电机学

戈宝军、梁艳萍、温嘉斌

目录

  • 1 基础理论
    • 1.1 电机的概念以及主要作用
    • 1.2 电机的分类
    • 1.3 电机的主要发展
    • 1.4 磁场中常用物理量
    • 1.5 磁路的概念
    • 1.6 磁路的基本定律
      • 1.6.1 安培环路定律
      • 1.6.2 磁路的欧姆定律
      • 1.6.3 磁路的基尔霍夫第一定律
      • 1.6.4 磁路的基尔霍夫第二定律
    • 1.7 磁化
    • 1.8 原始磁化曲线
    • 1.9 磁滞回线
    • 1.10 基本磁化曲线
    • 1.11 铁磁材料分类
    • 1.12 铁心损耗
    • 1.13 简单磁路计算
    • 1.14 交流磁路中的激磁电流和磁通
    • 1.15 电磁感应定律
    • 1.16 比-萨电磁力定律
    • 1.17 能量守恒原理
  • 2 变压器
    • 2.1 变压器概述
      • 2.1.1 变压器的分类
      • 2.1.2 变压器的基本结构
      • 2.1.3 变压器的型号和额定值
    • 2.2 变压器的空载运行
      • 2.2.1 空载运行时的物理过程和正方向规定
      • 2.2.2 主磁通与感应电动势
      • 2.2.3 激磁电流与激磁电抗
    • 2.3 变压器的负载运行
      • 2.3.1 变压器负载运行时的物理过程和磁平衡
      • 2.3.2 能量守恒的关系
    • 2.4 变压器的归算
    • 2.5 变压器的等效电路和相量图
      • 2.5.1 T型等效电路
      • 2.5.2 相量图
      • 2.5.3 近似和简化等效电路
    • 2.6 变压器的参数测定
      • 2.6.1 空载试验
      • 2.6.2 短路试验
    • 2.7 三相变压器组和三相心式变压器
    • 2.8 三相变压器的联接组
      • 2.8.1 绕组标记和三相绕组联接方法
      • 2.8.2 单相变压器高低压绕组电动势之间的相位关系
      • 2.8.3 三相变压器高低压绕组线电动势之间的相位关系
    • 2.9 三相变压器的激磁电流、主磁通和感应电动势的波形
      • 2.9.1 变压器的YNy联接组
      • 2.9.2 变压器的Yy联接组
      • 2.9.3 变压器的Dy和Yd联接组
    • 2.10 标幺值
      • 2.10.1 标幺值的特点
    • 2.11 变压器的电压变化率和效率
      • 2.11.1 电压变化率
      • 2.11.2 变压器的效率
    • 2.12 变压器的并联运行
      • 2.12.1 理想并联运行的条件
      • 2.12.2 怎样实现并联运行
    • 2.13 自耦变压器
      • 2.13.1 结构特点和变比
      • 2.13.2 基本电磁关系
      • 2.13.3 自耦变压器的优缺点
    • 2.14 三绕组变压器、互感器
      • 2.14.1 结构特点和容量分配
      • 2.14.2 基本方程式和等效电路
      • 2.14.3 参数测定
      • 2.14.4 互感器
  • 3 交流电机理论的共同问题
    • 3.1 同步发电机和感应电动机工作原理概述
      • 3.1.1 同步发电机工作原理
      • 3.1.2 感应电机工作原理
      • 3.1.3 多级电机
    • 3.2 三相单层绕组
    • 3.3 同心式绕组
    • 3.4 链式绕组
    • 3.5 双层叠绕组
    • 3.6 双层波绕组
    • 3.7 导体电动势的星形图
    • 3.8 导体电动势
    • 3.9 线圈电动势
    • 3.10 线圈组电动势
    • 3.11 谐波电动势
    • 3.12 削弱谐波电动势的方法
      • 3.12.1 短距绕组
      • 3.12.2 分布绕组
      • 3.12.3 齿谐波的削弱方法
      • 3.12.4 其它方法
    • 3.13 单相绕组的脉振磁动势
      • 3.13.1 整距绕组的磁动势
      • 3.13.2 分布绕组的磁动势
      • 3.13.3 短距绕组的磁动势
    • 3.14 单相脉振磁动势的分解
    • 3.15 三相绕组的合成磁动势—旋转磁动势
    • 3.16 电机的发热与温升限
      • 3.16.1 电机的温升和温升限值
      • 3.16.2 电机的发热与冷却过程
      • 3.16.3 电机的工作制
      • 3.16.4 电机的冷却方式
    • 3.17 习题
      • 3.17.1 基础理论部分习题
      • 3.17.2 变压器部分习题
      • 3.17.3 交流绕组共同问题部分习题
  • 4 感应电机
    • 4.1 三相感应电机的运行状态
    • 4.2 三相感应电机的结构
    • 4.3 三相感应电机的额定值
    • 4.4 三相感应电动机的空载运行
      • 4.4.1 空载电流和空载磁动势
      • 4.4.2 定子主磁通和漏磁通
      • 4.4.3 定子电压方程和等效电路
    • 4.5 三相感应电机的负载运行
      • 4.5.1 负载运行时的转子磁动势及转子反应
      • 4.5.2 负载时电压方程
    • 4.6 三相感应电机的基本方程和等效电路
      • 4.6.1 频率归算
      • 4.6.2 绕组归算
      • 4.6.3 等效电路和相量图
    • 4.7 三相感应电机的功率方程和转矩方程
      • 4.7.1 功率方程
      • 4.7.2 转矩方程
    • 4.8 三相感应电机的参数测定
      • 4.8.1 空载试验
      • 4.8.2 堵转试验
    • 4.9 三相感应电机的笼型转子参数
    • 4.10 转矩——转差率特性
      • 4.10.1 起动转矩和起动电流
      • 4.10.2 最大转矩
    • 4.11 机械特性和电力拖动系统的稳定性
    • 4.12 三相感应电动机的机械特性和工作特性
      • 4.12.1 工作特性
    • 4.13 深槽和双笼感应电动机
    • 4.14 三相感应电动的调速
      • 4.14.1 变极调速
      • 4.14.2 变频调速
      • 4.14.3 变转差率调速
    • 4.15 三相感应电动机的起动
    • 4.16 三相感应电动机的电磁制动
  • 5 同步电机
    • 5.1 同步电机概述
    • 5.2 汽轮发电机
    • 5.3 水轮发电机
    • 5.4 同步电机的运行状态
    • 5.5 同步电机的励磁方式
    • 5.6 同步电机的型号与额定值
    • 5.7 同步发电机的运行方式
    • 5.8 同步发电机的负载运行与电枢反应
    • 5.9 不计磁饱和
    • 5.10 计磁饱和
    • 5.11 双反应理论
    • 5.12 定子绕组电压方程
    • 5.13 凸极同步发电机的相量图
    • 5.14 凸极同步发电机的等效电路
    • 5.15 同步发电机的功率方程
    • 5.16 同步发电机的转矩方程
    • 5.17 同步发电机的运行特性和电抗测定
      • 5.17.1 空载特性
      • 5.17.2 短路特性
      • 5.17.3 利用空载和短路特性求Xd
      • 5.17.4 零功率因数特性与定子漏抗
      • 5.17.5 外特性、调整特性和效率特性
    • 5.18 同步发电机并联运行的优点
    • 5.19 同步发电机并联运行的条件
    • 5.20 同步发电机并联运行的方法
    • 5.21 同步发电机的电磁功率
    • 5.22 同步发电机的功角特性与含义
    • 5.23 同步发电机的功率调节
    • 5.24 同步电动机的电压方程
    • 5.25 同步电动机的向量图
    • 5.26 同步电动机的等效电路与电枢反应
    • 5.27 同步电动机的功角特性
    • 5.28 同步电动机的V形曲线
    • 5.29 同步电动机的起动与调速
    • 5.30 同步补偿机与永磁同步电机
    • 5.31 习题课
  • 6 直流电机
    • 6.1 直流电机的概述
    • 6.2 直流电机的基本原理
    • 6.3 直流电机的基本结构
    • 6.4 直流电机的额定值
    • 6.5 直流电机的电枢绕组
    • 6.6 直流电机的磁场
      • 6.6.1 直流电机的励磁磁场
      • 6.6.2 负载时直流电机的磁场
    • 6.7 直流电机的电枢反应
    • 6.8 电枢绕组的感应电动势
    • 6.9 直流电机的电磁转矩
    • 6.10 直流发电机的基本电磁关系
    • 6.11 空载特性
    • 6.12 外特性
    • 6.13 并励发电机的自励
    • 6.14 直流电机的运行状态和可逆原理
    • 6.15 直流电动机的方程
    • 6.16 直流电动机的机械特性
    • 6.17 直流电动机的起动
    • 6.18 直流电动机的调速
磁化





铁磁材料被放入磁场中会呈现出很强的磁性，这种现象称为铁磁材料的磁化，能够被磁化是铁磁材料的基本特性之一。普遍认为，铁磁材料的内部存在着许多很小的被称为磁畴的天然磁化区，每一个磁畴均可以看作为一个微型磁针，如图1-3-1所示。如果没有外磁场作用，各磁畴任意排列，铁磁材料不显磁性见图[1-3-1（a）]；若将铁磁材料放入外磁场中，在外磁场的作用下，磁畴受到磁力的作用发生旋转，并沿磁场的方向排列整齐，铁磁材料就显示出较强的磁性[见图1-3-1（b）]。由此形成的磁化磁场，与外磁场叠加，使合成磁场显著增强。非铁磁材料中则不含有这种磁畴，所以非铁磁材料在同样磁场强度下其磁场亦不会显著增强，这就是铁磁材料的磁导率要比非铁磁材料大很多的原因。

                                                                   图 1-3-1 磁畴

注：(a)未磁化；(b)磁化