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绪论1

0.1 概述1

0.2 电力拖动的历史、现状与发展趋势1

0.3 本课程的性质、任务和要求3

第1章 电力拖动系统动力学4

1.1 电力拖动系统运动方程式4

1.1.1 电力拖动系统的组成4

1.1.2 电力拖动系统的运动方程式4

1.2 多轴电力拖动系统的简化5

1.2.1 旋转运动6

1.2.2 平移运动8

1.2.3 升降运动9

1.3 生产机械的典型负载转矩特性13

1.3.1 恒转矩负载的转矩特性13

1.3.2 恒功率负载特性14

1.3.3 通风机型负载特性14

1.4 电力拖动系统稳定运行的条件15

思考题与习题17

第2章 直流电动机的拖动19

2.1 直流电动机的机械特性19

2.1.1 他励直流电动机的固有机械特性19

2.1.2 人为机械特性21

2.1.3 根据电机的铭牌数据估算机械特性22

2.2 他励直流电动机的起动24

2.2.1 对起动的要求和起动过程分析24

2.2.2 降电压起动24

2.2.3 电枢回路串电阻起动25

2.2.4 他励直流电动机起动仿真28

2.3 他励直流电动机的调速31

2.3.1 他励直流电动机的调速方法31

2.3.2 调速指标34

2.3.3 调速方式与负载类型的配合35

2.3.4 他励直流电动机的调速仿真37

2.4 他励直流电动机的电动与制动运行41

2.4.1 概述41

2.4.2 电动状态42

2.4.3 能耗制动43

2.4.4 电压反向的反接制动过程46

2.4.5 转速反向的反接制动运行48

2.4.6 回馈制动运行48

2.4.7 他励直流电动机制动仿真51

2.5 直流拖动系统的过渡过程55

2.5.1 他励直流电动机过渡过程的数学分析55

2.5.2 起动的过渡过程58

2.5.3 能耗制动过渡过程59

2.5.4 反接制动过渡过程62

2.6 其他类型直流电动机的运行特点65

2.6.1 串励直流电动机66

2.6.2 复励直流电动机71

思考题与习题72

第3章 三相异步电动机的起动与制动75

3.1 三相异步电动机的机械特性75

3.1.1 机械特性表达式75

3.1.2 固有机械特性79

3.1.3 人为机械特性80

3.1.4 异步电机机械特性的MATLAB绘制82

3.2 三相异步电动机的起动85

3.2.1 概述85

3.2.2 三相异步电动机的直接起动87

3.2.3 三相笼型异步电动机的降压起动87

3.2.4 三相异步电动机的软起动94

3.2.5 特种笼型异步电动机的起动95

3.2.6 三相笼型异步电动机起动仿真97

3.3 绕线式三相异步电动机的起动101

3.3.1 转子串频敏变阻器起动101

3.3.2 转子串电阻分级起动102

3.3.3 异步电动机起动时间和起动时能耗的计算106

3.3.4 绕线式三相异步电动机转子绕组串电阻起动仿真110

3.4 三相异步电动机的制动111

3.4.1 电动运行111

3.4.2 能耗制动112

3.4.3 反接制动113

3.4.4 回馈制动运行115

3.4.5 三相异步电动机的制动仿真120

思考题与习题124

第4章 三相异步电动机的调速126

4.1 改变定子电压调速126

4.1.1 调速原理及调速性能126

4.1.2 调压调速的闭环控制原理127

4.1.3 调压调速时电动机的容许输出128

4.1.4 定子调压调速的优缺点128

4.1.5 三相异步电动机调压调速仿真128

4.2 绕线转子异步电动机转子串电阻调速129

4.2.1 调速原理及调速性能129

4.2.2 调速电阻的计算130

4.2.3 调速时的容许输出130

4.2.4 转子串电阻调速的优缺点131

4.2.5 绕线转子异步电动机转子串电阻调速仿真132

4.3 改变定子极数调速133

4.3.1 变极方法133

4.3.2 三种常用的变极接线方式134

4.3.3 变极调速时容许输出134

4.3.4 变极调速电动机的机械特性136

4.4 三相异步电动机变频调速137

4.4.1 变频调速的基本规律及机械特性137

4.4.2 变频调速的特点143

4.4.3 变频调速电源143

4.4.4 三相异步电动机变频调速仿真143

4.5 绕线转子异步电动机的串级调速144

4.5.1 串级调速的一般原理145

4.5.2 串级调速时的机械特性147

4.5.3 典型的串级调速装置及其运行原理149

4.6 电磁转差离合器调速150

4.6.1 电磁转差离合器的基本结构和工作原理151

4.6.2 电磁转差离合器的机械特性152

4.6.3 电磁转差离合器调速时的容许输出153

思考题与习题154

第5章 多电动机的拖动156

5.1 双电动机拖动系统156

5.1.1 双机拖动的合成机械特性156

5.1.2 他励直流电动机的双机拖动157

5.1.3 交流异步电动机的双机拖动157

5.2 电轴系统158

5.2.1 带辅助电动机的电轴系统159

5.2.2 具有公共转子电阻的电轴系统164

5.2.3 具有变频装置的电轴系统165

思考题与习题165

第6章 三相同步电动机的拖动167

6.1 三相同步电动机的机械特性167

6.2 同步电动机的起动168

6.2.1 辅助电动机起动168

6.2.2 异步起动169

6.2.3 变频起动169

6.2.4 三相同步电动机异步起动仿真170

6.3 三相同步电动机的调速171

6.3.1 三相同步电动机变频调速时的矩角特性172

6.3.2 三相同步电动机变频调速时的机械特性173

6.3.3 调速用同步电动机的几种类型175

6.3.4 三相同步电动机调速系统的几种典型结构及应用领域176

6.3.5 三相同步电动机调速系统的分类及特点176

6.3.6 三相同步电动机、异步电动机、直流电动机调速系统的比较179

6.4 三相同步电动机的制动180

6.4.1 电网供电同步电动机的制动180

6.4.2 三相同步电动机制动仿真181

思考题与习题183

第7章 电动机的选择185

7.1 电动机选择的主要内容185

7.1.1 电动机种类的选择185

7.1.2 电动机结构类型的选择186

7.1.3 电动机额定参数的选择187

7.1.4 经济性187

7.2 电动机的发热、冷却与工作制188

7.2.1 电动机的发热与冷却188

7.2.2 电动机的工作制190

7.3 电动机额定功率的选择191

7.3.1 电动机额定功率选择的步骤191

7.3.2 电动机额定功率选择的原则192

7.3.3 连续工作制电动机额定功率的选择194

7.3.4 短时工作制电动机额定功率的选择195

7.3.5 周期性断续工作制电动机额定功率的选择196

7.4 选样电动机额定功率的工程方法201

思考题与习题202

参考文献204