具体描述
《电机与拖动基础》按照高职自动化类“电机与拖动基础”教学大纲进行编写，体现了高职高专教学改革的特点，突出理论知识的应用和实践能力的培养，加强了实用性，降低了理论难度。《电机与拖动基础》主要介绍了变压器、三相异步电动机、直流电动机的结构特点和基本工作原理，着重分析了三相异步电动机和直流电动机的启动、制动、调速性能及相关的计算，简要介绍了单相异步电动机、同步电机和控制电机的结构特点和基本工作原理、电动机容量选择的基本知识及电机、变压器的使用与维护知识，并且还介绍了与基本理论相关的电机与拖动实验。为加深对基础知识的理解，各章都有精心挑选的例题、思考题和习题以及为便于学生自检、教师测评的自我评估题。
《电机与拖动基础》适于高职高专电气自动化技术、电力系统自动化技术、生产过程自动化技术、机电一体化技术、自动控制电气类等专业使用，也可供各级电工考证人员对电机与拖动基础知识的备考复习之用，还可供有关电气工程技术人员学习参考或作为培训教材。
《电机与拖运基础》是一本深入探讨现代电力驱动系统核心部件——电机及其配套拖动技术的专业书籍。本书旨在为读者构建一个全面且扎实的理论基础，并辅以丰富的实践案例，以期帮助工程师、技术人员以及相关专业的学生深入理解电机的工作原理、不同类型电机的特性、选择原则，以及如何根据实际需求选择并优化电机拖动方案。 第一部分：电机基础理论 本书的开篇将系统梳理电机学的基本概念。首先，我们将从电磁感应定律和安培定律出发，揭示电机的能量转换机制，阐述磁场、电流与力之间的相互作用。在此基础上，深入剖析直流电机和交流电机在结构、工作原理上的根本区别。 直流电机： 详细介绍直流电机的电枢、磁场绕组、换向器等关键组成部分，并分析其电磁转矩的产生过程。本书将讲解不同类型的直流电机，如他励、并励、串励和复励电机，并深入探讨它们的调速特性、优缺点以及适用的场合。 交流电机： 重点围绕异步电动机（感应电动机）展开。从定子绕组产生的旋转磁场出发，阐述转子感应电流的形成及其与旋转磁场之间的相互作用产生转矩的原理。我们将深入分析异步电机的等效电路模型，讲解其转矩-转速特性曲线，并详细介绍笼型异步电动机和绕线型异步电动机的结构差异和性能特点。同时，本书也将对同步电机进行详细介绍，包括其励磁方式、工作原理、同步发电机的概念，以及同步电动机在恒速运行、功率因数可调等方面的优势。 第二部分：电机类型与应用 在掌握了电机基础理论后，本书将进一步介绍各类电机的具体类型及其在不同工业领域的应用。 特种电机： 除了常见的直流和交流电机，本书还将触及一系列特种电机。例如，步进电机及其在精密定位控制中的应用；伺服电机及其在自动化和机器人技术中的关键作用；永磁电机（如永磁同步电机PMSM）在节能和高效率驱动中的重要性；以及无刷直流电机（BLDC）在电动工具、无人机等领域的广泛应用。对于每种特种电机，我们将介绍其独特的结构、工作原理、性能特点以及典型应用场景。 变压器基础： 作为电力系统中不可或缺的组成部分，变压器在电机拖动系统中扮演着重要的角色，用于电压的变换和匹配。本书将简要回顾变压器的工作原理，介绍不同类型的变压器，以及它们在电机供电回路中的作用，为读者构建完整的电力驱动链条。 第三部分：电机拖动系统设计与控制 本部分将聚焦于如何将电机有效地应用于实际的机械负载，构建完整的拖动系统，并对其进行控制。 负载特性分析： 强调理解被驱动机械设备的负载特性是电机选择和系统设计的前提。我们将分析不同类型负载的转矩-转速关系，如恒转矩负载、恒功率负载、平方转矩负载（如风机、水泵）等，并讨论这些特性对电机选择和驱动方式的影响。 电机选择原则： 基于对电机类型和负载特性的理解，本书将详细阐述电机选型的关键原则。这包括额定功率、额定转速、防护等级、绝缘等级、效率、功率因数等技术指标的考量。同时，还将讨论如何考虑启动转矩、过载能力、环境条件（如温度、湿度、腐蚀性）等实际因素。 驱动与控制技术： 直接启动与软启动： 介绍最简单的直接启动方式，并分析其对电网和电机的冲击。随后，将深入探讨软启动技术，包括各种软启动器的工作原理（如相控可控硅调压、变频调速等），它们如何在启动过程中平滑地增加电机电压和转矩，从而减小启动电流和机械应力。 变频调速（VFD）： 作为当前最主流的电机调速技术，本书将对变频器进行详尽的介绍。从其基本原理——通过改变输出电压和频率来控制电机转速——出发，详细阐述不同类型的变频器（如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制DTC等）的工作原理、控制策略、优缺点以及适用范围。同时，还将讨论变频器的选型、安装、接线和常见故障排除。 PLC与运动控制： 介绍可编程逻辑控制器（PLC）在电机拖动系统中的应用，如何通过PLC实现电机的启停、顺序控制、联锁保护等。进一步，将探讨更高级的运动控制概念，如位置控制、速度控制、力矩控制，以及这些控制如何通过伺服驱动器和运动控制器来实现，以满足自动化生产线和精密机械的要求。 制动与保护： 详细介绍电机在停止或减速过程中所需的制动方式，包括能耗制动、再生制动、机械制动等，并分析它们的原理和适用场景。同时，还将阐述电机常见的过载、过压、欠压、缺相、短路、过热等故障的保护原理和保护装置（如热继电器、断路器、保护模块）的选择与配置。 第四部分：实际应用案例与发展趋势 为了巩固理论知识，本书将精选一系列典型的电机拖动应用案例，覆盖工业生产的各个领域，如： 起重机和输送设备： 分析其负载特性和对电机制动、变频调速的要求。 机床和加工设备： 讨论高精度定位和速度控制在车床、铣床等设备中的应用。 泵和风机系统： 重点介绍变频调速在节能方面的巨大潜力。 电动车辆驱动： 探讨电机在新能源汽车中的关键作用和技术挑战。 工业机器人： 阐述伺服电机和先进控制技术在机器人手臂中的应用。 最后，本书将展望电机及拖动技术未来的发展趋势，例如更高效的电机设计、智能化控制系统、物联网（IoT）在电机监控和预测性维护中的应用，以及新能源领域对电机技术的推动作用。 通过本书的学习，读者将能够： 深入理解电机及其拖动系统的基本原理。 掌握不同类型电机的特性和适用范围。 能够根据具体负载需求，正确选择和配置电机及拖动方案。 熟悉主流的电机驱动与控制技术，并能进行初步的应用设计。 了解电机系统常见的故障排除和保护方法。 对电机拖动技术的未来发展方向有所认识。 本书结构清晰，逻辑严谨，语言通俗易懂，既适合初学者打下坚实基础，也为有一定经验的工程师提供深入研究的参考。
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