本書盡量縮減了數(shù)學(xué)推導(dǎo)的篇幅，優(yōu)先考慮培養(yǎng)電機(jī)的系統(tǒng)概念、解釋電機(jī)的電端口和機(jī)械端口的使用和外部特性。本書覆蓋了大多數(shù)與電機(jī)尺寸、轉(zhuǎn)矩和功率相關(guān)的概念，解釋了損耗和次生影響，勾勒了可以忽略次生影響的工況和條件。

盡管研究和使用電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、等效電路和機(jī)械特性的目標(biāo)貫穿于本書，機(jī)電轉(zhuǎn)換過程的物理內(nèi)涵才是本書始終關(guān)注的焦點(diǎn)。本書還包括了諸如槽型、永磁**置以及它們對(duì)電機(jī)參數(shù)和性能的影響等內(nèi)容。

本書適用于電氣工程專業(yè)的本科生，可作為電機(jī)的入門課程。本書也推薦給準(zhǔn)備做畢業(yè)論文的學(xué)生，他們需要考慮對(duì)電機(jī)理解、建模、電源控制和電機(jī)的具體說明。另外，本書也可作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)相關(guān)的工程人員的有益的參考書。

譯者序
前言
致謝
第1章簡(jiǎn)介
1.1功率變換器和電機(jī)
1.1.1旋轉(zhuǎn)功率變換器
1.1.2靜止功率變換器
1.1.3電磁能量轉(zhuǎn)換的作用
1.1.4運(yùn)行原理
1.1.5磁路和電路
1.1.6旋轉(zhuǎn)電機(jī)
1.1.7可逆電機(jī)
1.2意義和典型應(yīng)用
1.3變量和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
1.4要掌握的知識(shí)和技能
1.4.1電機(jī)的基本特點(diǎn)
1.4.2等效電路
1.4.3機(jī)械特性
1.4.4電機(jī)中的暫態(tài)過程
1.4.5數(shù)學(xué)模型
1.5采用的方法和分析步驟
1.6變流器供電的變速電機(jī)的注意事項(xiàng)
1.7高效電機(jī)的評(píng)價(jià)
1.8鐵和銅的利用率的評(píng)價(jià)
第2章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換
2.1洛倫茲力
2.2平行導(dǎo)體的相互作用
2.3運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)
2.4發(fā)電模式
2.5制動(dòng)轉(zhuǎn)矩
2.6制動(dòng)力
2.7電場(chǎng)中導(dǎo)體所受到的力
2.8介電常數(shù)的改變
2.9壓電效應(yīng)
2.10磁致伸縮
第3章電磁耦合場(chǎng)
3.1基于靜電場(chǎng)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置
3.1.1電荷、電容和能量
3.1.2電能、機(jī)械能和場(chǎng)能
3.1.3電場(chǎng)力表達(dá)式
3.1.4機(jī)電能量轉(zhuǎn)換循環(huán)
3.1.5電場(chǎng)和磁場(chǎng)的能量密度
3.1.6耦合場(chǎng)和能量傳遞
3.2基于磁耦合場(chǎng)的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置
3.2.1直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換裝置
3.2.2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換裝置
3.2.3反電動(dòng)勢(shì)
第4章磁路
4.1磁路的分析
4.1.1磁通守恒定律
4.1.2安培環(huán)路定律
4.1.3磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的基本關(guān)系
4.2磁鍵矢量
4.3鐵磁材料的磁化特性
4.4磁路中的磁阻
4.5磁路中的能量
4.6磁路的參考方向
4.7磁路中的損耗
4.7.1磁滯損耗
4.7.2渦流損耗
4.7.3磁路中的總損耗
4.7.4減少鐵耗的方法
4.7.5疊片結(jié)構(gòu)鐵磁材料中的渦流
第5章旋轉(zhuǎn)電機(jī)
5.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的磁路
5.2機(jī)械端口
5.3繞組
5.4磁路中的槽
5.5繞組軸線的位置和符號(hào)
5.6轉(zhuǎn)換損耗
5.7氣隙中的磁場(chǎng)
5.8磁場(chǎng)能量、尺寸和轉(zhuǎn)矩
第6章電機(jī)建模
6.1建模的準(zhǔn)備
6.1.1建模會(huì)遇到的問題
6.1.2結(jié)論
6.2忽略的現(xiàn)象
6.2.1分布式能量和分布式參數(shù)
6.2.2忽略寄生電容
6.2.3忽略鐵耗
6.2.4忽略鐵的非線性
6.3電源功率
6.4電動(dòng)勢(shì)
6.5電壓平衡方程
6.6漏磁通
6.7耦合磁場(chǎng)中的能量
6.8機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中的功率
6.9轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
6.10機(jī)械子系統(tǒng)
6.11機(jī)械子系統(tǒng)中的損耗
6.12動(dòng)能
6.13機(jī)電子系統(tǒng)的建模
6.14機(jī)電能量轉(zhuǎn)化裝置中的功率平衡
6.15數(shù)學(xué)模型方程
第7章單饋和雙饋?zhàn)儞Q器
7.1單饋?zhàn)儞Q器的分析
7.2自感的變化
7.3功率和轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式
7.4雙饋?zhàn)儞Q器的分析
7.5互感的變化
7.6轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
7.6.1平均轉(zhuǎn)矩
7.6.2產(chǎn)生非零轉(zhuǎn)矩的條件
7.7磁極
7.8直流電機(jī)和交流電機(jī)
7.9矢量乘積形式的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
7.10旋轉(zhuǎn)電機(jī)磁鏈?zhǔn)噶康奈恢?br /> 7.11旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
7.12電機(jī)的類型
7.12.1直流電機(jī)
7.12.2感應(yīng)電機(jī)
7.12.3同步電機(jī)
第8章氣隙中的磁場(chǎng)
8.1具有分布式導(dǎo)體的定子繞組
8.2正弦電流片
8.3定子磁場(chǎng)分量
8.3.1磁場(chǎng)的軸向分量
8.3.2磁場(chǎng)的切向分量
8.3.3磁場(chǎng)的徑向分量
8.4定子磁場(chǎng)回顧
8.5用矢量表示的磁場(chǎng)
8.6轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分量
8.6.1轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的軸向分量
8.6.2轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的切向分量
8.6.3轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的徑向分量
8.6.4轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)各組成分量的總結(jié)
8.7用矢量形式表示磁場(chǎng)的準(zhǔn)則
第9章磁能、磁通和轉(zhuǎn)矩
9.1定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用
9.2氣隙磁場(chǎng)中的能量
9.3電磁轉(zhuǎn)矩
9.3.1電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
9.4單匝線圈磁通和繞組磁通
9.4.1定子單匝線圈中的磁通
9.4.2轉(zhuǎn)子單匝線圈中的磁通
9.4.3繞組磁通
9.4.4繞組磁通矢量
9.5繞組軸線和磁通矢量
9.6定子磁通矢量和轉(zhuǎn)子磁通矢量的矢量積
9.7電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的條件
9.8電磁轉(zhuǎn)矩和電機(jī)尺寸之間的關(guān)系
9.9旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
9.9.1兩相正交繞組系統(tǒng)
9.9.2三相繞組系統(tǒng)
第10章電動(dòng)勢(shì)
10.1變壓器電動(dòng)勢(shì)和運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)
10.2單匝線圈中的電動(dòng)勢(shì)
10.2.1計(jì)算穿過單匝線圈的磁通的一階導(dǎo)數(shù)
10.2.2各個(gè)導(dǎo)體產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的總和
10.2.3單匝線圈中的電壓平衡
10.2.4電動(dòng)勢(shì)波形
10.2.5電動(dòng)勢(shì)的均方根值（rms）
10.3繞組中的電動(dòng)勢(shì)
10.3.1集中繞組
10.3.2分布繞組
10.3.3短距系數(shù)
10.3.4分布系數(shù)
10.3.5相帶中的諧波表達(dá)式
10.4復(fù)勵(lì)繞組中的電動(dòng)勢(shì)
10.5諧波
10.5.1分布繞組中的電動(dòng)勢(shì)
10.5.2各種諧波
10.5.3繞組電動(dòng)勢(shì)的峰值和均方根值
第11章直流電機(jī)介紹
11.1結(jié)構(gòu)和工作原理
11.2定子結(jié)構(gòu)
11.3他勵(lì)直流電機(jī)
11.4轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流
11.5機(jī)械換向裝置
11.6轉(zhuǎn)子繞組
11.7換向
11.8換向過程
11.9轉(zhuǎn)子繞組的制作
11.10換向問題
11.11轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)
11.12電路和磁路
11.13磁路
11.14電路
11.15直軸和交軸
11.15.1矢量表示
11.15.2定子總磁通
11.15.3電機(jī)中的總磁通
11.16電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩
11.16.1電樞繞組中的電動(dòng)勢(shì)
11.16.2轉(zhuǎn)矩的合成
11.16.3轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式
11.16.4電動(dòng)勢(shì)Ea的計(jì)算
11.16.5轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
第12章直流電機(jī)的建模與應(yīng)用
12.1勵(lì)磁繞組的電壓平衡方程
12.2電樞繞組的電壓平衡方程
12.3轉(zhuǎn)子速度的變化
12.4數(shù)學(xué)模型
12.5永磁直流電機(jī)
12.6模型的框圖
12.7轉(zhuǎn)矩控制
12.8穩(wěn)態(tài)等效電路
12.9機(jī)械特性
12.10機(jī)械特性的性能
12.11轉(zhuǎn)速控制
12.12直流發(fā)電機(jī)
12.13直流電機(jī)供電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
12.13.1電樞功率供應(yīng)要求
12.13.2TΩ圖和UI圖中的四個(gè)象限
12.13.3電源的四個(gè)象限
12.13.4脈沖寬度調(diào)節(jié)
12.13.5電流脈動(dòng)
12.13.6功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
第13章直流電機(jī)的特性
13.1額定電壓
13.2機(jī)械特性
13.3自然特性
13.4額定電流
13.5熱模型和間歇工作
13.6額定磁通
13.7額定轉(zhuǎn)速
13.8弱磁
13.8.1高速運(yùn)行
13.8.2弱磁時(shí)的轉(zhuǎn)矩和功率
13.8.3磁通變化
13.8.4電動(dòng)勢(shì)的改變
13.8.5電流變化
13.8.6轉(zhuǎn)矩變化
13.8.7功率變化
13.8.8弱磁運(yùn)行需要的條件
13.9 暫態(tài)特性
13.10穩(wěn)態(tài)運(yùn)行區(qū)域
13.11功率損耗和功率平衡
13.11.1供電功率
13.11.2勵(lì)磁繞組的功率損耗
13.11.3電樞繞組的功率損耗
13.11.4機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的功率
13.11.5鐵耗（PFe）
13.11.6機(jī)械損耗（PF）
13.11.7旋轉(zhuǎn)造成的損耗（PFe+PF）
13.11.8機(jī)械功率
13.12額定值和標(biāo)稱值
13.13銘牌值
第14章感應(yīng)電機(jī)
14.1結(jié)構(gòu)和運(yùn)行規(guī)則
14.2磁體
14.3籠型轉(zhuǎn)子與繞線式轉(zhuǎn)子
14.4三相定子繞組
14.5旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
14.6轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原則
14.7轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
第15章感應(yīng)電機(jī)的建模
15.1穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)現(xiàn)象的建模
15.2數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)
15.3三相電機(jī)和兩相電機(jī)
15.4克拉克變換
15.5兩相等效電路
15.6恒定式
15.6.1K=1時(shí)的克拉克變換
15.6.2K=2/3時(shí)的克拉克變換
15.6.3K=2/3時(shí)的克拉克變換
15.7兩相等效繞組
15.8定子繞組的模型
15.9電壓平衡方程
15.10籠型轉(zhuǎn)子的建模
15.11轉(zhuǎn)子繞組的電壓平衡方程
15.12電感矩陣
15.13漏磁通與主磁通
15.14磁耦合
15.15L矩陣
15.16轉(zhuǎn)子側(cè)變量向定子側(cè)轉(zhuǎn)化
15.17數(shù)學(xué)模型
15.18缺點(diǎn)
15.19在同步坐標(biāo)系中建模
15.20帕克變換
15.21變換矩陣
15.22轉(zhuǎn)子變量變換
15.23向量和復(fù)數(shù)
15.24dq坐標(biāo)系下的電感矩陣
15.25dq坐標(biāo)系下的電壓平衡方程
15.26電氣子系統(tǒng)
第16章感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
16.1輸入功率
16.2轉(zhuǎn)矩表達(dá)式
16.3轉(zhuǎn)差率
16.4機(jī)械功率與損耗
16.5穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
16.6與變壓器的類比
16.7轉(zhuǎn)矩和電流的計(jì)算
16.8穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩
16.9標(biāo)幺值
16.10動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值
16.11穩(wěn)態(tài)電路的參數(shù)
16.12機(jī)械特性分析
16.13小轉(zhuǎn)差率下的電機(jī)運(yùn)行
16.14大轉(zhuǎn)差率下的電機(jī)運(yùn)行
16.15并網(wǎng)的感應(yīng)電機(jī)的起動(dòng)
16.16極限轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)差
16.17克勞斯方程
16.18靜態(tài)平衡和非靜態(tài)平衡
16.19連續(xù)工作的穩(wěn)定區(qū)間
16.20損耗和功率平衡
16.21銅耗、鐵耗和機(jī)械損耗
16.22機(jī)械內(nèi)功率
16.23電壓和磁通的關(guān)系
16.24功率平衡
第17章異步電機(jī)變頻調(diào)速
17.1電網(wǎng)供電電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化
17.2電壓改變
17.3繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)
17.4變極對(duì)數(shù)
17.5多極電機(jī)的特性
17.5.1電網(wǎng)供電的多極電機(jī)
17.5.2由靜態(tài)功率變換器供電的多極電機(jī)
17.5.3多極電機(jī)的缺點(diǎn)
17.6雙速定子繞組
17.7相關(guān)符號(hào)
17.8變頻電源供電
17.9變頻電源
17.10電源轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
17.11脈沖寬度調(diào)制
17.12輸出電壓的平均值
17.13正弦輸出電壓
17.14PWM波形的頻譜
17.15電流紋波
17.16頻率控制
17.17弱磁
17.18穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行區(qū)
17.19穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的限制
17.19.1RI補(bǔ)償
17.19.2臨界轉(zhuǎn)速
17.20感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
17.20.1電網(wǎng)供電的電機(jī)
17.20.2變頻感應(yīng)電機(jī)
第18章同步電機(jī)
18.1運(yùn)行原理
18.2定子繞組
18.3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
18.4轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生
18.5同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)
18.6定子磁路
18.7轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)
18.8勵(lì)磁繞組的供電
18.9旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁
18.10永磁體勵(lì)磁
18.11永磁體材料特性
18.12永磁體的磁路
18.13表貼式和內(nèi)埋式磁體
18.14永磁電機(jī)的特性
第19章同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
19.1同步電機(jī)的建模
19.2磁動(dòng)勢(shì)
19.3兩相等效
19.4克拉克三相/兩相變換
19.5電感矩陣和電壓平衡方程
19.6帕克變換
19.7dq系中的電感矩陣
19.8用復(fù)數(shù)表示矢量
19.9電壓平衡方程
19.10隱極電機(jī)（各向同性電機(jī)）的電氣子系統(tǒng)
19.11隱極電機(jī)中的轉(zhuǎn)矩
19.12凸極電機(jī)（各向異性電機(jī)）
19.13磁阻轉(zhuǎn)矩
19.14磁阻電動(dòng)機(jī)
第20章穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
20.1穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓平衡方程
20.2等效電路
20.3電流、電壓的峰值和有效值
20.4隱極電機(jī)的矢量圖
20.5凸極電機(jī)的矢量圖
20.6凸極電機(jī)的轉(zhuǎn)矩
20.7隨功角變化的轉(zhuǎn)矩
20.8機(jī)械特性
20.9由剛性電網(wǎng)供電的同步電機(jī)
20.10同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行
20.10.1渦輪機(jī)功率的增加
20.10.2頻率的增加
20.10.3無功功率和電壓變化
20.10.4功角變化
第21章同步電機(jī)瞬態(tài)運(yùn)行
21.1機(jī)電時(shí)間常數(shù)
21.2同步電機(jī)的位置
21.3LC阻尼電路
21.4同步電機(jī)的阻尼
21.5阻尼繞組
21.6同步電機(jī)的短路
21.6.1直流分量
21.6.2ISC1的計(jì)算
21.6.3ISC2的計(jì)算
21.6.4ISC3的計(jì)算
21.7瞬態(tài)和次瞬態(tài)現(xiàn)象
21.7.1時(shí)間間隔1
21.7.2時(shí)間間隔2
21.7.3時(shí)間間隔3
第22章同步電機(jī)變頻技術(shù)
22.1逆變器供電的同步電機(jī)
22.2轉(zhuǎn)矩控制原理
22.3電流控制原理