本書(shū)是“十三五”國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目，是卓越工程能力培養(yǎng)與工程教育專業(yè)認(rèn)證系列規(guī)劃教材和西安交通大學(xué)“十三五”規(guī)劃教材，是在總結(jié)西安交通大學(xué)電機(jī)專業(yè)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。全書(shū)分為9章，包括緒論、變壓器、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換與旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作原理、直流電機(jī)、交流電機(jī)的共同問(wèn)題、感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、特種電機(jī)、交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的伺服控制等。全書(shū)在強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)電機(jī)和機(jī)電能量轉(zhuǎn)換基本理論的同時(shí)，還闡述了無(wú)刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、伺服控制等新內(nèi)容。
本書(shū)可作為高等院校電類或機(jī)電類專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。
前言
第1章緒論1
1.1電機(jī)的用途和類別1
1.1.1電機(jī)的用途1
1.1.2電機(jī)的類別2
1.2磁路3
1.3磁性材料的特性6
1.3.1鐵磁材料的磁化7
1.3.2磁化曲線7
1.3.3鐵心損耗9
1.4電機(jī)作用原理的基礎(chǔ)10
1.4.1磁鏈、感應(yīng)電勢(shì)、電感10
1.4.2電磁力、電磁轉(zhuǎn)矩12
本章小結(jié)13
思考題13
習(xí)題14
第2章變壓器16
2.1變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)16
2.1.1變壓器的工作原理16
2.1.2變壓器的基本結(jié)構(gòu)18
2.1.3變壓器的分類22
2.1.4變壓器銘牌和額定值23
2.2變壓器基本理論23
2.2.1參考方向的選取24
2.2.2變壓器的磁勢(shì)平衡25
2.2.3變壓器的電勢(shì)平衡27
2.2.4勵(lì)磁電流分析27
2.2.5等效電路29
2.2.6變壓器的相量圖33
2.2.7標(biāo)幺值34
2.3三相變壓器35
2.3.1三相變壓器的類型35
2.3.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組36
2.3.3三相變壓器的勵(lì)磁電流、磁通及
電勢(shì)波形40
2.4變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析42
2.4.1外特性與電壓調(diào)整率42
2.4.2損耗和效率44
2.4.3并聯(lián)運(yùn)行46
2.4.4參數(shù)測(cè)定49
2.4.5三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行52
2.5變壓器的暫態(tài)過(guò)程60
2.5.1變壓器的過(guò)電流60
2.5.2過(guò)電壓現(xiàn)象64
2.6自耦變壓器65
2.7三繞組變壓器68
2.8互感器73
本章小結(jié)75
思考題79
習(xí)題81
第3章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換與旋轉(zhuǎn)電機(jī)
工作原理85
3.1機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置概述85
3.2機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置的物理模型85
3.3能量守恒和磁能分析86
3.3.1能量守恒方程86
3.3.2磁能和磁共能分析87
3.4感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩93
3.5機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的條件96
3.6旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作原理98
3.6.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)概述98
3.6.2同步電機(jī)99
3.6.3感應(yīng)電機(jī)102
3.6.4直流電機(jī)103
3.7從磁場(chǎng)觀點(diǎn)分析電機(jī)原理108
3.7.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的磁勢(shì)108
3.7.2用磁勢(shì)表示的電磁轉(zhuǎn)矩公式110
3.7.3從磁場(chǎng)觀點(diǎn)分析電機(jī)原理110
本章小結(jié)112
思考題114
習(xí)題115
第4章直流電機(jī)118
4.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與勵(lì)磁方式118
4.1.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)118
4.1.2直流電機(jī)中的電樞繞組120
4.1.3直流電機(jī)的勵(lì)磁方式124
4.1.4直流電機(jī)的額定值124
4.2直流電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)與電樞反應(yīng)125
4.2.1空載氣隙磁場(chǎng)的空間分布125
4.2.2負(fù)載時(shí)電樞磁場(chǎng)的空間分布126
4.2.3電樞反應(yīng)及其對(duì)電機(jī)性能的
影響127
4.2.4電刷偏離幾何中性線的
電樞反應(yīng)128
電機(jī)學(xué)目錄4.3直流電機(jī)的電勢(shì)、功率與
轉(zhuǎn)矩公式129
4.3.1感應(yīng)電勢(shì)計(jì)算公式129
4.3.2電樞回路的電勢(shì)平衡方程式130
4.3.3直流電機(jī)的損耗132
4.3.4功率流程圖與功率平衡方程式133
4.3.5電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式134
4.3.6轉(zhuǎn)矩平衡方程式135
4.4直流發(fā)電機(jī)137
4.4.1他勵(lì)發(fā)電機(jī)138
4.4.2并勵(lì)發(fā)電機(jī)139
4.4.3串勵(lì)發(fā)電機(jī)141
4.4.4復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)142
4.4.5直流發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)142
4.5直流電動(dòng)機(jī)143
4.5.1起動(dòng)特性143
4.5.2工作特性145
4.5.3機(jī)械特性146
4.5.4調(diào)速特性148
4.5.5制動(dòng)特性151
4.5.6電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行條件154
4.6直流電機(jī)的換向156
4.6.1換向過(guò)程156
4.6.2改善換向的方法157
4.6.3換向火花158
本章小結(jié)158
思考題159
習(xí)題161
第5章交流電機(jī)的共同問(wèn)題165
5.1交流繞組165
5.1.1交流繞組的基本概念165
5.1.2三相單層繞組167
5.1.3三相雙層繞組169
5.2交流繞組的感應(yīng)電勢(shì)171
5.2.1導(dǎo)體電勢(shì)及交流電勢(shì)三要素171
5.2.2線圈電勢(shì)與短距系數(shù)173
5.2.3分布線圈組電勢(shì)與分布系數(shù)174
5.2.4每相繞組電勢(shì)與繞組系數(shù)175
5.2.5高次諧波電勢(shì)及其削弱方法175
5.3交流繞組的磁勢(shì)178
5.3.1整距集中線圈的磁勢(shì)178
5.3.2單層繞組的磁勢(shì)179
5.3.3雙層短距繞組的磁勢(shì)181
5.3.4單相繞組的基波脈振磁勢(shì)182
5.3.5單相繞組脈振磁勢(shì)的分解183
5.3.6三相繞組的基波合成磁勢(shì)184
5.3.7三相繞組合成磁勢(shì)中的高次
諧波磁勢(shì)186
5.3.8交流電機(jī)中的主磁通和漏磁通187
本章小結(jié)188
思考題189
習(xí)題191
第6章感應(yīng)電機(jī)193
6.1感應(yīng)電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)193
6.1.1感應(yīng)電機(jī)的工作原理193
6.1.2感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)195
6.1.3感應(yīng)電機(jī)的額定值198
6.2感應(yīng)電機(jī)的基本理論199
6.2.1轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子頻率199
6.2.2感應(yīng)電機(jī)的電勢(shì)平衡201
6.2.3感應(yīng)電機(jī)的磁勢(shì)平衡202
6.2.4感應(yīng)電機(jī)的等效電路204
6.2.5感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的相量圖208
6.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的損耗及功率平衡210
6.4感應(yīng)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性213
6.4.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式213
6.4.2電磁轉(zhuǎn)矩213
6.4.3感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性214
6.5感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性217
6.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)218
6.6.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能218
6.6.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要起動(dòng)方法219
6.7感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速227
6.7.1變極調(diào)速227
6.7.2調(diào)壓調(diào)速229
6.7.3繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的
轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速230
6.7.4繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的
串級(jí)調(diào)速231
6.7.5感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速233
6.8三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)236
6.8.1并網(wǎng)運(yùn)行的感應(yīng)發(fā)電機(jī)236
6.8.2獨(dú)立運(yùn)行的感應(yīng)發(fā)電機(jī)238
6.8.3感應(yīng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行分析239
6.8.4雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)240
6.9單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)243
6.9.1用途和結(jié)構(gòu)243
6.9.2工作原理244
6.9.3單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)分類245
6.10等效電路模型參數(shù)的確定248
本章小結(jié)251
思考題253
習(xí)題256
第7章同步電機(jī)259
7.1同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁方式259
7.1.1同步電機(jī)的兩種磁極結(jié)構(gòu)259
7.1.2同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)260
7.1.3同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式263
7.1.4同步電機(jī)的額定數(shù)據(jù)和型號(hào)265
7.2同步電機(jī)的電樞反應(yīng)266
7.3同步發(fā)電機(jī)的電勢(shì)方程及相量圖270
7.3.1電樞反應(yīng)電抗、漏電抗和
同步電抗270
7.3.2電勢(shì)平衡方程式273
7.3.3電勢(shì)相量圖273
7.4同步發(fā)電機(jī)的單機(jī)運(yùn)行特性277
7.5同步電機(jī)的參數(shù)測(cè)定282
7.6同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行288
7.6.1并網(wǎng)條件和方法289
7.6.2有功功率調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定292
7.6.3并網(wǎng)運(yùn)行無(wú)功功率調(diào)節(jié)296
7.7同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行300
7.8同步發(fā)電機(jī)的突然短路304
7.9同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)311
7.9.1同步電動(dòng)機(jī)的工作原理311
7.9.2同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析312
7.9.3同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法317
7.9.4同步調(diào)相機(jī)319
本章小結(jié)320
思考題322
習(xí)題324
第8章特種電機(jī)328
8.1永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與永磁同步
電動(dòng)機(jī)328
8.1.1永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)329
8.1.2永磁同步電動(dòng)機(jī)332
8.2開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)334
8.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)337
本章小結(jié)340
思考題341
習(xí)題341
第9章交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的伺服控制342
9.1交流電機(jī)伺服控制系統(tǒng)342
9.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型343
9.2.1坐標(biāo)變換344
9.2.2電壓方程與轉(zhuǎn)矩方程348
9.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng)350
9.4永磁同步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型351
9.5永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng)352
本章小結(jié)353
思考題353
習(xí)題353
參考文獻(xiàn)354
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