电机学

本书特色

《电机学》是普通高等教育“十一五”电气信息类规划教材。

内容简介

本书是在继承传统电机学教材特色的基础上，努力适应大众化教育时代的专业设置和课时设置的需要而编写的。本书以变压器、异步电机、同步电机和直流电机作为研究对象，突出基本概念、基本原理和基本分析方法的阐述，注重电机作为系统中控制执行元件的功能，重点分析各类电机的稳态性能。本书的编写特色是：结合国情、博采众长、主次分明、便于自学。
　　本书可作为高等学校电气工程及其自动化专业及机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关科技人员作为参考用书。
　　本书配有免费电子课件，欢迎选用本书作教材的老师登录www.cmpeducom注册下载或发邮件到xufan666@163com索取。

节选

相关资料

插图：现今多种型式的伺服电动机、步进电动机、测速发电机、自整角机和旋转变压器等，更是各类自动控制系统和武器装备以及航天器中不可缺少的执行元件、检测元件或解算元件。它们大多在第二次世界大战期间陆续出现，20世纪60年代以后基本完善，但在功能、精度、可靠性、快速响应能力方面不断有所改进，年产量的平均增长速度明显高于普通电机。新型、特种电机是所有原理、结构、材料、运行方式有别于普通电机或控制电机，但基本功能又与普通电机或控制电机无本质差异的各类电机的总称。由于这类电机大都是为了满足某种特定需求而专门研制的，具有普通电机或控制电机难以企及的某种特定性能，因而品种繁多，发展速度惊人，应用无所不及。有的以直线运动方式驱动磁悬浮高速列车；有的以500000r／min超高速旋转；有的以蠕动方式爬行；有的还可以直接作二维或三维运动；有的用作大功率脉冲电源，主要以突然短路方式运行，典型应用如环形加速器和电磁发射与推进；有的功率不到1w，采用印刷绕组，尺寸不足2mm，用于人体医学工程；有的甚至直接由压电陶瓷和形状记忆合金等功能材料制成，可实现纳米级精密定位（压电超声波电机）和柔性伺服传动（形状记忆合金电机），性能卓越，但不再适用电磁理论，原理和运行控制方式也与电磁式电机截然不同。事实上，特种电机，尤其是微特电机一直是电机发展中*有活力、*富色彩、也*具挑战性的分支之一。在电机理论方面，1918年，福蒂斯丘（Fortescue）提出了求解三相不对称问题的一般化方法——对称分量法。对于不对称的三相系统，无论是变压器、异步电机还是同步电机，总可以把三相电压和电流分解成正序、负序和零序三组对称分量。其中，正序电流在电机内部产生一个正向旋转磁场，负序电流产生反向旋转磁场，零序电流产生脉振磁场。这样，就使电机不对称运行时内部物理过程的描述得到简化，进而在线性假设条件下，应用叠加原理，即认为电机的总体行为是三组分量单独作用行为的叠加，就可以对电机不对称运行时的行为进行分析计算。在此基础上，各类交流电机（器）的分析方法也就得到了进一步统一。接下来，1926一1930年间，道黑提（Dohadi）和尼古尔（Nigull）两人先后提出了五篇经典性论文，发展了布隆代尔的双反应理论，求出了同步电机的瞬态功角特性，以及三相和单相突然短路时的短路电流。1929年，帕克（Park）（原译为“派克”）又利用坐标变换和算子法，导出了同步电机瞬态运行时的电压方程和算子电抗。同时，许多学者又研究了同步电机内的磁场分布，得出了各种电抗的计算公式和测定方法。这些工作使得同步电机的理论达到了比较完善的地步。在异步电机方面，1920一1940年间，德雷福斯（Dreyfus）、庞加（Pun.ga）、弗里茨（Fritz）、马勒（Mtiller）和海勒尔（Heiller）等人还对双笼和深槽电机的理论和计算方法、谐波磁场产生的寄生转矩、异步电机噪声等问题进行了系统的研究，奠定了分析设计基础。为了寻求分析各种电机的统一方法，1935-1938年间，克朗（Kron）首次引入张量概念来研究旋转电机。这种方法的特点是，一旦列出原型电机的运动方程，通过特定的张量转换，就可以求出其他各种电机的运动方程。线圈的连接、电刷或集电环的引入、对称分量和其他各种分量的应用等等，都相当于一定的坐标变换。张量方法的应用，不但揭示了电机及其各种分析方法之间的相互联系，使电机理论趋于统一，而且为许多复杂问题的求解提供了新的、也更有效的途径。