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| 編輯推薦： |
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
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| 內容簡介： |
本书为国家级一流本科专业建设、江苏省产教融合品牌专业建设“电机学”课程配套教材。
本书共分5篇，即变压器、交流电机的共同问题、感应电机、同步电机和直流电机，详细介绍了四种典型电机的基本结构及运行原理、基本电磁理论分析方法和稳态运行特性。为了帮助学生深入理解电机的基本概念与基本理论，本书结合重点、难点内容，设有例题、小结、思考题与习题，并配有有限元仿真验证模型、思考题与习题参考答案等资源，便于教学和自学。
本书可作为高等学校电气工程及其自动化专业和其他机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关教学、科研及工程技术人员参考。
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| 目錄：
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前言
本书主要符号对照表
第1章 电机的基础理论1
1.1 概述1
1.2 磁路与磁路定律3
1.3 铁磁材料及其特性10
1.4 电机的基本理论16
1.5 电机的制造材料22
小结24
思考题与习题24
第1篇 变压器
第2章 变压器的基本理论27
2.1 变压器的分类、结构、原理与额定值27
2.2 变压器的空载运行33
2.3 变压器的负载运行39
2.4 变压器的归算及等效电路42
2.5 变压器参数的测定47
2.6 标幺值51
2.7 变压器的运行特性55
小结58
思考题与习题59
第3章 三相变压器62
3.1 三相组式和心式变压器62
3.2 三相变压器的绕组连接方式和联结组标号63
3.3 三相变压器的空载电动势波形67
3.4 变压器的并联运行70
小结74
思考题与习题74
第4章 自耦变压器、三绕组变压器和互感器76
4.1 自耦变压器76
4.2 三绕组变压器80
4.3 互感器84
小结85
思考题与习题86
第2篇 交流电机的共同问题
第5章 交流绕组89
5.1 交流电机中的旋转磁场及其作用89
5.2 交流绕组的基本概念92
5.3 三相交流绕组97
小结102
思考题与习题103
第6章 交流绕组的感应电动势104
6.1 气隙磁场正弦分布时线圈的电动势104
6.2 谐波电动势及其削弱方法111
小结118
思考题与习题119
第7章 交流绕组的磁动势121
7.1 正弦电流下单相绕组的磁动势121
7.2 正弦电流下三相绕组的磁动势131
小结139
思考题与习题139
第8章 电机的发热与冷却141
8.1 电机的损耗与温升限值141
8.2 电机的发热与冷却142
8.3 电机的冷却介质和冷却方式145
小结147
思考题与习题147
第3篇 感应电机
第9章 感应电机的基本理论149
9.1 三相感应电机的基本结构与运行状态149
9.2 三相感应电动机的磁动势与磁场154
9.3 三相感应电动机的电压方程与等效电路161
9.4 三相感应电动机的参数测定169
9.5 感应电动机的功率方程与转矩方程172
9.6 感应电动机的电磁转矩及机械特性175
9.7 感应电动机的工作特性183
小结185
思考题与习题186
第10章 感应电动机的起动、调速与制动189
10.1 感应电动机的起动189
10.2 感应电动机的调速197
10.3 感应电动机的制动206
小结212
思考题与习题213
第11章 感应电机的其他运行方式及单相感应电动机216
11.1 三相感应电动机在不对称电压下运行216
11.2 单相感应电动机219
11.3 感应发电机224
小结226
思考题与习题227
第4篇 同步电机
第12章 同步发电机的基本理论229
12.1 同步电机的基本结构与运行状态229
12.2 同步电机的励磁方式234
12.3 同步电机的冷却方式235
12.4 同步发电机的空载运行237
12.5 对称负载时的电枢反应240
12.6 隐极同步发电机的分析方法243
12.7 凸极同步发电机的分析方法248
12.8 同步发电机的运行特性及参数测定252
小结262
思考题与习题264
第13章 同步发电机与电网并联运行266
13.1 同步发电机投入并联的条件与方法267
13.2 同步发电机并网运行时的功角特性270
13.3 同步发电机并网运行时的功率调节275
小结282
思考题与习题283
第14章 同步电动机与同步补偿机285
14.1 同步电动机285
14.2 同步补偿机292
14.3 永磁同步电动机294
小结297
思考题与习题298
第5篇 直流电机
第15章 直流电机的基本原理与电磁关系301
15.1 直流电机的工作原理与基本结构301
15.2 直流电机的电枢绕组309
15.3 直流电机的磁场316
15.4 直流电机的感应电动势与电磁转矩321
小结324
思考题与习题325
第16章 直流发电机与直流电动机327
16.1 直流发电机的基本方程与运行特性327
16.2 直流电动机的基本方程与运行特性336
16.3 直流电动机的起动与调速342
16.4 直流电机的换向351
小结355
思考题与习题356
第17章 无刷直流电动机360
17.1 无刷直流电动机的基本结构和工作原理360
17.2 无刷直流电动机的稳态方程及运行特性366
17.3 PWM调节方式369
小结371
思考题与习题371
参考文献372
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| 內容試閱：
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“电机学”是电气工程及其自动化专业非常重要的专业基础课程，也是专业课程体系中的主干课程之一，是联系前期基础课程和后续相关专业课程的桥梁，担负着为学习后续相关专业课程打下坚实理论基础的重任。“电机学”课程的特点是理论性强、概念抽象、专业特征明显，涉及电、磁、机械、力学、材料等方面的知识，要求学生在学习过程中具有较宽的知识面和较强的综合分析问题的能力。
“电机学”课程的主要特点：①电与磁结合。电机是依靠电磁感应原理进行能量交换的电磁机械装置，既涉及电路理论，又涉及磁路理论；②具体与抽象结合。不同类型电机具有不同的具体结构形式，但磁场作为其工作的基础，又难以直接观测，且不同类型电机中的磁场又有相同或相通的一面；③时间与空间结合。在电磁过程分析中，既有时间相量，又有空间矢量，两者在时-空相矢图中又相互影响、相互演化，并形成统一；④线性系统与非线性系统结合。线性等效电路是分析电机稳态运行的有效手段，但电机的主磁路是非线性的，磁路的饱和程度会引起等效电路相关参数的变化；⑤诸多关系平衡且相互制约。电机稳态运行中涉及电压平衡、电流平衡或磁动势平衡、功率平衡、力或转矩平衡，这些都是分析问题的前提和基础。
本书主要介绍变压器、同步电机、异步电机和直流电机四种典型电机的基本结构、基本原理、内部电磁关系、数学模型以及运行特性。鉴于目前在“电机学”教学改革中存在课时压缩、学生缺乏兴趣、考核方式变化以及需符合工程教育专业认证要求等诸多问题，本书在保留传统经典电机学教材结构体系的基础上，引入虚拟仿真手段帮助学生掌握电机结构，理解复杂晦涩的电、磁关系，正确认识“玄而又炫”的时-空相矢图，深刻领略电机之“美”，让学生“爱”上电机，发挥学生的主观能动性，在积极主动的探索过程中掌握的理论知识，在实践中提升应用专业知识分析解决工程问题的能力，从而奠定扎实的电机理论基础。
本书的特点：
1．面向产业需求，优化课程内容
随着交流调速技术和电力电子技术的发展，直流电机的应用越来越少，有被交流电机取代的趋势，同时鉴于永磁电机的高功率密度和高效率的优点，本书缩减了直流电机的内容，增加了永磁电机（永磁同步电机和无刷直流电机）的内容。此外，在保留已有经典电机学教材结构严谨、内容紧凑，能够系统地传授电机的知识要点和研究方法的基础上，淡化电机的绕组结构、过渡过程分析及不对称运行分析，力求突出重点，固本重源，重点夯实学生的电机电磁理论基础。
2．结合虚拟仿真，增强教学直观性和趣味性，降低学习难度
“电机学”课程的学习是从理论基础课程学习向更加接近工程实际的专业课程学习的转变过程，涉及电与磁结合、具体与抽象结合、线性系统与非线性系统结合、时间与空间结合，学生往往感觉学习难度极大，且枯燥无味，教师在讲授过程中也往往难以将一些抽象的概念表述清楚。面对教与学的难题，本书借助虚拟仿真技术，将一些典型的、抽象晦涩的概念以动画的形式表现出来，真实再现电机各参数的动态变化过程，有助于学生深刻理解所学知识，降低学生的学习难度，有效发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。
3．结合工具软件，培养应用创新能力
电机在各行各业中有着广泛的应用，掌握扎实的电机基础理论知识是产业对电气工程及其自动化专业和其他强电类专业提出的强烈需求。面对产业需求，本书增设面向工程应用的实例，并借助工程工具软件，构建电机运行模型，使学生能将理论知识与工程实际紧密联系，将抽象难懂的理论知识转化为直观的图形或动画，使学生加深对知识的理解，打好应用基础。另外，仿真操作可以突破实际工程的限制对电机参数进行调试，帮助学生充分发挥想象力和创造力，进而有效调动学生学习的积极性，激发学生的探索兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。
本书共有17章，第1～4章由徐磊编写，第5～8章由潘伟编写，第9～11章由张维煜编写，第12～17章由张新华编写。全书由张新华统稿。本书在编写过程中参考了很多同类教材和资料，贾好来老师对本书的内容策划给予了帮助和指导，在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中可能存在错误和疏漏之处，恳请读者批评指正。
编 者
2024年1月
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