原理90

5．1．3转差率90

5．2三相异步电动机的结构与铭牌90

5．2．1三相异步电动机的结构91

5．2．2三相异步电动机的铭牌数据92

5．3交流电动机定子绕组的基本知识及分类93

5．3．1交流绕组的基本知识93

5．3．2定子绕组的分类94

5．4绕组的感应电动势95

5．4．1线圈的感应电动势95

5．4．2线圈组电动势96

5．4．3相电动势97

5．5三相异步电动机的空载运行98

5．5．1电磁关系98

5．5．3空载时的等效电路99

5．5．2空载时的定子电压平衡关系99

5．6三相异步电动机的负载运行100

5．6．1三相异步电动机负载运行时的电磁关系100

5．6．2异步电动机的等效电路101

5．6．3基本方程式104

5．7三相异步电动机的功率和转矩关系105

5．7．1功率关系105

5．7．2转矩关系106

5．8三相异步电动机的工作特性106

5．10习题108

5．9小结108

第6章 三相异步电动机的电力拖动110

6．1三相异步电动机的电磁转矩110

6．1．1电磁转矩的物理表达式110

6．1．2电磁转矩的参数表达式110

6．1．3电磁转矩的实用表达式111

6．2三相异步电动机的机械特性112

6．2．1固有机械特性112

6．2．2人为机械特性114

6．3．1直接起动115

6．3三相异步电动机的起动115

6．3．2笼型异步电动机的减压起动116

6．3．3绕线转子异步电动机的起动120

6．4三相异步电动机的调速122

6．4．1变极调速122

6．4．2变频调速124

6．4．3改变定子电压调速124

6．4．4转子串电阻调速125

6．4．5串级调速126

6．5．2三相异步电动机的制动127

6．5．1三相异步电动机的反转127

6．5三相异步电动机的反转与制动127

6．5．3三相异步电动机运行状态小结132

6．6三相异步电动机故障分析及维护133

6．6．1起动前的准备133

6．6．2起动时的注意事项133

6．6．3运行中的监视134

6．6．4电动机的定期维修134

6．6．5常见故障及排除方法135

6．7小结136

6．8习题137

7．1．1单相单绕组异步电动机的工作原理139

第7章 其他用途的电动机139

7．1单相异步电动机139

7．1．2单相异步电动机的类型及起动方法140

7．1．3单相异步电动机的调速143

7．1．4三相异步电动机的单相运行144

7．2三相同步电动机145

7．2．1同步电动机的特点145

7．2．2同步电动机的结构145

7．2．4同步电动机的电磁关系146

7．2．5功角、矩角特性146

7．2．3三相同步电动机的工作原理146

7．2．6 V形曲线147

7．2．7三相同步电动机的起动147

7．3小结148

7．4习题149

第8章 微特电机150

8．1伺服电动机150

8．1．1直流伺服电动机150

8．1．2交流伺服电动机152

8．2．1直流测速发电机154

8．2测速发电机154

8．2．2交流测速发电机155

8．3步进电动机156

8．3．1步进电动机的结构和分类156

8．3．2反应式步进电动机的工作原理156

8．4自整角机157

8．4．1自整角机的分类158

8．4．2工作原理158

8．5小结159

8．6习题160

第9章 交流电机绕组的嵌线与连接161

9．1绕组嵌线与连接的原则161

9．1．1基本原则161

9．1．2制绕组展开图的基本操作步骤162

9．2单相交流异步电动机绕组162

9．2．1同心式绕组164

9．2．2链式绕组164

9．2．3交叉式绕组165

9．3三相交流异步电动机绕组167

9．3．2双层绕组168

9．3．1单层绕组168

9．4绕组嵌线的一般方法171

9．4．1基本方法171

9．4．2双层绕组嵌线方法171

9．4．3单层绕组嵌线方法172

9．5小结172

9．6习题172

10．1电动机的发热与冷却173

10．1．1电动机的发热过程173

第10章 电动机额定功率的选择173

10．1．2电动机的冷却过程174

10．2电动机的允许温升和工作方式及额定功率174

10．2．1电动机的允许温升174

10．2．2电动机的工作方式及额定功率175

10．3额定功率的选择176

10．3．1常值负载时电动机额定功率的选择177

10．3．2变化负载时电动机额定功率的选择178

10．4小结181

10．5习题182

11．1．1低压电器的基本知识183

11．1常用低压电器183

第11章 常用低压电器及基本控制电路183

11．1．2开关电器185

11．1．3熔断器187

11．1．4主令电器187

11．1．5接触器191

11．1．6继电器192

11．2电气控制系统图196

11．2．1电气控制系统图中的图形符号和文字符号196

11．2．2电气控制系统图分类196

11．2．3电气原理图的阅读分析方法197

11．3三相笼型异步电动机全压起动控制电路198

11．3．1单向运行控制电路198

11．3．2可逆运行控制电路200

11．3．3自动往复运行控制电路201

11．3．4多地点控制202

11．4三相笼型异步电动机减压起动控制电路203

11．4．1定子绕组串接电抗器（或电阻）减压起动控制电路203

11．4．2星形-三角形（Y-△）减压起动控制电路204

11．4．3自耦变压器减压起动控制电路206

11．4．4延边三角形减压起动控制电路207

11．5．1转子绕组串接电阻起动控制电路208

11．5三相绕线转子异步电动机起动控制电路208

11．5．2转子绕组串接频敏变阻器起动控制电路211

11．6三相异步电动机电气制动控制电路212

11．6．1反接制动控制电路213

11．6．2能耗制动控制电路216

11．7三相异步电动机的调速控制电路218

11．7．1改变磁极对数调速控制电路219

11．7．2转子电路串电阻调速220

11．7．3电磁调速异步电动机调速控制电路221

11．8小结222

11．9习题223

第12章 常用机床的电气控制226

12．1普通车床的电气控制226

12．1．1主要结构及运动形式226

12．1．2控制电路分析227

12．1．3常见故障及排除229

12．2磨床的电气控制230

12．2．1主要结构及运动形式230

12．2．2电力拖动要求230

12．2．3控制电路分析231

12．2．4常见故障及排除234

12．3．1主要结构及运动形式235

12．3．2电力拖动要求235

12．3钻床的电气控制235

12．3．3控制电路分析236

12．3．4常见故障及排除238

12．4铣床的电气控制238

12．4．1主要结构及运动形式238

12．4．2电力拖动要求239

12．4．3控制电路分析240

12．4．4常见故障及排除243

12．5．1主要结构及运动形式244

12．5镗床的电气控制244

12．5．2电力拖动要求245

12．5．3控制电路分析245

12．5．4常见故障及排除248

12．6小结248

12．7习题249

第13章 桥式起重机的电气控制251

13．1桥式起重机概述251

13．1．1桥式起重机的结构及运动情况251

13．1．4起重用电动机的工作状态252

13．1．2桥式起重机的供电特点252

13．1．3桥式起重机对电力拖动的要求252

13．1．5起重机的电气保护254

13．2凸轮控制器控制电路254

13．3磁力控制器控制电路255

13．3．1提升重物时的工作情况256

13．3．2下降重物时的工作情况256

13．3．3电路的联锁与保护258

13．4．2桥式起重机常见故障分析259

13．4．1桥式起重机电气线路分析259

13．4桥式起重机控制电路259

13．5小结263

13．6习题263

第14章 继电器控制系统的设计264

14．1生产机械电力装置设计的基本原则及内容264

14．2电力拖动方案的确定264

14．2．1拖动方式的选择264

14．2．2拖动电动机的选择265

14．3．3控制电路电压的优选值266

14．3．2控制和信号电路的电源和保护266

14．3．1电气控制系统应满足生产机械的工艺要求266

14．3继电-接触器控制系统设计的一般要求266

14．3．4保证电气控制电路工作的可靠性267

14．3．5保证电气控制电路工作的安全性268

14．3．6便于操作和维修268

14．4电气控制电路的设计268

14．4．1经验设计法268

14．4．2逻辑设计法270

14．5常用控制电器的选用272

14．5．1接触器的选用272

14．5．2继电器的选用273

14．5．3熔断器的选用274

14．5．4其他控制电器的选用274

14．6生产机械电气设备的施工设计276

14．6．1绘制电器布置图276

14．6．2绘制电气控制装置的接线图277

14．6．3电力装备的配线及施工277

14．6．4检查、调整与试验279

14．7小结279

14．8习题279

参考文献281