电机学(21世纪电气工程及其自动化系列教材)(辜承林)

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787560923727
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具体描述

《电机学:深入探索机电转换的核心技术》 本书旨在为读者提供一个全面且深入的电机学知识体系,涵盖了从基础原理到实际应用的各个方面,为电气工程及其自动化领域的学习者和从业者打下坚实的理论基础。我们专注于剖析电机作为核心机电设备的运行机制、设计理念和控制策略,揭示其在现代工业、交通运输、新能源等关键领域中不可或缺的作用。 核心内容概览: 第一部分:电机学基础理论 电磁学基础回顾: 本部分将对必要的核心电磁学概念进行系统回顾,包括磁场、磁通、磁场强度、磁导率、安培定律、法拉第电磁感应定律以及麦克斯韦方程组等。重点在于理解这些基本定律如何驱动电机的运作,以及它们在电机设计中的应用。我们将通过清晰的图示和简明的推导,帮助读者建立对电磁场与电能转换之间联系的直观认识。 电磁感应与电动势: 深入讲解法拉第电磁感应定律在旋转电机中的具体体现,即感应电动势的产生原理。我们将分析导体在磁场中运动时感应电动势的大小、方向以及其与磁场强度、导体长度和运动速度的关系。这部分是理解所有电机类型工作原理的基石。 磁路与铁耗: 详细阐述磁路的构建,包括磁芯材料的特性、磁阻的概念以及如何分析复杂的磁路。同时,我们将深入探讨铁耗的产生机理,包括涡流损耗和磁滞损耗,并介绍降低铁耗的有效措施,这对提高电机效率至关重要。 电机的基本构成与分类: 系统介绍各类电机的基本组成部分,如定子、转子、绕组、绝缘、轴承等,并阐述它们的功能和重要性。在此基础上,我们将对电机进行详细的分类,包括直流电机、交流电机(同步电机、异步电机)以及特种电机,并初步介绍它们各自的特点和应用领域。 第二部分:直流电机 直流电机的基本原理: 深入剖析直流电机的工作原理,特别是电磁转矩的产生机制。我们将详细阐述换向器的作用,以及它如何实现电枢绕组中电流方向的周期性改变,从而保证转矩的持续性和方向性。 直流电机的结构与特性: 详细介绍直流电机的各种结构形式,如他励、并励、串励和复励电机,并分析不同结构下电机的基本特性曲线,包括电磁转矩-电枢电流特性、转速-电枢电流特性以及转速-电磁转矩特性。 直流电机的电枢反应与换向: 深入探讨电枢反应的本质及其对电机性能的影响,并介绍提高换向性能的各种方法,例如使用补偿绕组和换向极。 直流电机的调速方法: 全面介绍直流电机的各种调速方法,包括改变电枢电压、改变励磁电流以及串电阻调速等,并分析各种调速方法的优缺点及其适用范围。 第三部分:交流电机(同步电机) 同步电机结构与原理: 详细介绍同步电机的基本结构,包括定子绕组(三相绕组)和转子(永磁式或电磁式励磁),以及它们如何产生旋转磁场。深入分析同步电机的工作原理,重点讲解同步转速的概念以及转子如何与旋转磁场同步旋转。 同步发电机的原理与运行: 介绍同步发电机作为电能生产者的工作原理,包括其三相感应电动势的产生、相序以及电压和频率的控制。重点阐述同步发电机并网运行的条件和同步操作。 同步电动机的运行特性: 详细分析同步电动机的电磁转矩、功率因数以及其运行平稳性。重点讲解同步电动机的启动过程以及其在恒定转速下的应用优势。 同步电机的励磁方式与控制: 介绍不同类型的同步电机励磁方式(永磁同步电机、同步磁阻电机等),以及现代同步电机励磁控制技术,包括恒转矩调速和恒功率调速。 第四部分:交流电机(异步电机) 异步电机结构与原理: 深入剖析异步电机的结构,包括定子三相绕组产生旋转磁场,以及转子(笼型转子和绕线转子)的特点。详细讲解异步电机的工作原理,特别是转子感应电流和电磁转矩的产生机制,以及转差率的概念。 异步电机的等效电路与特性: 推导异步电机的等效电路,并基于等效电路分析其各种运行特性,包括电磁转矩-转速特性、功率特性和效率特性。重点分析异步电机在不同运行状态下的表现。 异步电机的启动与调速: 系统介绍异步电机的各种启动方法,如直接启动、降低电压启动、串电阻启动和Y-Δ启动等,并分析其优缺点。全面讲解异步电机的调速技术,包括改变极对数、改变转差率(转子串电阻、二次循环等)以及变频调速技术,重点突出变频调速的优越性。 三相异步电机的应用: 阐述三相异步电机在工业生产中的广泛应用,包括在泵、风机、压缩机、传送带等设备中的具体应用案例,并分析其选择和维护的要点。 第五部分:特种电机与电机控制 特种电机简介: 介绍几种常用的特种电机,如步进电机、伺服电机、永磁电机、无刷直流电机等,并阐述其独特的工作原理、结构特点以及在自动化控制、机器人、新能源汽车等领域的典型应用。 现代电机控制技术: 介绍先进的电机控制策略,包括矢量控制(FOC)、直接转矩控制(DTC)等,并分析这些控制技术如何实现对电机性能的精确控制,提高效率和动态响应。 电机设计与选型: 讲解电机设计的基本原则和流程,包括功率计算、参数选择、材料应用以及损耗分析等。指导读者如何根据实际应用需求,合理选择适合的电机类型、功率和规格。 电机故障分析与维护: 探讨电机常见的故障类型,如绕组短路、过载、绝缘损坏等,并介绍相应的故障诊断方法和维护措施,以确保电机的可靠运行。 本书力求在理论深度和实践应用之间取得平衡,通过丰富的插图、清晰的公式推导和实例分析,帮助读者不仅理解电机的“是什么”,更能理解“为什么”以及“如何做”。我们相信,通过对本书内容的系统学习,读者将能够深刻掌握电机学的精髓,为未来在电气工程及自动化领域的学习和职业发展奠定坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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在阅读《电机学》这本书的过程中,我感受到了作者深厚的学术功底和丰富的教学经验。辜承林教授不仅在理论分析上精益求精,在教学方法的选择上也独具匠心。他善于将抽象的电磁理论与具体的工程实践相结合,让读者在理解理论的同时,也能感受到其在实际应用中的重要性。例如,在介绍电机过载保护时,书中会详细分析过载的原因、对电机造成的损害,以及各种保护装置的工作原理,并结合实际工程中的安全规程进行讲解。这种“理论与实践并重”的讲解模式,让我对电机学这门学科的理解更加全面和深刻。我也注意到,书中在介绍一些概念时,会引用一些历史上的重要发现和人物,这不仅增加了知识的趣味性,也让读者对电机学的发展历程有了更直观的认识。总而言之,《电机学》是一本集理论深度、工程实践、教学艺术于一体的优秀教材,它为我深入学习电机学领域打下了坚实的基础。

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这本书的图文并茂,堪称一绝。辜承林教授在《电机学》中,对于插图的运用可谓是费尽心思。每一处关键概念的引入,都有精美的示意图或流程图相伴。这些图不仅仅是简单的辅助说明,它们本身就蕴含着丰富的信息。例如,在介绍不同磁路的结构时,作者绘制了详细的截面图,并标注了磁势、磁通等关键量的方向和大小,让人一目了然。在分析电机内部的电磁场分布时,书中提供了大量的磁力线图和等势面图,这些图形生动地展示了电磁场的形态,使抽象的概念变得具象化。我特别喜欢书中那些将电机内部结构和电磁过程结合起来展示的插图,它们仿佛是“X光片”,让我能够深入了解电机“心脏”的跳动。此外,一些复杂的公式推导过程,也通过流程图的形式进行了可视化处理,使得整个推导过程更加清晰和易于理解。这种精心的图文设计,不仅极大地提升了阅读的效率,也让学习过程变得更加轻松有趣,仿佛有一位经验丰富的导师在手把手地指导你学习。

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我对《电机学》这本书的深度和广度都感到非常满意。辜承林教授在内容的选择上,既涵盖了电机学最核心的基础理论,也对现代电机技术的前沿发展有所涉及。从直流电机、交流电机(包括感应电机和同步电机)的基本原理,到各种电机的特殊类型(如步进电机、伺服电机等),书中都有详尽的介绍。并且,作者在讨论这些不同类型电机时,会着重分析它们各自的特点、应用领域以及技术优势。例如,在介绍永磁同步电机时,书中不仅阐述了其高效率、高功率密度的优势,还提及了在新能源汽车和工业自动化等领域的广泛应用。我尤其欣赏书中关于电机控制理论的章节,虽然篇幅可能不是最长的,但它为读者勾勒出了一个清晰的电机控制系统框架,包括了从传感器信号采集到控制器设计,再到执行器驱动的整个过程。这种“面面俱到”的讲解,让我对电机这门学科的整体脉络有了更全面的认识。

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我发现《电机学》这本书的排版和设计都非常人性化。辜承林教授在整体的编排上,遵循了逻辑清晰、主次分明的原则。章节之间的过渡自然流畅,段落的划分也恰到好处,使得阅读起来不会感到疲惫。字体的选择和大小都比较适中,阅读舒适度很高。而且,书中对关键概念的强调,例如加粗、斜体的使用,以及重要公式的独立列出,都有效地帮助读者抓住重点。我喜欢书中那些用于区分不同部分的内容,比如案例分析、技术前沿介绍等,这些内容为严肃的学术理论增添了一些趣味性和实践性,让阅读体验更加丰富。此外,书本的装订质量也很好,页面的翻动顺畅,不易损坏,这对于一本经常需要翻阅的教材来说是非常重要的。整体而言,《电机学》这本书在视觉呈现上,给人一种专业、严谨而又易于亲近的感觉,大大提升了我的阅读兴趣和学习效率。

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《电机学》这本书,在理论讲解之外,对于工程实践的关注也着实令人称赞。虽然这是一本教材,但辜承林教授在字里行间流露出的工程思维,让这本书不仅仅停留在纸面上的理论。例如,在介绍电机损耗时,书中不仅仅列出了各种损耗的计算公式,更深入地分析了不同损耗产生的原因,以及如何通过改进设计和运行策略来减小损耗,提高电机效率。这对于即将踏入工程领域,或者已经在工程一线工作的读者来说,具有极高的参考价值。我记得书中有一章专门讨论了电机的性能测试和参数测定,详细介绍了各种测试方法,如空载试验、短路试验、堵转试验等,以及如何根据测试结果来计算电机的等效电路参数。这些内容对于理解一台电机为何如此运行,以及如何评价和选择一台电机至关重要。作者还对不同类型电机的起動方式、调速方法以及制动原理进行了详细的阐述,并结合实际工程中的常见问题,给出了解决方案和建议。这些贴近实际的讲解,让我在阅读时,仿佛置身于一个电机维修车间或设计实验室,能够直观地感受到理论知识是如何转化为实际工程应用的。

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读《电机学》这本书,最让我印象深刻的是其理论的系统性和完整性。辜承林教授在梳理电机学这门庞大而复杂的学科时,展现出了非凡的功力。他并没有孤立地讲解各种电机类型,而是将其置于一个统一的理论框架之下,强调它们之间的内在联系和演化关系。例如,在讨论了直流电机和交流电机后,作者会进行横向比较,分析它们在结构、工作原理、优缺点以及适用场景上的差异,从而帮助读者建立起一个全面的电机知识体系。这种“提纲挈领”式的讲解方式,避免了碎片化的知识获取,让学习过程更加高效有序。此外,书中对于一些关键概念的辨析也极为到位。比如,对于“磁势”、“磁通”、“磁导率”等一系列与磁路相关的概念,作者在不同章节中反复提及,并在不同的语境下加以阐释,确保读者能够真正理解它们之间的相互作用。书中还穿插了大量的例题和习题,这些题目不仅是对所学知识的巩固,更是对理解深度的一次检验。有些题目设计得十分巧妙,能够引导读者从新的角度思考问题,甚至发现一些自己之前忽略的细节。我尤其喜欢那些需要综合运用多个章节知识才能解答的题目,它们能够极大地锻炼我的逻辑思维和分析能力,让我感觉自己真正掌握了这门学科的精髓。

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《电机学》这本书,其语言风格既有学术的严谨,又不失科普的通俗。辜承林教授在撰写教材时,显然对不同知识背景的读者做了充分的考量。在处理一些较为高深的理论时,作者会先从一个简单的模型入手,逐步引入更复杂的概念,并用生动的语言进行解释。例如,在讲解电机的电磁转矩时,作者首先会用“力的作用”来类比,然后再引入安培力公式,最终导出转矩的计算表达式。这种“由简入繁”的讲解方式,让我在理解复杂概念时,能够更加得心应手。书中对于专业术语的定义也十分清晰准确,并且在首次出现时,都会给出详细的解释。即使是对于一些初学者来说,也不会因为陌生的术语而感到困惑。而且,作者在阐述某些观点时,会引用一些经典的研究成果和工程实例,使得书本内容更具说服力和深度。我感觉这本书不仅仅是一本教材,更像是一位学识渊博的老师在与我进行深入的学术交流,让我受益匪浅。

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辜承林教授的《电机学》在数学工具的应用方面,处理得恰到好处,既保证了理论分析的严谨性,又避免了让读者望而却步的繁杂计算。书中对于微分方程、复数运算、向量分析等数学工具的运用,都清晰地给出了推导过程,并且在引入时,会简要回顾相关的数学背景知识,方便那些数学基础相对薄弱的读者。例如,在分析电机暂态过程时,作者会借助拉普拉斯变换等工具,将复杂的微分方程求解过程变得更加简洁明了。同时,书中也强调了物理意义的理解,即使是在复杂的数学推导中,作者也会不时地停下来,用通俗易懂的语言解释当前推导的物理含义,以及它与实际电机运行状态之间的联系。我曾读过一些电机学的书籍,它们往往过于侧重数学的推导,让人感觉像是在学习一本高等数学的教材,而忽略了电机学本身作为一门工程学科的特质。而《电机学》这本书,在数学的严谨性和工程的直观性之间找到了一个很好的平衡点,让我在掌握扎实数学理论的同时,也能深刻理解电机的工作本质。

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这本书,名为《电机学》,承载着辜承林教授的深厚学识,是“21世纪电气工程及其自动化系列教材”中的一员。拿到这本书的时候,我首先被其严谨的编排和清晰的结构所吸引。每一章节的引入都做到了层层递进,从最基础的概念出发,逐步深入到复杂的理论分析和实际应用。例如,在介绍电磁感应定律时,作者并没有直接抛出法拉第定律的数学表达式,而是先从宏观的磁场和导体的相互作用讲起,通过生动的类比和形象的描述,让读者对这个核心概念有一个直观的认识。随后,再引入能量守恒和洛伦兹力等基础原理,将物理概念与数学公式巧妙地结合起来,使得公式不再是枯燥的符号,而是背后深刻物理意义的载体。这种由浅入深、循序渐进的教学方法,对于初学者来说无疑是巨大的福音。即使是对电机学有一定基础的读者,也能从中找到新的视角和更深刻的理解。书中对各种电机模型,如理想电机、感应电机、同步电机等的讲解,也做到了详略得当,重点突出。作者在分析时,善于运用图表和示意图,将抽象的电磁场分布和力矩产生过程可视化,极大地降低了阅读的难度,也增强了学习的趣味性。读完第一部分,我感觉自己对电机的工作原理有了脱胎换骨的认识,仿佛能“看见”电机内部的磁场在涌动,电流在驱动转子旋转。

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《电机学》这本书在习题设计方面,具有极高的价值。辜承林教授在每个章节的末尾,都精心设计了一系列习题,这些习题的难度和类型都非常多样化。从基础概念的理解题,到复杂的计算题,再到需要综合分析的工程应用题,应有尽有。我个人认为,这些习题是检验学习成果、加深理解的最佳途径。特别是那些需要结合实际工程问题进行分析的题目,它们能够引导我思考电机在实际应用中可能遇到的各种挑战,并尝试运用书本上的知识来解决这些问题。有些习题甚至会提出一些开放性的问题,鼓励读者进行更深入的探索和思考。在完成这些习题的过程中,我不仅仅是在机械地套用公式,更是在锻炼自己的分析能力、解决问题的能力以及创新能力。书中可能也会提供一些关键习题的解答思路或最终答案,这对于我检查自己的答案、学习正确的解题方法非常有帮助。

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