普通高等教育“十二五”规划教材:普通高等教育“十一五”国家级规划教材·微特电机及系统(第二版)

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程明 著
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出版社: 中国电力出版社
ISBN:9787512356177
版次:1
商品编码:11455579
包装:平装
开本:16开
出版时间:2014-04-01
用纸:胶版纸
页数:268

具体描述

编辑推荐

  书在分析微特电机原理和特性时,尽量以电机学的理论为依据。,在使用时,可根据学时数多少和专业要求,合理取舍。

内容简介

  《普通高等教育“十二五”规划教材 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 微特电机及系统(第二版)》为普通高等教育“十二五”规划教材。全书共十一章,主要内容包括伺服电动机与伺服系统、测速发电机、步进电动机、自整角机、旋转变压器、永磁无刷直流电动机、单相交流串励电动机、直线电动机、定子励磁型双凸极无刷电机驱动系统、超声波电动机等。在使用本书时,可根据学时数多少和专业要求,合理取舍。

前言/序言


微特电机及其系统:原理、设计与应用 本书是一部系统阐述微特电机及其系统的专业教材。微特电机,作为现代电力驱动技术的重要组成部分,以其体积小、功率密度高、效率优越等特点,在航空航天、机器人、医疗设备、汽车电子、精密仪器以及消费电子等领域扮演着不可或缺的角色。本书力求为读者构建一个扎实而全面的理论基础,并与实际应用紧密结合,旨在培养具备微特电机设计、分析、控制及系统集成能力的专业人才。 第一部分:微特电机基础理论 本部分将深入剖析微特电机的基本工作原理,为后续深入学习奠定坚实基础。 电磁场理论基础: 详细介绍电磁场的基本概念,包括磁场强度、磁感应强度、磁通量、磁导率等,以及它们在电机中的作用。讲解法拉第电磁感应定律、安培定律等基本定律,并结合麦克斯韦方程组,从宏观和微观层面理解电磁能量的转化过程。 电磁力与力矩的产生: 阐述导线通电在磁场中受力以及磁场对载流导体的相互作用,这是电机产生转矩的根本原因。分析永磁体、软磁材料的磁化特性,以及它们在构建电机磁路中的关键作用。 电机中的能量转换: 深入探讨电能、磁能和机械能之间的相互转换过程,分析能量损耗的来源,如铜耗、铁耗、机械损耗等,并介绍提高电机效率的途径。 第二部分:微特电机类型及其工作原理 本部分将系统介绍几种主要的微特电机类型,并详细解析它们各自的工作原理、结构特点和性能优势。 直流电机(DC Motor): 有刷直流电机: 详述换向器和电刷的工作原理,分析其电枢反应、电磁转矩的产生与控制。介绍不同类型的直流电机,如串励、并励、复励和永磁直流电机,并分析它们的特性曲线。 无刷直流电机(BLDC): 重点介绍其电子换向原理,以及与传统有刷直流电机相比的优势,如高效率、长寿命、低维护成本等。分析BLDC的结构(定子绕组、转子永磁体)、驱动方式(方波驱动、正弦波驱动)以及控制策略。 交流电机(AC Motor): 同步电机: 介绍同步电机的基本原理,包括旋转磁场和转子磁极的同步旋转。详述永磁同步电机(PMSM)的结构、工作原理、控制方法(如矢量控制),以及其在高性能驱动领域的应用。 异步电机(感应电机): 深入讲解三相异步电机的基本结构(定子、转子),转子绕组与旋转磁场相互作用产生感应电动势和转矩的原理。分析其转差、功率因数、效率等特性。介绍单相异步电机的启动原理(电容启动、分相启动等)。 步进电机(Stepper Motor): 反应式步进电机: 介绍其工作原理,通过磁极的切换实现精确的步进运动。 永磁式步进电机: 分析其永磁体转子结构,以及不同相位的励磁组合如何控制转子的旋转角度。 混合式步进电机: 结合永磁式和反应式电机的优点,分析其高精度、高转矩的特性。讲解步进电机的驱动方式(全步、半步、微步),以及其在定位控制方面的优势。 其他微特电机: 简要介绍一些其他类型的微特电机,如伺服电机(通常指带有位置反馈的直流或交流电机)、直线电机、开关磁阻电机等,并概述其特点和应用领域。 第三部分:微特电机的设计与计算 本部分将指导读者掌握微特电机的设计流程和关键计算方法。 电机设计的一般原则: 介绍电机设计的总体思路,包括确定电机类型、额定参数、性能指标,以及考虑效率、功率密度、成本、可靠性等因素。 磁路设计: 讲解如何根据电机类型和工作原理,设计合理的磁路,包括确定铁芯材料、截面积、气隙长度,以及计算磁通、磁场强度等。 绕组设计: 介绍不同类型电机绕组的结构、参数计算(匝数、线径、连接方式),以及如何影响电机的性能。 电磁转矩计算: 推导不同类型电机的电磁转矩计算公式,并分析影响转矩的因素。 电感和电抗计算: 讲解如何计算电机的电感和电抗,以及它们在电机运行中的作用。 损耗计算与效率估算: 详细计算电机运行过程中的各种损耗,并根据损耗计算电机效率,为优化设计提供依据。 散热设计: 介绍电机散热的基本原理和常用散热方式,确保电机在额定工况下稳定运行。 第四部分:微特电机驱动与控制 本部分将深入探讨微特电机的驱动技术和控制策略。 电机驱动电路: 直流电机驱动: 介绍H桥电路、PWM(脉冲宽度调制)技术在直流电机速度控制中的应用。 无刷直流电机驱动: 详解BLDC的电子换向控制电路,包括三相桥式电路、驱动芯片的选择与应用。 同步/异步电机驱动: 介绍变频器(VFD)的基本原理,以及其在交流电机调速中的作用。讲解SPWM(空间矢量脉宽调制)技术。 步进电机驱动: 介绍步进电机驱动器的基本结构和工作原理,以及不同驱动模式的实现。 电机控制理论: 速度控制: 介绍PID(比例-积分-微分)控制器在电机速度控制中的应用,以及其他控制算法。 位置控制: 讲解步进电机和伺服电机的位置控制原理,以及编码器等反馈元件的应用。 转矩控制: 介绍如何实现电机的精确转矩控制。 矢量控制(Field-Oriented Control, FOC): 重点阐述PMSM和三相异步电机的矢量控制技术,分析其如何实现对电机转矩和磁链的解耦控制,从而获得优异的动态性能。 电机参数辨识: 介绍常用的电机参数辨识方法,为精确控制提供必要的模型参数。 第五部分:微特电机系统及其应用 本部分将结合实际应用,展示微特电机在各种系统中的集成与应用。 电机与传动系统集成: 讨论电机与减速器、联轴器、滚珠丝杠等传动机构的匹配与设计,以满足特定的动力学需求。 电机与传感器集成: 介绍编码器、霍尔传感器、测速发电机等在电机反馈控制中的作用。 电机在典型领域的应用: 机器人技术: 分析微特电机在关节驱动、末端执行器控制中的作用,例如工业机器人、服务机器人。 电动汽车: 介绍驱动电机、助力电机(如电动助力转向EPS)、空调压缩机电机等的应用。 航空航天: 阐述微特电机在飞行控制、导航系统、舱内设备中的关键应用。 医疗设备: 举例说明微特电机在手术器械、诊断设备、康复设备中的应用,强调其高精度和可靠性要求。 消费电子: 介绍微特电机在硬盘驱动器、打印机、无人机、智能家居设备中的普及应用。 精密仪器: 阐述微特电机在光学仪器、测量设备、自动化生产线上的重要作用。 系统设计考量: 强调在系统集成过程中,需要综合考虑电机选型、驱动控制、电源匹配、电磁兼容性(EMC)等多个因素。 第六部分:微特电机的新技术与发展趋势 本部分将展望微特电机技术未来的发展方向。 高性能永磁材料: 介绍稀土永磁材料(如NdFeB)的最新进展及其对电机性能的提升。 集成化与智能化: 探讨电机与驱动器、控制器的高度集成,以及智能化控制算法的发展。 高效节能技术: 介绍新型电机结构、优化设计以及先进控制策略在提高电机效率方面的研究进展。 微型化与功率密度提升: 讨论如何通过新材料、新工艺实现电机的小型化和更高功率密度。 新能源汽车和电动工具领域的驱动电机: 重点关注这些领域对电机性能、成本和可靠性的特殊要求。 本书内容详实,结构清晰,理论联系实际,并结合了大量的工程实例和参考文献,适合作为高等院校电气工程、自动化、机械工程等相关专业本科生和研究生的教材,也可作为从事微特电机研发、设计、制造和应用工作的工程师们的参考书籍。通过学习本书,读者将能够深刻理解微特电机的奥秘,掌握其设计、分析、驱动与控制的关键技术,并能够将其应用于各种复杂的工程实践中。

用户评价

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在阅读《微特电机及系统(第二版)》的过程中,我最大的感受就是这本书非常“有料”。里面的内容密度很高,每一页都蕴含着丰富的信息。作者在讲解每一个知识点的时候,都力求做到详尽和精确,很少出现模糊不清或一带而过的描述。尤其是在描述电机的工作原理和特性时,书中提供了大量的理论推导和数学分析,这对于理解电机内部的物理过程至关重要。我记得在学习“磁场分布”和“感应电势”等概念时,为了弄清楚公式背后的含义,我花费了大量时间去对照书本的讲解,并尝试自己去进行一些简单的计算。虽然过程有些辛苦,但最终的收获是巨大的,我感觉自己对微特电机的工作机理有了更深刻的认识。书中的章节划分也是相当细致,从最基础的电磁学原理,到各种不同类型的微特电机,再到电机在系统中的应用,都进行了充分的论述。我个人对书中关于“电机参数测量与辨识”的章节特别感兴趣,它提供了一些实用的方法和技术,让我了解到如何在实际工程中对电机进行评估和优化。虽然这本书的理论深度确实不浅,需要读者具备一定的数学和物理基础,但如果你能够坚持下去,你会发现这本书所带来的知识积累是惊人的。它为我打开了一扇通往微特电机世界的大门,让我看到了这个领域背后蕴含的无限可能。

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不得不说,这本《微特电机及系统(第二版)》在知识的严谨性和系统性上,确实达到了一个很高的水准。我当初选择它,就是看中了它“国家级规划教材”的身份,相信其内容的权威性和科学性。果然,读下来之后,我的确感受到了它非同一般的“内功”。作者在讲解过程中,逻辑非常清晰,一步一步地引导读者深入理解复杂的概念。我记得在学习到“电磁力矩”这个概念时,作者花了相当篇幅,从不同角度、不同模型进行阐述,并配以大量的公式推导和图示分析,让我对这个核心概念有了非常透彻的理解。这本书的优点在于,它不仅仅停留在“是什么”的层面,更深入地探讨了“为什么”和“怎么做”。例如,在介绍不同类型微特电机时,它会详细分析它们的结构差异如何导致工作原理的不同,以及这些差异如何影响其在不同应用场景下的性能表现。书中的章节安排也非常合理,从最基础的电机类型开始,逐步深入到更复杂的系统设计和控制。我个人比较喜欢关于“电机驱动与控制”的部分,它将理论知识与实际应用紧密结合,让我看到微特电机如何与电力电子技术相互配合,实现精确的控制。虽然有些地方的讲解对于初学者来说可能稍显抽象,需要反复思考和借鉴其他资料,但一旦理解了,就会觉得受益匪浅。总体而言,这是一本非常值得拥有的教材,它能够帮助我们建立起对微特电机及其系统全面而深入的认识。

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这本《微特电机及系统(第二版)》教材,我可是花了相当长的时间才把它啃下来,怎么说呢,它给我的感觉就像是那个传说中的武林秘籍,内容博大精深,但初学者如我,一开始确实有点摸不着头脑。书的厚度就不说了,光是目录就足以让人眼花缭乱。刚翻开的时候,那些抽象的数学公式和理论推导,简直就是天书。我记得我为了理解一个简单的电磁场概念,来回翻了好几页,查阅了大量的辅助资料,感觉自己像是在解一道奥数题。但是,也正是因为这种“难”,一旦你克服了最初的障碍,深入下去,你会发现作者在概念的阐释上,其实是下了很大功夫的。虽然有时候语言可能稍显枯燥,但那种严谨的逻辑链条,以及对每一个细节的深入剖析,都让人在不经意间体会到微特电机这个领域的精妙之处。尤其是在讲到不同类型微特电机的结构、工作原理以及优缺点对比时,书里提供了非常详尽的图示和文字说明,这对我这样一个需要通过视觉来辅助理解的人来说,简直是福音。书中的案例分析部分也是一大亮点,它将理论知识与实际应用紧密结合,让你明白这些看似复杂的理论,在现实生活中是如何发挥作用的,例如在精密仪器、医疗设备、航空航航天等领域的应用,都让我对微特电机产生了全新的认识。虽然某些章节的难度系数确实不低,需要反复研读,但总的来说,它是一本非常扎实、内容详实的教材,如果你想在这个领域打下坚实的基础,这本书绝对是值得投入时间和精力的。

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这本《微特电机及系统(第二版)》给我最深的印象是其“厚重感”。不仅仅是书本的物理厚度,更重要的是其内容的深度和广度。作者在讲解每个知识点时,都仿佛是带着读者一点一点地去探索,从最基础的原理到最复杂的应用,都梳理得井井有条。我记得在初次接触“电磁兼容性”这个概念时,感到非常迷茫,但书中的相关章节,通过详细的机理分析和防护措施介绍,让我逐渐理解了这个问题的重要性,以及如何从设计层面来解决。这本书的体系结构非常清晰,从电机的基本分类、工作原理,到电机设计、驱动与控制,再到系统集成和应用,都进行了详尽的论述。我尤其喜欢书中关于“电机故障诊断与维修”的部分,它提供了一些实用的方法和步骤,让我了解到如何识别和解决实际工程中遇到的电机问题。虽然有时候会觉得书中的某些章节内容更新得不够及时,毕竟微特电机技术发展日新月异,但作为一本基础性教材,它所奠定的坚实基础是无可替代的。总体而言,这是一本非常具有参考价值的教材,它能够帮助读者建立起对微特电机及其系统全面而深入的认识,并为进一步的学习和研究打下坚实的基础。

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这本《微特电机及系统(第二版)》给我的感觉,与其说是一本教科书,不如说是一本“百科全书”式的参考书。它的内容非常详尽,几乎涵盖了微特电机领域的方方面面,从基础理论到应用实例,无所不包。对于我这种需要对整个领域有一个宏观了解的人来说,这本书无疑提供了极大的便利。我一开始并没有指望能完全吃透里面的每一个细节,但它可以让我快速地对某个主题建立起一个完整的认识。例如,当我需要了解某一种特定类型的微特电机时,我都会先翻阅这本书,它总能提供关于该电机类型最核心的信息,包括它的工作原理、主要构成、性能特点以及常见的应用领域。书中的某些章节,尤其是关于电机设计和控制的章节,其深度和广度都让我印象深刻。作者在讲解过程中,引入了大量的工程实践经验和最新的研究成果,这使得这本书不仅仅停留在理论层面,更具有很强的指导意义。我特别欣赏书中提供的各种计算公式和设计方法,虽然我可能暂时无法完全掌握所有的方法,但知道有这些工具的存在,以及它们的使用前提,就已经非常有价值了。虽然有时候我会觉得书中的某些内容更新得不够及时,毕竟微特电机技术发展非常快,但作为一本基础教材,它所奠定的根基是无比重要的。总的来说,这是一本非常适合作为微特电机领域入门及深入学习的参考书籍,其内容的丰富性和专业性都令人称赞。

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在阅读《微特电机及系统(第二版)》的过程中,我最直观的感受就是这本书的“实在”。它不像一些教材那样,喜欢用华丽的辞藻来包装内容,而是直接切入主题,用扎实的理论和详实的例子来阐述问题。我记得在学习“电机效率”这个概念时,书中不仅给出了计算公式,还深入分析了影响效率的各种因素,并且提供了提高效率的设计思路。这让我明白,不仅仅是知道“是什么”,更重要的是理解“为什么”和“怎么做”。这本书的知识体系非常完整,从电机的基本分类,到各种特殊微特电机的详细介绍,再到电机在各种系统中的应用,都进行了全面的覆盖。我尤其欣赏书中关于“电机选型”的部分,它不仅给出了各种电机的性能指标,还结合具体的应用场景,给出了详细的选型指南,这对于我这样一个需要将理论知识应用于实际工程的人来说,非常有价值。虽然有时候会觉得书中的某些章节内容略显枯燥,需要读者具备一定的耐心和毅力才能坚持下去,但总体而言,这是一本非常值得推荐的教材,它能够帮助读者全面而深入地理解微特电机及其系统,并为未来的学习和工作打下坚实的基础。

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第一次拿到这本《微特电机及系统(第二版)》,我的第一反应是:“这教材也太厚实了吧!” 翻开一看,满满当当的文字和公式,感觉像是在挑战一项艰巨的任务。但是,当我真正沉下心来,开始逐章阅读的时候,我逐渐体会到了这本书的价值。作者的写作风格非常严谨,逻辑性极强,对于每一个概念的阐述都力求清晰准确。我印象最深的是关于“电磁转矩的产生机理”的讲解,书中用了好几种不同的方法进行推导和解释,并且配以大量的示意图,这让原本抽象的概念变得生动形象。虽然有些部分的数学推导对我来说还是有一定难度的,需要借助其他参考资料才能完全理解,但这种“较真”的态度,反而让我觉得更加可靠。这本书不仅涵盖了微特电机的基本类型,还深入探讨了它们的驱动方式、控制策略以及在各种复杂系统中的应用。我尤其欣赏书中对于不同电机类型优缺点的对比分析,这为我在实际工程中进行电机选型提供了非常有价值的参考。例如,在需要高精度定位的应用场景下,书中详细介绍了步进电机和伺服电机的特性,并给出了相应的选型建议。尽管有时会觉得书中的某些章节内容过于理论化,与实际应用稍显脱节,但总体而言,它是一本非常扎实、能够打下坚实理论基础的教材,对于深入理解微特电机领域非常有帮助。

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说实话,拿到这本《微特电机及系统(第二版)》时,我内心是有点忐忑的。毕竟“十二五”、“十一五”这些规划教材,听起来就不是等闲之辈,感觉是要被“正经”学术洗礼一番。事实也确实如此,这本书的理论深度毋庸置疑。作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的物理原理和数学模型,而是选择了一条循序渐进但又毫不含糊的道路。对于像我这样,对电磁学和电路理论并非顶尖的读者来说,初期的阅读体验确实充满挑战。我曾经为理解磁滞回线和涡流损耗的计算公式,翻来覆去地对照书本和笔记,甚至怀疑自己的智商。但是,当我对某个概念有了初步的掌握,再回过头去看这些公式时,就会豁然开朗,感受到一种“拨云见日”的喜悦。书中的体系结构非常完整,从最基础的直流电机、交流电机,到各种特殊的微特电机,如步进电机、伺服电机、直流无刷电机等,都做了详尽的介绍。我尤其喜欢它在介绍各种电机类型时,不仅仅是罗列参数,而是深入剖析了它们的结构特点、工作原理,以及在不同应用场景下的优势和局限性。这对于我们选择合适的电机来解决实际工程问题至关重要。书中的图纸和示意图非常清晰,即使是对于一些非常精密的内部结构,也能通过图纸得到直观的理解。虽然有时候会觉得书中某些地方的讲解略显“学院派”,但总体而言,它提供的知识体系是无可挑剔的,为我理解微特电机的复杂世界打下了坚实的基础。

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说实话,我当初选择这本《微特电机及系统(第二版)》,更多的是出于一种“硬啃”的态度,想看看国家级规划教材到底有多“硬”。读完之后,我只能说,它的确不负“硬”之名。这本书的理论体系非常完整,作者对每一个知识点都进行了深入的挖掘和阐述,很少有停留在表面现象的讲解。我记得在学习“永磁同步电机”的章节时,书中详细介绍了其工作原理、数学模型以及各种拓扑结构,并且还讨论了其在不同运行状态下的性能表现。虽然过程中遇到了一些理解上的障碍,特别是对于一些复杂的数学方程,需要反复推敲才能领悟其中的含义,但这种挑战也恰恰激发了我深入学习的动力。这本书的优点在于,它不仅仅局限于理论知识的灌输,还穿插了大量的工程应用实例,让我能够将学到的理论知识与实际的工程问题联系起来。例如,书中在介绍“直流无刷电机”时,就列举了其在电动工具、无人机等领域的广泛应用,并分析了其之所以能够胜任这些任务的关键技术。虽然有时候会觉得书中的某些图示不够直观,需要读者具备一定的想象力去还原其立体结构,但总体而言,这是一本非常扎实、内容丰富的教材,它为我打开了理解微特电机世界的一扇窗户。

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老实说,当我拿到这本《微特电机及系统(第二版)》的时候,我并没有期待它能给我带来多么“轻松”的学习体验。毕竟,作为一本“十二五”、“十一五”期间的规划教材,它承载着的是严谨的学术要求。事实也证明了我的预感。这本书的理论深度相当可观,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的物理概念和数学公式,而是选择了一条“硬碰硬”的道路。我记得在学习“磁滞现象”时,为了彻底弄懂其中的机理,我来回翻阅了好几遍,并且结合书中的图示进行了反复的推敲。虽然过程有些烧脑,但当最终理解的时候,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。这本书的优点在于,它能够系统地构建起一个关于微特电机及其系统的知识框架。从最基础的电机类型,到其工作原理,再到电机在不同系统中的应用,都进行了详尽的介绍。我个人比较受益的章节是关于“电机参数辨识”的部分,它提供了一些实用的方法和工具,让我了解到如何在实际工程中对电机的性能进行准确评估。虽然有时候会觉得书中的某些讲解略显“学院派”,与实际工程应用之间存在一定的距离,但总体而言,它是一本非常扎实、内容翔实的教材,能够为读者打下坚实的理论基础,并激发深入研究的兴趣。

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适合初学者入门

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书不错,可以参考看看

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学习参考

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