高等学校教材 电机学 第三版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787801254504

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电机学：电力驱动系统的基石 电机学是一门深入探讨电能与机械能相互转换的学科，是现代工业和科技发展不可或缺的基础。本书旨在全面、系统地介绍电机学基本理论、核心概念以及各类电机的结构、原理、特性和应用，为读者构建一个扎实的知识体系，使其能够理解和掌握电力驱动系统的设计、分析与控制。 核心内容概览： 本书内容涵盖了电机学的主要领域，包括： 电磁场理论基础： 磁场及其性质： 介绍磁场的基本概念，如磁感应强度、磁通量、磁场强度，以及磁介质的磁特性（顺磁、抗磁、铁磁）。深入阐述安培环路定律、高斯定律在磁场分析中的应用，以及磁路的构建和计算方法。 电磁感应定律： 详尽讲解法拉第电磁感应定律，包括感应电动势的产生原因和方向判断（楞次定律）。介绍自感和互感现象及其计算，为理解发电机和变压器的工作原理奠定基础。 磁滞与涡流： 分析铁磁材料在交变磁场中的磁滞现象及其能量损耗，以及导体在交变磁场中产生的涡流损耗。这些损耗是影响电机效率和发热的重要因素。 直流电机： 结构与工作原理： 详细介绍直流电机的基本组成部分，包括定子（磁极、电枢铁心）、转子（电枢绕组、换向器、电刷）和机壳。阐述电枢绕组在磁场中受力转动的基本原理，以及换向器在保持转矩方向恒定中的关键作用。 电动势和转矩的产生： 推导直流发电机和直流电动机的电动势和转矩公式，分析其与磁通、电枢电流、转速等参数的关系。 基本类型与特性： 介绍他励、并励、串励和复励直流电机的结构特点和工作特性曲线，分析其在不同负载下的运行表现。 运行特性与调速： 探讨直流电机的主要运行特性，如空载特性、负载特性、外特性和机械特性。详细讲解不同调速方法，包括改变电枢电压、改变励磁磁通和串电阻调速，分析其优缺点和适用范围。 损耗与效率： 分析直流电机的主要损耗（电枢铜损、励磁铜损、铁损、机械损耗、杂散损耗），并推导其效率公式。 变压器： 结构与工作原理： 详细介绍变压器的基本结构，包括铁心（叠片铁心）和绕组（一次绕组、二次绕组）。阐述变压器通过电磁感应实现电压变换的基本原理，以及一次、二次侧电流和电压的比例关系。 等效电路与参数： 构建变压器的等效电路模型，包括漏感、励磁电纳、电阻等参数的意义和测量方法。 运行特性与试验： 分析变压器的空载运行和短路运行特性，介绍空载试验和短路试验的目的和方法，以及如何根据试验结果计算变压器的各项参数。 损耗、效率与调压： 讨论变压器的损耗（铜损、铁损）及其对效率的影响。介绍变压器的调压方法，如改变变压比（有载调压、无载调压）。 三相变压器： 介绍三相变压器的结构，如 Y-Y, △-△, Y-△, △-Y 接法及其各自的特点。 同步电机： 结构与工作原理： 详细介绍同步电机的基本结构，包括定子（三相绕组）和转子（凸极式、隐极式）。阐述同步电机利用旋转磁场原理进行工作的基本过程，以及转子与定子磁场同步旋转的条件。 同步发电机的原理与运行： 介绍同步发电机的电枢反应、漏抗和同步电抗，以及其电动势方程。分析同步发电机的运行特性，包括 V 形曲线及其在提高功率因数中的作用。 同步电动机的原理与运行： 探讨同步电动机的启动方式（如使用阻尼绕组）和运行特性。重点讲解同步电动机在恒定转速下的运行特点，以及其在无功功率补偿方面的应用。 并列运行： 讨论同步电机并列运行的条件和原则，包括电压、频率、相序和电动势幅值相等。 异步电机（感应电机）： 结构与工作原理： 详细介绍异步电机的基本结构，包括定子（三相绕组）和转子（鼠笼式、绕线式）。阐述异步电机利用旋转磁场感应转子电流并产生转矩的工作原理。 转差与转矩特性： 引入“转差”概念，分析转差率与转子转速的关系。推导异步电机的转矩公式，并绘制其转矩-转速特性曲线（T-n 曲线）。 等效电路与参数： 构建异步电机的等效电路，分析各参数的物理意义。 运行特性与调速： 探讨异步电机的起动、制动和运行特性。详细介绍异步电机的各种调速方法，包括改变定子电压、改变电源频率、改变转子电阻（绕线式电机）以及变频调速技术，分析其适用性和优缺点。 损耗与效率： 分析异步电机的主要损耗（定子铜损、转子铜损、铁损、机械损耗）及其对效率的影响。 本书的特点： 理论严谨，深入浅出： 严格遵循科学的逻辑体系，对电机学的基本原理进行深入阐述，同时注重概念的清晰化和公式的推导过程，使读者易于理解。 结构清晰，脉络分明： 按照直流电机、变压器、同步电机、异步电机等主要电机类型逐一展开，结构清晰，便于读者按图索骥，系统掌握知识。 图文并茂，直观生动： 配合大量的原理图、结构图、特性曲线图等，增强知识的直观性，帮助读者更好地理解抽象的理论概念。 突出应用，注重实践： 在介绍电机原理的同时，结合实际应用场景，讲解不同类型电机的优缺点及其在工业生产和日常生活中的广泛应用。 紧密结合现代技术： 适当引入现代电力电子技术、微控制器等在电机控制领域的应用，为读者提供更广阔的视野。 适用读者： 本书适合高等学校电气工程及其相关专业的本科生、研究生作为教材或参考书。同时，也适用于从事电力系统、工业自动化、机电一体化等领域的工程师、技术人员以及对电机学感兴趣的读者。通过学习本书，读者将能建立起对电机及其电力驱动系统的全面认识，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

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说实话，我拿起这本教材的时候，一开始有点被它的深度“劝退”了。它完全没有为了降低阅读门槛而牺牲内容的准确性，很多地方的数学推导，尤其是对瞬态分析和暂态过程的处理，涉及到了大量的复变函数和线性代数知识。但随着我进入到高年级的专业课程学习，我开始体会到这种“硬核”带来的巨大益处。比如，当我们小组在设计一个高精度伺服系统时，遇到的定位误差问题，回溯到最底层，往往就是电机转矩脉动的控制。市面上很多简化教材只是告诉你“这样做可以减小脉动”，但这本书里却提供了从磁路设计角度出发，解释为什么某些槽配合会产生谐波，以及如何通过优化绕组分布来抑制这些谐波的理论基础。这种将理论与工程实际紧密结合的能力，是这本书最宝贵的财富。它的习题设计也很有层次感，基础题巩固概念，中等难度题考察综合运用，而最后那些“挑战性”的题目，往往需要你对整章内容融会贯通，甚至需要查阅其他更深层次的电磁学文献才能完全攻克。阅读体验上，虽然文字略显枯燥，但内容密度极高，每翻过一页，都感觉自己的知识储备得到了实实在在的增加，很有充实感。

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这本书的结构安排，体现了作者对电机学科知识体系构建的深刻理解。它遵循的是典型的“从宏观到微观，从静到动”的逻辑链条。开篇必然是电磁场基础和磁路分析，为后续的电机建模打下坚实的地基。然后过渡到特定电机的结构和工作原理，这是核心部分。我个人最喜欢它的章节是关于“磁场分布和感应电动势”的论述。作者似乎非常执着于让读者理解“为什么”电流产生这个磁场，以及这个磁场如何切割导线产生电动势，而不是简单地套用法拉第定律。书中对于定子和转子的相对运动产生的效果，用了大量的图示来模拟空间磁场的变化，这对于理解交流电机中旋转磁场的本质极其关键。对于学生而言，这本教材的难度设置是比较陡峭的，它要求读者在阅读时必须保持高度的专注力，因为它不会为了照顾理解速度而重复啰嗦。它更像是一位严格的导师，要求你独立思考，只有在你遇到瓶颈时，翻回前几页，才能找到突破口。所以，这本书更适合有一定电学基础，想要深入钻研电机原理的读者，它能帮你构建起一个非常牢固且自洽的知识体系框架。

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我对这本教材的使用体验，很大程度上取决于它在“电机故障诊断与保护”方面的引导。虽然这本书的主要目的是传授设计和运行原理，但优秀的教材往往会预埋解决实际问题的线索。在这本教材的后期章节，虽然篇幅不长，但它清晰地指出了哪些参数的异常波动（比如转矩波动过大、电流谐波畸变严重）直接对应着潜在的机械或电气故障。例如，它在分析异步电机负载突变时的电流冲击时，顺带提到了如何设置保护继电器的动作阈值才能有效隔离故障而不误跳闸。这对于那些未来需要从事设备维护或系统集成工作的学生来说，是非常有价值的“软知识”。当然，对于纯理论研究者而言，这本书的局限性在于它在部分前沿领域（如超导电机或新型磁阻电机）的介绍相对简略，但对于覆盖绝大多数工业应用的主流电机类型，它的讲解深度是无可指摘的。总的来说，它不是一本让你读完后能立刻成为专家的书，但它绝对能为你成为一个扎实、全面的电机工程师打下最坚实、最可靠的理论基石。

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从一个工程实践者的角度来看，这本书的价值在于它的“可操作性”和“前瞻性”的平衡。在处理电机参数计算和性能预测时，书中给出的模型和公式，尽管基于理想化假设，但它们却是工程设计中最常用的基准。比如，在计算异步电机等效电路参数时，它不仅给出了经典的经验公式，还对比了不同温升和饱和度对参数的影响，这在实际的电机选型和寿命评估中至关重要。我记得有一次在调试一个变频器驱动的电机时，出现过热保护频繁触发的问题，我回头翻阅这本书中关于过载能力和热容量章节，结合实际的负载循环图，才发现我们对短期过载能力的理解过于乐观了。这本书并没有停留在上世纪的经典电机理论，它在更新的章节中，也开始触及到永磁同步电机在新能源领域的应用趋势，虽然深度上不如专门针对永磁电机的新书，但它提供了一个很好的跨领域衔接点，让你能迅速理解新技术与传统理论之间的逻辑关系。它更像是一本“工具箱”，里面的工具虽然样式传统，但每一把都锋利可靠，能应对绝大多数的现场问题。

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这本书的封面设计给我的第一印象是那种非常经典的理工科教材的风格，那种朴实无华，直奔主题的感觉，让人一看就知道这不是一本“花架子”，而是真材实料的硬核知识集合。我是在准备考研的时候接触到这套教材的，当时市场上同类书籍五花八门，有的为了迎合市场，排版花哨，图文并茂到让人分心；有的则过于陈旧，内容跟不上最新的工业标准。而这本《XXX》的第三版，恰好平衡了这一点。它的理论推导部分非常严谨，即便是初学者，只要肯下功夫，也能跟上作者的思路。尤其是对于电机工作原理那种抽象的电磁场耦合过程，它没有采取那种一笔带过的解释，而是用了一系列非常详尽的等效电路模型和矢量图来辅助说明，这对于理解电机运行的本质，远比死记硬背公式来得有效。我特别欣赏它在基础概念阐述上的细致入微，比如对不同类型电机（异步、同步、直流）的启动、制动和调速特性，它都分别进行了深入的剖析，并且非常清晰地指出了它们在实际应用中的优劣权衡。总而言之，作为一本奠定电机学基础的读物，它在知识的系统性和深度上，确实达到了一个很高的水准，是那种需要你静下心来，一页一页啃下来的“老伙计”。

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