电机学教材

电机学教材
电机学是一门电气工程专业基础课程，主要分为电机控制和电机本体，电机控制主要是各种控制方法的研究及控制仿真，电机本体就是研究内部机械结构及其参数。

- 《电机学》：这是一本专门针对电力类各专业的大学生和学者们的书籍，运用通俗易懂的文字给读者介绍了变压器、异步电机、同步电机和直流机等电机学的基础知识，适合电机初学者入门学习。

- 《电机学》：普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

全书分为七篇，共三十一章，主要内容包括直流电机的概述、电枢绕组、运行原理、运行特性，起动、调速和制动，及换向；变压器的概述、运行原理、特性，三相变压器和特殊变压器；交流绕组的构成、感应电动势和磁动势；感应电机的概述、运行原理、特性，起动、调速和制动，及特种感应电机；同步电机的概述、运行原理、特性、并联运行、同步电动机和同步补偿机；电机的共同问题：不对称运行和机电能量转换原理；电机动态分析的特点和同步电机、感应电机、变压器、直流电机的动态分析。

附录列举了有关电磁场、电路和磁路、铁磁材料等基础知识。

第六章同步电机 (272)6.1 概述 (272)6.1.1 同步电机的结构型式 (272)6.1.2 同步电机的励磁方式 (278)6.1.3 同步电机的冷却方式 (278)6.1.4 同步电机的额定值 (278)6.2 同步电机的运行原理 (279)6.2.1 同步发电机的空载运行 (279)6.2.2 同步电机的电枢反应 (282)6.2.3 隐极同步发电机的负载运行 (286)6.2.4 凸极同步发电机的负载运行 (291)6.3 同步发电机的运行特性 (295)6.3.1 同步发电机的运行特性 (296)6.3.2 特性曲线在参数计算中的应用 (299)6.3.3 同步发电机稳态参数的测定 (306)6.4 同步发电机的并联运行 (307)6.4.1 投入并联的条件和方法 (308)6.4.2 功率和转矩平衡方程 (311)6.4.3 功角特性 (312)6.4.4 有功功率调节与静态稳定 (314)6.4.5 无功功率调节和V形曲线 (318)6.5 同步电动机和调相机 (319)6.5.1 基本电磁关系 (319)6.5.2 无功功率调节 (322)6.5.3 起动与调速 (323)6.5.4 调相机 (326)6.6 同步发电机的不对称运行 (327)6.6.1 相序阻抗和等效电路 (327)6.6.2 不对称稳态短路 (330)6.6.3 负序和零序参数测定 (334)6.6.4 不对称运行的影响 (336)6.7 同步电机的突然短路 (337)6.7.1 超导回路磁链守恒原理 (337)6.7.2 三相突然短路过程中的基本电磁关系 (338)6.7.3 同步电机的瞬态参数 (343)6.7.4 突然短路电流及其衰减时间常数 (347)6.7.5 突然短路对电机的影响 (351)6.8　特殊用途的同步电机 (352)6.8.1 磁阻同步电动机 (352)6.8.2 磁滞同步电动机 (354)6.8.3 反应式步进电动机 (356)习题 (358)电机学第六章同步电机272第六章同步电机同步电机是交流电机的一种。

第四节 交流磁路中的激磁电流和磁通、电磁感应定律在交流铁心磁路中，由于铁心磁化曲线的非线性，激磁电流m i 和主磁通φ的波形会产生畸变。

下面以图1-4-1所示单一铁心材料的交流铁心磁路为例，分析激磁电流和磁通的性质与波形。

为分析方便，铁心材料的磁化特性使用)(i f =φ的形式。

图1-4-1 交流铁心磁路一、铁磁材料的磁化特性为基本磁化曲线当磁路内的磁通较小时，磁路不饱和，磁通与激磁电流之间的关系基本上是线性关系。

在这种情况下，如果磁通随时间按正弦规律变化，则激磁电流随时间也按正弦规律变化。

磁通到达最大值时，激磁电流也到达最大值，因此，激磁电流与磁通在时间上同相位，随时间变化的波形也相同。

当磁通较大时，磁路出现饱和，磁通与激磁电流之间呈非线性关系。

这时激磁电流和磁通的特性与波形可以用图解法进行分析，下面分两种情况讨论。

1．磁通为正弦波时激磁电流的波形当磁通随时间作正弦变化时，设时间为1t 时的磁通瞬时值为1φ，此时由)(i f =φ曲线可以查出产生该磁通所需的激磁电流1m i ，由此可以得到激磁电流曲线上的一点，如图1-4-2所示。

同理，可以求出其他瞬间的激磁电流值，并进而可画出整条激磁电流m i 随时间变化的曲线)(m t f i =。

图1-4-2 磁通为正弦波时磁路饱和对电流波形的影响（a ）电流波形；（b ）电流波形分解分析图1-4-2可以看出，当磁通随时间正弦变化且磁路饱和时，由于磁路的非线性，激磁电流波形发生畸变，成为尖顶波。

如果将激磁电流波形进行分解，除了基波外，还包含有其他奇次谐波，其中以三次谐波为最大。

磁路越饱和，激磁电流m i 的波形尖顶越严重，谐波也越显著。

但无论激磁电流m i 波形尖顶有多严重，它的基波相位始终与磁通φ的相位相同。

2．激磁电流为正弦波时磁通的波形当激磁电流m i 随时间作正弦变化时，利用上述的作图法，同样可以求出磁通φ随时间变化的曲线)(t f =φ，如图1-4-3所示。

有关电机的书
电机是电气工程领域中重要的基础课程之一，其中包括直流电机、交流电机、步进电机等等。

下面，我们介绍几本中文电机方面的经典
教材和参考书籍，供各位学习和参考：
1.《电机学(第三版)》——作者：丁绍坤
该书是电机学领域的经典教材，内容详细，理论与实践相结合。

全书共分为七章，从电机的基本原理、结构和运行原理入手，深入介
绍了直流电机、单相电机、三相电机等各种电机的工作原理和特点，
并且涉及了电机控制和保护等方面的内容。

2.《电机设计(第二版)》——作者：邱国鹭、陈传鹏
该书介绍了电机的设计原理和方法，内容全面、系统，全书共分
为八章。

从电机所需的基本参数出发，介绍了电机的基本设计理论和
方法，以及电机设计的各种技术要点和注意事项。

3.《电机拖动及其控制(第二版)》——作者：王凯华、陈道广
该书是针对电机控制方面的参考书，内容详细，涵盖了电动机的
控制技术、调速技术以及各种电机拖动的控制方法。

全书共分为六章，着重介绍了电机控制系统的基本原理和主要内容，以及各种电机的拖
动控制技术和实现方法。

4.《电机学习指南(第二版)》——作者：张献世、李晓文
该书是电机学习方面的参考书，内容简明易懂，适合初学者学习
参考。

全书共分为五章，介绍了电机的基本原理、成分、电路和电机
的运作程序、电机的类型及选择，电机的控制等方面的内容。

电机学第五版引言概述：电机学是电气工程领域中的一门重要学科，它研究电机的工作原理、性能特点及其应用。

《电机学第五版》是一本经典的教材，它全面介绍了电机学的基本理论和实际应用。

本文将从五个大点来阐述《电机学第五版》的内容和特点。

正文内容：1. 电机学基础1.1 电机学的定义和发展历史1.2 电机学的基本概念和术语1.3 电机学的分类和特点1.4 电机学的基本原理和公式1.5 电机学的实际应用和意义2. 电机的结构和工作原理2.1 电机的基本结构和组成部分2.2 电机的工作原理和基本运行原理2.3 电机的磁场产生和转换原理2.4 电机的能量转换和传输原理2.5 电机的效率和性能指标3. 电机的性能特点和测试方法3.1 电机的静态特性和动态特性3.2 电机的转矩特性和速度特性3.3 电机的电气特性和机械特性3.4 电机的负载特性和响应特性3.5 电机的测试方法和测试仪器4. 电机的控制和调速技术4.1 电机的启动和制动控制技术4.2 电机的调速和变频控制技术4.3 电机的转矩和速度控制技术4.4 电机的位置和轨迹控制技术4.5 电机的故障诊断和保护技术5. 电机的应用领域和发展趋势5.1 电机在工业领域的应用和发展5.2 电机在交通运输领域的应用和发展5.3 电机在家庭和办公领域的应用和发展5.4 电机在能源和环保领域的应用和发展5.5 电机在新兴技术和领域的应用和发展总结：综上所述，《电机学第五版》是一本全面介绍电机学基础理论和应用的经典教材。

它详细阐述了电机学的基本概念、原理和公式，介绍了电机的结构、工作原理和性能特点。

同时，它还涵盖了电机的控制和调速技术，以及电机在不同领域的应用和发展趋势。

通过学习《电机学第五版》，读者可以全面了解和掌握电机学的知识，为电气工程领域的实际工作提供有力支持。

电机学教材选哪本最好？国内电机学教材比较：国内电机学教材全部源自苏联，内容都差不多，关键在于阐述方法，如何让初学者弄懂。

许实章、汤蕴缪都是50年代在哈工大学习苏联的，所以他们编的教材体系、内容基本相同。

1、汤蕴缪编《电机学》其实不适合做入门教材，一上来就是公式，太抽象，最基础东西没说明，比如为何大型发电机多采用旋转磁极、固定电枢绕组。

现在出了第五版，其实挂名而已。

各版基本没大变化。

虽然页数多，但习题和电磁计算等对入门者无用的附录太多。

实际讲原理的并不多。

2、华中科技大学辜承林、陈乔夫的书就是延续许实章的。

书插图质量较差，定子齿都画不工整，许实章书原来什么样，新书也是什么样。

3、东南大学吴大榕、周鹗、胡虔生编的教材是一个系列，但周鹗50年代留学苏联，基本也是苏联体系。

电力系统内容多点。

4、清华大学孙旭东、朱东起、李发海都源自章名涛，章的书也是源自苏联。

5、王秀和：新书内容取各家之长，插图精细，还有许多新内容，如超声波电机。

应是现在市面较好的大学教材。

虽然山东大学不算顶级，但这教材用心。

7、牛维扬、叶水音：大专教材，内容精简，但重点突出，图例优美，讲得通俗。

作为入门能掌握全书已经很不容易，比如发电机三相短路，只有这2本讲最清晰。

其中牛维扬更好，叶水音书图差很多。

8、西安交大阎治安的书与许实章几乎相同，没有任何特色。

9、赵君有《电机及拖动基础》阐述非常通俗易懂，但图质量差点。

顾绳谷书没什么突出优点。

10、美国查普曼：看着有点不习惯，内容比较浅，但最基础内容讲更多。

尤其相片清晰，还有最早变压器、爱迪生等相片，很有历史感。

乌尔姆的第六版差不多，重点讲基础概念。

11、苏联谢尔盖耶夫：不管基础概念和深度都有，插图极其精美。

很值得下载看看。

第一章 电机学专题培训教材1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1与e 2, 且有dt d N e 011φ-=,dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，因此变压器原、副两边每匝感应电动势相等。

又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，因此1122N UN U =将增大。

或者者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。

1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳固直流电压吗？为什么？答：不可能。

由于接直流电源，稳固的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不可能在绕组中产生感应电动势。

1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？ 答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。

为了铁心损耗，使用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

1-5变压器有什么要紧部件，它们的要紧作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

推荐的电机学习教材motorbooks电机的学习过程我可以详细的讲讲但又讲的不太清楚给你推荐几本书吧按顺序认真看1 《电机学》汤蕴璆/ 《电机学》华中科技大学出版社/《电机学》许实章这三本选一本看就可以，就是入门级别的教材，前两本都可以在市面上买到当当网上书店也有后一本我在这个论坛就发了一本2 《电机设计》陈世坤+《现代电机设计》这两本都是电机设计方面的经典一定要用心去读前一本你在当当上能买到，后一本只能下载了，在E科论坛的FTP上有的！3 《交流电机的动态分析》汤蕴璆要是你搞的是电机控制相关的，这本书就一定要读，要是电机本体的，可以不读，这本书偏难，要有耐心，读明白了，就用MATLAB 编写相应的程序，看看能出来书里的图不4 这时你要接触几个电机设计常用的软件了首先是有限元ANSYS / ansoft（maxwell2d/2D）这两软件都是用来算电磁场来整电磁设计的，因为你做论文往往做的是特种电机，没有什么经验公式，这两个软件是必须的！ansoft/ RMXxprt 这个是用磁路法来设计电机的，可以和ansoft （maxwell2d/2D）结合着来用，但个人是使用经历是误差不小起码在5% 甚至更大，所以这个软件主要是用来做（maxwell2d/2D）的前处理的！matlab要是你主要做电控的话，这个软件必须学好，要是你主要搞电机控制算法，就得搞好其中的S函数的编写，很难啊。

但它确实强大里面的电气工具箱非常好用，做论文必不可少的工具5 看一本专著，要是你搞的电机，有幸有一本权威的专著在市面上，你就偷着乐吧，买来好好看，能出专著的人，一般都是这个方面的权威，很有看头，当然也非常难！本人是搞永磁的唐任远老师的《现代永磁电机理论与设计》还是很好的，这个市面上也有的买的，很经典！你要是搞电机电磁场的汤蕴璆《电机内的电磁场》也很有看头，还是老话，很难啊。

6 有机会自己上电机厂看看，不用多，两天，电机工艺的感性认识就有了，以后工作再学就说这些了，其实还有很多话要说，有空在说吧！。