研究生教学用书：电机电磁场的分析与计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汤蕴璆，梁艳萍 著

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• 电磁场计算
• 电气工程
• 高等教育
• 理工科
• 教学参考书
• 电磁理论
• 场论

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111287988

版次：1

商品编码：10134324

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-07-01

用纸：胶版纸

页数：374

字数：463000

正文语种：中文

内容简介

　　《电机电磁场的分析与计算》共8章，内容分成四部分。第一部分（第1章和第3章）主要阐明恒定磁场和似恒电磁场的基本理论，包括电磁场的基本方程和分界面条件、定解条件的建立，各种电磁位的引入等。第二部分（第2章和第4章）说明恒定和似恒电磁场的解析解法，并用电机中的一系列典型问题说明几种主要的求解方法及其求解步骤。第三部分（第5章、第6章和第7章）说明数值解法（有限单元法和有限差分法）的理论基础和实施，并用电机中的一些具体例子说明其应用。第四部分（第8章）是有限单元法在解决交流电机的一些整机性的实际电磁场问题中的应用，其中许多内容是作者所领导的课题组在多年的科研工作中所取得的研究成果。
　　《电机电磁场的分析与计算》是高等学校电气工程系的研究生教材，也可供高等学校有关教师以及电机方面的科研和工程技术人员作为参考用书。

作者简介

　　汤蕴璆，江苏溧阳人，1932年生。哈尔滨理工大学（原哈尔滨电工学院）教授，中国电工技术学会名誉理事。1953年毕业子东北工学院，1955年毕业于哈尔滨工业大学研究生班。1955，1962年在哈尔滨工业大学任讲师，1962-1978年任副教授，1979年在哈尔滨电工学院任教授至今。长期从事电机专业的教学和科研工作。主要研究领域为：电机理论和机电能量转换的机理，交流电机的动态分析，电机电磁场的分析和计算。
　　梁艳萍，1963年生，哈尔滨理工大学教授，博士，国际电磁计算学会会员，中国电工技术学会理论电工专业委员会委员，中国电机工程学会大电机专业委员会委员。1988年毕业于哈尔滨理工大学获工学硕士学位，2005年于哈尔滨工业大学获博士学位。多年来一直从事电机与电器专业的教学与科研工作，主要研究方向：交流电机动态分析、电机理论与电磁设计、电机电磁场数值计算与分析。先后完成国家自然科学基金项目，省部级重大项目，国防预研项目，省攻关项目及企业委托项目等多项研究工作，获省部级奖励4项。

内页插图

目录

前言
第1章 恒定磁场的基本理论1
1.1 恒定磁场的基本方程1
1.2 标量磁位和向量磁位5
1.3 恒定磁场的分界面条件10
1.4 恒定磁场问题的定解条件14
1.5 恒定磁场中的磁场能量和直流电感15
小结16
参考文献18

第2章 恒定磁场的解析解法19
2.1 无界空间中恒定磁场的计算19
2.2 镜像法27
2.3 具有铁磁边界时二维拉普拉斯方程的直接求解36
2.4 主极磁场正弦分布时凸极同步发电机的极靴外形39
2.5 定子正弦磁动势在均匀气隙内所产生的磁场41
2.6 气隙磁场正弦分布时三相感应电动机空载时的转子磁场43
2.7 线电流在气隙中所产生的磁场45
2.8 具有铁磁边界时泊松方程的解法51
2.9 半闭口圆形槽内载流导体所产生的磁场52
2.10 单重傅里叶级数法——变压器的漏磁场和漏抗56
2.11 用双重傅里叶级数法求解泊松方程62
小结65
参考文献66

第3章 时变电磁场的基本理论68
3.1 静止介质中的麦克斯韦方程68
3.2 涡流方程和波动方程72
3.3 时变电磁场中的电磁位74
3.4 似恒电磁场的分界面条件80
3.5 似恒电磁场的定解条件83
3.6 时变电磁场的能量及其转化84
3.7 运动介质中的电磁场方程87
小结88
参考文献89

第4章 似恒电磁场的解析解法91
4.1 表面有正弦磁场激励时半无限大导体内的电磁场91
4.2 薄长金属板中的正弦电磁场93
4.3 矩形开口槽内导体通有正弦电流时的集肤效应99
4.4 槽内空心载流导体中的电流集肤效应105
4.5 叠片铁心的片间涡流108
4.6 处于二维正弦磁场中矩形导体内的涡流和涡流损耗113
4.7 圆形半闭口槽内导条通有正弦电流时的集肤效应119
4.8 用叠加法计算涡流损耗122
4.9 隐极交流电机的气隙磁场和能量流传126
4.10 表面突加阶跃磁场时半无限大导体内磁场的建立132
4.11 薄长钢片中恒定磁场的建立和衰减134
4.12 矩形实心铁心中恒定磁场的建立和衰减138
小结141
参考文献142

第5章 电磁场问题的数值解法——有限差分法144
5.1 差分、差商和截断误差144
5.2 二维拉普拉斯方程的差分离散148
5.3 电枢开槽时气隙磁场的分布152
5.4 泊松方程和准泊松方程的差分离散154
5.5 直流电机负载时的非线性磁场157
5.6 正弦涡流方程的差分离散162
5.7 瞬态涡流方程的差分离散163
小结167
参考文献167

第6章 二维磁场问题的有限元解法169
6.1 有限单元法的基本思想和实施步骤169
6.2 变分法初步170
6.3 二维泊松方程混合边值问题的变分表述175
6.4 单元剖分和单元的插值函数179
6.5 泛函的离散和有限元方程的形成188
6.6 定、转子单边开槽时气隙的比磁导203
6.7 槽内载流导体所生的磁场209
6.8 二维准泊松方程混合边值问题的有限元解法211
6.9 周期性边界条件的处理214
6.10 凸极同步电机空载磁场的有限元计算218
6.11 二阶三角元221
6.12 加权余量法228
6.13 二维正弦涡流场的有限元解法231
6.14 刀形槽内导条通有正弦电流时的集肤效应237
6.15 二维非线性涡流场的有限元解法240
小结243
参考文献245

第7章 三维恒定和似恒电磁场的有限元解法247
7.1 三维有限元分析时常用的单元及其形状函数247
7.2 三维恒定无旋磁场的有限元解法252
7.3 三维恒定旋度磁场的边值问题259
7.4 向量泊松方程边值问题的有限元解法263
7.5 旋度旋度方程边值问题的有限元解法274
7.6 三维正弦涡流场的A，φ表述280
7.7 A，φ法的有限元离散286
小结300
参考文献301

第8章 交流电机内的电磁场问题304
8.1 笼型感应电动机起动时磁场和起动性能的有限元计算304
8.2 大型凸极同步电机主极和电枢磁场的波形系数310
8.3 同步发电机额定励磁电流的有限元计算320
8.4 饱和同步电抗的有限元计算325
8.5 瞬态电抗的有限元计算330
8.6 实心转子感应电动机的准三维分析344
8.7 汽轮发电机端部磁场计算简介355
参考文献359
附录363
附录A 向量分析公式363
附录B 恒定和似恒电磁场边值问题的唯一性364

精彩书摘

　　不随时间而变化的电流称为恒定电流，在恒定电流周围将形成恒定磁场（亦称为静态磁场）。电机内的许多电磁场问题（例如气隙磁场，不计集肤效应时槽内载流导体所生的漏磁场，变压器一次和二次绕组的漏磁场等），都可以作为恒定磁场问题来研究。
　　本章首先说明恒定磁场的基本方程，然后根据场的不同类型，先引入标量磁位，再引入向量磁位，并导出其所满足的微分方程；接着讨论恒定磁场的分界面条件；最后对恒定磁场问题的定解条件作一简介，对直流电感作一简单说明。
　　1.1 恒定磁场的基本方程
　　恒定磁场的特点是，磁场在空间的分布是恒定的，不随时间而变化，因此磁场不会产生感应电场，于是磁场和电场可以分别加以研究。
　　恒定磁场的大小和分布，可以用磁感应强度B（亦称磁通密度）或磁场强度H来描述。实验证明，在恒定磁场中，磁场强度D遵守安培环路定律；磁感应强度B遵守磁通连续性定律。下面对这两条定律作一简要说明。

前言/序言

　　关于电机电磁场方面的著作，国内已出版过几本，但是多数属于专著；有的篇幅较大，有的内容较深，且绝大多数已经不再出版。为了研究生的教学需要，有必要编写一本篇幅和深度适中，兼顾基本理论和实际应用的教材。本书就是为了满足这一需要而编写的。
　　本书的特点是：
　　1.对恒定和似恒电磁场的基本理论，包括基本方程和各种电磁位的导出，边值问题的唯一性和求解方法，有较为完整的阐述。这些内容，无论对解析解法还是数值解法，都是一个基础，所以很重要。
　　2.对电机中很多经典问题的解析解法，进行了详细的说明；包括控制方程和边界条件的确定，采用哪种方法求解，特解和通解的得出，任意常数的确定等，使读者在解决其他类似问题时有所遵循。
　　3.对恒定和似恒电磁场的数值解法，包括网格剖分、插值函数的建立，控制方程和有关泛函的离散，第一类边界条件和周期性边界条件的引入，差分或有限元方程组的建立和求解等，作出了较为详细的推导和说明，使读者对有限元法和有限差分法的建立和实施，有一个清晰而具体的了解。
　　4.用数值法对电机内许多局部的磁场问题（槽内磁场，气隙磁场等），以及定、转子横截面内的整体磁场分布进行了计算，使读者初步熟悉计及磁饱和与集肤效应时，激磁电流、杂散损耗、稳态和瞬态时的各个电抗及其饱和值，以及运行性能的计算方法。

好的，这是一本关于《现代集成电路设计与仿真技术》的图书简介： --- 图书名称：现代集成电路设计与仿真技术 图书简介 本书旨在系统、深入地探讨现代集成电路（IC）设计领域的核心理论、前沿技术与实践应用。随着半导体工艺的飞速发展和系统集成度的不断提高，对高效、低功耗、高性能集成电路的需求日益迫切。本书立足于当前主流的CMOS工艺平台，全面覆盖了从器件物理基础到系统级设计的完整流程，尤其侧重于设计方法学、先进封装技术以及仿真验证的精细化处理。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，旨在为电子工程、微电子学、通信工程等相关专业的本科高年级学生、研究生以及一线IC设计工程师提供一本兼具理论深度与工程实用性的参考手册。 第一部分：集成电路基础与器件物理 本部分是理解现代IC设计的基石。首先，我们回顾了半导体PN结、MOS晶体管的基本原理，重点分析了深亚微米及纳米尺度下晶体管的短沟道效应、亚阈值导通等非理想现象及其对电路性能的影响。随后，详细阐述了先进CMOS工艺（如FinFET、SOI等）的物理特性和工艺变迁对电路设计范式带来的挑战与机遇。我们不仅关注了器件的静态特性，更深入探讨了动态特性，如沟道电荷模型、载流子迁移率模型，为后续的电路仿真和优化奠定坚实的物理基础。此外，对噪声、寄生参数提取（如RLC效应）的机理进行了详尽的解析，强调了在高速、高频设计中不可忽视的物理层限制。 第二部分：模拟集成电路设计 模拟电路是许多核心功能（如传感器接口、射频收发机、电源管理）的实现关键。本书详细剖析了多类经典模拟模块的设计与优化策略。 在基础放大器设计方面，本书超越了传统的两级运放结构，深入研究了折叠式、共源共栅、以及采用新型补偿技术的宽带高速运放设计。对于关键性能指标，如增益带宽积（GBW）、相位裕度（PM）、失调电压（Mismatch）和瞬态响应，均给出了详细的数学推导和设计流程指导。 数据转换器（ADC/DAC）是本书的重点之一。针对高速、高精度应用，我们全面对比了流水线（Pipelined）、Sigma-Delta（ΣΔ）以及SAR等架构的优缺点。在DAC设计中，重点分析了开关误差、匹配误差的统计分布及其对有效位数（ENOB）的影响，并介绍了DWA（动态单元匹配）等先进校准技术。在ADC部分，详细讲解了采样保持电路的设计、量化噪声的塑形（Noise Shaping）技术，以及针对特定应用场景（如医疗影像、无线通信）的优化方案。 此外，本部分还专门设立章节讨论了锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）的原理与设计。从环路滤波器设计、VCO/DCO的选型与线性化，到鉴相器（PD）的选择，再到先进的抖动（Jitter）分析与抑制技术，为射频和高速数字接口提供了关键的参考时钟解决方案。 第三部分：数字集成电路设计与低功耗技术 数字电路设计越来越关注工艺节点的缩小带来的功耗挑战。本书采用自底向上（Bottom-up）和自顶向下（Top-down）相结合的视角来阐述数字设计。 在标准单元库和时序分析部分，详细介绍了标准单元的结构、功耗模型（动态功耗与短路功耗）以及关键的互连延迟模型（如Elmore延迟模型）。对于静态时序分析（STA），本书深入剖析了建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）裕量的计算、时钟树综合（CTS）的优化目标（如时钟偏差Skew和时钟峰度Peak-to-Peak Jitter的控制），并强调了多角分析（Multi-corner Analysis）的重要性。 针对低功耗设计，本书系统地介绍了各种层次的功耗管理技术。在逻辑门级，讨论了门控时钟、亚阈值偏置（Subthreshold Biasing）；在寄存器传输级（RTL），深入探讨了电源门控（Power Gating）和多电压域设计（Multi-Voltage Domains）。同时，对动态电压和频率调节（DVFS）的工作原理及其在系统级功耗优化中的应用进行了详尽的案例分析。 第四部分：集成电路仿真、验证与布局布线 没有精确的仿真和完备的验证，任何设计都无法成功流片。本部分聚焦于设计流程中的关键工程实践。 在仿真技术方面，我们详细介绍了SPICE级仿真器的原理、参数提取过程（特别是寄生参数的精确建模），以及蒙特卡洛分析在应对工艺角变化中的应用。对于大型电路，书中介绍了快速电路仿真技术（如电路级简化模型）的应用场景。 验证方法学是现代IC设计的核心竞争力。本书重点讲解了形式验证（Formal Verification）在等价性检查（Equivalence Checking）和属性检查中的应用，以及基于覆盖率（Coverage-driven）的仿真验证方法。对于混合信号电路，则探讨了系统级模型（如Verilog-A/AMS）与SPICE模型的协同仿真策略。 物理设计方面，本书涵盖了从综合（Synthesis）到版图（Layout）的关键步骤。特别是针对高精度模拟电路，详细阐述了版图设计规则（DRC）、寄生参数敏感性分析以及匹配技术（如共质心、打靶技术等），强调了版图对电路性能的决定性影响。 总结 《现代集成电路设计与仿真技术》旨在弥合理论知识与工程实践之间的鸿沟。通过对先进工艺、复杂架构和精细化仿真的深入探讨，读者将能够掌握构建下一代高性能、高集成度IC所需的全面技能。本书的案例分析均来源于实际工程问题，确保了内容的权威性和指导性。 ---

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在准备考研复试的本科毕业生，我购买这本书的初衷是想系统梳理一下电机电磁场的基础知识，希望能找到一本既全面又不失深度的参考书。这本书在“磁路与磁场”这一章节的讲解尤为出色，它没有回避理想化模型与实际情况之间的差异，而是清晰地指出了在非线性铁磁材料存在下的处理技巧和近似方法，这在很多本科教材中是缺失的。另外，书中对不同类型电机（如同步机、异步机、直流电机）的瞬态分析部分，采用了统一的电磁场理论框架进行建模，使得不同电机之间的联系更加清晰，避免了知识点的碎片化。虽然某些涉及到高阶微分方程的部分阅读起来需要多花些时间反复咀嚼，但不得不说，一旦理解了其中的物理内涵，对后续学习高频电磁理论也会有极大的帮助。这本书更像是一位经验丰富的老教授在旁边耐心指导，而不是冷冰冰的知识罗列。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度确实令人印象深刻，它不仅仅停留在公式的堆砌，更注重对物理图像的构建和深刻理解。我尤其欣赏作者在处理边界条件和求解方法上的细致入微。很多其他教材在讲解麦克斯韦方程组的求解时往往一笔带过，而这本书却详细阐述了有限元法、边界元法等数值计算方法的适用场景和具体步骤，这对于希望从事计算电磁学研究的学生来说，简直是宝贵的资源。每章末尾设置的思考题和习题，难度梯度把握得恰到好处，从基础的验证性计算到复杂的参数优化设计都有涵盖。我尝试做了其中几道稍微复杂的习题，发现需要将前几章的知识点融会贯通才能得出满意的答案，这充分体现了教材的综合性和系统性。总而言之，这本书的学术水准非常高，适合有一定基础，并希望在电机电磁场领域深耕的读者。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职工程师，因为工作需要重新接触电机设计领域的电磁兼容性问题，所以挑选了这本教材来提升自己的理论水平。这本书的实用性确实超出了我的预期。它非常注重从实际工程需求出发来讲解理论，比如在讨论涡流损耗时，不仅给出了理论计算公式，还结合了不同频率下的实际影响和抑制措施，这一点对于工程人员来说至关重要。书中所采用的许多计算案例，其参数设置都非常贴近工业标准，使得我们很容易地将书本知识迁移到实际产品开发中。有一点我特别欣赏，那就是作者在讲解一些新兴技术，如永磁电机的高速特性分析时，也给出了详细的电磁场分析方法，这显示了编者紧跟时代发展的步伐。如果说有什么可以改进的地方，或许是增加一些更前沿的仿真软件操作示例，以配合理论分析的学习会更加完美。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常朴实、严谨，没有太多华丽的辞藻，一切都以科学的准确性为准绳。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个精心设计的实验室，每一步推导都像是在进行一次严谨的实验验证。作者对基本假设的陈述极其审慎，比如在讨论感应电动势时，对“准静态”这一概念的界定就非常清晰，避免了初学者产生混淆。书中对“场”和“路”两个概念的辨析也做得十分到位，使得读者能够清晰地认识到在不同分析精度下应选择何种模型。此外，书中对于单位制和物理量的量纲分析贯穿始终，这种严谨的学术态度，对于培养未来科研人员的科学素养具有潜移默化的积极作用。总而言之，这是一部值得反复研读的经典教材，它的价值绝非只是一本应付考试的工具书，而是一部能够提升读者科学思维深度和广度的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手的时候，就被它厚实的质感和严谨的封面设计吸引了。内页的纸张质量也相当不错，摸起来光滑且不易反光，长时间阅读起来眼睛也不会觉得疲劳。我特地翻阅了几页目录和前言，感觉作者的编写思路非常清晰，从基础的电磁理论讲起，层层递进，逐步深入到复杂的电机系统分析。特别是对于那些初次接触这个领域的学生来说，这种循序渐进的教学方式无疑是极大的福音。书中大量的图表和示意图，使得抽象的物理概念变得直观易懂，这对于理解电磁场的复杂分布至关重要。我注意到书中还穿插了一些工程实例的分析，这不仅能帮助我们理解理论知识的实际应用价值，也为将来的科研或工作打下了坚实的基础。整体来看，这本书的装帧和排版都体现出一种专业性和匠心，让人有信心投入时间去深入研读。

评分☆☆☆☆☆

书的质量不错，还没开始看，感觉挺难的，公式比较多，要有一定的基础，不过感觉作者还是很有水平的。

评分☆☆☆☆☆

内容写得比较好，书是正版，不错

评分☆☆☆☆☆

需要很强的理论知识才能搞懂，适合学过电磁场的

评分☆☆☆☆☆

和以往的汤老师的书大体相同。但是内容少了一些。做教科书比原来那本更合适一些。但是希望能出一些更简单的。更实用一些的。

评分☆☆☆☆☆

《电机电磁场的分析与计算》共8章，内容分成四部分。第一部分（第1章和第3章）主要阐明恒定磁场和似恒电磁场的基本理论，包括电磁场的基本方程和分界面条件、定解条件的建立，各种电磁位的引入等。第二部分（第2章和第4章）说明恒定和似恒电磁场的解析解法，并用电机中的一系列典型问题说明几种主要的求解方法及其求解步骤。第三部分（第5章、第6章和第7章）说明数值解法（有限单元法和有限差分法）的理论基础和实施，并用电机中的一些具体例子说明其应用。第四部分（第8章）是有限单元法在解决交流电机的一些整机性的实际电磁场问题中的应用，其中许多内容是作者所领导的课题组在多年的科研工作中所取得的研究成果。

评分☆☆☆☆☆

书质量很好，印刷效果显著，字体清晰，看着不累，值得购买。

评分☆☆☆☆☆

确实有点难，但这类教材非常有限，选择较少

评分☆☆☆☆☆

东西 不错 物流给力

评分☆☆☆☆☆

《电机电磁场的分析与计算》是高等学校电气工程系的研究生教材，也可供高等学校有关教师以及电机方面的科研和工程技术人员作为参考用书。