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出版者:西安交通大学出版社

作者:阎治安

出品人:

页数:216 页

译者:

出版时间:2008年

价格:23.50元

装帧:平装

isbn号码:9787560527642

丛书系列:

图书标签:

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《电机学》是一部深入探究现代社会运转核心——电机及其相关理论与应用的学术专著。本书并非泛泛而谈，而是以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，带领读者穿越复杂的电磁学原理，直至触及电机设计、制造、运行与控制的精髓。 第一部分：电机学基础理论的基石 本书的开篇，我们将从电机学最根本的理论基石开始，循序渐进地构建读者对电机工作原理的全面理解。 电磁场理论的基石： 在深入电机之前，理解电磁场的性质至关重要。本书将详尽阐述麦克斯韦方程组的物理意义及其在电机学中的应用，讲解磁场强度、磁感应强度、磁通量、磁导率等基本概念，以及它们如何影响电机的性能。我们会分析永磁体材料的磁特性，讲解电磁感应定律，特别是法拉第定律，并将其与电机中的感应电动势产生机制紧密联系。此外，安培定律在导线载流产生磁场中的作用，以及洛伦兹力在电机中将电能转化为机械能的核心机制，都将得到深入的剖析。 电路理论与电机互联： 电机是连接电能与机械能的桥梁，而电路理论则是理解电能流动的语言。本书将复习和应用稳态电路分析方法，包括欧姆定律、基尔霍夫定律，并深入探讨交流电路中的功率（有功功率、无功功率、视在功率）及其相位关系。对于电机这种电感性负载，功率因数的概念及其对电网效率的影响将是重点讨论的内容。同时，我们会介绍傅里叶级数和相量法在分析非正弦交流电路和电机瞬态行为中的应用。 能量转换与损耗分析： 电机学的核心在于能量的转换。本书将从能量守恒定律出发，详细分析电机内部的能量转换过程，包括电磁能、机械能和热能之间的转化。我们将深入探讨电机中的各种损耗，包括铜损（导体电阻发热）、铁损（磁滞损耗和涡流损耗）、机械损耗（摩擦和风扇损耗）以及杂散损耗。对这些损耗的精确计算和分析，是提高电机效率、优化电机设计的关键。 第二部分：直流电机：从原理到实践 直流电机作为最古老的电机类型之一，其结构简单、易于控制的特点使其在许多领域仍发挥着不可替代的作用。 直流电机的基本结构与工作原理： 本部分将详细解析直流电机的组成部分，包括定子（磁极、机壳）、转子（电枢、换向器、电刷）以及它们的功能。我们将深入分析当电枢绕组通电后，在磁场中受到洛伦兹力作用而产生转矩的原理。换向器的作用——在转子旋转过程中，实现电枢各线圈的自动换向，保证转矩方向不变，将得到重点阐述。 直流电机的类型与特性： 根据励磁方式的不同，直流电机可分为他励式、并励式、串励式和复励式。本书将逐一分析这几种类型电机各自的结构特点，以及其电压-电流特性、转速-转矩特性、转速-电流特性。通过对这些特性的深入理解，读者将能够根据不同的应用需求，选择最合适的直流电机类型。 直流电机的运行特性与调速： 理解直流电机的运行特性是应用的基础。我们将详细分析在不同负载、不同励磁电压、不同电枢电压下的电机转速和转矩变化。关于直流电机的调速方法，本书将进行系统性的介绍，包括改变电枢电压调速、改变励磁电流调速（改变磁通量）以及串电阻调速等，并分析各种调速方法的优缺点和适用范围。 直流电机的应用实例： 从工业生产线上的传送带，到家用电器的驱动，再到电动汽车的早期尝试，直流电机身影遍布。本书将通过具体的工业和生活应用实例，例如起重机、轧钢机、电车、以及一些精密仪器中的应用，让读者直观地感受直流电机在现实世界中的重要作用。 第三部分：交流电机：现代工业的动力心脏 交流电机，尤其是异步电机和同步电机，是现代工业电气化进程中最具代表性的动力设备。 三相异步电机的原理与结构： 基本原理： 本部分将集中讲解三相异步电机的核心——旋转磁场的产生及其与转子产生的感应电势、转矩的关系。我们将深入分析定子绕组通入三相对称交流电时，如何形成一个在空间分布上呈正弦规律、随时间恒定幅值和恒定速度旋转的磁场。 结构解析： 详细介绍三相异步电机的定子（铁芯、绕组）和转子（鼠笼式、绕线式）的结构特征，以及它们在产生旋转磁场和转矩中的作用。我们将分析转子绕组的感应电动势、电流及其产生的磁场，以及转子电流与定子旋转磁场之间的相互作用如何产生转矩。 转差率的概念： 详细解释转差率的概念，即转子旋转磁场转速与转子实际转速之差与旋转磁场转速之比。转差率是异步电机工作特性的关键参数，它直接影响着电机的转速、转矩和效率。 三相异步电机的运行特性与等效电路： 运行特性分析： 深入剖析三相异步电机的电磁转矩公式，并据此绘制转矩-转差特性曲线。我们将分析该曲线的起动转矩、最大转矩、堵转转矩以及空载转速等关键点，并解释不同工作状态下电机的性能表现。 等效电路模型： 引入并详尽讲解三相异步电机的等效电路，包括定子电路、转子电路以及它们之间的电磁耦合。通过等效电路，可以定量地计算电机的各种参数，如损耗、转矩、功率因数等，为电机设计和运行分析提供理论依据。 三相异步电机的类型与应用： 分类： 介绍不同类型的异步电机，如普通异步电机、高转矩电机、变频电机、防爆电机等，并阐述其结构特点和适用场合。 应用广泛性： 强调三相异步电机作为最常用的交流电机，在工业生产中的广泛应用，包括水泵、风机、压缩机、机床、传送带等各种机械设备的驱动。 同步电机：恒定转速的精确驱动： 原理与结构： 讲解同步电机的工作原理，即转子磁场与定子旋转磁场同步旋转。详细介绍同步电机的结构，包括定子（三相绕组）和转子（永磁体或电励磁）。 运行特性： 分析同步电机在恒定频率下，其转速与电源频率严格成正比的特点。我们将讨论同步电机的启动方式（通常需要异步起动）以及其在功率因数可调方面的独特优势，可以用于提高电网的功率因数。 应用领域： 介绍同步电机在需要精确恒定转速的应用中的优势，如大型发电机组（发电机本质上是同步电机）、电力系统中的同步调相机、以及一些对转速稳定性要求极高的工业设备。 第四部分：电机设计、制造与控制 在掌握了电机的基本原理后，本书将进一步深入到电机的设计、制造以及现代控制技术。 电机设计原则与优化： 电磁设计： 讲解如何根据负载需求，设计电机的电磁参数，包括磁通、气隙磁密、电流密度等，以达到预期的转矩和功率输出。 结构设计： 讨论材料选择（导磁材料、导电材料、绝缘材料）、散热设计、机械结构强度设计等，以确保电机的可靠性和耐用性。 损耗最小化与效率提升： 结合前面讲到的损耗分析，探讨在设计过程中如何通过优化结构和参数，最大程度地降低各种损耗，提高电机的运行效率。 电机制造工艺： 绕组制造： 介绍绕线机的种类、绕线工艺（手动、自动），以及绝缘处理方法，以确保绕组的质量和可靠性。 铁芯加工： 讲解硅钢片的冲压、叠压成型工艺，以及保证铁芯的磁导率和降低涡流损耗的措施。 装配与测试： 讨论电机的装配流程，以及各种性能测试（空载、负载、耐压、绝缘电阻等），以确保出厂电机符合设计要求。 电机控制技术： 传统控制方法： 回顾和介绍直流电机的传统调速方法，以及交流电机的一些基本控制方式（如直接启停、星三角降压启动）。 电力电子与变频调速： 重点介绍电力电子技术在电机控制中的革命性作用，特别是变频器（VFD）的工作原理，如何通过改变电源频率和电压来精确控制交流电机的转速、转矩和起动性能。 现代控制理论在电机控制中的应用： 简要介绍先进的控制策略，如PID控制、矢量控制（FOC）等，以及它们如何实现对电机更精密的动态响应和高效运行。 电机故障诊断与维修： 常见故障分析： 详细列举电机在运行中可能出现的常见故障，如过热、异响、振动、漏油、绝缘损坏等。 故障诊断方法： 介绍运用经验、仪器（如万用表、兆欧表、红外测温仪、振动分析仪）以及分析电机运行数据等多种手段，诊断故障的根源。 维修与维护： 提供电机常见故障的维修指导和预防性维护措施，延长电机的使用寿命，保证生产的连续性。 总结 《电机学》是一本涵盖了电机学理论、设计、制造、运行与控制的综合性教材。本书力求理论与实践相结合，深入浅出，旨在为电气工程、自动化、机械工程等相关专业的学生、工程师及研究人员提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，帮助他们理解和驾驭现代社会赖以运转的动力之源。

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说实话，一开始被这本书的封面设计吸引了，那种复古的、带着蒸汽朋克美感的机械插图，让我误以为这是一本关于工业史或复古机械原理的读物。然而，当我翻开第一章，才发现自己完全低估了它的深度。《工程材料的微观形变与韧性重构》这本书，与其说是在讲材料科学，不如说是在讲述“熵增定律在复杂系统中的反抗”。作者以一种近乎诗意的笔触，描绘了金属晶格在极端应力下的“挣扎”。他没有使用那种冷冰冰的能带理论来解释强度，而是引入了“结构记忆”的概念，探讨了材料在经历塑性变形后，其内在微观结构是如何“记住”应力历史的。最精彩的部分是关于疲劳断裂的讨论，书中首次将量子隧穿效应引入到宏观裂纹扩展的概率模型中，试图解释为什么有些材料的失效过程是突变的。这个跨学科的尝试非常大胆，虽然论证过程充满争议性，但其提供的思考角度无疑是革命性的。这本书要求读者具备扎实的力学基础，但回报是极高的：它能让你重新审视那些你习以为常的“安全系数”，明白材料的“极限”远比我们想象的要复杂和微妙得多。

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这本《XX领域的基础理论探讨》绝对是我的年度惊喜之作。我原本以为这会是一本晦涩难懂的学术专著，但作者的叙事方式简直像一位经验丰富的老船长在带领水手认识星图。开篇并没有直接跳入复杂的公式推导，而是花了大量的篇幅来构建一个宏大的背景框架，让人清晰地认识到我们当前所处的理论前沿在哪里，以及那些看似孤立的子课题是如何相互连接、形成一个完整的知识体系的。特别是关于“多尺度耦合效应”那一章，作者并没有直接抛出复杂的偏微分方程组，而是用一系列生动的类比——比如讨论河流入海口泥沙沉积的动态平衡——来解释了能量在不同时间尺度上传输和耗散的内在机制。读到此处，我感觉自己仿佛从一个旁观者，真正走入了理论的核心地带。书中对历史脉络的梳理也极其到位，没有那种为了堆砌文献而堆砌的痕迹，每一次引用都精准地服务于当前论点的阐发，仿佛在告诉你：“看，前人是怎么思考的，而我们现在又站在了谁的肩膀上。”对于那些想系统性夯实基础，却又害怕被纯数学语言劝退的读者来说，这简直是一剂良方。它让你在理解了“为什么”之后，再去审视“怎么做”，心悦诚服地接受那些复杂的数学工具，因为你已经深知其背后的物理直觉是什么。那种豁然开朗的感觉，难以言喻。

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对于我这种对历史哲学抱有浓厚兴趣的读者来说，阅读《认知科学的演化路径与心智模型的重塑》是一种近乎沉浸式的体验。这本书的叙事结构非常宏大，它不是按时间顺序线性展开，而是采用了一种“主题螺旋上升”的方式来构建知识体系。作者从笛卡尔的二元论开始，如同剥洋葱般一层层揭示其局限性，然后引入了皮亚杰的建构主义，并迅速过渡到连接主义和深度学习的兴起，展现了人类对“智能”理解的范式转移。它最引人入胜之处在于，它没有将这些理论视为独立的知识点，而是将它们视为在不同历史阶段，人类试图解决“主体如何认识客体”这一核心命题时所采用的思维工具。书中对“意向性”（Intentionality）的探讨尤为深刻，作者巧妙地结合了现象学描述和计算模型，试图量化一个系统“指向”外部世界的程度。阅读过程中，我时常会陷入长久的沉思，思考我们现在习以为常的AI框架，在未来是否也会被看作是像亚里士多德逻辑那样的“过时工具”。这本书的文字优美，思想深刻，它提供的不是知识，而是一种全新的“观看世界的方式”，是真正能拓展读者心智边界的佳作。

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我是一名偏向应用层面的工程师，对纯理论推导往往感到头疼，但这本书《优化算法的高效能实现与并行化策略》却让我彻底改变了看法。它最大的成功在于，完美地架起了理论与实践之间的那座“天桥”。作者深知，一个再优雅的数学模型，如果无法在现代计算架构上高效运行，那就是空中楼阁。书中对经典迭代算法的解析，绝非照本宣科，而是紧紧围绕“计算资源的瓶颈”展开。例如，在讨论大规模矩阵求逆时，作者没有停留在LU分解的理论层面，而是花了整整一章的篇幅来比较不同缓存架构（L1/L2/L3）对高斯消元法的实际性能影响，并给出了针对特定CPU流水线的优化指令集建议。这种“硬核的工程视角”贯穿始终。更令人称道的是，它对GPU并行化策略的阐述，不是泛泛而谈CUDA或OpenCL的语法，而是深入到了线程束（Warp）调度和内存合并访问（Coalesced Access）的细节，真正做到了让读者明白“为什么”某个并行版本比另一个快。读完后，我立刻上手重构了我们项目中一个核心的优化模块，效率提升了近40%，这种立竿见影的效果，是其他任何教材都无法给予的。

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我最近在研究非线性动力学系统，手头上的资料汗牛充栋，但真正能让人在概念层面产生飞跃的却寥寥无几。然而，这本《混沌边缘的规律性探索》成功地做到了这一点。它的独特之处在于，它完全颠覆了我对“随机性”的传统认知。书中用大量篇幅详细论述了“弱收敛性”在实际物理系统中的局限性，并提出了一个非常激进的观点——即所谓的随机噪声，在极高维度空间下，可能仅仅是更高阶确定性结构的投影残余。作者的论证过程严密得令人发指，每一句话都经过了深思熟虑，没有一句是废话。尤其让我印象深刻的是关于洛伦兹吸引子的章节，作者没有停留在展示那些著名的蝴蝶翅膀图形，而是深入剖析了吸引子分岔点附近的拓扑结构变化，并引入了一种全新的拓扑不变量来刻画系统的长期演化趋势。这种对细节的极致挖掘，使得原本模糊的概念变得清晰锐利。我甚至不得不放慢阅读速度，时常需要停下来，在草稿纸上重新画图验证作者的推理链条。对于那些渴望突破现有理论瓶颈，敢于挑战经典范式的研究者而言，这本书提供的思维武器是无可替代的。它不提供现成的答案，它提供的是一种更强大的提问方式。

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哎，考试就靠这本书啊。从零开始看了一天半，将将及格。

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