电机及拖动基础(第2版) 9787111102229 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡幸鸣 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111102229

商品编码：29670909697

包装：平装

出版时间：2012-01-01

基本信息

书名:电机及拖动基础(第2版)

定价：25.00元

售价：17.0元,便宜8.0元,折扣68

作者:胡幸鸣

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-01-01

ISBN：9787111102229

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

内容提要

　　本书主要叙述直流电机、变压器、三相异步电动机的结构特点和工作原理，着重分析他励直流电动机和三相异步电动机的机械特性及其起动、调速和制动的电力拖动原理及相关计算，并介绍三相异步电动机软起动和斩波调速等新技术；简要分析单相异步电动机、同步电动机和控制电机的结构、特点和工作原理；简要介绍电动机容量选择的基本知识和方法；对交直流串励电动机、直线电动机、微型同步电动机、盘式电动机、开关磁阻电动机、锥型异步电动机等实用或新颖的电动机也有所介绍，扩大了教材的信息量；为利于加深理解，各章都有经精心挑选的结合实际和注重应用的例题，为便于复习提高，有关章节末有小结、章末附有思考题与习题。
　　本书降低了理论难度，突出理论知识的应用和实践能力的培养，适用于高职高专等同类院校的电气自动化技术、生产过程自动化技术、机电一体化技术等电类专业。

目录

第2版前言
版前言
主要符号表
绪论
章 直流电机
　节 直流电机的基本工作原理与结构
　第二节 直流电机的磁场
　第三节 电磁转矩和电枢电动势
　第四节 直流电动机的运行原理
　第五节 直流电机的换向
　思考题与习题
第二章 直流电动机的电力拖动
　节 电力拖动系统的运动方程式
　第二节 生产机械的负载转矩特性
　第三节 他励直流电动机的机械特性
　第四节 他励直流电动机的起动和反转
　第五节 他励直流电动机的制动
　第六节 他励直流电动机的调速
　第七节 串励和复励直流电动机
　思考题与习题
第三章 变压器
　节 变压器的基本工作原理和结构
　第二节 单相变压器的空载运行
　第三节 单相变压器的负载运行
　第四节 变压器参数的测定
　第五节 变压器的运行特性
　第六节 三相变压器
　第七节 其他用途的变压器
　思考题与习题
第四章 三相异步电动机
　节 三相异步电动机的基本工作原理和结构
　第二节 三相异步电动机的定子绕组和感应电动势
　第三节 三相异步电动机的空载运行
　第四节 三相异步电动机的负载运行
　第五节 三相异步电动机的功率及转矩平衡方程式
　第六节 三相异步电动机的参数测定与工作特性
　思考题与习题
第五章 三相异步电动机的电力拖动
　节 三相异步电动机的电磁转矩表达式
　第二节 三相异步电动机的机械特性
　第三节 三相异步电动机的起动
　第四节 三相异步电动机的制动
　第五节 三相异步电动机的调速
　思考题与习题
第六章 其他用途的电动机
　节 单相异步电动机
　第二节 三相同步电动机
　第三节 其他电动机
　思考题与习题
第七章 控制电机
　节 概述
　第二节 伺服电动机
　第三节 测速发电机
　第四节 步进电动机
　第五节 自整角机和旋转变压器简介
　思考题与习题
第八章 电动机容量的选择
　节 电动机容量选择的基本知识
　第二节 电动机容量选择的基本方法
　思考题与习题
附录用“时钟表示法”确定三相变压器的联结组
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代电力拖动系统：原理、控制与应用》 内容简介： 本书系统阐述了现代电力拖动系统的基本原理、关键技术、发展趋势及广泛应用。旨在为读者提供一个全面而深入的理论框架与实践指导，帮助理解和掌握工业生产中电力拖动系统的设计、分析、控制和优化。内容涵盖电机类型、拖动方式、调速技术、保护策略以及智能化发展等多个方面，力求做到理论严谨、技术前沿、图文并茂，并结合大量工程实例，增强其学习的趣味性和实用性。 第一部分：电力拖动基础理论 本部分将从最基础的层面出发，为读者构建电力拖动知识体系的基石。 第一章 电力拖动的基本概念与发展 1.1 什么是电力拖动？ 详细定义电力拖动系统，强调其作为能量转换和传递的核心作用，在现代工业自动化中的地位。 阐述电力拖动系统的基本组成：电源、电动机、传动装置、被拖动机构（负载）以及控制保护装置。 区分不同类型的电源（交流、直流）对拖动系统的影响。 1.2 电力拖动的任务与要求 深入剖析电力拖动系统需要承担的主要任务，如启动、停止、调速、制动、变向、定位等。 详细列举并解释电力拖动系统需要满足的关键技术要求，包括： 经济性： 能源效率、运行成本、设备投资。 可靠性： 故障率、运行稳定性、寿命。 调速性能： 调速范围、调速精度、动态响应速度。 操作性能： 启动平稳性、制动特性、易操作性。 安全性： 过载保护、短路保护、漏电保护、操作安全。 环保性： 噪音、振动、电磁干扰。 1.3 电力拖动的历史沿革与发展趋势 回顾电力拖动技术从早期简单应用到复杂自动化系统的演变过程。 重点分析电力电子技术、微处理器技术、通信技术、传感器技术等对电力拖动发展的推动作用。 展望未来的发展方向，如： 智能化： 自学习、自适应、故障诊断与预测。 网络化： 工业物联网（IIoT）、云计算、边缘计算在拖动系统中的应用。 绿色化： 高效电机、节能控制策略、再生制动。 高可靠性与高精度： 伺服控制、精密定位。 集成化与模块化： 紧凑型驱动器、即插即用技术。 第二章 电机在电力拖动中的作用 2.1 电动机的基本工作原理 详细讲解电磁感应原理、电磁力产生原理，以及这些原理如何驱动电动机旋转。 区分电动机的定子、转子、绕组等关键部件的功能。 2.2 直流电动机 2.2.1 直流电动机的结构与分类 详述永磁直流电动机、他励直流电动机、并励直流电动机、串励直流电动机的结构特点、励磁方式及工作原理。 分析不同绕组连接方式对电动机性能的影响。 2.2.2 直流电动机的机械特性 深入讲解转矩-转速特性曲线（T-n曲线）的含义，分析不同励磁方式下直流电动机的典型机械特性。 阐述空载特性、负载特性、硬特性、软特性的概念及其工程意义。 解释电枢反应、换向不良等实际运行中可能遇到的问题。 2.2.3 直流电动机的运行性能 分析启动、制动、反接制动等过程的电流和转矩变化。 介绍电枢电阻、电感对运行性能的影响。 2.3 交流电动机 2.3.1 交流电动机的分类 异步电动机（感应电动机）： 详细介绍鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机的结构、工作原理。 同步电动机： 介绍永磁同步电动机、他励同步电动机、磁阻同步电动机的特点。 2.3.2 异步电动机的机械特性 详述异步电动机的T-n曲线，重点分析同步速、转速、转矩、转差率等关键参数。 讲解恒转矩、恒功率、弱磁等调速模式下的特性变化。 分析起动转矩、最大转矩（同步转矩）、堵转转矩的计算与影响因素。 2.3.3 同步电动机的机械特性 阐述同步电动机恒定的运行转速。 分析其在负荷变化时的电磁转矩和功率因数变化。 讲解同步电动机的启动方式（如辅机启动、阻尼绕组启动）。 2.3.4 特殊用途电机 简要介绍伺服电机、步进电机、直流无刷电机等在特定应用中的特点和优势。 第三章 传动装置与负载特性 3.1 传动装置的作用与分类 讲解传动装置在电机与被拖动机构之间传递动力、改变转速和转矩、实现运动变换的功能。 详细介绍常见的传动装置类型： 齿轮传动： 齿轮减速机（直齿、斜齿、蜗轮蜗杆）、行星齿轮减速机。 带传动： V带、平带、同步带。 链传动。 液压传动与气压传动： 简述其原理与应用场景。 摩擦传动。 3.2 负载特性的分析 3.2.1 什么是负载特性？ 定义负载特性为被拖动机构对电动机提出的转矩（或功率）与转速的关系。 强调负载特性是选择电动机和设计拖动系统的关键依据。 3.2.2 常见的负载特性类型 恒转矩负载： 如输送带、卷扬机、起重机。 恒功率负载： 如车床（在一定转速范围内）、轧钢机。 风机、水泵负载： 转矩与转速的平方（或立方）成正比（T~n^2, P~n^3）。 弹性负载： 包含传动链的弹性，产生往复运动或振荡。 加减速特性： 分析负载在启动、停止、变速过程中的转矩变化，包括惯性力矩、摩擦力矩、工作力矩等。 3.2.3 负载的惯性与等效转动惯量 详细讲解转动惯量的概念及其对拖动系统动态性能的影响。 介绍如何计算整个传动系统的等效转动惯量，特别是在通过减速器传递时。 阐述大惯性负载对启动、制动的影响，以及如何采取措施（如选用合适的电机、调速控制）。 第二部分：现代电力拖动控制技术 本部分将深入探讨实现电力拖动系统精确、高效、灵活控制的关键技术。 第四章 电动机的调速技术 4.1 直流电动机的调速方法 4.1.1 改变电枢电压调速 讲解通过改变外加于电枢绕组的电压来控制电动机转速的原理。 分析其机械特性变化（软特性），讨论调速范围、效率等。 介绍调压方法，如串电阻调压（效率低）、电枢斩波调压（效率高）。 4.1.2 改变励磁电流调速 阐述通过改变励磁电流来控制电动机转速的原理（弱磁调速）。 分析其机械特性变化（更软），讨论调速范围、效率，以及潜在的磁饱和问题。 介绍调磁方法，如串联电阻、改变励磁电压。 4.1.3 组合调速方法 讲解串励直流电动机励磁与电枢串联电阻调速相结合的优点。 4.2 交流异步电动机的调速方法 4.2.1 改变极对数调速 讲解异步电动机转速与极对数的关系（n_s = 60f/p）。 分析多极式绕组异步电动机的优点（阶梯式调速）和缺点（调速级差大、效率低）。 4.2.2 改变定子电压调速 介绍通过改变施加到定子绕组的电压来影响电动机转矩和转速的原理。 分析其机械特性变化，说明此方法主要用于恒转矩负载，且调速范围有限。 讨论“转矩降”问题。 4.2.3 改变转子电阻调速（绕线式异步电动机） 详细阐述通过向转子回路串联电阻来改变转速的原理。 分析其机械特性变化（更软），优点是启动性能好，缺点是调速范围有限，且串入电阻损耗大，效率低。 4.2.4 变频调速（VVVF - Variable Voltage Variable Frequency） 原理： 详细讲解异步电动机转速与电源频率成正比（n_s = 60f/p）的原理，以及变频器如何产生可变电压、可变频率的电源。 矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）： 深入阐述矢量控制的核心思想，将定子电流分解为转矩分量和磁链分量，实现对转矩的独立精确控制，从而达到类似直流调速的效果。 直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）： 介绍DTC的原理，通过直接控制电动机的磁链和转矩，无需进行复杂的坐标变换，具有响应快、动态性能好的优点。 变频调速的优势： 宽调速范围、高效率、优良的动态响应、平滑启停、制动能力强、节能效果显著。 变频器类型： 简要介绍电压型和电流型逆变器。 4.3 同步电动机的调速方法 4.3.1 变频调速 同步电动机转速与电源频率严格成比例，因此变频调速是其主要的调速方式。 详细介绍同步电动机变频调速的原理，以及与异步电动机变频调速的区别（如需要保持恒定的励磁）。 讲解同步变频器的控制策略，如V/f控制、闭环矢量控制。 4.3.2 改变励磁方式 简述改变励磁电流对同步电动机转矩和功率因数的影响。 4.4 伺服系统与步进电机控制 4.4.1 伺服电机控制 介绍伺服系统的基本构成：伺服电机（通常为直流无刷电机或交流同步电机）、伺服驱动器、编码器（反馈）。 阐述闭环控制原理：通过编码器实时检测电机的位置、速度，伺服驱动器根据指令和反馈信号，利用PID等控制算法，精确控制电机的运动。 重点介绍伺服系统的优势：高精度、快速响应、高动态性能、稳定运行。 讲解伺服应用场景：机器人、数控机床、自动化生产线。 4.4.2 步进电机控制 介绍步进电机的原理：将电脉冲信号转换为旋转角度。 讲解步进电机的驱动方式（全步、半步、微步），以及不同驱动方式对精度和平稳性的影响。 分析步进电机的优点（开环定位精度高、结构简单）和缺点（容易失步、低速时力矩不足、效率低）。 讲解步进电机的应用场景：打印机、扫描仪、小型自动化设备。 第五章 电动机的保护与制动 5.1 电动机的过载保护 5.1.1 过载对电动机的危害 详细解释过载导致电流增大，引起绕组温升，绝缘老化，甚至烧毁。 分析过载对机械部件的应力影响。 5.1.2 过载保护装置 热继电器： 讲解其工作原理，利用双金属片受热弯曲实现触点断开。 电子式过载保护器： 介绍其更精确、功能更全面的特点，如可调电流、延时设置。 断路器： 讲解其兼具过载和短路保护功能。 变频器的过载保护功能： 介绍变频器内置的过载保护机制，以及其参数设置。 5.2 电动机的短路保护 5.2.1 短路对电动机的危害 阐述短路时瞬间产生的巨大电流及其对绕组、电源、线路的破坏性。 5.2.2 短路保护装置 熔断器： 介绍其工作原理，利用熔体在短路电流下熔断实现保护。 断路器（电磁脱扣器）： 讲解其快速断开短路电流的能力。 变频器的短路保护功能： 阐述变频器如何监测并切断短路电流。 5.3 电动机的其他保护 缺相保护、过压/欠压保护、相序保护、堵转保护、堵转保护、过温保护 等。 讲解不同保护功能的必要性及其实现方式。 5.4 电动机的制动方式 5.4.1 正常运行中的制动（减速停车） 再生制动： 详细解释电动机作为发电机工作，将能量回馈给电源的原理。分析其适用条件和优点。 能耗制动（直流制动/电阻制动）： 讲解将电动机绕组短接或串联电阻，将动能转化为热能消耗的原理。 5.4.2 紧急制动 反接制动： 介绍通过改变电动机的相序或极性，使其产生反向转矩以快速停车的原理。分析其对电动机和机械的冲击。 电磁制动器（电磁刹车）： 详细介绍电磁制动器的结构、工作原理（通电吸合，断电弹簧制动），及其在起重、升降设备中的广泛应用。 机械制动器。 5.4.3 保持制动（停车定位） 讲解制动器在电机停止后仍能保持负载位置的功能，防止负载下滑。 第三部分：电力拖动系统的应用与发展 本部分将结合工程实践，展示电力拖动系统的应用实例，并探讨其前沿发展。 第六章 工业领域电力拖动系统的应用实例 6.1 机床电气传动 分析主轴驱动、进给驱动的特点与控制要求。 讲解数控机床中伺服电机和变频调速的应用。 6.2 起重运输设备 介绍起重机、卷扬机、输送带等设备的电气传动方案。 重点分析其对制动、调速、安全保护的要求。 6.3 冶金设备 讲解轧钢机、矫直机等设备的电气传动特点，如大功率、高可靠性、精确控制。 讨论其变频调速与伺服控制的应用。 6.4 纺织与轻工机械 分析织布机、印染机、包装机等设备的电气传动需求。 介绍其对高精度、高效率、低噪音的要求。 6.5 建筑与矿山机械 讲解混凝土搅拌机、挖掘机、矿井提升机等设备的电气传动方案。 讨论其对高转矩、高可靠性、恶劣环境适应性的要求。 6.6 环保设备 介绍风机、水泵、污水处理设备等电气传动应用。 强调节能和环保的要求。 第七章 智能化与自动化电力拖动 7.1 运动控制器与PLC在拖动中的应用 讲解运动控制器在多轴联动、精密定位控制中的核心作用。 阐述PLC（可编程逻辑控制器）在逻辑控制、顺序控制、状态监控中的应用，以及其与驱动器的联动。 7.2 工业通信技术（现场总线与工业以太网） 介绍CANopen, Profibus, EtherCAT, Profinet等工业现场总线技术。 讲解这些通信技术如何实现驱动器与PLC、上位机之间的高效、实时通信，构建分布式控制系统。 7.3 故障诊断与预测性维护 阐述如何通过监测电机运行参数（电流、电压、温度、振动等）来诊断故障。 介绍利用大数据分析和机器学习实现故障预测，提前预警，减少非计划停机。 7.4 能源管理与节能优化 讲解如何通过优化拖动策略、采用高效驱动技术、实现能量回馈等方式降低能耗。 分析智能电网与电力拖动系统的集成。 附录 常用电工术语解释 电机选型指南示例 常用电力拖动控制电路图 本书内容力求全面、深入，兼顾理论深度与工程实用性，适合高等院校相关专业学生、工程技术人员以及对电力拖动技术感兴趣的广大读者。通过学习本书，读者将能系统掌握电力拖动系统的核心知识，胜任相关领域的设计、应用与维护工作。

评分☆☆☆☆☆

作为一本经过“第2版”修订的教材，它在内容的时效性和系统性上展现了极高的成熟度。我注意到相比于一些老旧的教材，这本书对一些历史遗留的知识点做了精简和优化，将更多篇幅分配给了更具现实意义的现代电机控制和驱动技术。编者在修订过程中显然吸取了大量教学反馈和工程实践的最新成果，使得整体内容的知识密度和实用性得到了显著提升。这种精益求精的态度，让这本书不仅仅是一本简单的知识集合，更像是一份经过时间沉淀和不断打磨的、面向现代工程师的专业工具书。它成功地平衡了理论的深度与工程应用的广度，无论你是大学本科生进行系统学习，还是已经在职的工程师需要快速查阅和复习关键知识点，这本书都能提供稳定、可靠且与时俱进的支持，绝对是一次物有所值的投入。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书内容的深度和广度感到非常满意，它并非仅仅停留在概念的罗列上，而是真正深入到了电机和拖动系统的核心物理机制。作者在阐述电磁理论基础时，逻辑链条极其清晰，从最基础的定律出发，逐步构建起复杂的电机工作原理模型，每一步推导都显得水到渠成，毫无跳跃感。特别是对不同类型电机（比如异步机、同步机）的特性分析，讲解得细致入微，成功地将理论分析与实际运行工况联系起来，让人明白为什么在不同负载条件下需要采取不同的控制策略。书中对拖动系统的动态特性分析部分，引入了先进的控制理论视角，使得整个系统不再是孤立的机械或电气部分，而是形成了一个有机的整体。这种系统性的、跨学科的论述方式，极大地拓宽了我的理解边界，让我不再是孤立地看待“电机”或“拖动”，而是将其置于一个完整的工程应用场景中去思考问题，收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量实在让人眼前一亮，拿到手里就能感受到那种沉甸甸的质感，纸张的厚度和光泽度都拿捏得恰到好处，阅读体验极佳。封面设计简洁又不失专业感，配色沉稳大气，很符合教材本身的调性。排版布局也做得非常用心，字体大小适中，行距合理，长时间阅读下来眼睛不容易感到疲劳。更值得称赞的是，书中的插图和图表清晰度极高，无论是复杂的电路图还是机械结构示意图，细节都描绘得淋漓尽致，这对于理解抽象的原理概念起到了关键性的辅助作用。而且，书中的注释和符号规范都执行得非常到位，显示出编者在细节处理上的严谨态度。这种用心做书的态度，真的能提升学习的积极性，让人愿意沉下心来去钻研那些原本可能枯燥的理论知识。总的来说，从物理呈现上来说，这本书的制作水平已经达到了业内顶尖水准，作为案头必备的参考资料，它的实用价值和收藏价值都非常高，让人愿意反复翻阅和学习。

评分☆☆☆☆☆

这本书在引入现代技术和工程实践方面的视角非常前沿和独到。它没有沉溺于过时的技术细节，而是清晰地指出了当前电力驱动技术的发展趋势，例如永磁同步电机在高性能驱动中的应用，以及变频调速技术如何革新了传统的机械传动方式。作者在描述这些前沿技术时，并没有使用过于晦涩难懂的术语，而是用一种非常务实的工程语言进行介绍，确保即便是初学者也能理解其技术背景和应用价值。特别是关于电机保护和故障诊断的部分，结合了现代传感器技术和智能控制的概念，提供了非常实用的工程思维框架。这种将“基础”与“前沿”完美结合的编写策略，使得这本书不仅是学习经典理论的基石，更是把握未来技术动向的指南针，确保我们所学的知识体系不会脱离工业实际的需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的例题和习题设置简直是教科书级别的典范。它们不是那种为了凑数而堆砌的简单计算题，而是真正具有代表性和挑战性的工程实例。每一章节后面的习题都紧密围绕该章节的核心概念和难点进行设计，覆盖了从基础理论验证到复杂系统参数计算的各个层面。我尤其欣赏的是，部分习题的解答过程非常详尽，不仅给出了最终数值答案，还详细剖析了每一步的物理意义和计算依据，这对于自学者来说简直是雪中送炭。通过亲手演算这些习题，我发现自己对于那些书本上看似已经理解了的公式和原理，有了更深层次的肌肉记忆和直觉判断力。有时候，一道解题思路清晰的习题，胜过读十页理论阐述，这本书的习题设计完全体现了“实践出真知”的教学理念，是检验学习成果和巩固知识的最佳途径。