本书是作者编著的普通高等教育 “十一五”国家级规划教材《电机学》的配套教学用书。内容包括绪论、变压器、交流电机的共同问题、同步电机、异步电机和直流电机六个部分。书中对教材每章的主要知识点及其内在联系进行了总结,对重点和难点内容做了深入解析,并对所有练习题、思考题和习题做了详细解答。本书以培养和提高学生自主学习能力和分析解决问题能力为基本指导思想,强调对电机学基本概念、基本理论和基本分析方法的深入理解和熟练掌握。全书讲述清晰,重点突出,深入浅出,富于启发,便于读者自学。
本书适合用作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,也可供有关科技人员和报考研究生人员参考。
本书是作者编著的普通高等教育 “十一五”国家级规划教材《电机学》(清华大学出版社,2006,北京市高等教育精品教材立项项目和清华大学电气工程系列教材之一的配套教学用书)。为了便于教学和读者阅读,本书各章次序和所用的名词、符号均与《电机学》教材保持一致。
1. 本书的主要目的和内容体系
“电机学”是电气工程及其自动化专业的一门重要专业基础课,同时又是一门比较难教难学的课程,初学者往往需要花费相当长的时间才能找到行之有效的学习方法。因此,给学生学习“电机学”提供一些方便和必要的指导,帮助他们更好地理解和掌握电机学的主要内容,进而提高学生的自主学习能力和分析解决问题的能力,是很有必要的。这也是编写本书的主要目的,和我们编写《电机学》教材的指导思想是一脉相承的。
本书每章的内容分为两部分(共五节): 第一部分是《电机学》教材中讲述的主要知识的总结,包括“知识结构”、“重点与难点”两节; 第二部分是教材中所有题目的解答,包括“练习题解答”、“思考题解答”和“习题解答”三节。
在“知识结构”中,通过“主要知识点”和“知识关联图”两个环节,对一章的主要知识及其内在联系进行了简要的归纳,以帮助读者对所学知识及时进行总结,并形成比较清晰的思路。在“重点与难点”中,对一章中重要的并且难度较大的内容及相关分析方法进行了比较深入的解析,其中大都采用了和教材中不同的讲述方式,以帮助读者更为全面、准确、透彻地理解和掌握这些重要知识点,攻克学习中的主要难点。
在题目解答的三节中,对教材中的全部练习题、思考题和习题都进行了详细解答。教材中这些题目的设置是以便于学生自主学习为基本出发点的,这些题目(特别是练习题和思考题)体现了电机学学习中要求勤思多问、注重理解物理概念的特点。因此,在解答中特别强调了对基本概念、基本理论和基本分析方法的理解、掌握和应用。在一些有代表性的题目的解答之后,还以“提示”的方式,对一些物理概念、解题方法、注意事项或者学生解题时容易出现的错误做了进一步的说明,以提醒读者注意掌握有关的概念、分析思路、计算方法或解题技巧,帮助读者提高分析解决问题的能力。
2. 对使用本书的建议
在《电机学》教材的“绪论”中,我们对电机学的学习方法提出了一些建议。除此之外,及时进行复习总结和做一定数量的题目,也是学好电机学所必需的。
本书对每章的主要知识点进行了归纳。需要指出的是,这一归纳仅起参考作用。我们不想以此来替代或束缚读者的独立分析思考过程,恰恰相反,我们希望读者在其提示和帮助下,在学习中充分发挥主动性,结合自己的学习方式和特点,对所学知识做出更好的、更独到的总结,从而加深对电机学基本理论的理解,并在此过程中培养和提高自主学习能力。
本书对《电机学》教材中的练习题、思考题和习题都进行了解答。其中,练习题体现了对每一节内容学习的基本要求,是应知应会的内容,读者可以将其作为每一节内容的基本测试题; 思考题主要供读者在对一章内容进行复习和总结时选用; 习题主要是需要通过计算求解的题目,其难度不等,读者可酌情选做。需要特别强调的是: 这些习题虽然主要通过计算来完成,但这并不意味着在解题过程中可以轻视基本概念。事实上,本书中的计算类题目也注重考查物理概念,只有掌握好物理概念,才能准确理解题意,做出正确的解答。
和在归纳主要知识点中的想法一样,我们希望书中的题目解答主要对读者理解物理概念和掌握分析解决问题的方法起到参考和指导作用。读者在解题时不应急于翻看书中的解答,而应该先进行独立思考与分析,在做出自己的解答或者有了解题的基本思路后,再与书中的解答进行比较,找出可能存在的问题,这样会取得较好的学习效果。
《电机学》教材中题目数量较多,是为了让读者有一定的选择余地,而不是要读者一味追求做题数量。我们建议读者在做题时要更注重质量,即在做一个题目时,应仔细揣摩,尽可能挖掘出和联想到所有与之相关的概念、原理、关系和方法,以取得举一反三、触类旁通、事半功倍的效果。这样深入扎实地做一个题目,胜于不求甚解地做多个题目。当然,能够把精做题目和泛求解答有机地结合起来,也不失为提高学习效率的好方法。
总之,我们希望读者在本书的帮助下,能够深入理解和掌握电机学的基本概念、基本理论和分析方法,并学会运用它们去解决实际问题,或者受到启发而探索出更加简明快捷的分析思路和解题方法。这样,我们编写本书的主要目的和愿望也就实现了。
本书可用作普通高等学校和成人高等学校电气工程学科相关专业电机学课程或相关课程的补充教材、教学参考书或自学辅导教材,也可供有关科技人员和报考研究生人员参考。
本书由孙旭东和王善铭编著。孙旭东撰写了绪论、第1篇、第4篇和第5篇,王善铭撰写了第2篇和第3篇。由于学识水平有限,本书难免有缺点和错误,热诚地欢迎广大读者批评指正和提出宝贵意见。
绪论
第1篇变压器
第1章变压器的用途、分类、基本结构和额定值
第2章变压器的运行分析
第3章三相变压器
第4章自耦变压器、三绕组变压器和互感器
第2篇交流电机的共同问题
第5章交流电机的绕组和电动势
第6章交流绕组的磁动势
第3篇同 步 电 机
第7章同步电机的用途、分类、基本结构和额定值
第8章同步发电机的电磁关系和分析方法
第9章同步发电机的运行特性
第10章同步发电机的并联运行
第11章同步电动机
第12章同步电机的不对称运行
第4篇异 步 电 机
第13章异步电机的用途、分类、基本结构和额定值
第14章三相异步电机的运行原理
第15章三相异步电动机的功率、转矩和运行特性
第16章三相异步电动机的起动、调速和制动
第17章三相异步电机的其他运行方式
第5篇直 流 电 机
第18章直流电机的基本工作原理和结构
第19章直流电机的运行原理
第20章直流电机的运行特性