本書主要針對電機學(xué)課程難點多、理解不直觀等問題，以磁路、變壓器、直流電機、交流繞組、感應(yīng)電機、同步電機和特種電機內(nèi)容為主，以MATLAB為主要工具，采用“化繁為簡”原則，對33個難點重點案例，15個典型習(xí)題和43個仿真專題進行了分析。本書主要作為電機學(xué)課程的輔助教材，應(yīng)用對象是電機學(xué)授課教師、電氣工程領(lǐng)域的研究生、本科生、專科生和其他工程技術(shù)人員。
“電機學(xué)”是高等學(xué)校電氣類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)主干課，是電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課和電機設(shè)計、電機測試、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)課之間的橋梁，“電機學(xué)”課程的重要性是不言而喻的。但是，由于課程中涉及的知識領(lǐng)域多，內(nèi)容上難點多，“電機學(xué)”課程一直是電氣類學(xué)生學(xué)習(xí)的一大攔路虎，想學(xué)好、學(xué)透非常困難。
“電機學(xué)”之所以難學(xué)，主要原因有兩點。一是有很多重點難點問題不容易理解透，需要給學(xué)生們指出癥結(jié)闡明方法，比如變壓器中的恒磁通問題；二是有很多內(nèi)容枯燥難懂，有些知識看不見摸不著，只能通過一些形象思維在腦海中形成圖像或者動畫才能理解，比如旋轉(zhuǎn)磁場；有些知識限于分析手段和知識體系，只能定性分析而沒有定量的計算結(jié)果，比如感應(yīng)電機空載起動等。而這些問題，采用信息化技術(shù)及計算機仿真等手段是可以解決的。對現(xiàn)在的學(xué)習(xí)者，掌握一些計算機仿真手段，對學(xué)習(xí)其他知識，提高分析問題解決問題能力，更好地適應(yīng)信息化社會發(fā)展是大有裨益的。
本書就是針對上述兩個問題編寫而成的，強調(diào)實用性，以最直接的方式解決同學(xué)們電機學(xué)課程學(xué)習(xí)中的問題。全書共分5章，第1章是緒論，主要介紹計算機輔助分析與仿真的作用以及應(yīng)用方式。第2章是計算機輔助分析與仿真的工具和方法，主要介紹MATLAB的仿真功能與應(yīng)用速成，以及電機學(xué)仿真分析中常用的數(shù)值計算方法，如數(shù)值插值、曲線擬合、傅里葉分解、常微分方程求解和數(shù)值積分等。第3章是電機學(xué)重點難點案例分析，從最常見的變壓器、直流電機、交流繞組、感應(yīng)電機和同步電機五大部分內(nèi)容中，總結(jié)提煉了33個重點難點案例進行分析闡述，并講解了15個典型習(xí)題的求解思路。第4章是電機學(xué)常見重點難點的仿真分析，主要介紹電機學(xué)中常見的重點難點問題及其仿真分析方法，選取了包括磁路內(nèi)容在內(nèi)的37個問題，每個問題都包括仿真目的、基本知識、仿真要點、仿真實例和仿真結(jié)果五個方面。第5章是特種電機的仿真分析，主要介紹無刷直流電機和開關(guān)磁阻電機共6個問題的仿真分析。附錄中給出了所有仿真問題的源程序，便于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中參照使用。
本書由中國大學(xué)MOOC國家精品在線開放課程“電機學(xué)”負(fù)責(zé)人李勇教授和授課團隊成員趙猛副教授、王騫副教授等編著。李勇教授完成了第1章、第2章、第3章、第4章主體內(nèi)容的編寫，研究生禹國棟、趙程分別參與了第4章部分內(nèi)容的MATLAB編程。趙博研究員參與了第2章部分內(nèi)容的編寫，趙猛副教授完成了第5章主體內(nèi)容的編寫，指導(dǎo)研究生孫全浩完成了所有源程序和仿真模型的調(diào)試，并全面負(fù)責(zé)本科生的仿真上機指導(dǎo)工作，王騫副教授負(fù)責(zé)編輯了書中所有的視頻材料和輔助材料，并負(fù)責(zé)MOOC課程的運行管理。
本書的最大特色是電機學(xué)中33個重點難點案例，15個典型習(xí)題求解和43個仿真分析實例，力求“化繁為簡”，把高難問題簡單化，用形象化手段說清楚講明白。另外，重點難點部分案例的分析中還鏈接了輔助教學(xué)資料，便于學(xué)習(xí)者融會貫通。
李勇，哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院副院長，教授、博士生導(dǎo)師，微特電機與控制研究所所長，黑龍江省MOOC聯(lián)盟電氣工程類主任委員。主要研究方向為交流永磁電機直接驅(qū)動系統(tǒng)、新型電磁機構(gòu)的原理與應(yīng)用技術(shù)等。國家973課題、國家自然科學(xué)基金、國家863項目負(fù)責(zé)人。獲國防技術(shù)發(fā)明特等獎1次，國防科學(xué)技術(shù)一二等獎共3次，獲國家發(fā)明專利15項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文130余篇，教學(xué)研究論文21篇。
中國大學(xué)MOOC國家精品在線開放課程“電機學(xué)”負(fù)責(zé)人。
第1章 緒論
1．1 計算機技術(shù)的發(fā)展
1．2 計算機輔助分析與仿真的作用
1．3 計算機輔助分析與仿真的應(yīng)用方式
1．3．1 大計算器方式
1．3．2 編程分析方式
1．3．3 建模仿真方式
1．3．4 數(shù)值計算方式
1．4 學(xué)習(xí)建議
第2章 計算機輔助分析與仿真的工具和方法
2．1 MATLAB簡介與應(yīng)用
2．1．1 MATLAB的主要功能與應(yīng)用特點
2．1．2 MATLAB的編程方法
2．1．3 Simulink的建模方法
2．1．4 MATLAB的屏幕圖形技術(shù)
2．2 常用的數(shù)值計算方法
2．2．1 傅里葉變換
2．2．2 數(shù)值捅值
2．2．3 曲線擬合
2．2．4 代數(shù)方程求解
2．2．5 常微分方程求解
2．2．6 數(shù)值積分
第3章 電機學(xué)重點難點案例分析
3．1 變壓器部分
3．1．1 變壓器一次側(cè)、二次側(cè)之間沒有直接連接，還能夠變壓的原因
3．1．2 透徹理解理想變壓器
3．1．3 依照正方向原則，一次側(cè)電動勢和二次側(cè)電流看著別扭的原因
3．1．4 空載負(fù)載電流變化大，但依然是恒磁通的原因
3．1．5 額定50Hz的變壓器通60Hz的交流電，鐵心飽和后的變化
3．1．6 繞組匝數(shù)、鐵心間隙對變壓器空載電流的影響
3．1．7 變壓器參數(shù)歸算的過程和結(jié)果
3．1．8 理解相量圖中的阻抗三角形
3．1．9 采用標(biāo)幺值后，變壓器阻抗參數(shù)的特點
3．1．10 電壓變化率數(shù)值上的特點，以及與輸出電壓的關(guān)系
3．1．11 變壓器典型習(xí)題分析
3．2 交流繞組部分
3．2．1 交流繞組和直流繞組的區(qū)別，以及對極相組的理解
3．2．2 電動勢公式中的繞組系數(shù)，以及磁通與變壓器中的異同
3．2．3 脈振磁動勢和旋轉(zhuǎn)磁動勢的本質(zhì)，以及從表達(dá)式上的區(qū)分
3．2．4 簡明易懂地理解旋轉(zhuǎn)磁動勢的形成條件
3．2．5 如何理解交流繞組在交流電機中的核心作用
3．2．6 交流繞組典型習(xí)題分析
3．3 感應(yīng)電機部分
3．3．1 感應(yīng)電機工作原理的獨特之處
3．3．2 感應(yīng)電機轉(zhuǎn)速的特點
3．3．3 感應(yīng)電機的機殼與直流電機的不同之處
3．3．4 感應(yīng)電機與變壓器的聯(lián)系與區(qū)別
3．3．5 透襁理解感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率曲線
3．3．6 感應(yīng)電機電磁轉(zhuǎn)矩三個公式的對比與應(yīng)用
3．3．7 感應(yīng)電機典型習(xí)題分析
3．4 同步電機部分
3．4．1 功角和同步電機運行狀態(tài)的關(guān)系
3．4．2 凸極同步發(fā)電機與隱極同步發(fā)電機的區(qū)別
3．4．3 同步電動機自己不能起動的原因
3．4．4 同步電機典型習(xí)題分析
……
第4章 電機學(xué)常見重點難點的仿真分析
第5章 常見特種電機的Simulink仿真
附錄 仿真源程序
參考文獻(xiàn)
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