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第1章 基本电磁概念1

1.1磁的基本概念1

1.2线性磁力系统：磁路3

1.3电压、电流和磁场的相互作用6

1.4材料的磁特性8

1.5非线性磁路分析12

1.6永久磁铁16

1.7超导磁体17

1.8基本的直线电机18

1.9基本的旋转电机23

1.10多绕组的电磁系统25

1.11漏磁通30

1.12电磁系统中额定的概念31

1.13总结32

习题32

第2章 变压器35

2.1理想变压器35

2.2变压器的额定值和标么值37

2.3非理想的三绕组变压器39

2.4非理想的双绕组变压器42

2.5变压器的效率和电压变化率43

2.6工程实用问题45

2.7自耦变压器46

2.8三相系统中的变压器工作原理47

2.8.1 Y -Y连接49

2.8.2 Y△连接49

2.8.3△-Y连接50

2.8.4△-△连接50

2.8.5开三角连接50

2.8.6之字形连接50

2.9用于三相变压器分析的序电路模型53

2.10变压器中的谐波57

2.11总结60

习题60

第3章 基本机械概念64

3.1常见观点64

3.2效率67

3.3负载转矩—速度特性68

3.3.1恒转矩负载（n=0；TL=Ao）68

3.3.2线性（一阶）转矩负载（n=1； TL=A1ωL）68

3.3.3抛物线（二阶）转矩负载（n=2； TL=A2ω2L）68

3.3.4 n阶转矩负载（TL=Ao+A1ωL+A2ω+…+AnωnL）69

3.3.5恒功率负载70

3.4极惯性矩71

3.5传动装置73

3.6运行模式75

3.7平动系统75

3.8典型事例分析：电梯76

3.9原动力80

3.9.1水轮机81

3.9.2蒸汽轮机81

3.9.3燃气轮机82

3.9.4风力机82

3.9.5电动机—发电机组84

3.9.6独立应急电源85

3.9.7车载电气系统85

3.10总结85

习题86

第4章 多相感应电机稳态运行89

4.1电机结构89

4.1.1定子结构90

4.1.2转子构成90

4.2定子绕组排布91

4.3旋转磁场95

4.4定子和转子的相互作用98

4.5基于等效电路的性能分析101

4.6等效电路参数的实验测取105

4.6.1直流实验106

4.6.2堵转实验107

4.6.3空载实验107

4.7运行状态：电动机、发电机、电磁制动109

4.8动态性能111

4.9鼠笼转子电机116

4.10温升问题120

4.11总结123

习题124

第5章 交流电动机的控制127

5.1负载转矩—速度特性的控制127

5.2电机转矩—速度特性的控制128

5.3调压和变频130

5.4电力半导体开关器件131

5.4.1电力半导体二极管132

5.4.2电力半导体晶闸管132

5.4.3绝缘栅双极晶体管133

5.4.4半导体元件的主要指标134

5.5单向逆变器135

5.6三相逆变器138

5.7交流变直流：整流器142

5.8三相整流器144

5.9可控整流电路145

5.9.1晶闸管可控整流电路145

5.9.2 IGBT可控整流电路146

5.10交流电动机驱动148

5.11交流电动机驱动：动态性能分析150

5.12电动机的反转性能152

5.13四象限控制器153

5.14总结154

习题154

第6章 多相感应电机的不对称运行158

6.1非对称运行158

6.1.1正序响应159

6.1.2负序响应160

6.1.3零序响应160

6.2单相运行163

6.3三相电机在单相电源下运行165

6.4在非正弦电压下运行167

6.5两相感应电机170

6.6单相感应电机170

6.7单相感应电机在单绕组下运行178

6.8等效电路中的参数测定181

6.8.1直流测试181

6.8.2转子堵转测试181

6.8.3空载测试182

6.9动态性能183

6.10总结185

习题186

第7章 多相同步电机：稳态运行187

7.1电机结构187

7.1.1定子结构187

7.1.2转子结构187

7.2由感应电机演化的电机模型189

7.3转子和定子电路的相互作用：磁化特性190

7.4隐极同步电机：发电机运行191

7.5隐极同步电机：电动机运行196

7.6凸极同步电机199

7.7同步电机参数测试207

7.7.1直流测试：Ra207

7.7.2开路实验：磁化特性和励磁电阻208

7.7.3 短路实验：Xd209

7.7.4滑差实验：Xq209

7.7.5空载实验：旋转损耗209

7.7.6零功率因数滞后实验：X1210

7.7.7 V型曲线214

7.8实际工况中的同步发电机运行215

7.8.1源动力216

7.8.2励磁系统216

7.8.3容量曲线218

7.8.4抽水蓄能220

7.9永磁同步电机221

7.10多相同步磁阻电机223

7.11无刷直流电机223

7.12总结225

习题225

第8章 多相同步电机：通用耦合电路模型230

8.1同步电机的通用耦合电路模型230

8.2 0dq转换234

8.3在0dqFDQ模型中的功率和转矩239

8.4利用发电机惯例的0dqFDQ模型240

8.5三相平衡稳速运行的发电机特性242

8.6同步机的标么值246

8.7 T型等效电路249

8.8源自厂家的数据0dqFDQU常数251

8.9 0dqFDQU模型的特点258

8.10总结260

习题260

第9章 直流电机264

9.1机械结构264

9.1.1定子结构265

9.1.2转子（电枢）结构265

9.2直流电压的产生268

9.3直流电机的发电机运行模式273

9.4直流电机的电动机运行模式275

9.5直流电机速度控制277

9.5.1变励磁调速277

9.5.2调压调速278

9.5.3四象限运行279

9.5.4直流电机反转280

9.6直流电机的参数测定280

9.6.1 Ra的测定280

9.6.2瞬时测试：La280

9.6.3开路实验：磁化特性和励磁阻抗280

9.6.4空载实验：旋转损耗的测定281

9.7直流电动机驱动：半波整流281

9.7.1半波二极管直流电动机驱动282

9.7.2半波晶闸管直流电动机驱动283

9.7.3半波IGBT直流电动机驱动285

9.8直流电动机驱动：全波整流286

9.8.1全波二极管直流电动机驱动286

9.8.2全波晶闸管直流电动机驱动287

9.8.3晶闸管三相六脉冲直流电动机驱动288

9.9四象限工作290

9.10直流电动机的动态分析290

9.11电梯中的应用293

9.12一个更全面的电动机模型296

9.13总结296

习题297

第10章 直线电机300

10.1直线感应电机的结构301

10.1.1初级设计301

10.1.2次级设计302

10.1.3电磁悬浮（EML）303

10.1.4电力悬浮307

10.2直线感应电机模型：等效电路307

10.3高速铁路（HSR）应用308

10.4直线同步电机结构312

10.4.1直线同步电机的电枢设计312

10.4.2直线同步电机励磁的设计312

10.5直线同步电机隐极模型312

10.6直线电机在电梯中的应用315

10.7总结318

习题318

第11章 特种电机与传感器320

11.1交直流两用电动机320

11.2罩极电机321

11.3磁滞式电动机321

11.4步进电机322

11.5编码器324

11.6旋转变压器326

11.7微机电系统329

11.8总结331

习题331

后记333

附录A单位和转换因子334

附录B电路概念简介337

B.1直流电路概念338

B.2交流电路概念338

B.3对称三相交流电路概念341

B.4对称分量法344

附录C谐波概念347

C.1基本概念347

C.2系数计算348

C.3有效值349

C.4对称性349

C.5频谱图350

C.6非正弦激励下的线性电路响应352

电机、变压器和电力电子学方面的参考资料354