本书为普通高等教育电气工程与自动化系列教材，适合总教学时数为60～72学时的课程教学选用，章节前标有“*”号的为选学内容，可根据实际教学情况取舍。
本书主要阐述电机的基本理论、基本分析方法以及电力拖动的原理和方法，内容包括电机学基础知识，直流电机、变压器、异步电机和同步电机的基本理论，控制电机的原理与应用，电力拖动的基本原理和方法，他励直流电动机、异步电动机和同步电动机的电力拖动，以及电力拖动系统中电动机的选择。
本书秉承“夯实基础、拓宽视野”的宗旨，既强调基础知识和基本理论，又体现电机领域的前沿技术和发展趋势，例如补充了新型电机和矢量控制原理等新技术，激发学生的学习兴趣，培养学生的学习能力和创新思维能力。精选例题与习题，剖析并巩固每章的知识点。重点章增加自测题，帮助学生捋清思路，抓住重点。
本书可作为高等学校电气工程及其自动化和自动化等专业的教材，也可作为有关工程技术人员的参考用书。为方便教师教学，本书提供免费的多媒体教学课件，欢迎选用本书作为教材的教师登录www.cmpedu.com下载。
前言
常用符号表
第1章电机学基础知识1
1.1电机的基本功能与主要类型1
1.2电机的基本原理2
1.2.1磁场的基本概念2
1.2.2磁路及其基本定律4
1.2.3电磁感应定律7
1.2.4线圈的电路方程8
1.2.5电磁力定律与电磁转矩8
1.2.6电机的可逆性原理9
1.3电机的制造材料10
1.3.1概述10
1.3.2铁磁材料的重要特性11
1.3.3永磁材料的特性16
思考题与习题20
自测题21
第2章直流电机22
2.1直流电机的工作原理22
2.1.1直流电动机的工作原理22
2.1.2直流发电机的工作原理23
2.2直流电机的基本结构和额定值24
2.2.1直流电机的基本结构24
2.2.2直流电机的电枢绕组25
2.2.3直流电机的额定值27
2.2.4直流电机按励磁方式分类28
2.3直流电机的磁场和电枢反应29
2.3.1直流电机的空载磁场29
2.3.2电枢磁动势30
2.3.3电枢反应31
*2.3.4电枢反应对换向的影响及改善
换向的措施32
2.4直流电机的感应电动势和电磁转矩34
2.4.1直流电机的感应电动势34
2.4.2直流电机的电磁转矩35
2.5直流电动机的运行分析35
2.5.1直流电动机的基本方程35
2.5.2他励/并励直流电动机的工作
特性37
2.6直流发电机的运行分析39
2.6.1直流发电机的基本方程39
2.6.2他励直流发电机的工作特性41
2.6.3并励直流发电机的自励过程与外
特性42
思考题与习题44
自测题45
第3章变压器47
3.1变压器的基本结构、分类与额定值47
3.1.1变压器的基本结构47
3.1.2变压器的分类52
3.1.3变压器的额定值53
3.2变压器的工作原理55
3.2.1变压器各电磁量的参考方向55
3.2.2变压器的空载运行56
3.2.3变压器的负载运行61
3.3变压器的等效电路和相量图63
3.3.1绕组折算64
3.3.2T形等效电路65
3.3.3近似和简化等效电路66
3.3.4变压器负载运行时的相量图67
3.4标幺值68
3.4.1标幺值的定义68
3.4.2采用标幺值的优点69
3.5变压器的参数测定71
3.5.1变压器的空载试验71
3.5.2变压器的短路试验73
3.6变压器的运行特性77
3.6.1变压器的外特性与电压调整率77
3.6.2变压器的损耗与效率特性78
3.7三相变压器及其联结组82
3.7.1三相变压器的类型82
3.7.2三相变压器的联结组83
3.8三相变压器的并联运行87
3.8.1并联运行的理想状态及条件88
3.8.2联结组对并联运行的影响88
3.8.3电压比对并联运行的影响88
3.8.4短路阻抗对并联运行的影响89
3.9特殊变压器91
3.9.1自耦变压器92
3.9.2三绕组变压器95
3.9.3仪用互感器96
附变压器性能参数比较98
思考题与习题99
自测题102
目录电机与拖动第4版第4章异步电机103
4.1三相异步电动机的基本结构与工作
原理103
4.1.1三相异步电动机的基本结构103
4.1.2异步电动机的基本工作原理106
4.1.3三相异步电动机的额定值和主要
系列109
4.2三相交流电机的绕组111
4.2.1交流绕组的基本概念111
4.2.2三相双层绕组113
4.2.3三相单层绕组114
4.3三相交流绕组的磁动势115
4.3.1单相绕组的磁动势——脉振
磁动势115
4.3.2三相绕组的合成磁动势——旋转
磁动势120
4.3.3三相定子绕组建立的磁场124
4.4三相交流绕组的感应电动势125
4.4.1集中整距线圈的感应电动势125
4.4.2分布绕组的感应电动势125
4.4.3短距线圈的感应电动势126
4.4.4相电动势127
4.5三相异步电动机的等效电路128
4.5.1转子磁动势和电动势128
4.5.2定子、转子绕组的电压方程——
频率归算128
4.5.3绕组归算130
4.5.4异步电动机的等效电路和
相量图131
4.5.5异步电动机的简化等效电路132
4.5.6笼型绕组的磁极数和相数133
4.6三相异步电动机的功率和转矩134
4.6.1三相异步电动机的功率关系134
4.6.2三相异步电动机的转矩关系135
4.6.3三相异步电动机电磁转矩的物理
表达式136
4.6.4三相异步电动机的转矩转差率
特性136
4.7三相异步电动机的工作特性和参数
测定140
4.7.1三相异步电动机的工作特性140
4.7.2三相异步电动机的主要性能
指标142
4.7.3三相异步电动机的参数测定142
4.8单相异步电动机145
4.8.1单相异步电动机的工作原理145
4.8.2两相绕组的磁动势146
4.8.3单相异步电动机的主要类型和
起动方法148
*4.9三相异步发电机150
4.9.1三相异步发电机的单机运行150
4.9.2笼型三相异步发电机的并网
运行151
4.9.3双馈异步发电机变速恒频风力
发电系统152
思考题与习题153
自测题155
第5章同步电机156
5.1同步电机的基本结构和额定值156
5.1.1同步电机的基本结构156
5.1.2同步电机的励磁系统159
5.1.3同步电机的冷却方式161
5.1.4同步电机的基本类型161
5.1.5同步电机的额定值162
5.2三相同步电机的工作原理163
5.2.1三相同步电机的基本原理163
5.2.2同步电机的空载运行163
5.2.3同步电机的负载运行和电枢
反应164
5.2.4三相同步电机的运行状态167
5.3三相同步发电机的稳态分析168
5.3.1隐极同步发电机的稳态分析168
5.3.2凸极同步发电机的稳态分析171
5.4三相同步发电机的功率和转矩176
5.4.1功率平衡方程176
5.4.2电磁功率与功角特性176
5.4.3电磁转矩与矩角特性178
5.5三相同步发电机的运行特性179
5.5.1外特性179
5.5.2调整特性180
5.5.3效率特性180
5.6同步发电机与电网的并联运行181
5.6.1并联运行的条件181
5.6.2并联运行的方法182
5.6.3有功功率的调节与稳定问题183
5.6.4无功功率的调节与V形
曲线186
5.7三相同步电动机与同步补偿机188
5.7.1同步电动机的运行分析188
5.7.2同步电动机的功率和转矩190
5.7.3同步电动机的运行特性191
5.7.4同步补偿机193
*5.8同步发电机的三相突然短路194
5.8.1同步发电机突然短路的物理
过程194
5.8.2同步发电机的瞬态电抗196
5.8.3同步发电机的超瞬态电抗197
思考题与习题198
自测题200
第6章控制电机202
6.1伺服电动机202
6.1.1交流伺服电动机202
6.1.2直流伺服电动机204
6.2步进电动机205
6.2.1基本工作原理206
6.2.2反应式步进电动机207
6.3测速发电机209
6.3.1直流测速发电机209
6.3.2交流异步测速发电机210
6.4自整角机211
6.4.1自整角机的结构211
6.4.2力矩式自整角机212
6.4.3控制式自整角机212
6.5旋转变压器214
6.6感应同步器215
思考题与习题217
自测题218
第7章电力拖动基础219
7.1电力拖动系统的组成与分类219
7.2电力拖动系统的运动方程式219
7.2.1单轴电力拖动系统的运动
方程式219
7.2.2多轴电力拖动系统的折算221
7.3电力拖动系统的负载特性226
7.3.1恒转矩负载226
7.3.2恒功率负载227
7.3.3通风机与泵类负载227
7.4电力拖动系统的稳定运行条件227
7.5电力拖动系统的调速228
7.5.1调速的基本概念228
7.5.2调速系统的主要性能指标229
思考题与习题230
自测题232
第8章他励直流电动机的电力
拖动233
8.1他励直流电动机的机械特性233
8.1.1固有机械特性233
8.1.2人为机械特性234
8.2他励直流电动机的起动和反转235
8.2.1电枢回路串联电阻起动236
8.2.2降低电枢电压起动237
8.2.3他励直流电动机的反转237
8.3他励直流电动机的调速237
8.3.1电枢回路串联电阻调速238
8.3.2降低电枢电压调速238
8.3.3减弱磁通调速239
8.3.4调速方式与负载类型的配合240
8.4他励直流电动机的制动242
8.4.1能耗制动243
8.4.2反接制动244
8.4.3回馈制动247
8.5他励直流电动机的四象限运行248
思考题与习题249
自测题250
第9章异步电动机的电力拖动252
9.1三相异步电动机的机械特性252
9.1.1固有机械特性252
9.1.2人为机械特性255
9.2三相异步电动机的起动257
9.2.1笼型异步电动机的起动257
9.2.2高起动转矩的异步电动机262
9.2.3绕线转子异步电动机的起动265
9.3三相异步电动机的调速267
9.3.1变极调速267
9.3.2变频调速269
9.3.3调压调速274
9.3.4绕线转子异步电动机转子串电阻
调速275
9.3.5绕线转子异步电动机串级调速277
9.3.6电磁调速电动机278
9.4三相异步电动机的制动280
9.4.1回馈制动280
9.4.2反接制动282
9.4.3能耗制动286
9.4.4软停车与软制动287
9.5异步电动机的各种运行状态287
思考题与习题288
自测题289
第10章同步电动机的电力拖动291
10.1同步电动机的机械特性及稳定
运行291
10.1.1同步电动机的机械特性291
10.1.2同步电动机的稳定运行292
10.2同步电动机的起动292
10.2.1拖动起动法293
10.2.2异步起动法293
10.2.3变频起动法293
10.3同步电动机的调速和制动294
10.3.1同步电动机的调速方法概述294
10.3.2同步电动机的制动方法295
10.4特种同步电动机调速系统296
10.4.1永磁同步电动机调速系统296
10.4.2无刷直流电动机调速系统298
10.4.3开关磁阻电动机调速系统301
思考题与习题304
第11章电力拖动系统中电动机的
选择306
11.1电动机选择的基本原则306
11.1.1类型的选择306
11.1.2额定功率的选择307
11.1.3电压等级的选择308
11.1.4转速的选择308
11.1.5结构型式的选择309
11.1.6安装型式的选择310
11.1.7工作制的选择310
11.1.8型号的选择310
11.2电动机的发热与冷却311
11.2.1电动机的发热过程与温升311
11.2.2电动机的冷却过程与冷却
方式312
11.3电动机的工作制313
11.3.1连续工作制（S1）313
11.3.2短时工作制（S2）313
11.3.3断续周期工作制（S3）314
11.4电动机额定功率的选择315
11.4.1电动机的允许输出功率315
11.4.2拖动连续运行负载电动机额定
功率的选择316
11.4.3拖动短时运行负载电动机额定
功率的选择319
11.4.4拖动断续周期运行负载电动机
额定功率的选择321
11.5电动机的经济运行322
11.5.1电动机的经济运行管理322
11.5.2电动机经济运行的基本参数322
11.5.3电动机的经济运行措施324
思考题与习题324
参考文献326
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