第1章 简介

1.1 功率变换器和电机

1.1.1 旋转功率变换器

1.1.2 静止功率变换器

1.1.3 电磁能量转换的作用

1.1.4 运行原理

1.1.5 磁路和电路

1.1.6 旋转电机

1.1.7 可逆电机

1.2 意义和典型应用

1.3 变量和旋转运动的关系

1.4 要掌握的知识和技能

1.4.1 电机的基本特点

1.4.2 等效电路

1.4.3 机械特性

1.4.4 电机中的暂态过程

1.4.5 数学模型

1.5 采用的方法和分析步骤

1.6 变流器供电的变速电机的注意事项

1.7 高效电机的评价

1.8 铁和铜的利用率的评价

第2章 机电能量转换

2.1 洛伦兹力

2.2 平行导体的相互作用

2.3 运动导体的电动势

2.4 发电模式

2.5 制动转矩

2.6 制动力

2.7 电场中导体所受到的力

2.8 介电常数的改变

2.9 压电效应

2.10 磁致伸缩

第3章 电磁耦合场

3.1 基于静电场的机电能量转换装置

3.1.1 电荷、电容和能量

3.1.2 电能、机械能和场能

3.1.3 电场力表达式

3.1.4 机电能量转换循环

3.1.5 电场和磁场的能量密度

3.1.6 耦合场和能量传递

3.2 基于磁耦合场的机电转换装置

3.2.1 直线运动的转换装置

3.2.2 旋转运动的转换装置

3.2.3 反电动势

第4章 磁路

4.1 磁路的分析

4.1.1 磁通守恒定律

4.1.2 安培环路定律

4.1.3 磁场强度H和磁感应强度B的基本关系

4.2 磁键矢量

4.3 铁磁材料的磁化特性

4.4 磁路中的磁阻

4.5 磁路中的能量

4.6 磁路的参考方向

4.7 磁路中的损耗

4.7.1 磁滞损耗

4.7.2 涡流损耗

4.7.3 磁路中的总损耗

4.7.4 减少铁耗的方法

4.7.5 叠片结构铁磁材料中的涡流

第5章 旋转电机

5.1 旋转电机中的磁路

5.2 机械端口

5.3 绕组

5.4 磁路中的槽

5.5 绕组轴线的位置和符号

5.6 转换损耗

5.7 气隙中的磁场

5.8 磁场能量、尺寸和转矩

第6章 电机建模

6.1 建模的准备

6.1.1 建模会遇到的问题

6.1.2 结论

6.2 忽略的现象

6.2.1 分布式能量和分布式参数

6.2.2 忽略寄生电容

6.2.3 忽略铁耗

6.2.4 忽略铁的非线性

6.3 电源功率

6.4 电动势

6.5 电压平衡方程

6.6 漏磁通

6.7 耦合磁场中的能量

6.8 机电能量转换中的功率

6.9 转矩表达式

6.10 机械子系统

6.11 机械子系统中的损耗

6.12 动能

6.13 机电子系统的建模

6.14 机电能量转化装置中的功率平衡

6.15 数学模型方程

第7章 单馈和双馈变换器

7.1 单馈变换器的分析

7.2 自感的变化

7.3 功率和转矩的表达式

7.4 双馈变换器的分析

7.5 互感的变化

7.6 转矩表达式

7.6.1 平均转矩

7.6.2 产生非零转矩的条件

7.7 磁极

7.8 直流电机和交流电机

7.9 矢量乘积形式的转矩表达式

7.10 旋转电机磁链矢量的位置

7.11 旋转磁场

7.12 电机的类型

7.12.1 直流电机

7.12.2 感应电机

7.12.3 同步电机

第8章 气隙中的磁场

8.1 具有分布式导体的定子绕组

8.2 正弦电流片

8.3 定子磁场分量

8.3.1 磁场的轴向分量

8.3.2 磁场的切向分量

8.3.3 磁场的径向分量

8.4 定子磁场回顾

8.5 用矢量表示的磁场

8.6 转子磁场分量

8.6.1 转子磁场的轴向分量

8.6.2 转子磁场的切向分量

8.6.3 转子磁场的径向分量

8.6.4 转子磁场各组成分量的总结

8.7 用矢量形式表示磁场的准则

第9章 磁能、磁通和转矩

9.1 定子磁场和转子磁场的相互作用

9.2 气隙磁场中的能量

9.3 电磁转矩

9.3.1 电磁转矩表达式

9.4 单匝线圈磁通和绕组磁通

9.4.1 定子单匝线圈中的磁通

9.4.2 转子单匝线圈中的磁通

9.4.3 绕组磁通

9.4.4 绕组磁通矢量

9.5 绕组轴线和磁通矢量

9.6 定子磁通矢量和转子磁通矢量的矢量积

9.7 电磁转矩产生的条件

9.8 电磁转矩和电机尺寸之间的关系

9.9 旋转磁场

9.9.1 两相正交绕组系统

9.9.2 三相绕组系统

第10章 电动势

10.1 变压器电动势和运动电动势

10.2 单匝线圈中的电动势

10.2.1 计算穿过单匝线圈的磁通的一阶导数

10.2.2 各个导体产生电动势的总和

10.2.3 单匝线圈中的电压平衡

10.2.4 电动势波形

10.2.5 电动势的均方根值（rms）

10.3 绕组中的电动势

10.3.1 集中绕组

10.3.2 分布绕组

10.3.3 短距系数

10.3.4 分布系数

10.3.5 相带中的谐波表达式

10.4 复励绕组中的电动势

10.5 谐波

10.5.1 分布绕组中的电动势

10.5.2 各种谐波

10.5.3 绕组电动势的峰值和均方根值

第11章 直流电机介绍

11.1 结构和工作原理

11.2 定子结构

11.3 他励直流电机

11.4 转子导体中的电流

11.5 机械换向装置

11.6 转子绕组

11.7 换向

11.8 换向过程

11.9 转子绕组的制作

11.10 换向问题

11.11 转子磁场

11.12 电路和磁路

11.13 磁路

11.14 电路

11.15 直轴和交轴

11.15.1 矢量表示

11.15.2 定子总磁通

11.15.3 电机中的总磁通

11.16 电动势和电磁转矩

11.16.1 电枢绕组中的电动势

11.16.2 转矩的合成

11.16.3 转矩和电动势的表达式

11.16.4 电动势Ea的计算

11.16.5 转矩的计算

第12章 直流电机的建模与应用

12.1 励磁绕组的电压平衡方程

12.2 电枢绕组的电压平衡方程

12.3 转子速度的变化

12.4 数学模型

12.5 永磁直流电机

12.6 模型的框图

12.7 转矩控制

12.8 稳态等效电路

12.9 机械特性

12.10 机械特性的性能

12.11 转速控制

12.12 直流发电机

12.13 直流电机供电的拓扑结构

12.13.1 电枢功率供应要求

12.13.2 7-Ω图和U-I图中的四个象限

12.13.3 电源的四个象限

12.13.4 脉冲宽度调节

12.13.5 电流脉动

12.13.6 功率变换器的拓扑结构

第13章 直流电机的特性

13.1 额定电压

13.2 机械特性

13.3 自然特性

13.4 额定电流

13.5 热模型和间歇工作

13.6 额定磁通

13.7 额定转速

13.8 弱磁

13.8.1 高速运行

13.8.2 弱磁时的转矩和功率

13.8.3 磁通变化

13.8.4 电动势的改变

13.8.5 电流变化

13.8.6 转矩变化

13.8.7 功率变化

13.8.8 弱磁运行需要的条件

13.9 暂态特性

13.10 稳态运行区域

13.11 功率损耗和功率平衡

13.11.1 供电功率

13.11.2 励磁绕组的功率损耗

13.11.3 电枢绕组的功率损耗

13.11.4 机电能量转换的功率

13.11.5 铁耗（PFe）

13.11.6 机械损耗（PF）

13.11.7 旋转造成的损耗（PFe+PF）

13.11.8 机械功率

13.12 额定值和标称值

13.13 铭牌值

第14章 感应电机

14.1 结构和运行规则

14.2 磁体

14.3 笼型转子与绕线式转子

14.4 三相定子绕组

14.5 旋转磁场

14.6 转矩产生的原则

14.7 转矩表达式

第15章 感应电机的建模

15.1 稳态和暂态现象的建模

15.2 数学模型的结构

15.3 三相电机和两相电机

15.4 克拉克变换

15.5 两相等效电路

15.6 恒定式

15.6.1 K=1时的克拉克变换

15.6.2 K=？时的克拉克变换

15.6.3 K=2/3时的克拉克变换

15.7 两相等效绕组

15.8 定子绕组的模型

15.9 电压平衡方程

15.10 笼型转子的建模

15.11 转子绕组的电压平衡方程

15.12 电感矩阵

15.13 漏磁通与主磁通

15.14 磁耦合

15.15 L矩阵

15.16 转子侧变量向定子侧转化

15.17 数学模型

15.18 缺点

15.19 在同步坐标系中建模

15.20 帕克变换

15.21 变换矩阵

15.22 转子变量变换

15.23 向量和复数

15.24 dq坐标系下的电感矩阵

15.25 dq坐标系下的电压平衡方程

15.26 电气子系统

第16章 感应电机的稳态运行

16.1 输入功率

16.2 转矩表达式

16.3 转差率

16.4 机械功率与损耗

16.5 稳态运行

16.6 与变压器的类比

16.7 转矩和电流的计算

16.8 稳态转矩

16.9 标幺值

16.10 动态转矩的相对值

16.11 稳态电路的参数

16.12 机械特性分析

16.13 小转差率下的电机运行

16.14 大转差率下的电机运行

16.15 并网的感应电机的起动

16.16 极限转矩和极限转差

16.17 克劳斯方程

16.18 静态平衡和非静态平衡

16.19 连续工作的稳定区间

16.20 损耗和功率平衡

16.21 铜耗、铁耗和机械损耗

16.22 机械内功率

16.23 电压和磁通的关系

16.24 功率平衡

第17章 异步电机变频调速

17.1 电网供电电机的转速变化

17.2 电压改变

17.3 绕线转子电机

17.4 变极对数

17.5 多极电机的特性

17.5.1 电网供电的多极电机

17.5.2 由静态功率变换器供电的多极电机

17.5.3 多极电机的缺点

17.6 双速定子绕组

17.7 相关符号

17.8 变频电源供电

17.9 变频电源

17.10 电源转换器的拓扑结构

17.11 脉冲宽度调制

17.12 输出电压的平均值

17.13 正弦输出电压

17.14 PWM波形的频谱

17.15 电流纹波

17.16 频率控制

17.17 弱磁

17.18 稳态和瞬态运行区

17.19 稳态运行的限制

17.19.1 RI补偿

17.19.2 临界转速

17.20 感应电机的结构

17.20.1 电网供电的电机

17.20.2 变频感应电机

第18章 同步电机

18.1 运行原理

18.2 定子绕组

18.3 旋转磁场

18.4 转矩的产生

18.5 同步电机的结构

18.6 定子磁路

18.7 转子的结构

18.8 励磁绕组的供电

18.9 旋转变压器励磁

18.10 永磁体励磁

18.11 永磁体材料特性

18.12 永磁体的磁路

18.13 表贴式和内埋式磁体

18.14 永磁电机的特性

第19章 同步电机的数学模型

19.1 同步电机的建模

19.2 磁动势

19.3 两相等效

19.4 克拉克三相／两相变换

19.5 电感矩阵和电压平衡方程

19.6 帕克变换

19.7 dq系中的电感矩阵

19.8 用复数表示矢量

19.9 电压平衡方程

19.10 隐极电机（各向同性电机）的电气子系统

19.11 隐极电机中的转矩

19.12 凸极电机（各向异性电机）

19.13 磁阻转矩

19.14 磁阻电动机

第20章 稳态运行

20.1 稳态时的电压平衡方程

20.2 等效电路

20.3 电流、电压的峰值和有效值

20.4 隐极电机的矢量图

20.5 凸极电机的矢量图

20.6 凸极电机的转矩

20.7 随功角变化的转矩

20.8 机械特性

20.9 由刚性电网供电的同步电机

20.10 同步发电机的运行

20.10.1 涡轮机功率的增加

20.10.2 频率的增加

20.10.3 无功功率和电压变化

20.10.4 功角变化

第21章 同步电机瞬态运行

21.1 机电时间常数

21.2 同步电机的位置

21.3 LC阻尼电路

21.4 同步电机的阻尼

21.5 阻尼绕组

21.6 同步电机的短路

21.6.1 直流分量

21.6.2 ISC1的计算

21.6.3 ISC2的计算

21.6.4 ISC3的计算

21.7 瞬态和次瞬态现象

21.7.1 时间间隔1

21.7.2 时间间隔2

21.7.3 时间间隔3

第22章 同步电机变频技术

22.1 逆变器供电的同步电机

22.2 转矩控制原理

22.3 电流控制原理

22.4 弱磁控制

22.5 暂态和稳态运行区域

参考文献