電機及拖動基礎(第2版) 9787111102229 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍幸鳴 著

圖書標籤:

• 電機
• 拖動
• 電力拖動
• 電動機
• 基礎
• 電氣工程
• 工業自動化
• 第2版
• 高等教育
• 教材

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111102229

商品編碼：29670909697

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名:電機及拖動基礎(第2版)

定價：25.00元

售價：17.0元,便宜8.0元,摺扣68

作者:鬍幸鳴

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787111102229

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.341kg

編輯推薦

內容提要

　　本書主要敘述直流電機、變壓器、三相異步電動機的結構特點和工作原理，著重分析他勵直流電動機和三相異步電動機的機械特性及其起動、調速和製動的電力拖動原理及相關計算，並介紹三相異步電動機軟起動和斬波調速等新技術；簡要分析單相異步電動機、同步電動機和控製電機的結構、特點和工作原理；簡要介紹電動機容量選擇的基本知識和方法；對交直流串勵電動機、直綫電動機、微型同步電動機、盤式電動機、開關磁阻電動機、錐型異步電動機等實用或新穎的電動機也有所介紹，擴大瞭教材的信息量；為利於加深理解，各章都有經精心挑選的結閤實際和注重應用的例題，為便於復習提高，有關章節末有小結、章末附有思考題與習題。
　　本書降低瞭理論難度，突齣理論知識的應用和實踐能力的培養，適用於高職高專等同類院校的電氣自動化技術、生産過程自動化技術、機電一體化技術等電類專業。

目錄

第2版前言
版前言
主要符號錶
緒論
章 直流電機
　節 直流電機的基本工作原理與結構
　第二節 直流電機的磁場
　第三節 電磁轉矩和電樞電動勢
　第四節 直流電動機的運行原理
　第五節 直流電機的換嚮
　思考題與習題
第二章 直流電動機的電力拖動
　節 電力拖動係統的運動方程式
　第二節 生産機械的負載轉矩特性
　第三節 他勵直流電動機的機械特性
　第四節 他勵直流電動機的起動和反轉
　第五節 他勵直流電動機的製動
　第六節 他勵直流電動機的調速
　第七節 串勵和復勵直流電動機
　思考題與習題
第三章 變壓器
　節 變壓器的基本工作原理和結構
　第二節 單相變壓器的空載運行
　第三節 單相變壓器的負載運行
　第四節 變壓器參數的測定
　第五節 變壓器的運行特性
　第六節 三相變壓器
　第七節 其他用途的變壓器
　思考題與習題
第四章 三相異步電動機
　節 三相異步電動機的基本工作原理和結構
　第二節 三相異步電動機的定子繞組和感應電動勢
　第三節 三相異步電動機的空載運行
　第四節 三相異步電動機的負載運行
　第五節 三相異步電動機的功率及轉矩平衡方程式
　第六節 三相異步電動機的參數測定與工作特性
　思考題與習題
第五章 三相異步電動機的電力拖動
　節 三相異步電動機的電磁轉矩錶達式
　第二節 三相異步電動機的機械特性
　第三節 三相異步電動機的起動
　第四節 三相異步電動機的製動
　第五節 三相異步電動機的調速
　思考題與習題
第六章 其他用途的電動機
　節 單相異步電動機
　第二節 三相同步電動機
　第三節 其他電動機
　思考題與習題
第七章 控製電機
　節 概述
　第二節 伺服電動機
　第三節 測速發電機
　第四節 步進電動機
　第五節 自整角機和鏇轉變壓器簡介
　思考題與習題
第八章 電動機容量的選擇
　節 電動機容量選擇的基本知識
　第二節 電動機容量選擇的基本方法
　思考題與習題
附錄用“時鍾錶示法”確定三相變壓器的聯結組
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《現代電力拖動係統：原理、控製與應用》 內容簡介： 本書係統闡述瞭現代電力拖動係統的基本原理、關鍵技術、發展趨勢及廣泛應用。旨在為讀者提供一個全麵而深入的理論框架與實踐指導，幫助理解和掌握工業生産中電力拖動係統的設計、分析、控製和優化。內容涵蓋電機類型、拖動方式、調速技術、保護策略以及智能化發展等多個方麵，力求做到理論嚴謹、技術前沿、圖文並茂，並結閤大量工程實例，增強其學習的趣味性和實用性。 第一部分：電力拖動基礎理論 本部分將從最基礎的層麵齣發，為讀者構建電力拖動知識體係的基石。 第一章 電力拖動的基本概念與發展 1.1 什麼是電力拖動？ 詳細定義電力拖動係統，強調其作為能量轉換和傳遞的核心作用，在現代工業自動化中的地位。 闡述電力拖動係統的基本組成：電源、電動機、傳動裝置、被拖動機構（負載）以及控製保護裝置。 區分不同類型的電源（交流、直流）對拖動係統的影響。 1.2 電力拖動的任務與要求 深入剖析電力拖動係統需要承擔的主要任務，如啓動、停止、調速、製動、變嚮、定位等。 詳細列舉並解釋電力拖動係統需要滿足的關鍵技術要求，包括： 經濟性： 能源效率、運行成本、設備投資。 可靠性： 故障率、運行穩定性、壽命。 調速性能： 調速範圍、調速精度、動態響應速度。 操作性能： 啓動平穩性、製動特性、易操作性。 安全性： 過載保護、短路保護、漏電保護、操作安全。 環保性： 噪音、振動、電磁乾擾。 1.3 電力拖動的曆史沿革與發展趨勢 迴顧電力拖動技術從早期簡單應用到復雜自動化係統的演變過程。 重點分析電力電子技術、微處理器技術、通信技術、傳感器技術等對電力拖動發展的推動作用。 展望未來的發展方嚮，如： 智能化： 自學習、自適應、故障診斷與預測。 網絡化： 工業物聯網（IIoT）、雲計算、邊緣計算在拖動係統中的應用。 綠色化： 高效電機、節能控製策略、再生製動。 高可靠性與高精度： 伺服控製、精密定位。 集成化與模塊化： 緊湊型驅動器、即插即用技術。 第二章 電機在電力拖動中的作用 2.1 電動機的基本工作原理 詳細講解電磁感應原理、電磁力産生原理，以及這些原理如何驅動電動機鏇轉。 區分電動機的定子、轉子、繞組等關鍵部件的功能。 2.2 直流電動機 2.2.1 直流電動機的結構與分類 詳述永磁直流電動機、他勵直流電動機、並勵直流電動機、串勵直流電動機的結構特點、勵磁方式及工作原理。 分析不同繞組連接方式對電動機性能的影響。 2.2.2 直流電動機的機械特性 深入講解轉矩-轉速特性麯綫（T-n麯綫）的含義，分析不同勵磁方式下直流電動機的典型機械特性。 闡述空載特性、負載特性、硬特性、軟特性的概念及其工程意義。 解釋電樞反應、換嚮不良等實際運行中可能遇到的問題。 2.2.3 直流電動機的運行性能 分析啓動、製動、反接製動等過程的電流和轉矩變化。 介紹電樞電阻、電感對運行性能的影響。 2.3 交流電動機 2.3.1 交流電動機的分類 異步電動機（感應電動機）： 詳細介紹鼠籠式異步電動機和繞綫式異步電動機的結構、工作原理。 同步電動機： 介紹永磁同步電動機、他勵同步電動機、磁阻同步電動機的特點。 2.3.2 異步電動機的機械特性 詳述異步電動機的T-n麯綫，重點分析同步速、轉速、轉矩、轉差率等關鍵參數。 講解恒轉矩、恒功率、弱磁等調速模式下的特性變化。 分析起動轉矩、最大轉矩（同步轉矩）、堵轉轉矩的計算與影響因素。 2.3.3 同步電動機的機械特性 闡述同步電動機恒定的運行轉速。 分析其在負荷變化時的電磁轉矩和功率因數變化。 講解同步電動機的啓動方式（如輔機啓動、阻尼繞組啓動）。 2.3.4 特殊用途電機 簡要介紹伺服電機、步進電機、直流無刷電機等在特定應用中的特點和優勢。 第三章 傳動裝置與負載特性 3.1 傳動裝置的作用與分類 講解傳動裝置在電機與被拖動機構之間傳遞動力、改變轉速和轉矩、實現運動變換的功能。 詳細介紹常見的傳動裝置類型： 齒輪傳動： 齒輪減速機（直齒、斜齒、蝸輪蝸杆）、行星齒輪減速機。 帶傳動： V帶、平帶、同步帶。 鏈傳動。 液壓傳動與氣壓傳動： 簡述其原理與應用場景。 摩擦傳動。 3.2 負載特性的分析 3.2.1 什麼是負載特性？ 定義負載特性為被拖動機構對電動機提齣的轉矩（或功率）與轉速的關係。 強調負載特性是選擇電動機和設計拖動係統的關鍵依據。 3.2.2 常見的負載特性類型 恒轉矩負載： 如輸送帶、捲揚機、起重機。 恒功率負載： 如車床（在一定轉速範圍內）、軋鋼機。 風機、水泵負載： 轉矩與轉速的平方（或立方）成正比（T~n^2, P~n^3）。 彈性負載： 包含傳動鏈的彈性，産生往復運動或振蕩。 加減速特性： 分析負載在啓動、停止、變速過程中的轉矩變化，包括慣性力矩、摩擦力矩、工作力矩等。 3.2.3 負載的慣性與等效轉動慣量 詳細講解轉動慣量的概念及其對拖動係統動態性能的影響。 介紹如何計算整個傳動係統的等效轉動慣量，特彆是在通過減速器傳遞時。 闡述大慣性負載對啓動、製動的影響，以及如何采取措施（如選用閤適的電機、調速控製）。 第二部分：現代電力拖動控製技術 本部分將深入探討實現電力拖動係統精確、高效、靈活控製的關鍵技術。 第四章 電動機的調速技術 4.1 直流電動機的調速方法 4.1.1 改變電樞電壓調速 講解通過改變外加於電樞繞組的電壓來控製電動機轉速的原理。 分析其機械特性變化（軟特性），討論調速範圍、效率等。 介紹調壓方法，如串電阻調壓（效率低）、電樞斬波調壓（效率高）。 4.1.2 改變勵磁電流調速 闡述通過改變勵磁電流來控製電動機轉速的原理（弱磁調速）。 分析其機械特性變化（更軟），討論調速範圍、效率，以及潛在的磁飽和問題。 介紹調磁方法，如串聯電阻、改變勵磁電壓。 4.1.3 組閤調速方法 講解串勵直流電動機勵磁與電樞串聯電阻調速相結閤的優點。 4.2 交流異步電動機的調速方法 4.2.1 改變極對數調速 講解異步電動機轉速與極對數的關係（n_s = 60f/p）。 分析多極式繞組異步電動機的優點（階梯式調速）和缺點（調速級差大、效率低）。 4.2.2 改變定子電壓調速 介紹通過改變施加到定子繞組的電壓來影響電動機轉矩和轉速的原理。 分析其機械特性變化，說明此方法主要用於恒轉矩負載，且調速範圍有限。 討論“轉矩降”問題。 4.2.3 改變轉子電阻調速（繞綫式異步電動機） 詳細闡述通過嚮轉子迴路串聯電阻來改變轉速的原理。 分析其機械特性變化（更軟），優點是啓動性能好，缺點是調速範圍有限，且串入電阻損耗大，效率低。 4.2.4 變頻調速（VVVF - Variable Voltage Variable Frequency） 原理： 詳細講解異步電動機轉速與電源頻率成正比（n_s = 60f/p）的原理，以及變頻器如何産生可變電壓、可變頻率的電源。 矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）： 深入闡述矢量控製的核心思想，將定子電流分解為轉矩分量和磁鏈分量，實現對轉矩的獨立精確控製，從而達到類似直流調速的效果。 直接轉矩控製（Direct Torque Control, DTC）： 介紹DTC的原理，通過直接控製電動機的磁鏈和轉矩，無需進行復雜的坐標變換，具有響應快、動態性能好的優點。 變頻調速的優勢： 寬調速範圍、高效率、優良的動態響應、平滑啓停、製動能力強、節能效果顯著。 變頻器類型： 簡要介紹電壓型和電流型逆變器。 4.3 同步電動機的調速方法 4.3.1 變頻調速 同步電動機轉速與電源頻率嚴格成比例，因此變頻調速是其主要的調速方式。 詳細介紹同步電動機變頻調速的原理，以及與異步電動機變頻調速的區彆（如需要保持恒定的勵磁）。 講解同步變頻器的控製策略，如V/f控製、閉環矢量控製。 4.3.2 改變勵磁方式 簡述改變勵磁電流對同步電動機轉矩和功率因數的影響。 4.4 伺服係統與步進電機控製 4.4.1 伺服電機控製 介紹伺服係統的基本構成：伺服電機（通常為直流無刷電機或交流同步電機）、伺服驅動器、編碼器（反饋）。 闡述閉環控製原理：通過編碼器實時檢測電機的位置、速度，伺服驅動器根據指令和反饋信號，利用PID等控製算法，精確控製電機的運動。 重點介紹伺服係統的優勢：高精度、快速響應、高動態性能、穩定運行。 講解伺服應用場景：機器人、數控機床、自動化生産綫。 4.4.2 步進電機控製 介紹步進電機的原理：將電脈衝信號轉換為鏇轉角度。 講解步進電機的驅動方式（全步、半步、微步），以及不同驅動方式對精度和平穩性的影響。 分析步進電機的優點（開環定位精度高、結構簡單）和缺點（容易失步、低速時力矩不足、效率低）。 講解步進電機的應用場景：打印機、掃描儀、小型自動化設備。 第五章 電動機的保護與製動 5.1 電動機的過載保護 5.1.1 過載對電動機的危害 詳細解釋過載導緻電流增大，引起繞組溫升，絕緣老化，甚至燒毀。 分析過載對機械部件的應力影響。 5.1.2 過載保護裝置 熱繼電器： 講解其工作原理，利用雙金屬片受熱彎麯實現觸點斷開。 電子式過載保護器： 介紹其更精確、功能更全麵的特點，如可調電流、延時設置。 斷路器： 講解其兼具過載和短路保護功能。 變頻器的過載保護功能： 介紹變頻器內置的過載保護機製，以及其參數設置。 5.2 電動機的短路保護 5.2.1 短路對電動機的危害 闡述短路時瞬間産生的巨大電流及其對繞組、電源、綫路的破壞性。 5.2.2 短路保護裝置 熔斷器： 介紹其工作原理，利用熔體在短路電流下熔斷實現保護。 斷路器（電磁脫扣器）： 講解其快速斷開短路電流的能力。 變頻器的短路保護功能： 闡述變頻器如何監測並切斷短路電流。 5.3 電動機的其他保護 缺相保護、過壓/欠壓保護、相序保護、堵轉保護、堵轉保護、過溫保護 等。 講解不同保護功能的必要性及其實現方式。 5.4 電動機的製動方式 5.4.1 正常運行中的製動（減速停車） 再生製動： 詳細解釋電動機作為發電機工作，將能量迴饋給電源的原理。分析其適用條件和優點。 能耗製動（直流製動/電阻製動）： 講解將電動機繞組短接或串聯電阻，將動能轉化為熱能消耗的原理。 5.4.2 緊急製動 反接製動： 介紹通過改變電動機的相序或極性，使其産生反嚮轉矩以快速停車的原理。分析其對電動機和機械的衝擊。 電磁製動器（電磁刹車）： 詳細介紹電磁製動器的結構、工作原理（通電吸閤，斷電彈簧製動），及其在起重、升降設備中的廣泛應用。 機械製動器。 5.4.3 保持製動（停車定位） 講解製動器在電機停止後仍能保持負載位置的功能，防止負載下滑。 第三部分：電力拖動係統的應用與發展 本部分將結閤工程實踐，展示電力拖動係統的應用實例，並探討其前沿發展。 第六章 工業領域電力拖動係統的應用實例 6.1 機床電氣傳動 分析主軸驅動、進給驅動的特點與控製要求。 講解數控機床中伺服電機和變頻調速的應用。 6.2 起重運輸設備 介紹起重機、捲揚機、輸送帶等設備的電氣傳動方案。 重點分析其對製動、調速、安全保護的要求。 6.3 冶金設備 講解軋鋼機、矯直機等設備的電氣傳動特點，如大功率、高可靠性、精確控製。 討論其變頻調速與伺服控製的應用。 6.4 紡織與輕工機械 分析織布機、印染機、包裝機等設備的電氣傳動需求。 介紹其對高精度、高效率、低噪音的要求。 6.5 建築與礦山機械 講解混凝土攪拌機、挖掘機、礦井提升機等設備的電氣傳動方案。 討論其對高轉矩、高可靠性、惡劣環境適應性的要求。 6.6 環保設備 介紹風機、水泵、汙水處理設備等電氣傳動應用。 強調節能和環保的要求。 第七章 智能化與自動化電力拖動 7.1 運動控製器與PLC在拖動中的應用 講解運動控製器在多軸聯動、精密定位控製中的核心作用。 闡述PLC（可編程邏輯控製器）在邏輯控製、順序控製、狀態監控中的應用，以及其與驅動器的聯動。 7.2 工業通信技術（現場總綫與工業以太網） 介紹CANopen, Profibus, EtherCAT, Profinet等工業現場總綫技術。 講解這些通信技術如何實現驅動器與PLC、上位機之間的高效、實時通信，構建分布式控製係統。 7.3 故障診斷與預測性維護 闡述如何通過監測電機運行參數（電流、電壓、溫度、振動等）來診斷故障。 介紹利用大數據分析和機器學習實現故障預測，提前預警，減少非計劃停機。 7.4 能源管理與節能優化 講解如何通過優化拖動策略、采用高效驅動技術、實現能量迴饋等方式降低能耗。 分析智能電網與電力拖動係統的集成。 附錄 常用電工術語解釋 電機選型指南示例 常用電力拖動控製電路圖 本書內容力求全麵、深入，兼顧理論深度與工程實用性，適閤高等院校相關專業學生、工程技術人員以及對電力拖動技術感興趣的廣大讀者。通過學習本書，讀者將能係統掌握電力拖動係統的核心知識，勝任相關領域的設計、應用與維護工作。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書內容的深度和廣度感到非常滿意，它並非僅僅停留在概念的羅列上，而是真正深入到瞭電機和拖動係統的核心物理機製。作者在闡述電磁理論基礎時，邏輯鏈條極其清晰，從最基礎的定律齣發，逐步構建起復雜的電機工作原理模型，每一步推導都顯得水到渠成，毫無跳躍感。特彆是對不同類型電機（比如異步機、同步機）的特性分析，講解得細緻入微，成功地將理論分析與實際運行工況聯係起來，讓人明白為什麼在不同負載條件下需要采取不同的控製策略。書中對拖動係統的動態特性分析部分，引入瞭先進的控製理論視角，使得整個係統不再是孤立的機械或電氣部分，而是形成瞭一個有機的整體。這種係統性的、跨學科的論述方式，極大地拓寬瞭我的理解邊界，讓我不再是孤立地看待“電機”或“拖動”，而是將其置於一個完整的工程應用場景中去思考問題，收獲頗豐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的例題和習題設置簡直是教科書級彆的典範。它們不是那種為瞭湊數而堆砌的簡單計算題，而是真正具有代錶性和挑戰性的工程實例。每一章節後麵的習題都緊密圍繞該章節的核心概念和難點進行設計，覆蓋瞭從基礎理論驗證到復雜係統參數計算的各個層麵。我尤其欣賞的是，部分習題的解答過程非常詳盡，不僅給齣瞭最終數值答案，還詳細剖析瞭每一步的物理意義和計算依據，這對於自學者來說簡直是雪中送炭。通過親手演算這些習題，我發現自己對於那些書本上看似已經理解瞭的公式和原理，有瞭更深層次的肌肉記憶和直覺判斷力。有時候，一道解題思路清晰的習題，勝過讀十頁理論闡述，這本書的習題設計完全體現瞭“實踐齣真知”的教學理念，是檢驗學習成果和鞏固知識的最佳途徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量實在讓人眼前一亮，拿到手裏就能感受到那種沉甸甸的質感，紙張的厚度和光澤度都拿捏得恰到好處，閱讀體驗極佳。封麵設計簡潔又不失專業感，配色沉穩大氣，很符閤教材本身的調性。排版布局也做得非常用心，字體大小適中，行距閤理，長時間閱讀下來眼睛不容易感到疲勞。更值得稱贊的是，書中的插圖和圖錶清晰度極高，無論是復雜的電路圖還是機械結構示意圖，細節都描繪得淋灕盡緻，這對於理解抽象的原理概念起到瞭關鍵性的輔助作用。而且，書中的注釋和符號規範都執行得非常到位，顯示齣編者在細節處理上的嚴謹態度。這種用心做書的態度，真的能提升學習的積極性，讓人願意沉下心來去鑽研那些原本可能枯燥的理論知識。總的來說，從物理呈現上來說，這本書的製作水平已經達到瞭業內頂尖水準，作為案頭必備的參考資料，它的實用價值和收藏價值都非常高，讓人願意反復翻閱和學習。

評分☆☆☆☆☆

這本書在引入現代技術和工程實踐方麵的視角非常前沿和獨到。它沒有沉溺於過時的技術細節，而是清晰地指齣瞭當前電力驅動技術的發展趨勢，例如永磁同步電機在高性能驅動中的應用，以及變頻調速技術如何革新瞭傳統的機械傳動方式。作者在描述這些前沿技術時，並沒有使用過於晦澀難懂的術語，而是用一種非常務實的工程語言進行介紹，確保即便是初學者也能理解其技術背景和應用價值。特彆是關於電機保護和故障診斷的部分，結閤瞭現代傳感器技術和智能控製的概念，提供瞭非常實用的工程思維框架。這種將“基礎”與“前沿”完美結閤的編寫策略，使得這本書不僅是學習經典理論的基石，更是把握未來技術動嚮的指南針，確保我們所學的知識體係不會脫離工業實際的需求。

評分☆☆☆☆☆

作為一本經過“第2版”修訂的教材，它在內容的時效性和係統性上展現瞭極高的成熟度。我注意到相比於一些老舊的教材，這本書對一些曆史遺留的知識點做瞭精簡和優化，將更多篇幅分配給瞭更具現實意義的現代電機控製和驅動技術。編者在修訂過程中顯然吸取瞭大量教學反饋和工程實踐的最新成果，使得整體內容的知識密度和實用性得到瞭顯著提升。這種精益求精的態度，讓這本書不僅僅是一本簡單的知識集閤，更像是一份經過時間沉澱和不斷打磨的、麵嚮現代工程師的專業工具書。它成功地平衡瞭理論的深度與工程應用的廣度，無論你是大學本科生進行係統學習，還是已經在職的工程師需要快速查閱和復習關鍵知識點，這本書都能提供穩定、可靠且與時俱進的支持，絕對是一次物有所值的投入。