控制电机（第四版）

第1章 绪论 1

1.1 控制电机在自动控制系统中的作用 1

1.2 控制电机的种类和特点 4

1.3 如何学习“控制电机”这门课程 6

第2章 直流测速发电机 7

2.1 直流发电机工作原理和结构 7

2.2 直流电势的关系式 12

2.3 直流测速发电机及其输出特性 14

2.4 直流测速发电机误差及其减小的方法 16

2.5 直流测速发电机的应用 21

2.6 直流测速发电机的性能指标 22

2.7 直流测速发电机的发展趋势 23

小结 25

思考题与习题 25

第3章 直流伺服电动机 27

3.1 直流电动机的工作原理 27

3.2 电磁转矩和转矩平衡方程式 28

3.3 直流电动机的反电势和电压平衡方程式 30

3.4 直流电动机的使用 31

3.5 直流发电机与直流电动机的异同性 38

3.6 直流伺服电动机及其控制方法 39

3.7 直流伺服电动机的稳态特性 41

3.8 直流伺服电动机在过渡过程中的工作状态 46

3.9 直流伺服电动机的过渡过程 48

3.10 直流力矩电动机 52

3.11 低惯量直流伺服电动机 56

思考题与习题 58

第4章 变压器 60

4.1 变压器的应用、结构和原理 60

4.2 变压器的额定值 62

4.3 变压器空载运行分析 63

4.4 变压器负载时的情况 66

4.5 变压器的等效电路及相量图 67

4.6 脉冲变压器 71

4.7 单相自耦调压变压器 74

小结 75

思考题与习题 75

第5章 自整角机 77

5.1 自整角机的类型和用途 77

5.2 自整角机的基本结构 79

5.3 控制式自整角机的工作原理 81

5.4 带有控制式差动发送机的控制式自整角机 90

5.5 力矩式自整角机的运行 92

5.6 自整角机的选用和技术数据 96

小结 98

思考题与习题 99

第6章 旋转变压器 101

6.1 旋转变压器的类型和用途 101

6.2 旋转变压器的结构特点 101

6.3 正余弦旋转变压器的工作原理 103

6.4 线性旋转变压器 107

6.5 旋转变压器的典型应用 108

6.6 多极和双通道旋转变压器 110

6.7 感应移相器 114

6.8 感应同步器 117

小结 122

思考题与习题 123

第7章 异步型交流伺服电动机 124

7.1 概述 124

7.2 异步型交流伺服电动机的结构特点和工作原理 125

7.3 两相绕组的圆形旋转磁场 128

7.4 圆形旋转磁场作用下的运行分析 134

7.5 三相异步电动机的磁场及转矩 146

7.6 移相方法和控制方式 147

7.7 椭圆形旋转磁场及其分析方法 153

7.8 幅值控制下的运行分析 157

7.9 电容伺服电动机的特性 164

7.10 主要性能指标 166

小结 168

思考题与习题 169

第8章 交流异步测速发电机 171

8.1 概述 171

8.2 交流异步测速发电机结构和工作原理 172

8.3 异步测速发电机的特性和主要技术指标 174

8.4 异步测速发电机的使用 182

8.5 交流伺服测速机组 186

小结 187

思考题与习题 188

第9章 永磁交流伺服电动机 189

9.1 概述 189

9.2 永磁交流伺服电动机结构及工作原理 190

9.3 永磁交流伺服电动机的稳态分析 194

9.4 永磁交流伺服电动机的数学模型 198

9.5 永磁交流伺服电动机的矢量控制 202

9.6 永磁交流伺服电动机系统的性能指标 205

小结 205

思考题与习题 205

第10章 无刷直流电动机 207

10.1 概述 207

10.2 无刷直流电动机系统组成 207

10.3 三相无刷直流电动机运行分析 213

10.4 无刷直流电动机的模型 219

10.5 无刷直流电动机的转矩脉动 221

10.6 无位置传感器的转子位置检测 223

10.7 无刷直流电动机的电枢反应 226

10.8 改变无刷直流电动机转向的方法 227

小结 228

思考题与习题 228

第11章 步进电动机 230

11.1 概述 230

11.2 反应式步进电动机典型结构及工作原理 231

11.3 混合式步进电动机典型结构及工作原理 235

11.4 步进电动机运行的基本特点 238

11.5 步进电动机的静态转矩和矩角特性 240

11.6 步进电动机的单步运行 247

11.7 步进电动机的连续脉冲运行及矩频特性 252

11.8 步进电动机的驱动方式 258

11.9 步进电动机的细分控制 263

11.10 步进电动机的主要性能指标和技术数据 265

小结 267

思考题与习题 267

第12章 开关磁阻电动机 269

12.1 概述 269

12.2 开关磁阻电机系统的组成 270

12.3 开关磁阻电机的运行原理 273

12.4 开关磁阻电机的基本方程 274

12.5 基于线性模型的开关磁阻电机分析 275

小结 280

思考题 280

第13章 直线电机 281

13.1 概述 281

13.2 直线感应电动机 282

13.3 直线直流电动机 285

13.4 直线自整角机 287

13.5 直线型和平面型步进电动机 288

第14章 交轴磁场放大机 293

14.1 从直流发电机到功率放大器的演变 293

14.2 交磁放大机的工作原理 294

14.3 交磁放大机的空载特性和外特性 297

14.4 交磁放大机的技术数据和使用 299

小结 301

思考题与习题 301

参考文献 302

本书是在原第三版教材的基础上修订而成的，书中主要阐述自动控制系统中常用的各种控制电机的基本结构、工作原理、工作特性和使用方法，其中包括交、直流伺服电动机，交、直流测速发电机，自整角机，旋转变压器，无刷直流电动机，步进电动机，开关磁阻电动机，交轴磁场放大机等，并简单介绍了直流力矩电动机、低惯量直流电动机、感应同步器、多极旋转变压器和直线电机等类型的电机。

本书可用作电气工程、自动控制和相关专业的本科及研究生教材或教学参考书，也可供从事自动控制方面工作的科技人员参考。

《控制电机》共分五章，包括伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器和步进电动机。书后附有附录，介绍了一些控制电机的有关特性和精度的测量方法。书中带*号部分可作为选学内容。和原试用教材《控制电机》相比，各章内容都作了适当调整，其中有较大变动的是第三章自整角机中删去了dq0坐标系统变换；第五章中充实了步进电动机方面的内容，其他小容量同步电动机部分归并到“小功率电动机”课程中。

2008年6月30日，《控制电机基本技术要求》发布。

2009年4月1日，《控制电机基本技术要求》实施。

本书主要阐述自动控制系统中常用的各种控制电机的基本原理与工作特性，并介绍了控制电机的选用原则和使用方法。