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风电机组电机学
- 作者:孟克其劳 贾大江 云怀中
- 出版社:中国水利水电出版社
- 出版日期:2022年04月
- ISBN:978-7-5226-0638-5
- 页数:228
优惠价:
¥
40.80
定价:
¥
68.00
标签:风能
图书详情
内容简介
本书对风电机组电机学进行统一汇编并深入讲解,注重基础理论的讲解与实际设计应用的综合。立足于风电机组所涉及的电机学基础理论、运行原理及设计方法,对变压器、交流绕组、同步电机与异步电机进行了理论分析与讲解,并对同步发电机和异步发电机应用于风电机组时的设计方法进行了详细的阐述,针对风电机组用永磁同步发电机的理论、工作运行状态、控制方法等做出了进一步的探讨。
本书可作为新能源科学与工程、风能与动力工程等高等学校风电相关专业的教材、参考书籍,也可供从事风电机组设计及研究的科技人员阅读参考。
目录
- 版权页
- 本书编委会
- 序
- 前言
- 第1章 电机学基本原理
- 1.1 电机概述
- 1.1.1 电机的定义
- 1.1.2 电机的主要类型
- 1.1.3 电机中使用的材料
- 1.2 电机中的基本电磁定律
- 1.2.1 全电流定律
- 1.2.2 电磁感应定律
- 1.变压器电动势
- 2.运动电动势
- 1.2.3 电磁力定律
- 1.3 铁磁材料特性
- 1.3.1 铁磁材料的磁导率
- 1.3.2 磁滞与磁滞损耗
- 1.3.3 涡流与涡流损耗
- 1.3.4 交流铁芯损耗
- 1.4 磁路基本定律及计算方法
- 1.4.1 磁路基本定律
- 1.磁路欧姆定律
- 2.磁路基尔霍夫第一定律
- 3.磁路基尔霍夫第二定律
- 1.4.2 铁芯磁路计算
- 1.串联磁路计算
- 2.并联磁路计算
- 1.4.3 永磁体磁路计算
- 1.根据磁路尺寸求气隙中的工作磁通
- 2.根据气隙长度δ和工作磁通Φ设计磁体
- 1.4.4 交流磁路特点
- 1.5 机电能量转换过程
- 1.6 电机的发热和冷却
- 1.6.1 电机的发热和冷却过程
- 1.6.2 电机的绝缘材料和允许温升
- 1.绝缘材料
- 2.允许温升
- 1.6.3 电机的冷却介质和冷却方式
- 1.冷却介质
- 2.冷却方式
- 思考题
- 习题
- 第2章 变压器
- 2.1 概述
- 2.1.1 变压器的基本工作原理
- 2.1.2 电力变压器的基本结构
- 1.绕组
- 2.铁芯
- 3.油箱、变压器油及储油柜
- 4.绝缘套管
- 5.气体继电器和压力释放阀
- 2.1.3 变压器的分类
- 2.1.4 变压器的额定值
- 1.额定容量
- 2.一次、二次侧额定电压
- 3.一次、二次侧额定电流
- 4.额定频率
- 2.1.5 变压器的发热与冷却
- 1.变压器的发热及温升
- 2.变压器的散热及冷却方式
- 2.2 变压器运行原理
- 2.2.1 变压器的空载运行
- 1.主感应电动势和漏感应电动势
- 2.电压平衡方程式
- 3.变比
- 4.空载电流
- 5.空载损耗
- 6.空载时的等效电路
- 2.2.2 变压器的负载运行
- 1.磁动势平衡方程式
- 2.电压平衡方程式
- 3.变压器折算法
- 4.折算后的等效电路和基本方程式
- 5.相量图
- 2.2.3 参数的测定
- 1.空载试验
- 2.短路试验
- 2.2.4 标幺值
- 2.2.5 变压器的运行性能
- 1.电压变化率
- 2.效率
- 2.3 三相变压器
- 2.3.1 三相变压器的磁路系统
- 2.3.2 连接组
- 1.绕组的极性与端点标志
- 2.单相变压器的连接组
- 3.三相变压器的连接组
- 2.3.3 绕组连接法和磁路系统对电动势波形的影响
- 1.Yy连接的三相变压器
- 2.Yd和Dy连接的三相变压器
- 2.4 变压器的并联运行
- 2.4.1 并联运行的条件
- 2.4.2 连接组不同对并联运行的影响
- 2.4.3 变比不等时的并联运行
- 2.4.4 容量不等时变压器的并联运行
- 2.5 特殊变压器
- 2.5.1 三绕组变压器
- 1.结构特点
- 2.容量配合及标准连接组
- 3.等效电路
- 2.5.2 自耦变压器
- 1.结构特点
- 2.电压、电流和变比
- 3.容量关系
- 4.自耦变压器的运行问题
- 5.自耦变压器
- 2.5.3 分裂变压器
- 1.结构特点
- 2.等效电路及阻抗参数
- 3.主要作用
- 2.5.4 互感器
- 1.电流互感器
- 2.电压互感器
- 2.6 三相变压器的不对称运行
- 2.6.1 对称分量法
- 2.6.2 Yyn连接三相变压器带单相负载运行
- 思考题
- 习题
- 第3章 交流电机绕组基本原理
- 3.1 概述
- 3.1.1 交流绕组感应电动势的特点
- 3.1.2 交流绕组的构成原理
- 1.交流绕组的基本要求
- 2.槽电动势星形图
- 3.2 三相绕组
- 3.2.1 三相单层绕组
- 3.2.2 三相双层绕组
- 3.3 交流绕组电动势
- 3.3.1 基波电动势
- 1.导体电动势
- 2.线圈电动势与短距系数
- 3.线圈组电动势与分布系数
- 4.相电动势
- 3.3.2 谐波电动势及其削弱方法
- 1.谐波电动势
- 2.谐波电动势削弱方法
- 3.4 交流绕组磁动势
- 3.4.1 单相绕组磁动势
- 1.单层整距集中相绕组的磁动势
- 2.单层整距分布相绕组的磁动势
- 3.双层短距分布相绕组的磁动势
- 3.4.2 三相绕组合成磁动势基波
- 3.4.3 三相绕组合成磁动势谐波
- 1.3次谐波
- 2.5次谐波和7次谐波
- 思考题
- 习题
- 第4章 感应电机与同步电机
- 4.1 感应电机概述
- 4.1.1 感应电机的结构
- 1.定子
- 2.转子
- 3.端盖
- 4.附件
- 5.气隙
- 4.1.2 感应电机的运行状态
- 1.转差率
- 2.电动机状态
- 3.发电机状态
- 4.电磁制动状态
- 4.2 感应电机的运行原理
- 4.2.1 感应电机的空载运行
- 1.空载运行时的磁动势
- 2.主磁通和励磁阻抗
- 3.定子漏磁通和漏抗
- 4.2.2 感应电动机的负载运行
- 1.转子磁动势
- 2.转子反应
- 3.磁动势方程
- 4.2.3 感应电动机的数学模型
- 1.电压方程
- 2.频率归算
- 3.绕组归算
- 4.等效电路和相量图
- 4.2.4 感应电动机的功率和转矩
- 1.功率方程
- 2.转矩方程
- 4.2.5 感应电动机的笼型转子
- 1.极数
- 2.相数
- 3.参数的归算
- 4.3 同步电机概述
- 4.3.1 同步电机的基本结构
- 1.旋转电枢式和旋转磁极式
- 2.隐极式和凸极式
- 4.3.2 同步电机的运行状态
- 4.3.3 同步电机的励磁方式
- 1.直流励磁机励磁系统
- 2.交流整流励磁系统
- 3.其他励磁系统
- 4.4 同步发电机的运行原理
- 4.4.1 同步发电机的空载运行
- 4.4.2 对称负载时的电枢反应
- 1.ψ0=0°,电枢电流İ与励磁电动势Ė0同相时
- 2.ψ0=90°,电枢电流İ滞后于励磁电动势Ė0时
- 3.ψ0=-90°,电枢电流İ超前于励磁电动势Ė0时
- 4.0°<ψ0<90°时
- 5.-90°<ψ0<0°时
- 4.4.3 隐极式同步发电机的数学模型
- 1.不考虑磁饱和时
- 2.考虑磁饱和时
- 4.4.4 凸极式同步发电机的数学模型
- 1.双反应理论
- 2.电压方程和相量图
- 3.直轴和交轴同步电抗的比较
- 4.4.5 同步发电机的功率和转矩
- 1.功率方程式
- 2.转矩方程式
- 3.电磁功率
- 4.功率角的空间含义
- 思考题
- 习题
- 第5章 风力发电机
- 5.1 基本工作原理及分类
- 5.1.1 基本工作原理
- 5.1.2 分类
- 5.2 发电机的设计基础
- 5.2.1 设计的技术要求
- 1.设计依据
- 2.设计内容
- 3.额定数据
- 5.2.2 主要尺寸
- 5.2.3 电机绕组
- 1.电机绕组的分类
- 2.绝缘结构
- 5.2.4 磁场与磁路
- 1.电机的磁场
- 2.电机的磁路
- 5.2.5 参数计算
- 1.主电抗计算
- 2.漏电抗计算
- 5.2.6 发电机的性能
- 1.损耗与效率
- 2.电压调整率
- 3.稳态短路电流
- 5.3 风力发电机组用异步电机的设计
- 5.3.1 笼型感应发电机的设计
- 5.3.1.1 风力发电中应用的笼型感应发电机
- 1.笼型感应发电机的基本结构与运行原理
- 2.定桨距风力发电机组与笼型感应发电机
- 3.变速恒频控制的笼型感应发电机组
- 5.3.1.2 电磁设计程序
- 5.3.2 双馈感应发电机的设计
- 5.3.2.1 风力发电中应用的双馈感应发电机
- 1.双馈感应发电机的基本结构
- 2.双馈感应发电机运行原理
- 3.运行特性
- 5.3.2.2 电磁设计
- 1.电磁设计所依据的基本原理
- 2.电磁设计程序的结构与内容
- 3.计算精度
- 4.设计程序的调试
- 5.4 风力发电机组用同步发电机设计
- 5.4.1 风力发电机组用同步发电机
- 1.同步发电机与变速恒频风力发电机组
- 2.基本结构
- 5.4.2 电磁设计
- 1.电磁设计所依据的基本原理
- 2.电磁设计特点
- 思考题
- 第6章 永磁同步发电机
- 6.1 概述
- 6.2 永磁体及磁路计算
- 6.2.1 磁性的来源
- 1.磁性材料的分类
- 2.磁路与电路的区别
- 3.电机常用的铁磁材料
- 4.铁磁物质的磁化
- 5.磁化曲线
- 6.铁磁材料及其他永磁材料
- 6.2.2 永磁材料的基本性能
- 1.退磁曲线及回复曲线
- 2.内禀退磁曲线
- 6.2.3 永磁同步电机的转子结构
- 6.2.4 表贴式磁极形状及其固定方法
- 6.2.5 钕铁硼永磁材料
- 6.2.6 永磁材料的性能和选用
- 1.热稳定性
- 2.磁稳定性
- 3.化学稳定性
- 4.时间稳定性
- 6.3 永磁同步电机的工作特性
- 6.3.1 空载电动势及负载下气隙中的合成磁通
- 6.3.2 交、直轴电枢反应和电枢反应的电抗
- 6.3.3 永磁同步发电机的运行原理
- 1.空载运行
- 2.负载时的电枢反应
- 3.三种特殊情况的电枢反应
- 4.电枢反应分析
- 6.3.4 齿槽问题
- 1.合适的极弧系数
- 2.槽口
- 3.斜槽
- 4.斜极
- 5.分数槽
- 6.气隙的选取
- 7.磁钢修形
- 6.3.5 永磁直驱同步发电机的瞬时短路问题
- 6.3.6 永磁直驱同步发电机的绝缘问题
- 1.参数
- 2.绕组上的极不均匀分布电压
- 3.永磁发电机绕组上过电压的抑制方法
- 6.4 直驱永磁发电机的控制方法
- 6.4.1 PWM整流控制下直驱永磁发电机运行特性
- 1.PWM变流器对直驱永磁发电机的约束分析
- 2.isd=0控制策略下直驱永磁发电机运行特性
- 3.恒端电压控制策略下直驱永磁风力发电机运行特性
- 4.单位功率因数控制策略下直驱永磁风力发电机运行特性
- 6.4.2 直驱永磁发电机参数化分析
- 1.非PWM可控整流(二极管整流)离网运行的永磁直驱同步电机
- 2.永磁同步发电机参数间的影响与关系
- 3.磁体的形状对永磁直驱发电机的影响
- 思考题
- 附录1 国产钕铁硼材料永磁性能表
- 附录2 6MW永磁同步发电机示例
- 附录3 1.5MW双馈异步风力发电机示例
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