Электромеханическое преобразование энергии — одно из удивительнейших явлений окружающего нас мира. Хотя после создания первых электрических машин прошло почти полтора века и за это время созданы машины, воплощающие лучшие достижения человеческого' разума, до сих пор многие вопросы теории электромеханических преобразователей энергии ждут своего решения.
Только появление в последние десятилетия вычислительных машин позволило решить сложнейшие задачи электромеханики и подойти вплотную к оптимизации электромеханических систем и основных элементов этих систем — электрических машин.
Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена математическому описанию процессов, происходящих в. электрических машинах. Основное внимание уделено дифференциальным уравнениям электромеханических преобразователей энергии и решению "их с помощью аналоговых и цифровых вычислительных машин. В классических учебниках по электрическим машинам изложение теории начинается с комплексных уравнений, схем замещения и векторных диаграмм. В этой книге делается попытка, начав изложение с дифференциальных уравнений, описывающих как динамические режимы, так и установившиеся, подвести читателя к комплексным уравнениям электрических машин.
Одна из целей настоящей книги — показать общность уравнений различных типов электрических машин, показать, что все бесконечно сложное многообразие процессов в электрической машине сводится к уравнениям обобщенного электромеханического преобразователя энергии — т-, n-обмоточной электрической машины, в воздушном зазоре которой существует -бесконечный спектр гармоник поля.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........,..... 3
Введение............... 5
Глава первая. Законы электромеханического преобразования энергии............12
1-1, Как работает электрическая машина..... 12
1 -2. Основные положения механики, необходимые при изучении электрических машин........ 21
1-3. Немного об электродинамике....... 26
1-4. Теория цепей........... 32
1-5. Преобразование энергии в электромеханических преобразователях............ 37
1-6. Элементы матричной алгебры....... 44
Глава вторая. Обобщенная электрическая машина . . 51
2-1. Модель обобщенной электрической машины ... 52
2-2. Уравнения обобщенной электрической машины . . 60
2-3. Уравнения обобщенной электрической машины в раз- "
личных системах координат....... 67
2-4. Параметры............ 77
2-5. Уравнения установившегося режима ..... 84
Глава третья. Обобщенный электромеханический преобразователь энергии........... . 92
3-1. Бесконечный произвольный спектр полей в воздушном
зазоре .............-93
3-2. Обобщенный электромеханический преобразователь
.энергии............, 102
3-3. Уравнения обобщенного электромеханического преобразователя энергии.........105
3-4. Уравнения асинхронной двухфазной симметричной машины при несинусоидальном и несимметричном напряжении питания..........113
Глава четвертая. Аналитическое решение уравнений
электромеханического преобразования энергии . , . . 120
"4-1. О некоторых методах решения дифференциальных
уравнений электрических машин......"120 "
4-2. Решение уравнений с помощью операторного метода
для статических цепей ......... *21
сто
4-3. Применение аналитических методов для определения
токов и моментов во вращающихся машинах . . . 128
4-4. Метод разностных уравнений....... 134
Глава пятая. Применение вычислительных машин для
решения задач электромеханики......... 138
5-1. Общие сведения и классификация вычислительных
машин . ......... 138
5-2. Применение и устройство основных решающих блоков АВМ............ 145
5-3. Подготовка задачи к моделированию . . . . . 162
5-4. Физическое моделирование ........ 167
Глава шестая. Асинхронные машины . . . . . . 170
6-1. Особенности работы. Конструкция..... 170
6-2. Уравнения асинхронной машины...... 181
6-3. Переходные процессы в симметричной асинхронной
машине с круговым полем в воздушном зазоре . . 189
6-4. Учет нелинейности параметров асинхронной машины 199
6-5. Многообмоточные асинхронные машины .... 209
Глава седьмая. Исследование асинхронных машин при
наличии в воздушном зазоре спектра гармоник поля . . 212
7-1. Исследование асинхронных машин при эллиптическом
поле в воздушном зазоре ........ 213
7-2. Исследование асинхронных машин при несинусоидаль- "
ном и несимметричном напряжении питания . . . 220
~7-3. Тиристорное управление асинхронным двигателем . 232
7-4. Как подойти к анализу реальной асинхронной машины ............. 236
Глава восьмая. Несимметричные асинхронные машины 243
8-1. Уравнения несимметричных асинхронных машин . . 243
8-2. Аналитическое решение дифференциальных уравнений
несимметричной машины........ 252
8-3. Математические модели некоторых наиболее распространенных схем включения несимметричных машин 256
8-4. Исследование. на АВМ несимметричных асинхронных
двигателей с короткозамкнутым ротором .... 260
Глава девятая. Синхронные машины...... 276
9-1. Конструкция. Особенности работы....., 277
9-2. Уравнения синхронных машин . . . ». . . . 289
9-3. К моделированию синхронных машин на АВМ . . 296
9-4. Шаговые двигатели.......... 302
Глава десятая. Коллекторные машины . . . . . 309
10-1. Конструкция и особенности работы, машин постоянного тока и коллекторных машин переменного тока 309
10-2. Уравнения коллекторных машин...... 319
10-3. К анализу уравнений машин постоянного тока . . 325
399
Глава одиннадцатая. Трансформаторы .... 331
11-1.. Трансформатор — электромапштный преобразователь
энергии.............331
11-2. Уравнения трансформатора' и применение вычислительных машин для их решения . . . . . . 335
11-3. Насыщенный трансформатор как линейный шумящий '
многополюсник...........342
11-4. Вращающиеся электромагнитные преобразователи . 348
Глава двенадцатая. Асинхронная машина как элемент
системы регулирования.......... 352
12-1. Общая методика расчета установившихся токов асинхронных машин с предвключенными и послевключен-ными элементами..........352
12-2. Питание статора асинхронной машины через произвольный многополюсник........354
12-3. Питание ротора асинхронной машины через произвольный многополюсник........365
12-4. Асинхронная машина с добавочными элементами как
многополюсник......... . . 376
12-5. Асинхронный двигатель в замкнутой системе автоматического регулирования.........381
1 Глава тринадцатая. Вместо заключения .... 388 Литература.............. 395
Цена: 150руб.
