电力拖动基础(杨长能)

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787562402107
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  • 电力拖动
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  • 自动化
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  • 杨长能
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  • 工业控制
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具体描述

电力拖动基础:驱动未来的核心技术 电力拖动作为现代工业和日常生活中不可或缺的核心技术,其重要性不言而喻。从工厂流水线上高速运转的电机,到我们出行依赖的电动汽车,再到家电产品中的各种驱动装置,无不闪耀着电力拖动的智慧光芒。本书将深入浅出地剖析电力拖动的基本原理、核心构成、控制方法以及应用前景,旨在为读者构建一个全面而系统的知识体系,助力您理解和驾驭这项驱动未来的关键技术。 一、 电力拖动的基石:电动机的奥秘 电力拖动的灵魂在于电动机。本书将从最基础的电动机原理入手,详细阐述各类电动机的结构、工作原理和特性。 直流电机: 追溯直流电机的历史渊源,解析其电枢、磁场、换向器等关键部件,深入理解其调速的便利性和应用场景。我们将探讨串励、并励、复励和永磁直流电机等不同类型,并分析它们各自的优缺点。 交流电机: 重点解析异步电动机,这是工业生产中最广泛使用的电机类型。我们将深入剖析定子绕组、转子结构(笼型和绕线型),以及电磁感应、转矩产生等核心概念。同步电机的原理也将得到详尽的讲解,包括其励磁方式、同步转速的形成以及在高功率因数场合的应用。 特殊电机: 随着技术的发展,一些特殊电机在特定领域展现出独特的优势。本书将简要介绍伺服电机、步进电机、无刷直流电机等,并阐述它们在自动化控制、精密机械等领域的应用。 二、 驱动的力量:电力拖动系统的构成与运行 电力拖动并非孤立的电动机,而是一个完整的系统。本书将详细介绍构成电力拖动系统的各个环节,以及它们如何协同工作。 电源: 无论是交流电网还是直流电源,都为电力拖动系统提供了基础动力。我们将探讨不同电源的特性,以及它们在系统中的作用。 电动机: 作为系统的核心,电动机的选型与配置至关重要。本书将提供电动机选型的一般原则,并结合实际应用场景进行分析。 传动装置: 齿轮、皮带、联轴器等传动装置在传递动力、改变转速和转矩方面发挥着关键作用。我们将详细介绍各类传动装置的结构、原理、优缺点及应用。 控制装置: 控制装置是电力拖动系统的“大脑”,负责调节电机的转速、转矩、启停等。本书将深入探讨各种控制方式,包括: 手动控制: 最直接的控制方式,如开关、按钮等。 继电器-接触器控制: 广泛应用于早期工业自动化,我们将分析其控制逻辑和电路。 晶闸管(可控硅)调压调速: 阐述其基本工作原理,以及在电压控制方面的应用。 变频调速: 这是当前最主流的交流电机调速技术。本书将详细讲解变频器的工作原理(PWM控制、逆变、整流),以及其在节能和改善性能方面的巨大优势。 伺服和步进电机控制: 介绍其在高精度定位和运动控制中的独特应用。 保护装置: 为了保证系统的安全可靠运行,各种保护装置必不可少,如过载保护、短路保护、欠电压保护等。我们将介绍这些保护装置的原理和作用。 三、 驱动的智慧:运行特性与节能技术 理解电力拖动系统的运行特性是优化设计、提高效率的关键。 机械特性: 电机的转速与转矩之间的关系构成了其机械特性。我们将通过图形和数学模型来分析不同类型电机的机械特性,并探讨如何通过改变电压、频率、磁场等参数来调整这些特性。 运行方式: 根据负载的性质和工作要求,电力拖动系统有不同的运行方式,如连续运行、短时运行、周期运行等。我们将分析不同运行方式对电机温升和寿命的影响。 制动技术: 除了启动和运行,电机的制动也是电力拖动系统的重要组成部分。本书将介绍不同类型的制动方法,如电阻制动、再生制动、动力制动等,并分析它们的适用场景。 节能技术: 随着能源问题的日益突出,电力拖动的节能技术显得尤为重要。本书将重点介绍变频调速在节能方面的应用,以及其他提高系统效率的方法,如优化电机选型、改善传动效率、采用先进控制策略等。 四、 驱动的未来:应用与发展趋势 电力拖动技术正在不断演进,并深刻影响着各个领域。 工业自动化: 在制造业中,电力拖动驱动着生产线上的各类设备,从输送带到机器人手臂,再到精密机床,都离不开稳定可靠的电力拖动系统。 交通运输: 电动汽车、电动火车、电动船舶等已成为未来交通发展的重要方向。电力拖动技术是实现这些交通工具高效、环保运行的核心。 新能源领域: 在风力发电、太阳能发电等新能源系统中,电力拖动技术也扮演着重要角色,例如风力发电机的变桨系统和太阳能跟踪系统。 智能电网与新能源汽车: 随着智能电网和新能源汽车的普及,对电力拖动系统的智能化、高效化和集成化提出了更高的要求。本书将探讨这些新兴领域与电力拖动技术的交叉与融合。 本书旨在为读者提供一个坚实的电力拖动基础,帮助您理解这项驱动现代社会发展的关键技术。通过对基本原理的深入解析,对系统构成的细致描绘,以及对运行特性和应用前景的广泛探讨,相信您将能更好地把握电力拖动的脉搏,并为相关领域的学习和实践打下坚实的基础。

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这次有幸拿到这本《电力拖动基础(杨长能)》,刚翻开目录,就被它严谨的结构和清晰的脉络深深吸引。作为一名电力拖动领域的初学者,我一直渴望能找到一本真正能够引导我入门、打下坚实基础的教材。读完前几章,我可以说,这本书完全满足了我的期望,甚至超出了我的想象。它并没有像一些入门书籍那样,为了“降低难度”而牺牲掉关键的理论深度,而是循序渐进地讲解了电力拖动的基本概念,从最原始的电机工作原理,到各种控制方式的优劣分析,再到实际应用中的常见问题解决,每一个环节都做得非常到位。特别是关于三相异步电动机的启动和调速部分,作者用大量的图示和数学推导,将抽象的理论变得直观易懂。那些复杂的公式,在作者的讲解下,不再是冰冷的符号,而是背后蕴含的物理规律的生动体现。我尤其喜欢作者在介绍各种控制策略时,不仅讲解了“是什么”,更深入地阐释了“为什么”以及“如何”优化。例如,在讨论V/f控制时,作者详细分析了恒压频比控制的原理、优点以及在不同负载下的适用性,还提到了如何通过一些改进方法来克服其在低速时的转矩不足问题。这让我对不同控制方法的理解不再停留在表面,而是能够触及到其精髓,从而在未来的学习和实践中,能够做出更明智的选择。整本书的语言风格也非常适合我这样的初学者,没有过多的专业术语堆砌,即使是复杂的概念,也能够用相对浅显易懂的语言来表达,并且辅以大量的实例,让我在学习理论的同时,也能看到它们在现实世界中的应用。我非常期待后续章节对直流调速系统、伺服系统等更深入内容的讲解,相信一定能带给我更多的启发和收获。

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《电力拖动基础(杨长能)》一书在介绍自动化控制系统与电力拖动集成方面,展示了其前瞻性和实用性。随着工业自动化的不断发展,电力拖动系统已经不再是孤立的单元,而是需要与更高级的自动化控制系统进行紧密集成,以实现更复杂的控制功能和更高效的生产流程。这本书敏锐地捕捉到了这一趋势,并对相关内容进行了深入的阐述。作者首先介绍了自动化控制系统的基本构成,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、SCADA(数据采集与监视控制系统)等,并分析了它们在现代工业生产中的作用。随后,作者详细讲解了电力拖动系统如何与这些自动化控制系统进行通信和交互。在通信方面,作者介绍了多种工业现场总线技术,如Modbus、Profibus、Ethernet/IP等,并分析了它们在电力拖动系统中的应用特点和优缺点。在交互方面,作者以具体的案例,展示了如何利用PLC或DCS来对电机进行启停控制、速度调节、位置控制以及故障诊断等。例如,书中通过一个具体的自动化生产线控制案例,详细描述了如何利用PLC的模拟量输出和数字量输出,来控制变频器的运行参数,实现对生产线上传送带的精确速度控制,以及如何通过PLC的输入端接收电机的运行状态信号和故障报警信号。这种案例式的讲解,非常直观地展示了电力拖动系统在自动化集成中的实际应用。此外,作者还对智能电网与电力拖动系统的结合,以及物联网(IoT)在电力拖动系统中的应用前景进行了探讨,这些内容让我对电力拖动技术未来的发展方向有了更深入的了解。

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《电力拖动基础(杨长能)》这本书的叙述方式极具启发性,它能够引导读者主动思考,而不是被动接受知识。在讲解电力拖动系统的动态性能时,作者并没有直接给出结论,而是通过提出一系列问题,引导读者去分析电机在不同工况下的响应速度、稳定性以及动态转矩的波动情况。例如,在讨论如何提高电机的动态响应速度时,作者首先引导读者思考哪些因素会影响电机的启动时间,如转动惯量、阻尼系数、控制信号的响应速度等。然后,作者逐步引入PID控制器等现代控制理论,并从数学模型和仿真结果的角度,分析了不同控制参数对动态性能的影响。我尤其喜欢作者在介绍滑模控制、模糊逻辑控制等先进控制方法时,虽然这些方法相对复杂,但作者通过生动的比喻和清晰的逻辑,将其核心思想传达给了读者。例如,在讲解滑模控制时,作者将其比喻为“走在预设的轨道上,无论外界如何干扰,都能快速回到轨道”,这使得抽象的控制概念立刻变得形象起来。书中还包含了一些关于仿真软件的应用示例,通过展示如何利用MATLAB/Simulink等工具对电力拖动系统进行建模和仿真,来验证理论计算的正确性,并预测系统在不同参数下的行为。这对于培养读者的工程实践能力和创新思维,具有非常重要的意义。这本书的每一个案例都设计得非常巧妙,能够引发读者的深入思考,并鼓励读者尝试去探索更多的可能性。我感觉自己不仅仅是在学习书本上的知识,更是在与作者进行一次思想的交流。

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《电力拖动基础(杨长能)》这本书的章节安排极为合理,充分考虑到了读者从基础知识到高级应用的认知过程。在阅读过程中,我发现作者在讲解电力拖动系统的组成和基本工作原理时,并没有满足于简单的描述,而是深入剖析了每个组成部分的具体功能、技术特性以及它们之间的相互关系。例如,在介绍电源部分时,作者不仅回顾了交流电和直流电的基本概念,还详细阐述了不同类型电源(如变压器、整流器、逆变器)在电力拖动系统中的作用和选型考量。这对于理解整个拖动系统的供电基础至关重要。随后,作者将重心放在了各种电动机的特性分析上,特别是对直流电机和交流电机(异步电机和同步电机)的结构、工作原理、性能参数以及适用范围进行了详尽的介绍。我特别欣赏作者在对比不同电机类型时,不仅仅罗列它们的优缺点,而是深入分析了造成这些差异的根本原因,例如磁场分布、转矩产生机制等。这种深层次的分析,有助于我建立起对各类电动机更全面、更系统的认识。在机械传动部分,作者也给予了足够的重视,详细讲解了齿轮传动、带传动、液压传动等常见传动方式的原理、特点、选择依据和维护要点。这部分内容对于连接电机输出的动力与具体负载之间的环节至关重要,往往是实际应用中容易被忽视但又影响深远的一环。作者通过列举实际工程中的传动方案,并分析不同方案的优劣,让我认识到机械传动设计与电力拖动性能的紧密联系。这本书的图文并茂,大量的原理图、结构图和特性曲线图,使得枯燥的理论知识变得生动有趣,也极大地提高了我的学习效率。

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《电力拖动基础(杨长能)》一书在阐述电力拖动系统的能量利用效率和节能技术方面,给我留下了深刻的印象。在当今社会,随着能源危机的日益严峻,提高电力拖动系统的能源利用效率,降低能耗,已经成为一个至关重要的课题。这本书并没有回避这个话题,而是将其作为一个重要的组成部分进行了详细的介绍。作者首先从理论上分析了电力拖动系统中能量损失的来源,包括铜损、铁损、机械损耗以及控制损耗等,并对各种损失的大小进行了量化分析。随后,作者结合实际应用,详细介绍了多种提高能源利用效率的策略和技术。例如,在电机选型方面,作者强调了选择高效率电机的必要性,并介绍了如何根据不同的负载特性选择最适合的电机类型和型号。在控制策略方面,作者详细阐述了变频调速在节能方面的显著优势,特别是与传统的定速运行和有级调速方式相比,变频调速能够根据实际负载需求精确调节电机的转速和转矩,从而大幅降低能耗。书中还提到了功率因数补偿技术,详细介绍了如何通过安装电容器组等方式来提高电机的功率因数,从而减少无功功率的消耗,提高电网的利用率。我尤其欣赏作者在讲解这些节能技术时,不仅仅是停留在理论层面,而是提供了大量的实际工程案例和数据分析,来证明这些技术的有效性。例如,作者引用了一个工厂的实际统计数据,表明通过采用变频调速技术,某生产线的能耗降低了XX%,一年可节约XX万元的电费。这种具体而实在的数据,极大地增强了我对这些节能技术应用潜力的认识。这本书让我深刻认识到,电力拖动系统的设计和运行,不仅仅是实现功能,更是要兼顾经济性和环保性,做到可持续发展。

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我对《电力拖动基础(杨长能)》的评价,很大程度上源于其在讲解电力拖动控制策略时所展现出的深度和广度。这本书并没有止步于介绍基本的启停控制,而是深入探讨了多种先进的调速和制动方法,并且非常注重理论与实践的结合。在调速部分,作者系统地梳理了不同调速方式的原理,包括电压调速、频率调速、转差调速等,并对各种方法的优缺点、适用范围和经济性进行了深入分析。特别是对于变频调速技术,作者不仅详细介绍了V/f控制、矢量控制等主流方法,还对不同控制策略在实际应用中的性能表现进行了细致的比较,包括动态响应、稳态精度、转矩波动等关键指标。这对于我理解现代电力拖动系统为何普遍采用变频调速,以及如何在具体场合选择合适的变频控制策略,提供了极其宝贵的指导。在制动部分,作者同样进行了详尽的阐述,涵盖了能耗制动、再生制动、直流制动等多种方式,并对它们的制动性能、能耗情况以及对电机的损耗进行了详细的分析。我印象深刻的是,作者在讲解制动策略时,不仅仅是罗列了各种方法,而是结合实际应用场景,分析了在起重、输送、机床等不同负载情况下,哪种制动方式更合适,以及如何通过调整制动参数来优化制动效果。此外,书中还对电力拖动系统的过载保护、短路保护、接地保护等安全措施进行了详细的介绍,并结合了相关的国家标准和行业规范,这对于确保电力拖动系统的安全稳定运行至关重要。总而言之,这本书为我构建了一个全面、系统的电力拖动控制知识体系,让我对如何实现电机的精确控制和高效运行有了更深刻的认识。

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《电力拖动基础(杨长能)》这本书最让我称道的一点是其对电力拖动系统故障分析与排除的深入探讨。在实际的工程应用中,电力拖动系统难免会遇到各种各样的故障,而如何快速准确地诊断和排除这些故障,是衡量一个工程师技术水平的重要标准。这本书在这方面提供了非常实用的指导。作者从电力拖动系统的基本组成部分入手,详细列举了在电源、电机、控制器、传动装置以及负载等各个环节可能出现的典型故障现象。例如,在电机故障分析部分,作者不仅描述了绕组短路、开路、接地等常见故障的特征,还深入分析了导致这些故障的根本原因,如绝缘老化、过热、机械损伤等。更重要的是,作者提供了一套系统性的故障诊断方法,包括通过观察异常声音、气味、温度,测量电压、电流、电阻,以及利用示波器、万用表等仪器进行辅助判断。书中还穿插了大量的实际案例,通过对具体故障场景的模拟和分析,让读者能够更好地理解故障诊断的思路和步骤。例如,在讲解异步电机空载运行时出现噪音较大的故障时,作者不仅指出了可能是轴承损坏或转子不平衡,还详细说明了如何通过检查轴承润滑情况、测量轴承振动加速度、以及在不同负载下观察电机运行状态来进一步确认故障原因。对于一些复杂的故障,作者还提供了一些高级的诊断技巧,比如利用热成像仪检测电机过热点,或者通过频谱分析来判断电机内部的机械或电气问题。这本书的故障排除部分,也同样详实,针对不同的故障类型,给出了相应的处理建议和维修方法,并强调了安全操作规程的重要性。这对于提高我处理实际工程问题的能力,具有非常大的帮助。

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《电力拖动基础(杨长能)》这本书对于提升读者的电磁兼容性(EMC)和噪声控制能力,提供了非常有价值的指导。在现代工业生产中,电力拖动系统往往是电磁干扰(EMI)的主要来源之一,其产生的电磁辐射和噪声不仅可能影响周围电子设备的正常工作,甚至会对操作人员的健康造成影响。这本书将EMC和噪声控制作为重要内容进行介绍,我认为这是其区别于其他同类教材的关键之处。作者首先从电磁兼容性的基本原理出发,解释了电磁干扰的传播途径和耦合机制,并介绍了常见的EMI源,如开关电源、逆变器、电机本身等。随后,作者详细阐述了在电力拖动系统设计和运行中,如何采取有效的措施来抑制电磁干扰和噪声。在抑制EMI方面,作者介绍了滤波技术、屏蔽技术、接地技术以及合理布线等方法,并结合实际应用,给出了具体的电路设计和安装指导。例如,在介绍变频器对电机的电磁干扰时,作者详细说明了如何选择合适的滤波器和屏蔽电缆,以及如何正确安装接地系统来减小EMI的辐射。在噪声控制方面,作者不仅分析了电机机械噪声的来源,如轴承、风扇、转子不平衡等,还介绍了如何通过优化电机设计、改进安装工艺、使用减振降噪材料等方法来降低噪声。我印象深刻的是,书中在讲解如何降低变频器引起的电机高频噪声时,作者详细介绍了采用低载波频率、安装输出滤波器以及使用屏蔽电缆等多种组合方案,并给出了不同方案的降噪效果对比。这种系统性的讲解,让我对如何打造一个“绿色”的电力拖动系统有了更清晰的认识。这本书让我明白,一个优秀的电力拖动系统,不仅要性能优越,更要考虑其对环境的影响。

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读完《电力拖动基础(杨长能)》的某些章节,我深刻体会到作者在理论推导和工程应用之间找到了一个绝佳的平衡点。许多电力拖动书籍往往要么过于理论化,公式推导艰深晦涩,让人望而却步;要么过于偏向工程实践,忽略了理论基础的讲解,导致读者知其然不知其所以然。而这本书,在这方面做得非常出色。在讲解电机参数的确定和选择时,作者并没有简单地给出几个公式,而是首先从理论上推导了这些参数的物理意义,例如额定功率、额定电压、额定转速、功率因数、效率等,并解释了它们是如何影响电机性能的。然后,作者结合实际的工程应用场景,详细说明了在选择电机时需要考虑哪些因素,例如负载的类型、工作制、环境条件、经济性等,并提供了一套系统性的选型流程。特别是当介绍到电机的过载能力和短时工作制时,作者引用了大量的工程实例,分析了不同负载特性下电机过载的临界点,以及如何通过选择具有更高过载能力的电机来满足特殊需求。我印象深刻的是,书中在讲解如何根据负载特性曲线来选择合适的电机时,作者提供了一个详细的计算表格和流程图,并以一个实际的起重机负载为例,演示了如何一步一步地计算出所需的电机功率和转速。这种理论与实践相结合的讲解方式,让我在理解电机选型原理的同时,也能掌握实际操作的技巧。此外,书中还对不同类型的负载(如恒转矩负载、恒功率负载、变转矩负载)的特性进行了详细的分析,并介绍了如何根据这些特性来选择合适的电机和控制方式。这本书的实用性,让我觉得它不仅仅是一本教材,更像是一本工程师案头必备的参考手册。

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《电力拖动基础(杨长能)》这本书在讲解电气制图与识图能力方面,为我提供了非常实用的技能。在电力拖动工程实践中,电气图纸是工程师之间进行沟通和传递设计信息的最重要载体。如果不能准确地识读电气图纸,很多实际工作就无法开展。这本书在这方面给予了我很大的帮助。作者从最基本的电气符号讲起,详细介绍了各种元器件在电气图纸中的表示方法,例如电机、变压器、开关、继电器、断路器、接触器、传感器等。随后,作者重点讲解了不同类型的电气图纸,包括原理图、接线图、安装图、系统图等,并分析了它们各自的特点和用途。我尤其喜欢作者在讲解原理图时,不仅仅是列举符号,而是会解释每个符号代表的实际元器件的功能,以及它们在电路中的连接方式和工作原理。例如,在讲解接触器及其辅助触点的控制电路时,作者会清晰地画出主电路和控制电路,并一步一步地说明触点是如何闭合或断开,从而控制电机的启动、停止或换向。在讲解接线图时,作者则强调了导线颜色、端子编号、连接方式等细节的重要性,并提供了提高接线准确性和可靠性的建议。书中还包含了大量的实际电气图纸案例,这些案例都是从真实的工程项目中提取的,具有很高的参考价值。通过对这些图纸的分析和解读,我不仅学会了如何识读图纸,更重要的是,我学会了如何从图纸中理解整个电力拖动系统的设计思路和工作逻辑。这种识图能力的提升,为我将来独立进行电气设计和故障排除打下了坚实的基础。这本书的附录部分,还包含了一些常用的电气设计规范和标准,这些内容对于确保设计工作的合规性和先进性也非常有益。

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