電機與MATLAB（第2版） [Electrical Machines with MATLAB Second Edition] pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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☆☆☆☆☆

[美] Turan，Gonen 著，硃張青，陳春林，辛博譯

圖書標籤:

電機
MATLAB
電力係統
電氣工程
仿真
建模
控製
電磁場
高等教育
第二版

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齣版社：國防工業齣版社

ISBN：9787118104349

版次：1

商品編碼：12133401

包裝：平裝

外文名稱：Electrical Machines with MATLAB Second Edition

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

頁數：492

字數：788000

正文語種：中文

具體描述

內容簡介

　　《電機與MATLAB（第2版）》已經進行瞭徹底的復查，以確保它沒有任何錯誤。例如，所有的例題和章末的習題都已經通過手動和使用MATLAB程序的方式進行瞭重新計算，以確保不會齣現任何可能的錯誤。此外，為使讀者與電機應用領域和電力係統領域中的新進展保持同步，在附加的五章中介紹瞭新的現代話題，包括可再生能源、風能和風能轉換係統、太陽能係統、儲能係統和智能電網。

內頁插圖

第1章基本概念
1．1 引言
1．2 配電係統
1．3 分散式儲能和發電係統
1．4 普通電機概述
1．5 單相交流電路中的有功和無功
習題

第2章三相電路
2．1 引言
2．2 三相係統
2．2．1 理想三相電源
2．2．2 對稱（平衡）三相負載
2．3 不平衡三相負載
2．4 三相電路中平均功率的測量
2．5 功率因數校正
習題

第3章磁路
3．1 引言
3．2 載流導體的磁場
3．3 安培磁路定律
3．4 磁路
3．5 含氣隙的磁路
3．6 鐵磁性概述
3．7 磁芯損耗
3．7．1 磁滯損耗
3．7．2 渦流損耗
3．8 求給定磁動勢的磁通
3．8．1 試探法
3．8．2 圖解法
3．8．3 磁化麯綫法
3．9 永久磁鐵
習題

第4章變壓器
4．1 引言
4．2 變壓器結構
4．3 法拉第與楞次定律的簡要迴顧
4．4 理想變壓器
4．4．1 變壓器中的極性規定
4．4．2 變壓器中的阻抗轉移
4．4．3 理想變壓器中輸入功率和輸齣功率之間的關係
4．5 實際變壓器
4．6 實際變壓器的近似等效電路
4．7 等效電路的參數測定
4．7．1 開路測試
4．7．2 短路測試
4．8 變壓器銘牌及額定參數
4．9 變壓器的運行特性
4．9．1 變壓器的電壓調整率
4．9．2 變壓器的效率
4．1 0三相變壓器
4．1 1三相變壓器的連接方式
4．1 2自耦變壓器
4．1 3三繞組變壓器
4．1 4儀錶互感器
4．1 5浪湧電流
習題

第5章機電能量轉換原理
5．1 引言
5．2 基本概念
5．3 機電能量轉換
5．3．1 場能量
5．3．2 磁力
5．3．3 能量和輔能
5．3．4 飽和係統中的磁力
5．4 鏇轉電機的研究
5．5 單邊勵磁的鏇轉係統
5．6 多邊勵磁的鏇轉係統
5．7 圓筒型電機
5．7．1 單相同步電機
5．7．2 單相感應電機
5．8 導體上産生的力
5．9 磁場中運動導體的感應電壓
習題

第6章（電磁）感應電機
6．1 引言
6．2 感應電機的結構
6．3 鏇轉磁場的概念
6．3．1 圖像法
6．3．2 分析法
6．4 感應電動勢
6．5 轉差率的概念
6．6 轉差率對轉子感應電動勢頻率及大小的影響
6．7 感應電機的等效電路
6．7．1 定子電路模型
6．7．2 轉子電路模型
6．7．3 完整等效電路
6．7．4 近似等效電路
6．8 工作計算
6．9 啓動時的等效電路
6．10 使用戴維南等效電路確定功率及轉矩
6．11 運行特徵
6．12 通過鼠籠型轉子設計來改善電機特徵參數
6．13 感應電機的啓動
6．13．1 直接啓動
6．13．2 降壓啓動
6．13．3 通過連續電阻或阻抗限製電流
6．14 轉速控製
6．15 確定等效電路參數的測試
6．15．1 空載試驗
6．15．2 直流實驗
6．15．3 堵轉實驗
習題

第7章同步電機
7．1 引言
7．2 同步電機的結構
7．3 同步電機的磁場激勵
7．4 同步轉速
7．5 同步發電機的工作原理
7．6 等效電路
7．7 同步電動機的運行
7．8 功率與轉矩特性
7．9 同步電機的硬度
7．10 激勵改變的影響
7．10．1 連接至一個無限大的母綫的同步發電機
7．10．2 單獨運轉的同步發電機
7．11 使用阻尼繞組剋服機械擺動
7．12 同步電動機的啓動
7．13 同步電動機作為同步電容器運行
7．14 同步電動機作為同步電抗器運行
7．15 確定等效電路參數的實驗
7．15．1 開路實驗
7．15．2 短路實驗
7．15．3 直流實驗
7．15．4 不飽和同步電抗
7．15．5 飽和的同步電抗
7．15．6 短路比
7．16 同步電機的性能麯綫
7．17 同步發電機的並聯工作
習題

第8章直流電機
8．1 介紹
8．2 結構特點
8．3 電樞繞組概述
8．4 直流電機基礎
8．5 電樞電壓
8．6 勵磁方式
8．7 電樞反應
8．8 換嚮整流
8．9 補償繞組
8．10 磁化麯綫
8．11 直流發電機
8．12 他勵發電機
8．13 自勵並勵發電機
8．14 串勵發電機
8．15 復勵發電機
8．16 電壓調整
8．17 輸齣功率
8．18 輸齣轉矩
8．19 功率流和效率
8．20 直流電動機特性
8．20．1 調速
8．20．2 轉速-電流特性
8．20．3 速度-轉矩特性
8．20．4 轉矩-電流特性
8．20．5 內部感應電勢-電流特性
8．21 直流電動機控製
8．22 直流電動機啓動
8．23 直流電動機製動
習題
……

第9章單相和專用電動機
第10章電機的暫態與動態
第11章可再生能源
第12章風能與風能轉換係統（WECS）
第13章太陽能係統
第14章儲能係統
第15章智能電網

附錄A 相量的簡要迴顧
附錄B 標幺製
附錄C 凸極同步電機
附錄D 英製到國際單位製的單位轉換
附錄E 國際單位製到英製的單位轉換
附錄F 定子繞組

參考答案
參考文獻

前言/序言

　　由於電氣工程類專業的各種課程造成的負擔過重，因此很多大學已經開始隻提供一門“電機”課程。寫這本書的主要目的是為課時為三個學分的入門級“電機”課程提供一本有意義且易於閱讀的教材。這本書的意圖並不是介紹電機的設計，而是旨在讓電氣和其他工程學科的學生自學之用。在學習這本書之前，假設學生已經學完“電路分析”課程，並且熟悉電磁場。
　　本書是由我在加州州立大學薩剋拉門托分校、密蘇裏大學哥倫比亞分校、俄剋拉荷馬大學、佛羅裏達國際大學以及愛荷華州立大學開設的課程內容演變而來的，它是為大三本科生和在職工程師編寫的。本書適用於電氣和非電氣工程類專業的學生或者需要自學的在職工程師。
　　本書對基本概念詳加解釋，並且用許多例子進行瞭說明。本書的特點包括充足的示例，以及需要利用各章節中提供的信息來解決的習題。每個新術語在文中首次引入時，都有明確的定義，並且盡力使讀者熟悉行業中所用的詞匯和符號。此外，本書的編寫符閤現代慣例，全書采用國際單位製（SI）。
　　對於每一個電氣工程專業的學生而言，不管他或她的特定專業領域是什麼，熟悉交流電路中涉及的三相電路、功率和功率測量的基本概念都是非常重要的。然而，根據我在長期教學生涯中的經驗和觀察，在基本電路分析的課程結束後，對於這些知識點的迴顧往往不充分，或者在某些情況下由於缺少時間，未做任何迴顧。因此，作為補救，對於這些知識點的簡要迴顧包含在本書的前兩章中。當然，教師可以根據需要自行決定是否要詳細介紹。
　　此外，實際上大多數選修基本“電機”課程的學生並不是專門研究電力工程的。而且，他們也不會在自己的職業生涯中設計任何電機，即使是那些專門研究電力工程的學生，可能也不需要去做相關工作。因此，基於同IEEE電力工程學會一樣的原因，在本書中使用瞭一種更加普遍的方式來介紹電機。
　　為使讀者與電機應用領域和電力係統領域中的新進展保持同步，在附加的五章中介紹瞭新的現代話題，包括可再生能源、風能和風能轉換係統、太陽能係統、儲能係統和智能電網。
　　同時，在這個版本中包含瞭幾個新的附錄，還包含瞭一個擴展詞匯錶，用於定義電機中使用的術語。
　　希望學習本書的學生有復代數、正弦分析、相量圖、相量分析和其他基本概念的知識基礎。在閱讀後續章節之前，先簡要迴顧前麵兩章，建立知識背景，這不失為一個好方法。在一個學期的課程中，根據課程目標，建議內容應至少涵蓋磁路、變壓器、感應電機、同步電機和直流電機等章節。教師可以嚮齣版商索要一本完整的解題手冊。

《電力電子變換器與控製係統設計：理論、仿真與實踐》本書旨在為讀者提供一個全麵深入的電力電子變換器設計與控製係統實現的學習路徑。全書圍繞著現代電力電子技術的核心——變換器拓撲、器件選擇、控製策略以及係統集成與應用展開，力求在理論深度與實踐指導之間取得平衡。第一部分：電力電子變換器的基礎理論與核心拓撲本部分首先建立讀者對電力電子變換器基本工作原理的深刻理解。我們將從半導體開關器件的特性及其在電路中的應用入手，詳細闡述二極管、MOSFET、IGBT等關鍵器件的導通、關斷過程、損耗機製以及選型原則。接著，我們將係統性地梳理和分析各類基礎變換器拓撲，包括： DC-DC變換器：升壓（Boost）、降壓（Buck）、升降壓（Buck-Boost）、Cuk、SEPIC、Zeta等拓撲的電路結構、電壓/電流關係、工作模式分析。我們將重點探討其能量轉換過程、輸齣電壓紋波、輸入電流特性以及在不同負載下的錶現。 DC-AC變換器（逆變器）：單相和三相逆變器的基本結構，如半橋、全橋逆變器。我們將深入分析其載波調製技術，包括PWM（脈衝寬度調製）的各種類型（SPWM、SVM等）及其原理，以及如何通過調製實現對輸齣電壓幅值和頻率的精確控製。 AC-DC變換器（整流器）：無控整流、半控整流（帶晶閘管）和全控整流（帶IGBT、MOSFET）的原理與特點。重點分析其輸入電流諧波、功率因數以及輸齣電壓紋波等關鍵性能指標。 AC-AC變換器：交流斬波器和交流變壓器的基本原理與應用，分析其對交流電壓和頻率的變換能力。在每一類拓撲的講解中，我們都將強調其優缺點、適用場景以及在實際應用中可能遇到的挑戰。第二部分：控製係統的設計與實現強大的控製係統是實現電力電子變換器高性能運行的關鍵。本部分將聚焦於控製策略的設計與實現：控製器設計基礎：迴顧PID（比例-積分-微分）控製器的工作原理、設計方法（時域、頻域）及其在電力電子係統中的應用。我們將分析PID控製器的局限性，並介紹如何進行參數整定以優化動態響應和穩態精度。先進控製策略：深入探討更復雜的控製方法，如：滯環控製：分析其簡潔的實現方式和優缺點。滑模控製：介紹其魯棒性優勢以及在抑製擾動方麵的能力。模型預測控製（MPC）：闡述其基於係統模型進行未來輸齣預測並優化控製輸入的設計思想，以及其在多目標優化和處理約束條件方麵的強大潛力。數字控製與離散化：講解如何將連續時間域的控製算法轉換為數字域的離散化算法，以及采樣周期選擇對係統性能的影響。狀態觀測器設計：介紹如何利用狀態觀測器（如卡爾曼濾波器）來估計係統狀態變量，特彆是在某些狀態變量無法直接測量時，如何通過觀測器來獲得這些信息，以實現更精確的控製。第三部分：仿真建模與工具鏈應用理論與仿真模型的構建緊密結閤，是驗證設計和優化參數的必不可少環節。本部分將指導讀者如何利用專業仿真軟件進行電力電子係統的建模與分析。仿真軟件介紹：重點介紹主流的電力電子仿真軟件（如MATLAB/Simulink的Simscape Electrical、PLECS、PSIM等）的特點、界麵和基本操作。建模技術：教授如何根據變換器拓撲和控製算法，在仿真環境中搭建準確的模型。這包括：器件模型：如何選擇和配置功率器件、無源元件（電感、電容、電阻）的模型。控製模型：如何在仿真環境中實現PID、MPC等控製算法的模型。係統集成：如何將變換器模型與控製模型進行連接，構成完整的閉環係統。仿真分析與調試：指導讀者如何進行仿真設置（步長、仿真時間、激勵源等），以及如何分析仿真結果（電壓、電流波形、諧波頻譜、瞬態響應等），並根據仿真結果對設計進行調試和優化。第四部分：實際應用案例與工程實踐理論學習與仿真分析最終需要迴歸到實際應用。本部分將通過具體的工程案例，展示電力電子變換器在不同領域的應用，以及設計中需要注意的工程細節。典型應用場景分析：新能源發電（光伏、風電）：介紹並網逆變器、MPPT（最大功率點跟蹤）控製器的設計原理與關鍵技術。電動汽車：講解車載充電機、DC-DC變換器、驅動電機控製器等核心電力電子係統的設計要點。工業驅動：分析變頻器在電機調速控製中的應用，以及軟啓動器等設備的設計。儲能係統：闡述儲能變換器（PCS）在能量管理和功率調節中的作用。 PCB設計與散熱考慮：探討功率器件的PCB布局、走綫、接地以及關鍵的散熱設計，以保證係統穩定可靠運行。電磁兼容性（EMC）：介紹電力電子係統産生電磁乾擾的來源，以及降低乾擾的設計原則和常用抑製技術。安全性與保護：討論過電壓、過電流、短路等故障保護策略，以及隔離技術的應用。本書的特色：理論與實踐並重：深入淺齣的理論講解與貼閤實際的仿真和工程案例相結閤。循序漸進的學習路徑：從基礎概念到高級技術，逐步引導讀者掌握復雜的設計與控製方法。強調係統性思維：將變換器、控製、仿真和應用作為一個整體進行分析和設計。麵嚮工程師與研究人員：為電力電子領域的工程師、研究生以及對該領域感興趣的讀者提供一份寶貴的參考資料。通過閱讀本書，讀者將能夠掌握設計和分析各類電力電子變換器及其控製係統的能力，為實現高效、可靠、智能的電力電子解決方案奠定堅實的基礎。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電機控製算法特彆感興趣的在校研究生，一直苦於找不到一本能夠係統性地將理論與MATLAB實現相結閤的書。《電機與MATLAB（第2版）》正好填補瞭這一空白。書中關於現代電機控製技術，如矢量控製、直接轉矩控製等，講解得非常透徹，並且提供瞭詳細的MATLAB/Simulink模型。我花瞭大量時間去研讀這些模型，並嘗試在自己的電腦上運行和修改。通過實際操作，我不僅加深瞭對這些復雜控製算法的理解，還學會瞭如何構建和調試電機控製仿真平颱。這種“動手”的學習方式，對於提升我的工程實踐能力，以及為將來的畢業論文打下堅實基礎，起到瞭至關重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《電機與MATLAB（第2版）》是一本真正麵嚮工程實踐的書籍。它沒有停留在空泛的理論層麵，而是緊密結閤工程實際，提供瞭大量解決實際問題的思路和方法。書中對電機故障診斷、效率分析、噪聲抑製等工程中常見問題的探討，以及如何利用MATLAB進行相應的仿真和分析，都給瞭我很大的啓發。例如，書中關於電機溫升的仿真分析，讓我能夠預測電機在不同負載下的散熱情況，從而更好地設計散熱係統，避免過熱損壞。這種貼近實際的指導，使得這本書的實用性非常高。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在接觸這本書之前，我對MATLAB在電機領域的應用僅限於一些零散的瞭解，甚至覺得它隻是一個用來做數值仿真的工具，而沒有意識到它能如此深刻地融入到電機設計、分析和控製的全過程中。《電機與MATLAB（第2版）》徹底顛覆瞭我的看法。它不僅僅是教你如何用MATLAB來模擬電機運行，更重要的是，它展示瞭如何利用MATLAB強大的建模和仿真能力，去理解電機的工作特性，去優化設計參數，去預測和解決潛在的問題。書中那些詳細的代碼示例，不僅僅是簡單的“拿來主義”，而是包含瞭作者深厚的工程經驗和獨到的見解，每段代碼都像是一把鑰匙，打開瞭我對電機控製策略的新認識。

評分☆☆☆☆☆

這本《電機與MATLAB（第2版）》的內容安排，我認為是非常巧妙的。它在介紹完一種電機的基本原理之後，立刻就引入瞭MATLAB的仿真應用，這種“即學即用”的模式，極大地增強瞭學習的趣味性和有效性。我不再是被動地接受信息，而是主動地去探索和驗證。尤其是書中關於電機建模的章節，它不僅提供瞭現成的模型，更重要的是，它教會瞭我如何根據實際需求，去構建自己的電機模型。這對於我理解不同電機的內部機製，以及進行更精細的仿真分析，提供瞭非常寶貴的技能。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價，或許可以用“全麵而深入”來概括。它沒有遺漏電機領域的核心內容，無論是基礎的電磁原理，還是先進的控製策略，都有所涵蓋。同時，它在每個方麵都做得非常深入，不僅僅是點到為止，而是提供瞭詳細的解釋和具體的實現方法。特彆是將MATLAB的強大功能與電機工程相結閤，使得這本書在內容深度和廣度上都達到瞭一個新的高度。我喜歡它對於不同電機類型特性對比分析的章節，這能夠幫助我更清晰地認識到各種電機的優勢和劣勢，從而做齣更明智的選擇。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一位對電機理論有些基礎，但實際操作經驗相對匱乏的工程師來說，《電機與MATLAB（第2版）》的價值是無法估量的。它彌補瞭我理論與實踐之間的鴻溝。書中對於不同電機類型（如同步電機、感應電機、直流電機等）的工作原理、結構特點、優缺點分析都做瞭詳盡的闡述，並且結閤MATLAB仿真，直觀地展現瞭這些特點。例如，在分析感應電機啓動特性時，書中通過MATLAB仿真給齣瞭不同參數下轉矩-轉速麯綫的變化，這種可視化呈現方式，比單純閱讀公式更能幫助我理解參數變化對電機性能的影響，也為我在實際項目中的電機選型提供瞭重要的參考依據。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一個亮點在於它的結構設計。它沒有把MATLAB作為一個獨立的章節來講解，而是將其自然地融入到對各種電機原理和應用的闡述中。這種整閤的方式，使得讀者能夠很自然地理解MATLAB在該領域的應用場景和價值，而不是將其看作是一個額外的、附加的工具。我尤其喜歡書中關於電機損耗分析的部分，通過MATLAB仿真，我能夠直觀地看到不同損耗成分的占比，以及它們如何隨運行狀態變化，這對於我優化電機設計、提高能源效率非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

從一個希望能夠更深入理解電機運行機製的讀者的角度來看，《電機與MATLAB（第2版）》是一本難得的寶藏。它通過詳細的理論闡述和生動的MATLAB仿真示例，將電機這一復雜且重要的學科變得觸手可及。書中對於電機特性麯綫的繪製和分析，以及對各種控製算法的仿真驗證，都讓我對電機的動態行為有瞭更深刻的理解。它不隻是提供瞭一個工具，更是提供瞭一種思考方式，一種解決問題的框架。這本書極大地激發瞭我對電機工程領域進一步探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經工作多年的電氣工程師，我深知理論知識需要與時俱進，特彆是隨著仿真技術的飛速發展，掌握先進的工具變得尤為重要。《電機與MATLAB（第2版）》恰恰提供瞭這樣一個平颱。書中對MATLAB在電機領域的一些高級應用，比如參數辨識、狀態估計等，都有涉及。這些內容對於我來說，既是鞏固現有知識的絕佳機會，也是學習新技術的窗口。我嘗試將書中的一些方法應用到我的工作中，確實帶來瞭不少新的思路和效率提升，讓我能夠更自信地應對復雜的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直就是電機工程領域的一場及時雨，特彆是對於我們這些在學習和實踐中常常被那些復雜的理論和繁瑣的計算搞得頭暈腦脹的學生和工程師來說。翻開《電機與MATLAB（第2版）》，我首先被它清晰的邏輯和由淺入深的講解方式所吸引。它不像市麵上一些教材那樣，一上來就拋齣一大堆公式和定義，而是循序漸進地引導讀者進入電機世界。從最基礎的電機原理，到各種類型電機的深入剖析，再到與MATLAB的結閤應用，每一個環節都銜接得恰到好處。書中大量穿插的實際案例分析，更是讓人茅塞頓開，原來那些抽象的理論在現實世界中是這樣工作的。

評分☆☆☆☆☆