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：29424977433

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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《现代电机技术：理论与实践》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代电机技术知识体系，涵盖电机学的核心理论、关键技术及其在工业和日常生活中的广泛应用。内容结构清晰，逻辑严谨，既注重理论的深度，也强调实践的应用性，力求将复杂的电机学原理以易于理解的方式呈现给读者，帮助其建立扎实的专业基础，并为进一步的学习和研究打下坚实的基础。 第一部分：电机学基础理论 本部分将从电机学的基本概念和原理出发，逐步引导读者理解电机的运行机制。 第一章：电磁场与电磁感应 电磁场基础： 介绍静电场、静磁场的基本概念，包括电场强度、电势、磁感应强度、磁势等，以及它们之间的关系。重点阐述电荷、电流产生的电磁场性质，并引入矢量分析工具，如散度、旋度、梯度等，为后续内容的理解奠定数学基础。 法拉第电磁感应定律： 详细讲解电磁感应现象，包括感应电动势的产生条件、方向（楞次定律）和大小。深入分析动生电动势和感生电动势的区别与联系，并结合具体实例，如导线切割磁感线、磁通量变化等，帮助读者深刻理解感应电动势的产生原理。 麦克斯韦方程组： 介绍麦克斯韦方程组作为描述电磁场基本规律的统一理论。对每个方程进行详细解释，阐明其物理意义，并简述其在稳恒场和瞬变场中的应用。强调麦克斯韦方程组在统一电场和磁场、揭示电磁波存在等方面的革命性意义。 第二章：磁路与铁心损耗 磁路分析： 介绍磁路的等效电路模型，类比电路中的电阻，引入磁阻的概念。讲解磁导率、磁通、磁动势等基本参数，并推导磁路的基本计算公式。重点分析闭合磁路和带有空气隙的磁路，以及串联、并联磁路的计算方法。 磁滞与涡流： 深入剖析铁磁材料在交变磁场作用下的磁滞现象，解释磁滞回线及其迟滞能量损耗。分析涡流的产生机理，阐述涡流损耗与频率、磁感应强度、导电率等因素的关系。 铁心损耗的计算与减小： 综合分析磁滞损耗和涡流损耗，并介绍计算铁心损耗的常用方法。探讨降低铁心损耗的技术手段，如选用高磁导率、低损耗的软磁材料，采用薄片叠压绝缘的工艺，以及优化电机的设计参数。 第三章：电机的基本原理与分类 电磁力与力矩： 阐述安培定律在电机中的应用，讲解通电导体在磁场中受力及其方向的判定（左手定则）。在此基础上，推导电机的电磁力矩公式，并分析产生力矩的必要条件，如存在磁场和电流。 电机的能量转换： 从能量守恒和能量转换的角度，分析电机的工作原理。讲解电机将电能转换为机械能（电动机）或将机械能转换为电能（发电机）的过程，以及能量转换中的损耗环节（电能损耗、磁能损耗、机械损耗）。 电机的主要类型： 根据工作原理、结构特点、电源类型等对电机进行分类。重点介绍直流电机、交流电机（同步电机、异步电机）以及特种电机（如步进电机、伺服电机）的基本结构和工作特点，为后续深入学习不同类型电机打下基础。 第二部分：直流电机 本部分将详细阐述直流电机的结构、工作原理、特性及控制方法。 第四章：直流电机结构与原理 直流电机结构： 介绍直流电机的组成部分，包括定子（机壳、主磁极、换向极）、转子（电枢、换向器、电刷）等。详细解析各部件的功能和相互作用，特别是换向器和电刷在维持电枢绕组电流方向周期性变化中的关键作用。 直流电机的电磁关系： 推导直流电机的电动势方程和电磁转矩方程，并分析其与励磁电流、电枢电流、转速等参数的关系。解释恒定磁场和变化的电磁关系，以及其在不同工作状态下的表现。 直流电机的基本原理： 结合结构和电磁关系，详细讲解直流电机的工作过程。分析电枢绕组在旋转磁场中切割磁感线产生感应电动势，以及电刷和换向器如何将外加电压与电枢绕组的换向结合，产生恒定的电磁转矩，从而驱动电机旋转。 第五章：直流电机的运行特性 空载特性： 分析直流电机在空载时的运行状态，研究空载电流、空载损耗以及电动势与励磁电流、转速的关系。 负载特性： 详细分析有负载条件下，直流电机的工作特性，包括电枢电流、转矩、转速、功率等参数的变化规律。重点研究不同励磁方式（他励、并励、串励、复励）下直流电机负载特性的差异。 机械特性： 绘制并分析直流电机的机械特性曲线，即转矩-转速特性。解释不同励磁方式下的机械特性曲线形状及其物理意义，并结合实际应用，说明如何根据不同的负载需求选择合适的励磁方式。 电枢反应与换向： 深入讨论电枢反应对主磁场的影响，以及由此带来的电磁转矩下降、换向困难等问题。介绍减弱电枢反应和改善换向的措施，如增加补偿绕组、使用换向极等。 第六章：直流电机的运行与控制 直流电机的基本运行： 讲解直流电机的启动、制动（再生制动、电制动）和反向运行。分析不同运行状态下的电流、转矩和电压变化，并介绍相应的操作规程和安全注意事项。 直流电机调速方法： 系统介绍直流电机的调速原理和方法，包括改变电枢电压调速、改变励磁电流调速（弱磁调速）等。分析各种调速方法的优缺点、调速范围和效率。 直流电机调速的电气制动： 深入讲解直流电机的电气制动原理，包括再生制动、他励能耗制动、串励能耗制动等。分析制动过程中的能量流动和制动转矩特性，并介绍实际应用中的制动电路设计。 直流电机在电力拖动中的应用： 列举直流电机在起重、轧钢、矿山、机车牵引等工业领域的典型应用，并分析其在该类应用中的优势和局限性。 第三部分：交流电机 本部分将深入探讨交流电机，特别是同步电机和异步电机的工作原理、结构、特性及控制。 第七章：交流电机基本理论 旋转磁场： 详细阐述三相对称电源产生的旋转磁场。分析旋转磁场的方向、转速（同步转速）与电源频率、电动机极对数的关系。通过相量图和矢量图等工具，直观地展示旋转磁场的形成过程。 感应电动势与电磁转矩： 讲解当导体在旋转磁场中运动时产生的感应电动势。分析电磁转矩的产生机理，以及旋转磁场与转子电流相互作用产生转矩的原理。 周期性与非周期性分量： 简要介绍在交流电机运行中，由于换向、非对称性等原因可能出现的周期性和非周期性电流分量，以及它们对电机性能的影响。 第八章：异步电机（感应电机） 异步电机结构与原理： 介绍异步电机的组成，包括定子（铁心、绕组）和转子（鼠笼式、绕线式）。详细分析鼠笼式转子和绕线式转子的结构特点及工作原理。讲解转子感应电动势、感应电流的产生过程，以及转矩的形成。 转差与转速： 重点解释转差（slip）的概念，即同步转速与转子实际转速之间的差异。分析转差与转矩、电流、功率之间的关系，以及转差在电机运行中的重要作用。 异步电机的运行特性： 绘制并分析异步电机的转矩-转速特性曲线。讲解起动转矩、最大转矩（过载能力）以及堵转转矩的意义。分析不同电源电压、频率变化对特性的影响。 三相异步电机的三相绕组： 详细介绍三相绕组的接线方式（Y接和△接），以及它们对线电压、相电压、线电流、相电流的影响。 异步电机的启动： 分析异步电机直接起动、降压起动（如串电阻、串电抗、自耦变压器降压）和星三角（Y-△）降压起动等方法的原理、电路和优缺点。 第九章：同步电机 同步电机结构与原理： 介绍同步电机的组成，包括定子（铁心、绕组）和转子（凸极式、隐极式）。重点分析转子励磁（直流励磁）和定子产生的旋转磁场如何同步旋转，从而驱动转子。 同步电机的运行特性： 分析同步电机的功率角（δ）的概念，以及它与转矩、电压、功率之间的关系。讲解同步电机无载运行、有载运行以及过载时的状态。 同步发电机的基本原理： 介绍同步发电机的工作原理，包括原动机驱动转子旋转，转子励磁产生旋转磁场，定子绕组切割磁感线产生感应电动势。分析同步发电机的电动势方程和功率输出。 同步电机的励磁控制： 讨论同步电机的励磁电流对功率因数、输出功率的影响。介绍过励、欠励运行模式及其在提高电网功率因数方面的作用。 同步电机的应用： 列举同步电机在发电、电力系统补偿、工业驱动等领域的应用，强调其在稳定电网电压、提高功率因数等方面的价值。 第四部分：电机控制与应用 本部分将侧重于电机的控制技术以及在实际工程中的应用。 第十章：电机控制技术 电机保护： 介绍电机在运行过程中可能遇到的各种故障（过载、短路、缺相、过压、欠压等），并详细讲解各种保护装置（如热继电器、断路器、熔断器、过电压保护器等）的工作原理和应用。 变频调速技术： 深入探讨变频器（VFD）的工作原理，包括整流、滤波、逆变等环节。分析变频器如何通过改变电压和频率来控制交流电机的转速，并介绍不同控制模式（如V/f控制、矢量控制）的特点和应用。 软启动与软停止： 介绍软启动器的工作原理，如何通过平滑的电压和电流控制来减小电机启动时的机械冲击和电网负荷。讲解软停止技术在平稳停车方面的作用。 PLC在电机控制中的应用： 简述可编程逻辑控制器（PLC）的基本结构和编程方法。展示PLC如何通过逻辑控制和定时器、计数器等功能模块，实现对电机启停、换向、调速等复杂控制过程的自动化。 第十一章：电机在现代工业中的应用 电力系统中的电机： 讨论电机在发电站（发电机）、输配电系统（电动机）中的重要作用。分析电机在提高电网稳定性、效率和可靠性方面所扮演的角色。 工业自动化与过程控制： 阐述电机在各类自动化生产线、机器人、数控机床等设备中的应用。分析不同类型的电机（如伺服电机、步进电机）在精密运动控制中的优势。 新能源技术中的电机： 探讨电机在电动汽车、风力发电、太阳能发电等新能源技术中的应用。分析电机在能量转换、能量储存和驱动系统中的关键作用。 特种电机及其应用： 简要介绍一些特种电机，如直流无刷电机、永磁同步电机、线性电机等，并阐述其在特定领域（如航空航天、医疗设备、家用电器）的独特优势和应用。 结论 本书力求全面覆盖现代电机学的核心知识，通过理论讲解、原理分析和应用实例相结合的方式，帮助读者构建清晰的知识体系。无论读者是电机专业的学生、电气工程师，还是对电机技术感兴趣的从业者，都能从中获得有益的启发和实用的知识，为理解和掌握电机技术提供坚实的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本《电机学学习指导与习题解答》简直是电机学这门课的“救星”！我之前对电机学一直都是云里雾里，课本上的概念总是理解得模模糊糊，做起习题来更是抓耳挠腮。直到我入手了这本辅导书，感觉整个世界都亮了。首先，它对那些枯燥复杂的电机学原理进行了非常详细和易懂的拆解，用了很多生动的比喻和图示，让我这种“零基础”小白也能快速抓住核心要点。特别是关于电磁感应、电磁力、电机基本原理的部分，讲解得逻辑清晰，层层递进，不再是简单的公式堆砌。我印象最深的是它对同步电机和异步电机的工作原理的剖析，通过详细的分析和图解，我终于能直观地理解它们之间的差异以及各自的特点，不再是死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我这种需要准备考试的学生来说，简直是“神器”。它里面的习题选择非常具有代表性，很多都是历年考试中的高频考点和经典题型。通过做这些习题并对照详细的解答，我能够清晰地了解到考试的重点和难点，从而更有针对性地复习。而且，书中的一些讲解还特别提到了考试时容易出现的陷阱和易错点，这对我来说是宝贵的经验，能够帮助我避免不必要的失分。我感觉，如果能把这本书里的习题吃透，应付电机学的期末考试应该是绰绰有余了。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我对这种“学习指导+习题解答”的书持怀疑态度，担心它会过于简化知识，或者只是简单地把课本内容换个说法。但事实证明我的顾虑是多余的。这本书在保持了电机学核心知识的严谨性的同时，确实做到了“化繁为简”。它并没有牺牲掉内容的深度，而是通过更清晰的逻辑、更贴切的比喻和更深入的解析，帮助读者建立起扎实的理论基础。对于那些觉得电机学难啃的学生来说，这绝对是一本可以帮助你“啃下”这块硬骨头的得力助手。它的实用性和指导性，完全超出了我的预期。

评分☆☆☆☆☆

作为一本习题解答，它的价值更是毋庸置疑。我发现许多习题不仅仅是给出了答案，更重要的是提供了详细的解题思路和步骤。很多时候，我卡在一个题目上，不是不知道答案，而是不知道如何下手，不知道应该运用哪个公式，不知道解题的逻辑是什么。这本书的解答就恰恰解决了这个问题，它会一步步引导你分析题目，找到关键信息，然后告诉你如何一步步地运用理论知识来求解，甚至还会提供多种解题方法。这对于培养我的解题能力和独立思考能力非常有帮助，让我不再仅仅是“看懂”题目，而是真正“会做”题目。而且，对于那些经典题型，书中还给出了非常全面的解析，让我能够举一反三，应对各种变式。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书的编排方式。它将知识点和习题紧密结合，学完一个章节的理论，立刻就能通过配套的习题来巩固和检验。这种即学即练的模式，大大提高了我的学习效率。而且，习题的难度分布也比较合理，从基础的概念题到综合的计算题，循序渐进，让我能够逐步建立信心，不断挑战自己。书中的一些习题甚至还涉及到了实际工程应用，让我能感受到电机学理论在现实生活中的重要性，激发了我学习的兴趣。不得不说，这本辅导书不仅让我“学得懂”，更让我“用得好”。