本书特色

适读人群：高等学校电气工程和自动化专业及其他机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关工程技术人员、研究生和教师参考电机学是电气工程专业的核心课程之一。每一章后面都附有思考题和答案。本书的特点是每一章内容都尽量贴近工程实际，将理论分析和实践紧密结合在一起。本书可作为高等学校电气工程和自动化专业及其他机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关工程技术人员、研究生和教师参考。

内容简介

本书重点讨论电机稳态运行的相关内容。全书共6章,涵盖电机的共性问题、电力变压器、机电能量转换原理、直流电机、感应电机、同步电机。每一章后面都附有思考题和答案。电机学是电气工程专业的核心课程之一。本书可作为电机方向的教材，或作为电机研发、设计的参考书。
本书的特点是每一章内容都尽量贴近工程实际，将理论分析和实践紧密结合在一起。本书可作为高等学校电气工程和自动化专业及其他机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关工程技术人员、研究生和教师参考。

作者简介

武洁，男，1979年10月生，2008 – 2012年，捷克奥斯特拉瓦技术大学，博士，信息学导师：Vaclav Snasel教授；2002 – 2005年，湖北工业大学，硕士，电力电子与电力传动导师：李新华教授；1997 – 2001年，湖北工业大学，学士，电力系统及其自动化。

目录

译者序

原书前言

第1章概述1

1.1电能与电机1

1.2变压器和电机的基本类型4

1.3损耗与效率10

1.4物理极限与额定值12

1.5额定铭牌15

1.6分析方法17

1.7电机发展历程与前沿技术17

1.8总结19

1.9思考题20

参考文献21

第2章变压器24

2.1带铁心的交流绕组和变压器原理25

2.2电机中的磁性材料及其损耗29

2.2.1磁化曲线和磁滞回线29

2.2.2永磁体31

2.2.3软磁材料中的损耗32

2.3导体与趋肤效应35

2.4单相和三相变压器的组成部件39

2.4.1铁心40

2.4.2绕组42

2.5单相变压器的磁链和电感45

2.5.1层式绕组的漏感47

2.5.2交叠式绕组的漏感48

2.6考虑铁耗的单相变压器电路方程49

2.7稳态与等效电路51

2.8稳态空载运行（I2=0）/实验2.152

2.8.1空载时的磁路饱和55

2.9稳态短路模式/实验2.256

2.10单相变压器的负载稳态运行/实验2.358

2.11三相变压器的联结62

2.12三相变压器空载的特殊情形65

2.12.1空载电流不对称65

2.12.2三柱铁心一次侧联结66

2.13三相变压器的一般方程67

2.13.1电感测量/实验2.468

2.14三相变压器带不平衡负载的稳态/实验2.569

2.15三相变压器并联运行72

2.16变压器的瞬态74

2.16.1电磁（R，L）瞬态75

2.16.2浪涌电流瞬态/实验2.676

2.16.3空载突然短路（V′2=0）/实验2.777

2.16.4峰值短路电流下的受力77

2.16.5静电（C，R）超快瞬态79

2.16.6防过电压静电瞬态保护措施82

2.17仪器用互感器82

2.18自耦变压器83

2.19电力电子变压器和电感器85

2.20变压器初步设计实例87

2.20.1规格87

2.20.2设计需求87

2.20.3磁路尺寸确定87

2.20.4绕组尺寸88

2.20.5损耗和效率90

2.20.6空载电流90

2.20.7有源材料重量91

2.20.8等效电路91

2.21总结92

2.22思考题93

参考文献95

第3章能量转换原理与电机类型96

3.1电机中的能量转换96

3.2电磁转矩和齿槽转矩（零电流激励时的永磁转矩）97

3.3无源转子电机98

3.4有源转子电机101

3.4.1转子侧直流且定子侧交流101

3.4.2转子侧和定子侧均为交流102

3.4.3直流（永磁）定子和交流转子103

3.5固定磁场（电刷-换向器）电机104

3.6旋转磁场同步电机105

3.7直线电机106

3.8总结111

3.9思考题112

参考文献112

第4章直流电机：稳态分析113

4.1概述113

4.1.1定子和转子结构113

4.2直流电机电枢绕组116

4.2.1单叠绕组举例：Ns=16，2p1=4117

4.2.2单波绕组举例：Ns=9，2p1=2119

4.3电刷—换向器121

4.4定子励磁磁动势产生的气隙磁密122

4.5空载磁化曲线举例123

4.6永磁体气隙磁密和电枢反应举例127

4.7换向过程130

4.7.1交流励磁电刷—换向绕组133

4.8电动势134

4.9等效电路和励磁方式136

4.10他励（或永磁体励磁）有刷直流电动机/发电机/实验4.1136

4.11有刷直流电机稳态分析和转速控制方法/实验4.2138

4.11.1调速方法140

4.12串励有刷直流电机/实验4.3145

4.12.1起动方法和调速方法147

4.13串励有刷交直流两用电机148

4.14电刷—换向器电机测试/实验4.4150

4.14.1永磁有刷直流电机的损耗、效率和齿槽转矩151

4.15永磁有刷直流汽车电机的初步设计算例153

4.15.1定子结构尺寸设计154

4.15.2转子槽和绕组设计155

4.16总结157

4.17思考题159

参考文献161

第5章感应电机：稳态分析162

5.1引言：应用和拓扑162

5.2基本结构162

5.3交流分布式绕组164

5.3.1交流分布式绕组的旋转磁动势165

5.3.2简单的单层分布式绕组（q≥1，整数）167

5.3.3简单的双层三相分布式绕组（q为整数）168

5.3.4每极每相槽数q为整数时的磁动势空间谐波169

5.3.5实用的三相交流单层分布式绕组173

5.3.6变极交流三相分布式绕组176

5.3.7两相交流绕组177

5.3.8笼型转子绕组179

5.4感应电机的电感181

5.4.1主电感181

5.4.2漏感182

5.5转子鼠笼折算到定子185

5.6绕线式转子折算到定子185

5.7三相感应电机方程186

5.8三相感应电机的对称稳态188

5.9理想空载运行/实验5.1190

5.10静止的感应电机（s=1）/实验5.2192

5.11电动机空载运行（转轴自由无阻碍）/实验 5.3195

5.12电动机负载运行（1＞s＞0）/实验 5.4197

5.13并网发电（n＞f 1/p1, s＜0）/实验 5.5197

5.14自主发电机模式（s＜0）/实验5.6198

5.15电磁转矩与电动机特性200

5.16深槽式和双笼式转子204

5.17附加（空间谐波）转矩205

5.18起动方法208

5.18.1直接起动(笼型转子)208

5.18.2降低定子电压209

5.18.3附加转子电阻起动210

5.19调速方法211

5.19.1绕线转子感应电机转速控制212

5.20不对称电压215

5.21定子一相开路举例216

5.22转子一相开路举例219

5.23电容器裂相感应电动机220

5.24直线感应电动机224

5.24.1直线感应电机中的端部和边缘效应225

5.25感应电机的实时测试与虚拟负载测试/实验5.7229

5.26感应电机初步电磁设计实例230

5.26.1磁路231

5.26.2电路234

5.26.3参数235

5.26.4起动电流和转矩238

5.26.5临界转差率和转矩238

5.26.6激磁电抗Xm以及铁心损耗piron239

5.26.7空载和额定电流I0、In240

5.26.8效率与功率因数241

5.26.9结束语241

5.27总结242

5.28思考题244

参考文献24