电机学

出版时间：2012-6  出版社：电子工业出版社  作者：斯蒂芬 J. 查普曼  页数：416  字数：777600  译者：刘新正  
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内容概要

　　《电机学（第5版）》是电机学领域的一本经典教材。全书内容涉及电机原理简介、变压器、交流电机基础、同步发电机、同步电动机、感应电动机、直流电机基础、直流电动机和发电机、单相及特种电动机等，附录内容包括三相电路、线圈节距、离散分布绕阻、同步电机的凸极理论、转换系数表等内容。在新版中，作者更新并拓展了关于感应电动机的内容，修订了全书中的习题与示例，融入了MATLAB，添加了便于读者学习的指导意见，同时在配套网站上提供了本书的习题解答。

作者简介

作者:(美)Stephen J. Chapman

书籍目录

第1章 电机原理入门
1.1 电机、变压器与日常生活
1.2 单位和符号的注释
1.3 旋转运动、牛顿定律及功率关系
1.3.1 角位置θ
1.3.2 角速度ω
1.3.3 角加速度α
1.3.4 转矩τ
1.3.5 牛顿旋转定律
1.3.6 功W
1.3.7 功率P
1.4 磁场
1.4.1 磁场的产生
1.4.2 磁路
1.4.3 铁磁材料的磁特性
1.4.4 铁心中的能耗
1.5 法拉第定律——时变磁场的感应电动势
1.6 导线上电磁力的产生
1.7 磁场中运动导体上的感应电动势
1.8 直线直流电机——一个简单例子
1.8.1 直线直流电机的起动
1.8.2 直线直流电机用做电动机
1.8.3 直线直流电机用做发电机
1.8.4 直线电机起动问题
1.9 单相交流电路中的有功功率、无功功率和视在功率
1.9.1 功率计算式的变形
1.9.2 复功率
1.9.3 阻抗角、电流相位角和功率之间的关系
1.9.4 功率三角形
1.10 小结
思考题
习题
参考文献
第2章 变压器
2.1 变压器在现代生活中的重要性
2.2 变压器的类型及结构
2.3 理想变压器
2.3.1 理想变压器中的功率
2.3.2 变压器的阻抗变换
2.3.3 含有理想变压器电路的分析
2.4 实际单相变压器的运行理论
2.4.1 变压器的电压比
2.4.2 实际变压器中的磁化电流
2.4.3 变压器中的电流比和标记惯例
2.5 变压器的等效电路
2.5.1 实际变压器的精确等效电路
2.5.2 变压器的近似等效电路
2.5.3 变压器模型中各参数值的确定
2.6 标幺值度量体系
2.7 变压器的电压调整率和效率
2.7.1 变压器相量图
2.7.2 变压器效率
2.8 变压器抽头和电压调整率
2.9 自耦变压器
2.9.1 自耦变压器中的电压和电流关系
2.9.2 自耦变压器的视在功率定额优势
2.9.3 自耦变压器的内部阻抗
2.10 三相变压器
2.10.1 三相变压器的联结组
2.10.2 三相变压器的标幺值体系
2.11 用两台变压器实现三相变换
2.11.1 开口Δ（或VV）联结
2.11.2 开启星形-开口三角形联结
2.11.3 斯科特-T联结
2.11.4 三相T联结
2.12 变压器额定值及相关问题
2.12.1 变压器的额定电压和频率
2.12.2 变压器的额定视在功率
2.12.3 涌流问题
2.12.4 变压器铭牌
2.13 测量用变压器
2.14 小结
思考题
习题
参考文献
第3章 交流电机基础
3.1 均匀磁场中的单个线圈
3.1.1 单个旋转线圈中的感应电势
3.1.2 载流线圈中的电磁转矩
3.2 旋转磁场
3.2.1 旋转磁场推断的证明
3.2.2 电频率与旋转磁场转速之间的关系
3.2.3 旋转磁场方向的改变
3.3 交流电机中磁动势和磁场的分布
3.4 交流电机中的感应电势
3.4.1 二极定子上单个线圈的感应电势
3.4.2 三相线圈组中的感应电势
3.4.3 三相定子电势的有效值
3.5 交流电机中的电磁转矩
3.6 交流电机中的绕组绝缘
3.7 交流电机功率流程和损耗
3.7.1 交流电机中的损耗
3.7.2 功率流程图
3.8 电压调整率和转速调整率
3.9 小结
思考题
习题
参考文献
第4章 同步发电机
4.1 同步发电机的结构
4.2 同步发电机的转速
4.3 同步发电机的感应电势
4.4 同步发电机的等效电路
4.5 同步发电机的相量图
4.6 同步发电机的功率和转矩
4.7 同步发电机的参数测量
4.7.1 短路比
4.8 同步发电机单机运行
4.8.1 负载变化对同步发电机单机运行的影响
4.8.2 例题解析
4.9 交流发电机的并联运行
4.9.1 投入并联的条件
4.9.2 同步发电机并联的一般操作过程
4.9.3 同步发电机的频率-有功功率特性和电压-无功功率特性
4.9.4 发电机并联在大电网上运行
4.9.5 容量相近的同步发电机并联运行分析
4.10 同步发电机暂态过程
4.10.1 同步发电机的暂态稳定性
4.10.2 同步发电机的突然短路
4.11 同步发电机的额定值
4.11.1 电压、转速和频率额定值
4.11.2 视在功率和功率因数额定值
4.11.3 同步发电机的能力曲线
4.11.4 短时运行和利用率
4.12 小结
思考题
习题
参考文献
第5章 同步电动机
5.1 电动机运行的基本原理
5.1.1 同步电动机的等效电路
5.1.2 从磁场的观点看同步电动机
5.2 同步电动机的稳态运行
5.2.1 同步电动机的转矩转速特性曲线
5.2.2 负载变化对同步电动机的影响
5.2.3 励磁电流变化对同步电动机的影响
5.2.4 同步电动机与功率因数补偿
5.2.5 同步电容器或同步补偿机
5.3 同步电动机的起动
5.3.1 通过降低供电频率起动电动机
5.3.2 用外部原动机起动同步电动机
5.3.3 用阻尼绕组起动同步电动机
5.3.4 阻尼绕组对电动机稳定性的影响
5.4 同步发电机和同步电动机比较
5.5 同步电动机的额定值
5.6 小结
思考题
习题
参考文献
第6章 感应电动机
6.1 感应电动机结构
6.2 感应电动机中的基本概念
6.2.1 感应电动机中电磁转矩的产生
6.2.2 转子转差率概念
6.2.3 转子的电频率
6.3 感应电动机的等效电路
6.3.1 感应电动机的变压器模型
6.3.2 转子电路模型
6.3.3 最终等效电路
6.4 感应电动机中的功率和转矩
6.4.1 损耗和功率流程图
6.4.2 感应电动机中的功率和转矩
6.4.3 感应电动机等效电路中转子铜耗与转化功率的分离
6.5 感应电动机转矩-转速特性
6.5.1 基于物理学观点的电磁转矩
6.5.2 感应电动机电磁转矩表达式的推导
6.5.3 感应电动机转矩-转速特性曲线的注解
6.5.4 感应电动机中的最大（牵出）转矩
6.6 感应电动机转矩-转速特性的改变
6.6.1 通过笼型转子设计控制电动机的特性
6.6.2 深槽和双笼转子设计
6.6.3 感应电动机设计类别
6.7 感应电动机设计趋势
6.8 感应电动机的起动
6.9 感应电动机的调速
6.9.1 感应电动机变极调速
6.9.2 改变供电频率调速
6.9.3 改变供电电压调速
6.9.4 改变转子电阻调速
6.10 感应电动机固态驱动器
6.10.1 频率（速度）调节
6.10.2 电压和频率模式的选择
6.10.3 独立调整加、减速斜坡
6.10.4 电动机保护
6.11 等效电路模型参数的确定
6.11.1 空载试验
6.11.2 测取定子电阻的直流试验
6.11.3 转子锁定试验
6.12 感应发电机
6.12.1 独立运行的感应发电机
6.12.2 感应发电机的应用
6.13 感应电动机额定值
6.14 小结
思考题
习题
参考文献
第7章 直流电机基础
7.1 曲面磁极间的简单旋转回路
7.1.1 旋转回路中的感应电势
7.1.2 旋转线圈回路输出的直流电势
7.1.3 旋转线圈回路中的电磁转矩
7.2 简单四线圈回路直流电机的换向
7.3 实际直流电机中的换向与电枢结构
7.3.1 转子线圈
7.3.2 与换向片的连接
7.3.3 叠绕组
7.3.4 波绕组
7.3.5 蛙绕组
7.4 实际电机中的换向问题
7.4.1 电枢反应
7.4.2 Ldi/dt电势
7.4.3 换向问题的解决方法
7.5 实际直流电机中的感应电势和电磁转矩表

章节摘录

版权页：   插图：   4.12 小 结 同步发电机是将来自于原动机的机械功率转换成一定电压和频率的交流电功率的设备。同步的意思是指电机的电频率与其转轴旋转的机械速度之间有锁定关系或者说二者同步。全世界所使用的绝大部分电能都靠同步发电机来生产。 同步电机的感应电动势由其转轴旋转的速度和磁通大小决定。受电枢反应、电枢绕组的电阻和电抗等因素的影响，发电机的相电压与感应电动势之间存在差值。对应于△联结或者Y联结，发电机端电压等于相电压或者等于相电压除以√3。 在实际电力系统中，同步发电机的运行方式取决于对它的约束条件。当一台发电机独立运行时，它必须产生的有功功率和无功功率取决于所接的负载，原动机的调速器设定值和励磁电流分别用来控制频率和端电压。当一台发电机并联到无穷大母线上运行时，其频率和电压是固定的，调速器设定值和励磁电流分别用来控制发电机的有功功率和无功功率的流量。在由容量相近的发电机组成的实际系统中，调速器设定值既影响频率也影响有功功率流量，励磁电流既影响端电压也影响无功功率流量。 同步发电机的发电能力（产生电功率的能力）主要受电机内部发热的限制。当发电机绕组过热时，电机寿命会大大缩短。因为有两种不同的绕组（电枢绕组和励磁绕组），对发电机（的发电能力）就形成两个独立的约束。电枢绕组的最大允许发热限定了电机的最大允许视在功率，而励磁绕组的最大允许发热限定了感应电动势EA的最大值。EA和IA的最大值共同限定了发电机功率因数的最大值。 思考题 4.1 为什么同步发电机的频率与其转轴旋转速度之间有锁定关系？ 4.2为什么接入滞后性负载时交流发电机的电压会明显下降？ 4.3为什么接入超前性负载时交流发电机的电压会上升？ 4.4画出同步发电机分别运行在以下功率因数时的相量图和磁场关系图。 （a）功率因数为1；（b）滞后性功率因数；（c）超前性功率因数。 4.5分析说明怎样测定同步发电机的同步阻抗和电枢电阻？ 4.6为什么60 Hz发电机运行在50 Hz时必须降低电压？应该降多少？ 4.7额定功率和额定电压相同时，预计400Hz的发电机比60Hz的发电机看上去大还是小？为什么？ 4.8两台同步发电机并联时需要哪些条件？ 4.9为什么发电机并入电力系统时，待并发电机的频率要（稍）高于运行系统频率？ 4.10什么是无穷大母线？它对并入其中的发电机有什么强制性约束？ 4.11如何在不影响系统频率的条件下，调节两台并联运行的发电机之间的有功功率分配？如何在不影响端电压的条件下，调节两台并联运行的发电机之间的无功功率分配？ 4.12如何在不影响各台并联发电机功率分配的条件下，调节大电力系统的频率？ 4.13如何拓展4.9节的知识，并用来计算三台或更多台发电机并联运行时的系统频率和有功功率分配？ 4.14为什么对发电机来说过热是个严重问题？ 4.15详细解释能力曲线的概念？ 4.16什么是短时定额？为什么说短时定额对正常运行的发电机很重要？

编辑推荐

《电气工程、自动化专业规划教材:电机学(第5版)》可作为电气工程、自动化专业学生的教材，也可供从事该领域工作的工程技术人员学习参考。

用户评论 (总计63条)

•   电机学（第五版） 比较精典!
•   我看了，内容不仅有现实应用中电机设备的介绍，还有具体的理论介绍。这两者结合起来，我觉得很好地帮助我们深入地理解了电机学这门课程。
•   不错，学完电机理论，这本书可以当复习以及知识的补充
•   对电机有一定的基础建设买这本书，书内容还是比较偏理伦。
•   以前看过唐蕴璆著的电机学，感觉不错，这次想看看老外写的怎么样？
•   虽然作者说电磁学部分用的是磁阻那套理论，简化了，但是啃起来依然相当费劲。很牛的书。
•   书不错，很好理解，这课后习题没有答案是硬伤&;hellip;&;hellip;
•   内容充实, 下次价格能打掉折扣就最好了hehe
•   国外大师的著作,内容丰富,收获也丰厚.
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•   但是没有看
•   这书还可以，讲解的很详细
•   收到的是新书，印刷纸张也好
•   电机学方面的经典教材，但是价格稍贵，翻译的也不好，要是有原版的就好了
•   说实话我没看懂，我只是想修个电机，结果是看了这书应该可以造一个电机。
•   国外经典教材，值得拥有。
•   好书，不过还没读。表面有点脏。
•   刚拿到手，还没有来得及读呢，读了以后再说，不过书的质量，还是可以得！
•   字体太小，纸质不好，看着比较费劲。内容还比较详细，但所用符号和国内教材出入大，不适合初学者。
•   内容单薄，只能作为入门读物
•   总体来说，无论是纸张还是快递都很失望
•   感觉翻译的不好，很多词不达意
•   这本电机学写得非常好，国内的书经常把一些简单的概念说得十分晦涩从而体现出自己的“水平”多么多么高，而国外的书则喜欢把复杂的问题简单化，详细地进行解答。别的不说，随便找一本国内的电机学方面教材的第一章和这本书的第一章进行对比，就能知道。这本书十分适合第一次接触电机学的同学，这本书不会让你们失望！
•   从基础讲起 非常适合基础不是很扎实的读者
•   有理论，讲实践，易懂。
•   国内电机书不容易看懂，希望这本能给我希望。
•   买这种专业性的书还是买外文的好，可惜英语不扎实，只能买翻译版的，不过很好，由浅入深
•   其实书内容与国内教材差不多，就是图形多点，有优势。深度也一般。我本想得到更深刻的原理性教材，没达到预期。
•   这本书感觉编排的很好，比较容易弄懂，但是最好还有一本国内的教材做某些符号等等的参考。比我们学校的教材容易懂多了~
•   书的好坏不知道，但是我想了解的内容很简略。
•   内容还行，纸张质量很差 。
•   翻译忠于原著
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