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本书针对直流电机、感应电机、同步电机和开关磁阻电机等四种典型的电机，从物理模型入手推导并建立了不同类型电机的数学模型。对每一种电机在不同运行工况下稳态、瞬态过程进行了仿真，随后对仿真结果的转速、转矩、电压、电流等波形进行分析，从而介绍电机在各工况下的运行特性。本书的目的是让读者了解几种典型电机的运行特性，掌握电机建模、仿真和分析的方法，并能够利用这些方法研究其他各类电机或工况。 本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业本科生和研究生的教材，也可供电气工程技术人员参考。
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目录序前言第1章绪论11.1电机分析及计算机仿真11.2电机动态分析的基本方法11.2.1电机物理模型的建立方法11.2.2电机数学模型的建立方法41.2.3电机状态方程的求解61.3电机动态分析的基础知识181.3.1理想电机假定181.3.2正方向规定181.3.3标幺值201.3.4坐标变换21第2章直流电机262.1直流电机的数学模型262.1.1他励直流电机的数学模型262.1.2并励直流电机的数学模型272.1.3串励直流电机的数学模型272.2直流电机的运行状态282.2.1直流发电机的基本运行状态282.2.2直流电动机的基本运行状态292.2.3直流电动机的起动302.2.4直流电动机的制动312.2.5直流电动机的调速332.3直流电机的仿真分析342.3.1直流发电机的基本运行状态仿真342.3.2直流电动机的基本运行状态仿真392.3.3直流电动机的起动过程仿真432.3.4直流电动机的制动过程仿真522.3.5直流电动机的调速过程仿真592.3.6直流电动机的故障运行仿真64第3章感应电机713.1三相感应电机的数学模型713.1.1相坐标系中三相感应电机的数学模型713.1.2dq0坐标系中三相感应电机的动态数学模型743.1.3静止坐标系考虑铁心损耗时的数学模型753.2三相感应电动机的运行状态773.2.1三相感应电动机的工作特性773.2.2三相感应电动机的起动783.2.3三相感应电动机的制动803.2.4三相感应电动机的故障运行过程813.3三相感应电动机的仿真833.3.1三相感应电动机起动过程仿真分析833.3.2三相感应电动机制动过程仿真分析963.3.3三相感应电动机故障运行过程仿真分析100第4章同步电机1044.1同步电机的数学模型1044.1.1电励磁同步电机的数学模型1044.1.2永磁同步电机的数学模型1064.2同步电机动态过程分析1074.2.1三相同步电动机动态过程分析1074.2.2三相同步发电机的动态过程1104.2.3三相永磁同步电动机动态过程1214.3同步电机的仿真与分析1234.3.1电励磁三相同步电动机仿真分析1234.3.2三相同步发电机故障过程仿真分析1324.3.3三相永磁同步电动机仿真分析136第5章开关磁阻电机1505.1开关磁阻电机的数学模型1505.2开关磁阻电机的动态过程1555.2.1起动运行1555.2.2制动运行1575.3开关磁阻电机动态过程的仿真分析1585.3.1电流斩波控制(CCC)下的开关磁阻电机非线性动态仿真建模1585.3.2开关磁阻电机非线性动态仿真分析1615.3.3基于转矩分配函数(TSF)法的开关磁阻电机驱动系统动态仿真分析164参考文献167
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前言 电机的动态过程是电机运行状态变化的过程，电机内的各物理量（电压、电流、电磁转矩和转速等）随时间而变化。电机动态过程的数学模型通常为一组微分方程，其各个运行状态的求解即微分方程的解。通常根据所建立的数学模型编写计算机仿真程序或构造计算机仿真模型，求解电机中电磁量和机械量随时间变化的规律。电机的动态分析方法是电机分析的一般方法，这种方法已经成为现代电机研究中的核心内容之一。所以，掌握电机动态的分析方法对于高等院校电气工程及其自动化专业和其他相关专业的学生，以及从事电机工程的技术人员来说，显得尤为重要。 本书从电机的物理模型出发，介绍电机数学模型的等效过程，然后基于数学模型搭建电机的仿真模型，随后介绍电机不同运行状态的仿真方法，同时也介绍了模型建立和求解的相关知识。读者阅读后可以对电机和研究的动态过程针对性地建立模型并进行仿真研究。本书内容丰富，介绍的电机种类、仿真模型和仿真实例多，对于每一种电机都给出了多种仿真模型，仿真分析的内容几乎涉及电机动态运行过程的各个方面。全书共分为5章：第1章介绍电机动态过程建模的基本思想，以及建模和求解的相关知识；第2章介绍并励、串励、他励直流电机数学模型建立方法、典型的动态分析过程和动态过程的仿真实例；第3章介绍感应电机的数学模型，包括相坐标系的数学模型、dq0坐标系的数学模型和考虑铁心损耗的数学模型，详细介绍了三相感应电动机起动、制动和故障情况下的仿真方法和实例；第4章介绍同步电机的数学模型，包括三相电励磁同步电机和永磁同步电机，分析了三相电励磁同步电机电动、发电的动态过程和三相永磁同步电动机动态运行的过程，给出了具体的仿真分析的实例并对结果进行了分析；第5章介绍结构较特殊的开关磁阻电机的数学模型及其动态运行过程，并给出仿真实例，分析仿真结果。书中所有模型都是在MATLAB软件中搭建的，但其方法不限于MATLAB软件，用它们结合本书第1章介绍的求解方法，在其他编程软件中同样可以建立电机的仿真模型并进行仿真。 本书由刘晓、高剑、黄守道编写，也得到了戴其城、卢萌、王梓萌、王雨桐、肖罗鹏和张振洋的协助。 本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业本科生和研究生的教材，也可供电气工程技术人员参考。 本书在编写过程中参考了有关文献，在此向这些文献的作者表示感谢。由于编者水平有限，书中的错误在所难免，恳请读者批评指正。 编者
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