普通高等教育"十一五"规划教材·电机学

前言

绪论

第一节 电机的重要作用及主要类别

第二节 基本电磁现象及有关定律

第三节 铁磁物质的基本磁特性

第一篇 变压器

第一章 变压器的类别和结构

第一节 变压器的主要类别

第二节 电力变压器的基本结构

第三节 变压器的额定值

小结

习题

第二章 变压器的运行原理和主要特性

第一节 变压器的空载运行

第二节 变压器的负载运行

第三节 变压器的等效电路

第四节 变压器参数的测定

第五节 标幺值

第六节 变压器的主要运行特性

小结

习题

第三章 三相变压器

第一节 三相变压器的磁路系统

第二节 三相变压器的电路系统

第三节 三相变压器的空载电动势波形

第四节 变压器的并联运行

第五节 三相变压器的不对称运行

小结

习题

第四章 电力系统中的特种变压器

第一节 自耦变压器

第二节 三绕组变压器

第三节 互感器

小结

习题

第二篇 交流电机绕组、电动势和磁动势

第五章 交流电机绕组

第一节 交流电机的工作原理

第二节 交流绕组的基本概念

第三节 三相单层绕组

第四节 三相双层叠绕组

第五节 交流绕组的感应电动势

小结

习题

第六章 交流电机绕组的磁动势

第一节 单相交流绕组的磁动势--脉振磁动势

第二节 三相绕组的合成磁动势

小结

习题

第三篇 异步电机

第七章 三相异步电动机的工作原理

第一节 异步电动机基本知识

第二节 三相异步电动机的磁场及感应电动势

第三节 负载运行时的基本方程式、等效电路和相量图

第四节 异步电动机参数的实验测定

第五节 笼型转子的极数、相数和参数折算

小结

习题

第八章 异步电动机功率、转矩和运行分析

第一节 异步电动机的功率及转矩方程

第二节 异步电动机的机械特性

第三节 异步电动机的工作特性

第四节 异步电动机的起动

第五节 高起动转矩的笼型异步电动机

第六节 异步电动机调速方法简介

小结

习题

第九章 单相异步电动机和三相异步发电机

第一节 单相异步电动机

第二节 三相异步发电机

小结

习题

第四篇 同步电机

第十章 同步发电机的运行原理

第一节 同步电机的基本知识

第二节 空载和负载时同步电机的磁场

第三节 隐极同步发电机的电动势方程及同步电抗

第四节 凸极同步发电机的电动势方程及同步电抗

第五节 同步发电机功率及转矩方程

小结

习题

第十一章 同步发电机的特性及参数测定

第一节 同步发电机的空载特性和短路特性

第二节 零功率因数负载特性及漏电抗χσ测定

第三节 稳态电抗的实验测定

第四节 同步发电机的外特性及调整特性

小结

习题

第十二章 同步发电机的并联运行及同步电动机

第一节 投入并联运行的条件和方法

第二节 同步发电机的功角特性

第三节 有功功率调节、稳定和振荡的概念

第四节 无功功率调节和V形曲线

第五节 同步电动机和同步调相机

小结

习题

第十三章 同步发电机的非正常运行

第一节 相序阻抗和相序等效电路

第二节 同步发电机不对称运行实例分析

第三节 同步发电机三相突然短路的物理情况

第四节 同步发电机突然短路的瞬变和超瞬变电抗

第五节 突然短路电流及其衰减

小结

习题

第五篇 直流电机

第十四章 直流电机基本知识

第一节 直流电机的工作原理、主要结构和额定值

第二节 直流电机的电枢绕组

第三节 直流电机的电枢反应

第四节 电枢绕组的感应电动势和电磁转矩

第五节 直流电机的换向

小结

习题

第十五章 直流发电机

第一节 直流发电机的基本方程

第二节 直流发电机的特性

第三节 并励直流发电机的自励

小结

习题

第十六章 直流电动机

第一节 直流电动机的基本方程

第二节 直流电动机的运行特性

第三节 直流电动机的机械特性

第四节 直流电动机的调速

第五节 电力拖动系统稳定运行条件

第六节 他励直流电动机的起动

第七节 他励直流电动机的制动

小结

习题

第十七章 特殊直流电机

第一节 直流伺服电动机

第二节 直流测速发电机

第三节 无刷直流电动机

第四节 永磁直流电动机

小结

习题

参考文献

为贯彻落实教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》的精神，加强教材建设，确保教材质量，中国电力教育协会组织制订了普通高等教育"十一五"教材规划。该规划强调适应不同层次、不同类型院校，满足学科发展和人才培养的需求，坚持专业基础课教材与教学急需的专业教材并重、新编与修订相结合。本书为新编教材。

本书针对电气工程相关专业，按80学时(含实验)左右授课量编写。在保留电机学教材的基本内容体系的基础上，对各章主体内容进行了精炼。本书侧重稳态运行分析，突出基本理论、基本分析方法的学习，兼顾电工技术实验和动手能力的培养，力求便于自学。本书编写的基本思路如下:

(1)面向电气工程类相关专业的本科生或工程技术人员，围绕对电机的控制、运行及其应用的实际需求，组织和编写;

(2)在"基础与精髓不漏"的前提下，合并和调整各章节内容，对一些涉及设计、制造及在学时较少的情况下较难理解的内容(如交、直流电机绕组、变压器瞬变过程和时一空相量分析等)进行了删减，适当削减了正文篇幅;

(3)适当精简了电机电磁理论的推导，结合原理，有对相关问题的分析、讨论及例题;

(4)重点介绍各类电机、变压器稳态运行的基本知识、基本分析方法和基本计算，各类电机、变压器的非正常运行，以介绍物理概念、现象及其影响为主，注重定性分析;

(5)书中介绍的特殊电机，作为电机基本知识的应用实例，以扩大读者视野，同时兼顾当前和今后的应用;

(6)精选例题和习题，尽可能具有典型性、工程性和实用性，以检验读者的课程学习效果，并提高分析实际问题的能力。

本书由翟庆志、李艳军、刘明丹和吴利斌老师主编。中国农业大学翟庆志老师编写了绪论及第七、九章，东北农业大学李艳军老师编写了绪论及第一、二章，黑龙江工程学院刘述强老师编写了第三、四章，山东农业大学郗忠梅老师编写了第五、六章，中国农业大学张筱慧老师编写了第八章，内蒙古农业大学吴利斌老师编写了第十、十一章，内蒙古农业大学洪宝棣老师编写了第十二、十三章，四川农业大学刘明丹老师编写了第十四~十七章。翟庆志老师负责全书统稿工作。

《普通高等教育"十一五"规划教材·电机学》可作为普通高等院校电气信息类相关专业的教学用书，也可作为高职高专教育、函授教育的教学用书，还可作为相关工程技术人员的参考用书。

第二节 电力变压器的基本结构

通常的电力变压器多为油浸式的，其主要结构部件包括铁心、绕组、油箱及其他附件。铁心和绕组是变压器完成能量转换的核心部分，称为变压器的器身。油浸式变压器的器身安放在充满变压器油的油箱内。下面分别对每种部件进行简要介绍。

一、铁心

铁心是变压器的磁路部分，包括铁心柱和铁轭。铁心柱上套装高、低压绕组，铁轭将铁心柱连接起来，使之形成闭合磁路。由于铁心的磁通为一交流磁通，为了减少涡流损耗，变压器铁心通常用厚度为0.35mm、表面涂绝缘漆的硅钢片叠压而成。叠装前，先按铁心的尺寸将硅钢片剪成几种规格的长方形冲片。为了减少铁心的磁阻，在叠装时相邻两层的冲片接缝要错开，图1-1所示为三相变压器铁心相邻两层冲片的排列方法。

冷轧硅钢片的磁性能高于热轧硅钢片，但它有较强的方向性，即只有在磁通沿着轧碾方向流通时才有较高的导磁系数和较小的铁损耗。因此，当铁心采用冷轧硅钢片时，必须采用斜接缝，相邻两层的接缝也错开，如图1-2所示。这时如仍按图1-1所示下料和叠装，则在磁路拐角处，由于磁通和轧碾方向成90，将引起磁阻增大、铁损耗增加。

《普通高等教育"十二五"规划教材:金属精密塑性加工工艺与设备》由王新云教授担任主编，编写分工为:第1章~第4章，由华中科技大学王新云、金俊松和海军工程大学胡会娥编写;第5章~第7章，由华中科技大学罗云华、王新云编写;第8章~第10章，由武汉科技大学胡盛德、海军工程大学胡会娥编写;第11章~第14章，由华中科技大学陈柏金、中冶南方工程技术公司吴有生和武汉科技大学胡盛德编写。

《普通高等教育电气工程与自动化(应用型)"十二五"规划教材:电器学》从教学实际出发，注重学生实践能力的培养，可作为高等院校电气工程及其自动化专业及相关专业本科生教材，也可供高职高专院校有关专业人员及从事高低压电器设计、制造、试验和运行方面的人员参考。

《"十二五"高等教育规划教材:测量学》充实了现代测绘新技术，如GPS、GIS、RS、数字测图等有关内容，以及新的测绘仪器和设备，如电子水准仪、电子经纬仪、全站仪等内容，使土木建筑类专业的学生不但能了解当前测绘科学技术发展的现状，更能结合专业的要求，拓宽视野，开阔思路，更好地应用测绘新技术为其专业服务。

在编写过程中，编者们在充实新技术的同时，在满足现阶段工程技术需要的前提下，结合工程实际，对陈旧的传统内容进行了删除、压缩、修改，力求简洁实用，充实了最小二乘法原理应用、道路平面大地坐标计算的内容。