电气传动的原理和实践 第2版

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本书是作者根据多年科研开发、设计、调试、维护的经验，结合目前国外电气传动新技术、新教材的发展趋势而编写的电气传动类的参考书，强调简明性和实践性。从内容到编排，都以体现实际应用和解决实际问题为目的，使读者能够直接利用理论知识解决实际工作遇到的问题。

前言 第1章 电气传动的基本概念 11.1 电气传动的任务和发展趋势 11.2 电气传动技术对现代社会发展的作用 61.3 电气传动系统的构成 71.4 电气传动的分类 10小知识 转速和角速度 14自检思考题 15第2章 电气传动的力学原理 172.1 电动机的机械特性和负载的机械特性 172.2 电动工况和发电工况 212.3 电气传动的运动方程 222.4 机械环节的折算关系 26小知识 圆柱体转动惯量的计算公式 31自检思考题 32第3章 交流电动机电气传动系统 343.1 交流电动机的调速方法 343.2 异步电动机的电气传动 363.2.1 异步电动机的工作原理 363.2.2 异步电动机的机械特性 393.2.3 绕线转子异步电动机的起动 453.2.4 笼型异步电动机的基本特性 493.2.5 异步电动机在电动工况时的能流图 523.2.6 异步电动机的定子调压调速和减压起动 533.2.7 异步电动机的制动 553.2.8 异步电动机的变极调速 603.3 同步电动机的电气传动 623.3.1 同步电动机的工作原理 623.3.2 同步电动机的运行工况 653.3.3 同步电动机的励磁电流调节 683.4 单相异步电动机 72小知识 频敏变阻器 73自检思考题 74第4章 电气传动调速的性能指标 754.1 基本概念 754.2 调速性能指标 77小知识 从属控制系统 81自检思考题 81第5章 直流电动机电气传动系统 835.1 他励直流电动机的机械特性 835.2 直流电动机的制动 895.3 晶闸管-直流电动机调速系统 925.3.1晶闸管-直流电动机调速系统的基本数据 925.3.2晶闸管-直流电动机调速系统的逆变工况 955.3.3 整流器的内阻和重叠角 985.3.4 电流断续对机械特性的影响 1005.3.5 晶闸管整流器的高次谐波和功率因数1015.3.6 电抗器和整流变压器的选择 1025.4 串励直流电动机 1045.5 直流电动机的脉宽调制调速 109小知识 串联谐振和并联谐振 113自检思考题 115第6章 交流电动机的调速系统 116Z 目录 Ⅶ 6.1 异步电动机的调速方式1166.2 异步电动机变频调速的基本原理 1176.3 交-交变频器-交流电动机变频调速1236.3.1 交-交变频器 1236.3.2 交-交变频器-异步电动机电气传动1296.3.3 交-交变频器-同步电动机电气传动1306.4交-直-交晶体管变频器—异步电动机变频调速 1356.5交-直-交晶闸管变频器—异步电动机变频调速 1446.6绕线转子异步电动机的串级调速和双馈调速 1486.6.1 串级调速 1486.6.2 双馈调速 1536.7 无换向器电动机 1566.7.1 永磁式交流无换向器电动机 1576.7.2 晶闸管交流无换向器电动机 160小知识 用复变函数描述交流电 161自检思考题 162第7章 磁阻电动机、步进电动机和直线电动机1647.1 开关磁阻电动机 1647.2 步进电动机 1667.3 直线电动机 169小知识 磁路的欧姆定律 172自检思考题 173第8章 电气传动系统的过渡过程 1748.1 基本概念 1748.2 电气传动系统过渡过程分析 1788.3 直流电气传动系统的过渡过程 181小知识 求解一阶电路过渡过程的三要素法189自检思考题 189第9章 电气传动的能量特性 1919.1 电气传动的能量指标 1919.2 过渡过程的能量损失 1949.3 电动机的发热和冷却 1969.4 电气传动的节能措施 199小知识 其他几种电动机工作制 202自检思考题 203第10章 电气传动系统所用的元器件 20410.1 常规电器元件 20410.2 功率半导体器件 21010.2.1 功率二极管 21010.2.2 晶闸管（SCR） 21110.2.3 门极关断晶闸管（GTO） 21210.2.4 集成门极换流晶闸管（IGCT） 21210.2.5 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）21310.2.6 电子注入增强栅晶体管（IEGT）21510.3 逻辑元件和无触点开关 21610.3.1 无触点逻辑电路 21610.3.2 无触点开关和软起动器 21710.4 传感器 21910.5 调节器 22310.6 用于电气传动控制的微处理器 22810.7 电器柜 232小知识 格雷码 235自检思考题 236第11章 电气传动控制系统的设计 23711.1 电气传动的主要控制方式 23711.2 非调速电气传动系统的控制 23811.3 构建调速电气传动控制系统的原则 24311.4 闭环控制系统的分类 24411.5 直流调速闭环控制系统 24711.6 双闭环直流调速控制系统的设计 25011.7 电动机的保护 257小知识 电流环的复合控制 259自检思考题 261第12章 生产工艺和电气传动设计 26312.1 生产机械对于电气传动的一般要求 26312.2 电气传动的设计顺序 26412.3 负载图和速度图 26512.4 选择电气传动形式和功率计算 26812.5 电气传动的成套装置 275小知识 电气传动的串行通信方式 276自检思考题 277参考文献 278

前 言 刚刚走出校门，走向工作岗位的广大青年学生们迫切需要实用性强的电 气传动方面的参考书。为了适应实际工作的需要，积编者多年科研开发、设计、调试、维护的经验，结合目前国外电气传动的发展趋势，撰写此书。 电气传动是一门传统的技术学科，原本属于电机学范畴，随着技术发展，社会进步，现已成为一门独立的学科，重点是研究如何有效地使用各类电动机，使其在能量转换和运动控制这两方面达到理想的效果。 在课堂上学到的知识，偏重于分析推导，建立知识体系。在生产实践中的技术人员要把学到的知识简单化，实用化，把深奥的理论知识变成牢记在 心的应知应会的常识。例如三相交流电动机旋转磁场，在教材中讲述了旋转 磁场的形成原理。而在实际应用中，只需要记住三相交流电通入三相绕组即 可产生旋转磁场。 电气传动是一门理论性和实践性都很强的学科，理论和实践相结合是成才的必由之路。毋庸置疑，受诸多条件所限，课堂所学相对而言重考试、轻实践，学生的创造性匮乏，动手能力不强。刚刚走出校门的学生风华正茂， 求知欲望强烈，要趁此时机通过实践多多学习。常说“抱书啃一年，不如现场呆三天”，这个说法或许有失偏颇，但是在现场经常会遇到莫名其妙的问题，只有具备扎实的技术功底，才能解决这些问题。练就扎实功底确实离不开书本，解决的问题的原理书中定有论述，只不过我们往往没有把原理和实 践联系起来而已。 互联网技术缩短了人与人之间的距离，有效地利用互联网也是学习电气传动技术的捷径。在网站可以下载资料，在技术论坛可以相互交流。在电气 传动和自动化技术的相关论坛上，很多文章和讨论都凝集了众人工作中的酸 甜苦辣、得失成败，经常参与论坛的互动和交流，无疑会加快我们技术进步的步伐。 多数人的实践经验表明，老祖宗留下的“口诀”记忆是个好办法，要善 于把复杂的理论和技术，总结成为朗朗上口的口诀，也会使学习的效果事半功倍。本书的个特点是简明性，对学过的知识进行归纳总结，删繁就简，不做繁琐的公式推导，只是指出该公式和图表的使用条件和方法，使读者能够在实际工作中受益。联系学过的知识，直接利用这些理论知识解决实际问题。本书还介绍了一些目前教材中缺少的内容。 本书的第二个特点是实践性，从内容到编排都是体现以实际应用和解决实际问题为目的。本书尝试引导刚刚走出校门的学生，在工作实践中如何主动地运用所学过的理论知识解决实际问题。本书提供了一些计算例题，读者 仿照本书提供的例题，可以解决实际工作中遇到的问题。 使读者能够在实际工作中处理疑难问题时有所借鉴，这就是我的一点心愿。 本书由秦晓平主编，秦川、兰树蒙、林筠、吴雨杭为本书的编写付出了辛勤工作和巨大努力。