高等学校教学参考书：电机学学习指导与习题解答 9787040294996 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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方瑞明 著

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• 9787040294996

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040294996

商品编码：29420656852

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名：高等学校教学参考书：电机学学习指导与习题解答

定价：17.80元

作者：方瑞明

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787040294996

字数：

页码：169

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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全书包括绪论、变压器、交流电机的基本理论、异步电机、同步电机、直流电机、其他电机简介和MATLAB在电机分析计算中的应用八个部分。书中对教材各章的基本知识点及其内在联系进行了总结，对重点和难点内容进行了深人解析，对教材中大部分思考题、习题给出了详细解答，并补充了其他版本《电机学》中一些有代表性的习题。附录中还收录了5套电机学综合自测题及参考答案。《电机学学习指导与习题解答》的目的是帮助读者深入理解电机学基本概念、基本理论、基本分析方法，提高解题能力和应用电机理论解决实际问题的能力。全书讲述清晰，重点突出，深入浅出，富于启发，便于读者自学。n
《电机学学习指导与习题解答》适合作为普通高等学校电气工程及其自动化专业以及其他相关专业的补充教材、教学参考书或自学辅导教材，也可供有关专业学生在复习和考研时使用。

目录

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章 绪论
1.1 基本知识点
1.2 重点和难点
1.3 典型题解与习题答案
1.4 补充习题与解答

第二章 变压器
2.1 基本知识点
2.2 重点和难点
2.3 典型题解与习题答案
2.4 补充习题与解答

第三章 交流电机的基本理论
3.1 基本知识点
3.2 重点和难点
3.3 典型题解与习题答案
3.4 补充习题与解答

第四章 异步电机
4.1 基本知识点
4.2 重点和难点
4.3 典型题解与习题答案
4.4 补充习题与解答

第五章 同步电机
5.1 基本知识点
5.2 重点和难点
5.3 典型题解与习题答案
5.4 补充习题与解答

第六章 直流电机
6.1 基本知识点
6.2 重点和难点
6.3 典型题解与习题答案
6.4 补充习题与解答

第七章 其他电机简介
7.1 基本知识点
7.2 重点和难点
7.3 典型题解与习题答案
7.4 补充习题与解答

第八章 MATLAB在电机分析计算中的应用
8.1 基本知识点
8.2 重点和难点
8.3 典型题解与习题答案
8.4 补充习题与解答
附录A 电机学综合自测题
附录B 电机学综合自测题参考答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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3-8试述双层绕组的优点，为什么现代交流电机大多采用双层绕组（小型电机除外）？
答：双层绕组的优点如下：（1）可以选择有利的节距，并同时采用分布绕组以改善电动势和磁动势的波形；（2）所有线具有相同的尺寸，便于制造；（3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度。采用双层绕组时，可以通过短距节省端部用。更重要的是，可以同时采用分布和短距来改善绕组电动势和磁动势的波形。因此，现代交流电机大多采用双层绕组。
3-9试说明谐波电动势的产生原因及其削弱方法。
答：在实际电机中，由于磁极磁场（又称气隙磁场）并非完全按正弦规律分布，因此，定子绕组内感应的电动势也不完全是正弦波形，即除了正弦波形的基波外，还包含一系列的谐波。
抑制谐波电动势有以下几种方法：（1）改善磁极的极靴外形（凸极同步电机）或励磁绕组的分布范围（隐极同步电机），使主极磁场的分布接近于正弦波；（2）利用三相对称绕组的连接来消除线电动势中的3次及3的倍数次谐波；（3）采用短距绕组。适当地选择线圈的节距，使得某一次谐波的节距因数等于或接近于零，即达到消除或削弱该次谐波的目的；（4）采用分布绕组。从数学分析中可以发现，当电机的每极每相槽数q增加时，基波的分布因数下降不多，但高次谐波的分布因数却显著减小。因此，采用分布绕组可以削弱高次谐波电动势。
3-10为什么交流发电机的定子绕组一般采用星形联结？
答：在对称的三相绕组中，无论采用星形联结还是三角形联结，交流发电机输出的线电压中都不存在3次及3的倍数次谐波，这是三相绕组在电动势方面的优点。但当采用三角形联结时，闭合回路中的3次谐波环流会引起附加损耗，使电机效率降低、温升增加，所以交流发电机的定子绕组一般都采用星形联结。

序言

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电机学：原理、应用与进阶 内容简介 《电机学：原理、应用与进阶》是一本面向电气工程及其相关专业本科生、研究生以及电机领域研究和工程技术人员的专业教材。本书系统地阐述了电机学的基础理论，深入剖析了各类电机的结构、工作原理、性能特性、运行方式及控制方法，并结合丰富的工程实例，展现了电机学在现代工业、交通、新能源以及日常生活中的广泛应用。本书力求在理论深度和实践广度之间取得平衡，旨在帮助读者建立扎实的电机学知识体系，培养解决实际工程问题的能力。 第一部分：电机学基础理论 本部分是理解后续内容的关键，系统地介绍了电机学所依赖的电磁场理论、电路理论以及机械传动的基础知识。 第一章 电磁场与电磁感应 1.1 场论基础：回顾麦克斯韦方程组在电机学中的应用，介绍矢量分析的基本概念，包括散度、旋度、梯度等，以及如何运用它们描述电磁场的性质。重点阐述电场强度、磁场强度、电位、磁位等基本物理量及其相互关系。 1.2 磁路与磁导：详细讲解磁路的等效电路概念，包括磁阻、磁导、磁势等概念，并介绍铁磁材料的磁化特性，如磁滞回线、饱和现象等。分析磁路计算中的各种近似方法，如均匀磁场、等效磁路等。 1.3 电磁感应定律：深入阐述法拉第电磁感应定律，区分感应电动势的两种形式：动生电动势和感应电动势。分析稳态和暂态情况下的感应电动势产生机制，以及它在电机中的核心作用。 1.4 电磁力与电磁转矩：讲解洛伦兹力定律，分析导体在磁场中受到的作用力。在此基础上，推导出电磁转矩的产生原理，分析转矩的大小与哪些因素相关，为理解电机的工作提供动力学基础。 第二章 电机基本原理 2.1 电机能量转换：阐述电机作为能量转换装置的核心功能，分析电能与机械能之间的相互转化过程。重点介绍电磁耦合在能量转换中的关键作用，以及能量守恒定律在电机分析中的应用。 2.2 电机的等效电路模型：介绍不同类型电机的基本等效电路模型，包括电阻、电抗、磁阻等参数的物理意义。阐述等效电路模型在分析电机稳态和暂态运行特性中的重要性，以及如何通过模型进行参数辨识和性能预测。 2.3 电机的损耗与效率：全面分析电机运行过程中产生的各种损耗，包括铜损、铁损、机械损耗和杂散损耗。介绍效率的概念及其计算方法，分析影响电机效率的因素，并探讨提高效率的途径。 2.4 电机的暂态过程：研究电机从一种运行状态切换到另一种状态时的电磁过程和机械过程。重点分析启动、制动、负载变化等过程中的电流、电压、转矩和转速变化规律，为电机控制提供理论依据。 第二部分：直流电机 直流电机作为最早期出现的电机类型，其结构简单，控制方便，在许多领域仍发挥着重要作用。 第三章 直流电机结构与工作原理 3.1 直流电机结构：详细介绍直流电机的组成部分，包括定子（机座、主磁极、换向极）、转子（电枢、换向器、电刷）等。深入分析各部分的结构特点、材料选择及其对电机性能的影响。 3.2 直流电机电势与电枢反应：推导直流电机空载电动势的计算公式，分析电动势与转速、磁通的关系。深入讲解电枢反应，包括电枢磁势、交磁作用和去磁作用，以及换向磁场的作用。 3.3 直流电机的三种基本类型：详细介绍他励、并励、串励和复励直流电机。分析其励磁方式的特点，阐述不同励磁方式下电枢电流、励磁电流与转矩、转速之间的关系。 第四章 直流电机运行特性与控制 4.1 直流电机的机械特性：分析不同励磁方式下直流电机的转矩-转速特性曲线，重点讨论恒定电源电压下的特性。阐述磁通变化、外加电压变化对机械特性的影响。 4.2 直流电机的启动：详细研究直流电机的启动过程。分析启动电流过大的危害，介绍串电阻启动、电降压启动等多种启动方法，并分析其优缺点。 4.3 直流电机的调速：系统介绍直流电机的调速方法，包括改变电枢电压调速、改变励磁磁通调速（他励和并励机）、改变串联电阻调速（串励机）以及改变串励机串联电阻进行调速等。分析各种调速方法的调速范围、效率和适用性。 4.4 直流电机的主要应用：列举直流电机在工业生产（如轧钢机、起重机）、交通运输（如电动汽车）、机器人、伺服系统等领域中的实际应用案例。 第三部分：交流电机 交流电机种类繁多，是现代工业中最主要的动力源。本书将重点介绍同步电机和异步电机。 第五章 异步电动机 5.1 异步电动机结构与工作原理：介绍异步电机的定子和转子结构（鼠笼式和绕线式）。深入分析旋转磁场的产生原理，讲解转差的概念，并推导异步电机电磁转矩的产生过程。 5.2 异步电动机的等效电路：建立异步电动机的简化等效电路和精确等效电路，分析电路参数的物理意义。利用等效电路计算电机的功率、效率、功率因数和转矩。 5.3 异步电动机的运行特性：绘制异步电动机的机械特性曲线，分析起动转矩、最大转矩、额定转矩等关键参数。阐述改变电压、频率、电阻等因素对异步电动机特性的影响。 5.4 异步电动机的启动与调速：研究鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机的启动方法，如直接启动、Y-Δ降压启动、电阻启动、电抗启动等。深入介绍异步电动机的主要调速方法，包括恒频恒压调速、变频调速、转子串电阻调速（绕线式）、改变极数调速等。重点分析变频调速的原理和优势。 5.5 异步电动机的特殊类型：简要介绍单相异步电动机的原理和应用，以及电磁制动、制动器等相关技术。 第六章 同步电动机 6.1 同步电动机结构与工作原理：介绍同步电动机的定子绕组和转子结构（永磁式和电励磁式）。分析同步电动机的同步转速概念，讲解其基本工作原理，并介绍其功率因数可调的特点。 6.2 同步电动机的励磁与运行：分析同步电动机的励磁方式，包括恒定励磁和可调励磁。重点讲解同步电动机的 V 曲线，分析不同励磁电流下电机运行的功率因数变化。 6.3 同步电动机的启动：研究同步电动机的启动困难问题，介绍常用的启动方法，如异步启动法、减压启动法、阻尼绕组启动法等。 6.4 同步电动机的应用：列举同步电动机在恒速运行、需要较高功率因数以及需要精确控制转速的场合的应用，如大型风机、水泵、发电机组的运行模式转换等。 第四部分：特种电机与电机控制 本部分将介绍一些特殊的电机类型及其在现代技术中的应用，并对电机控制的理论与技术进行深入探讨。 第七章 特种电机 7.1 永磁电机：介绍永磁同步电动机（PMSM）和永磁直流电动机（PMDC）的结构特点、工作原理和优势。重点分析永磁体材料对电机性能的影响。 7.2 步进电机：讲解步进电机的基本原理，分类（永磁式、反应式、混合式），以及其在位置控制、精确运动控制领域的应用。 7.3 伺服电机：介绍伺服系统的组成，以及伺服电机（包括直流伺服、交流伺服）在闭环控制系统中的作用。 7.4 其他特种电机：简要介绍开关磁阻电机（SRM）、直线电机等。 第八章 电机控制技术 8.1 电机控制的基本概念：介绍电机控制的意义，以及开环控制和闭环控制的区别。 8.2 直流电机精确控制：深入研究直流电机的斩波调速、PWM（脉冲宽度调制）控制技术，以及PID（比例-积分-微分）控制算法在直流电机控制中的应用。 8.3 交流电机精确控制：重点介绍矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）和直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）等先进的交流电机控制策略，分析其实现原理和性能优势。 8.4 现代电机驱动技术：介绍电力电子技术在电机驱动中的应用，如IGBT、MOSFET等功率器件，以及各种逆变器、变频器的工作原理。 第五部分：电机设计与选型 本部分将从工程实践的角度，引导读者学习电机设计的基本原则和电机选型的考虑因素。 第九章 电机设计基础 9.1 电机设计的流程：介绍电机设计的整体流程，包括需求分析、技术参数确定、总体设计、详细设计、材料选择、制造与试验等。 9.2 电机关键参数设计：简要介绍主要参数（如功率、效率、功率因数、温升等）的设计考虑。 9.3 材料选择与绝缘设计：分析电机设计中常用的导磁材料、导电材料、绝缘材料及其性能要求。 第十章 电机选型与应用 10.1 电机选型的基本原则：从负载特性、工作环境、电源条件、经济性等角度出发，阐述电机选型的依据。 10.2 电机选型实例：通过具体的工业场景，如提升设备、风机、水泵、数控机床等，演示如何选择最合适的电机类型和规格。 10.3 电机维护与故障诊断：简要介绍电机日常维护的注意事项，以及常见电机故障的识别与诊断方法。 本书在各章节中都穿插了丰富的工程实例和计算分析，以加深读者对理论知识的理解。同时，为了辅助学习，每章后都附带精心设计的习题，涵盖了从基本概念到复杂工程问题的各个层面，并提供了详细的解答。本书力求成为电机领域学习者坚实的理论基石和宝贵的实践参考。

评分☆☆☆☆☆

每次面对电机学的时候，我总觉得自己像是站在一个巨大的迷宫前，里面充满了各种复杂的公式和原理，让我无从下手。这本《电机学学习指导与习题解答》的出现，就像是在迷宫入口处递给我一张地图。我最期待的是它能够提供一些“秘籍”，帮助我快速掌握那些核心概念。比如，对于直流电机和交流电机的区别，教材上可能讲得比较理论化，我希望能在这本书里找到一些更直观的解释，或者通过一些实际的例子来加深理解。当然，对于我这种“题海战术”的拥趸来说，习题解答才是我的“真爱”。我希望它不只是简单地给出答案，而是能够像一个经验丰富的老师一样，一步一步地引导我思考，指出解题的关键点，并且分析一些容易犯的错误，让我能够真正地掌握解题技巧，而不是每次都依赖于现成的答案。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本《电机学学习指导与习题解答》之前，我对电机学的畏惧感还是很强的。每次上课，老师在黑板上写下的那些公式，还有讲解过程中使用的术语，都像天书一样。我尝试过自己去看教材，但是总感觉有些脱节，不知道重点在哪里，也不知道哪些地方需要花更多的时间去理解。所以，当看到这本书的标题时，我立刻觉得这可能是我解决电机学困境的一线希望。我特别希望能通过“学习指导”的部分，能够找到更有效的学习方法。比如，是不是有一些章节的讲解方式比教材更通俗易懂？是不是有一些图示或者流程图，能够帮助我理清复杂的电路或者工作原理？当然，最让我期待的还是“习题解答”。我希望它能够提供足够详细的解题过程，不仅仅是最后的结果，更重要的是每一步的推导和依据，甚至是一些思考过程的引导，让我能够明白“为什么”要这么做，而不是机械地套用公式。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《电机学学习指导与习题解答》时，我心里是真的有些忐忑。毕竟电机学这门课，在我看来，绝对是整个工科专业里的“拦路虎”之一，各种公式、原理、以及那些抽象的概念，常常让我一个头两个大。书的封面看起来很正规，高等教育出版社的出品，名字也写得明明白白，就是奔着解决我们这些被电机学折磨得够呛的学生来的。翻开目录，密密麻麻的章节标题，熟悉的那些，比如“电磁感应”、“直流电机”、“交流电机”等等，一股脑儿地扑面而来，感觉比我上课听讲的节奏还要快。不过，最吸引我眼球的还是“学习指导”和“习题解答”这几个字，仿佛看到了救星一般。我最怕的就是老师讲了一遍，我似懂非懂，然后留下一堆习题，我更是抓耳挠腮，无从下手。这本书的出现，似乎就是为我量身定做的，希望能通过它的指导，能让我对那些枯燥的理论有一个更清晰的认识，尤其是在解题方面，希望能有茅塞顿开的感觉，不再因为一道题卡住而打击整个学习的积极性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧确实很朴实，没有那些花里胡哨的设计，就如同它的名字一样，是纯粹的教学辅助工具。我一直在想，为什么那么多的专业课，尤其是一些基础学科，总是让人觉得难以逾越？是不是因为我们的学习方法出了问题，还是教材本身就过于晦涩？这本《电机学学习指导与习题解答》的出现，至少在形式上，给了我们一个尝试改变学习方式的契机。我比较看重它“学习指导”这部分，它会不会把那些复杂的概念拆解得更易于理解？会不会提供一些形象的比喻或者类比，帮助我们建立直观的认识？毕竟，死记硬背公式和定理，对于我这种理解能力相对较弱的学生来说，是远远不够的。我更希望的是能够理解其背后的逻辑和原理，这样才能举一反三，触类旁通。至于“习题解答”，我期望它不仅仅是给出答案，更重要的是能够详细地解析解题思路，剖析关键步骤，甚至是一些常见的易错点，这样才能真正从题目中学习到东西，而不是简单地对答案。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，电机学一直是我学习过程中的一个“老大难”问题，每次看到那些复杂的电路图和陌生的公式，都让我头疼不已。这本《电机学学习指导与习题解答》的封面倒是挺朴实的，高等教育出版社的出品，也让我觉得比较靠谱。我最看重的是它“学习指导”这部分，我希望它能帮助我把那些抽象的概念变得生动形象，能够提供一些不同于教材的讲解方式，让我更容易理解那些枯燥的原理。毕竟，死记硬背公式对我来说是杯水车薪，我更希望能够真正理解电机的工作原理，这样才能灵活运用。而“习题解答”则是我眼中的“宝藏”，我期待它能提供详细的解题步骤，并且对关键步骤进行剖析，让我明白为什么这么做，而不是简单地照抄答案。我希望这本书能成为我攻克电机学难关的有力武器。