電機(jī)學(xué)

前言

　　伴隨高等教育進(jìn)入大眾化教育時(shí)代，教育對(duì)象的特點(diǎn)發(fā)生了較大的變化。為此，高等教育的教學(xué)內(nèi)容和課程體系勢(shì)必要發(fā)生重大的變化。如何使學(xué)生較好地理解和掌握電機(jī)學(xué)的核心內(nèi)容，提高分析和解決工程實(shí)際問題的能力，提高自主學(xué)習(xí)和進(jìn)行創(chuàng)造性思維的能力，并使其通過本課程的學(xué)習(xí)，為其以后在電氣工程領(lǐng)域中的繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是我們?cè)凇半姍C(jī)學(xué)”課程長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中一直思考和探索的問題。本書正是在這種背景下，為適應(yīng)目前高等教育的需求而編寫的?！　”緯木帉懺瓌t在于激發(fā)學(xué)生思考的積極性和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。編寫過程中側(cè)重于基本概念和基本分析方法。的分析和闡述，加大了解釋性段落的編寫。內(nèi)容體系的安排強(qiáng)調(diào)一根主線，即“磁路-變壓器-交流繞組-異步電機(jī)-同步電機(jī)”，各部分相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)系成為一個(gè)有機(jī)的整體。每部分又遵循“結(jié)構(gòu)-原理-特性-應(yīng)用”的順序進(jìn)行安排，構(gòu)建了符合認(rèn)知規(guī)律的內(nèi)容體系。力求將學(xué)生普遍認(rèn)為難以理解的知識(shí)通俗化但不失嚴(yán)謹(jǐn)性。本書共分為27章，每章后配有小結(jié)，對(duì)每章內(nèi)容進(jìn)行歸納和總結(jié)，幫助學(xué)生提高對(duì)各章內(nèi)容整體性的把握。每章配有與章節(jié)內(nèi)容緊密結(jié)合的思考題和習(xí)題，書后附有習(xí)題參考答案，以引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握本章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力?！　”緯勺鳛槠胀ǜ叩葘W(xué)校電氣工程學(xué)科相關(guān)專業(yè)“電機(jī)學(xué)”課程的教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)科技人員學(xué)習(xí)參考?！　”緯蓶|北電力大學(xué)曾令全教授和李書權(quán)副教授共同編寫。具體分工是：曾令全編寫第2篇、第4篇和第5篇；李書權(quán)編寫緒論、第1篇和第3篇?！　‰m然在本書的編寫過程中我們已經(jīng)做了不懈的努力，力求對(duì)本校多年的電機(jī)學(xué)教學(xué)成果和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，并吸納各電機(jī)學(xué)教材之優(yōu)點(diǎn)，編寫一本精品教材，但由于學(xué)識(shí)所限，不足之處不可避免。因此，我們誠懇地期望所有使用本教材的老師、學(xué)生和讀者都能慷慨賜教，提出您寶貴的意見和建議。

內(nèi)容概要

本書是在繼承傳統(tǒng)電機(jī)學(xué)教材特色的基礎(chǔ)上，努力適應(yīng)大眾化教育時(shí)代的專業(yè)設(shè)置和課時(shí)設(shè)置的需要而編寫的。本書以變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)和直流電機(jī)作為研究對(duì)象，突出基本概念、基本原理和基本分析方法的闡述，注重電機(jī)作為系統(tǒng)中控制執(zhí)行元件的功能，重點(diǎn)分析各類電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能。本書的編寫特色是：結(jié)合國情、博采眾長(zhǎng)、主次分明、便于自學(xué)?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)及機(jī)電類、自動(dòng)化類專業(yè)的教學(xué)用書，也可供有關(guān)科技人員作為參考用書?！　”緯溆忻赓M(fèi)電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄www.cmpedu?com注冊(cè)下載或發(fā)郵件到xufan666@163?com索取。

書籍目錄

緒論第一篇　變壓器　第1章　變壓器概述　第2章　變壓器運(yùn)行原理　第3章　三相變壓器　第4章　變壓器的瞬變過程　第5章　特種變壓器第二篇　交流電機(jī)的繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)　第6章　交流繞組的構(gòu)成　第7章　交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)　第8章　交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)第三篇　異 步 電 機(jī)　第9章　異步電機(jī)概述　第10章　三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行　第11章　三相異步電動(dòng)機(jī)的功率、　第12章　三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、　第13章　三相異步電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電　第14章　特種異步電機(jī)第四篇　同 步 電 機(jī)　第15章　同步電機(jī)概述　第16章　同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理　第17章　同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性　第18章　同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行　第19章　同步電動(dòng)機(jī)及同步補(bǔ)償機(jī)　第20章　同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行　第21章　 同步發(fā)電機(jī)的突然短路　第22章　同步電機(jī)的振蕩第五篇　直 流 電 機(jī)　第23章　直流電機(jī)概述　第24章　直流電機(jī)的繞組和電樞反應(yīng)　第25章　直流發(fā)電機(jī)　第26章　直流電動(dòng)機(jī)　第27章　直流電機(jī)的換向參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　現(xiàn)今多種型式的伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、自整角機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器等，更是各類自動(dòng)控制系統(tǒng)和武器裝備以及航天器中不可缺少的執(zhí)行元件、檢測(cè)元件或解算元件。它們大多在第二次世界大戰(zhàn)期間陸續(xù)出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代以后基本完善，但在功能、精度、可靠性、快速響應(yīng)能力方面不斷有所改進(jìn)，年產(chǎn)量的平均增長(zhǎng)速度明顯高于普通電機(jī)?！　⌒滦汀⑻胤N電機(jī)是所有原理、結(jié)構(gòu)、材料、運(yùn)行方式有別于普通電機(jī)或控制電機(jī)，但基本功能又與普通電機(jī)或控制電機(jī)無本質(zhì)差異的各類電機(jī)的總稱。由于這類電機(jī)大都是為了滿足某種特定需求而專門研制的，具有普通電機(jī)或控制電機(jī)難以企及的某種特定性能，因而品種繁多，發(fā)展速度驚人，應(yīng)用無所不及。有的以直線運(yùn)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)磁懸浮高速列車；有的以500000r／min超高速旋轉(zhuǎn)；有的以蠕動(dòng)方式爬行；有的還可以直接作二維或三維運(yùn)動(dòng)；有的用作大功率脈沖電源，主要以突然短路方式運(yùn)行，典型應(yīng)用如環(huán)形加速器和電磁發(fā)射與推進(jìn)；有的功率不到1w，采用印刷繞組，尺寸不足2mm，用于人體醫(yī)學(xué)工程；有的甚至直接由壓電陶瓷和形狀記憶合金等功能材料制成，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精密定位（壓電超聲波電機(jī)）和柔性伺服傳動(dòng)（形狀記憶合金電機(jī)），性能卓越，但不再適用電磁理論，原理和運(yùn)行控制方式也與電磁式電機(jī)截然不同。事實(shí)上，特種電機(jī)，尤其是微特電機(jī)一直是電機(jī)發(fā)展中最有活力、最富色彩、也最具挑戰(zhàn)性的分支之一?！　≡陔姍C(jī)理論方面，1918年，福蒂斯丘（Fortescue）提出了求解三相不對(duì)稱問題的一般化方法——對(duì)稱分量法。對(duì)于不對(duì)稱的三相系統(tǒng)，無論是變壓器、異步電機(jī)還是同步電機(jī)，總可以把三相電壓和電流分解成正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱分量。其中，正序電流在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，負(fù)序電流產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，零序電流產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)。這樣，就使電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)內(nèi)部物理過程的描述得到簡(jiǎn)化，進(jìn)而在線性假設(shè)條件下，應(yīng)用疊加原理，即認(rèn)為電機(jī)的總體行為是三組分量單獨(dú)作用行為的疊加，就可以對(duì)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的行為進(jìn)行分析計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，各類交流電機(jī)（器）的分析方法也就得到了進(jìn)一步統(tǒng)一。接下來，1926一1930年間，道黑提（Dohadi）和尼古爾（Nigull）兩人先后提出了五篇經(jīng)典性論文，發(fā)展了布隆代爾的雙反應(yīng)理論，求出了同步電機(jī)的瞬態(tài)功角特性，以及三相和單相突然短路時(shí)的短路電流。1929年，帕克（Park）（原譯為“派克”）又利用坐標(biāo)變換和算子法，導(dǎo)出了同步電機(jī)瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的電壓方程和算子電抗。同時(shí)，許多學(xué)者又研究了同步電機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng)分布，得出了各種電抗的計(jì)算公式和測(cè)定方法。這些工作使得同步電機(jī)的理論達(dá)到了比較完善的地步。在異步電機(jī)方面，1920一1940年間，德雷福斯（Dreyfus）、龐加（Pun.ga）、弗里茨（Fritz）、馬勒（Mtiller）和海勒爾（Heiller）等人還對(duì)雙籠和深槽電機(jī)的理論和計(jì)算方法、諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的寄生轉(zhuǎn)矩、異步電機(jī)噪聲等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，奠定了分析設(shè)計(jì)基礎(chǔ)?！　榱藢で蠓治龈鞣N電機(jī)的統(tǒng)一方法，1935-1938年間，克朗（Kron）首次引入張量概念來研究旋轉(zhuǎn)電機(jī)。這種方法的特點(diǎn)是，一旦列出原型電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程，通過特定的張量轉(zhuǎn)換，就可以求出其他各種電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程。線圈的連接、電刷或集電環(huán)的引入、對(duì)稱分量和其他各種分量的應(yīng)用等等，都相當(dāng)于一定的坐標(biāo)變換。張量方法的應(yīng)用，不但揭示了電機(jī)及其各種分析方法之間的相互聯(lián)系，使電機(jī)理論趨于統(tǒng)一，而且為許多復(fù)雜問題的求解提供了新的、也更有效的途徑?！　　?/pre>








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