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第一章 “电”“磁”话古 1

第一节 中国古代的电学 1

一、“雷”“电”训诂 1

二、中国古代对“雷”“电”的观察和描述 2

三、中国古代对摩擦电的观察和描述 4

第二节 西方古代对“电”的观察 4

第三节 中国古代的磁学 5

一、“磁”字溯源 5

二、中国古代关于磁石性能的观察研究 6

1.磁石吸铁 6

2.磁石极性 6

3.关于磁力不受媒质影响和磁屏蔽作用 6

三、指南针的发明及应用 6

1.司南 7

2.指南鱼和指北龟 7

3.指南针及罗盘 8

4.指南针、罗盘在航海上的应用 8

第四节 西方古代的磁学 9

第五节 小结 10

第二章 探索者的足迹——从吉尔伯特到法拉第 11

第一节 电学、磁学泰斗吉尔伯特 11

第二节 捕雷役电的巨人富兰克林 14

第三节 将电学插上数学翅膀的库仑 15

第四节 打开动电大门的伽伐尼和伏特 17

第五节 现代电磁学的奠基人——奥斯特、安培和欧姆 20

第六节 “最大的电学家”法拉第 22

第七节 小结 24

第三章 电机的萌芽及诞生 25

第一节 前言 25

第二节 直流发电机的诞生 25

一、发电机的始祖——法拉第圆盘式发电机 25

二、“来路不明”的发电机——P.M.发电机 26

三、往复式发电机雏形——内格罗发电机 26

四、现代直流发电机雏形——皮克西手摇发电机和萨克斯顿手摇发电机 27

五、第一批走出实验室的直流发电机——克拉克手摇发电机和雅可比手摇发电机 27

六、第一台多极直流发电机——施特纳手摇发电机 28

七、第一台多电枢直流发电机——惠斯通手摇发电机 29

八、第一台实用直流发电机——伍尔里奇直流发电机 29

九、开启发电机应用大门的发电机——诺莱-霍姆斯蒸汽机驱动发电机 29

第三节 直流电动机的诞生 31

一、电磁铁发明简史 31

二、电动机的始祖——法拉第电动机 32

三、巴洛星形轮电动机 33

四、斯特金电动机 34

五、捷德里克电动机 34

六、亨利摆动式电动机和内格罗摆动式电动机 34

七、现代旋转电动机的雏形——里奇电动机 35

八、开电动机应用先河的达文波特电动机 36

九、涅瓦河上电动船 37

十、佩奇的电动机和电动机车 37

十一、惠斯通偏心式电动机 38

十二、其他电动机 39

十三、小结 44

第四节 电机的改进 44

一、电机可逆性原理的发现 44

二、电源问题迎刃而解 45

三、励磁方式的进展 46

四、电机结构的改进 47

1.电枢绕组 47

2.铁心 49

3.其他 50

第五节 旋转磁场的发现和感应电动机的诞生 50

一、阿拉果圆盘 51

二、贝利旋转磁力实验 51

三、费拉里斯两相感应电动机 52

四、特斯拉和他的感应电动机 53

五、多利沃-多布罗夫斯基鼠笼式电动机 54

六、其他多相感应电动机 55

七、单相感应电动机 56

第六节 同步电机的诞生 57

一、同步发电机 57

1.单相同步发电机 57

2.两相同步发电机 59

3.三相同步发电机 60

二、同步电动机 62

第四章 汽轮发电机发展史 64

第一节 发展历程 64

一、初创阶段（1884—1900） 64

二、空气冷却阶段（1901—1925） 66

三、氢气冷却阶段（1926—1954） 69

四、高速发展阶段（1955—1976） 71

五、平稳发展时期（1977—2014） 74

第二节 冷却技术发展史 76

一、空气冷却 76

二、氢气冷却 77

三、水冷却 78

四、蒸发冷却 82

五、超导汽轮发电机 83

第三节 汽轮发电机结构的发展 85

一、转子 85

1.转轴 85

2.护环 86

3.转子绕组 87

4.风扇 87

二、定子绕组 87

三、隔振结构 88

第四节 励磁系统的发展 89

一、直流发电机励磁方式 89

二、离子励磁方式 89

三、晶闸管励磁方式 90

第五节 汽轮发电机的技术经济性 90

一、额定频率 90

二、额定电压 91

三、单机容量 91

四、损耗及效率 91

五、利用系数、材料消耗率及造价 93

第六节 汽轮发电机发展近况 95

一、20世纪80年代—21世纪初世界汽轮发电机工业的特点 95

1.单机容量增长势头受到遏制 95

2.一些公司汽轮发电机产量急剧下降，生产严重萎缩 95

3.中国汽轮发电机工业异军突起，领跑全球 95

4.欧美公司并购重组，形成三大垄断集团 95

5.核电机组从高速度发展迅速回落，再逐渐复苏 96

6.空冷汽轮发电机东山再起 96

7.超高电压汽轮发电机诞生 96

8.产品“三化”水平提高，模块化设计技术得以推广应用 97

9.汽轮发电机调峰运行技术发展较快 97

10.发展在线监测和事故诊断技术，不断提高机组运行可靠性 97

二、汽轮发电机冷却技术 97

三、汽轮发电机结构 97

1.总体布置 97

2.定子 97

3.转子 98

4.其他 98

四、技术经济性 98

1.单机容量和电压水平 98

2.损耗和效率 98

3.运行可靠性 98

第五章 水轮发电机发展史 99

第一节 国外水电开发简史 99

一、美国的水电开发 99

二、加拿大的水电开发 103

三、苏联的水电开发 104

四、欧洲的水电开发（不包括苏联） 106

五、日本的水电开发 107

六、其他一些国家的水电开发 108

第二节 水轮机发明小史 109

一、古代水轮和水力机具 109

1.中国古代的水轮和水力机具 109

2.西方古代的水轮和水力机具 112

二、现代水轮机的诞生和形成 112

1.混流式水轮机 114

2.轴流式水轮机 115

3.冲击式水轮机 115

4.斜流式水轮机 116

5.贯流式水轮机 116

6.早期水轮机水力设计理论 118

第三节 水轮发电机发展历程 118

一、初创阶段（1891—1920） 118

1.德国劳芬水电厂水轮发电机 119

2.交直流之战和美国尼亚加拉瀑布Adams电站5000hp水轮发电机 119

3.直流水轮发电机 122

二、技术成长期（1921—1950） 123

1.加拿大Queenston电站水轮发电机 123

2.苏联第聂伯电站水轮发电机 125

3.美国大古力第一、第二电厂水轮发电机 125

三、高速发展期（1951—1984） 127

1.苏联古比雪夫电站123.5 MV·A水轮发电机 131

2.瑞典斯托诺福电站150MV·A水轮发电机 131

3.苏联布拉兹克电站225MW水轮发电机 132

4.苏联克拉斯诺雅尔斯克电站500MW水轮发电机 132

5.美国大古力第三电厂600MW和700MW水轮发电机 133

6.苏联萨彦-舒申斯克电站640MW水轮发电机 134

7.巴西-巴拉圭伊泰普电站700MW水轮发电机 134

8.委内瑞拉古里第二电站630MW水轮发电机 135

四、平稳发展阶段（1985—2010） 136

1.瑞士Bieudron电站465MV·A高速水轮发电机 136

2.中国二滩电站550MW水轮发电机 139

3.中国李家峡电站400MW蒸发冷却水轮发电机 139

4.中国三峡电站700MW水轮发电机 140

第四节 水轮发电机结构的发展 141

一、总体布置 141

二、定子 145

1.定子机座 145

2.定子铁心 147

3.定子绕组 147

三、机架 147

四、转子 149

1.转子支架 149

2.转子磁轭 152

3.转子磁极 153

4.转轴 154

五、推力轴承 155

1.推力轴承支承结构 155

2.推力轴瓦 159

第六章 变压器发展史 162

第一节 变压器发明简史 162

一、变压器的雏形——感应线圈 162

二、高兰德—吉布斯二次发电机 165

三、齐伯诺夫斯基—德里—布拉希（Z-D-B）变压器 166

四、变压器技术在美国的传播和发展 169

五、三相变压器的诞生 172

六、其他变压器 173

第二节 变压器技术的发展 174

一、变压器技术发展历程 174

1.探索、初创阶段（1831—1900） 174

2.技术成长、成熟阶段（1901—1950） 175

3.高速发展阶段（1951—1980） 177

4.平稳发展阶段（1981—2012） 177

二、变压器结构型式的发展 178

三、铁心结构 181

四、线圈及线圈绝缘 182

1.线圈绝缘 182

2.线圈结构 183

五、油箱及其他结构件 184

1.油箱 184

2.其他结构件 185

六、变压器的冷却 186

第七章 交流感应电动机发展史 189

第一节 交流感应电动机的萌芽和诞生 189

第二节 交流感应电动机的兴起和发展（1887—1900） 190

一、美国交流感应电动机技术的兴起和发展 190

二、欧洲交流感应电动机技术的兴起和发展 192

三、产品发展 193

1.难断的公案——双鼠笼电动机是谁发明的 193

2.绕线转子感应电动机 193

3.多转速电动机 194

四、小结 194

第三节 感应电动机技术发展和成熟时期（1901—1950） 194

一、感应电动机理论的发展 194

二、感应电动机起动技术的发展 194

1.鼠笼式电动机起动法 194

2.绕线式电动机起动法 196

3.鼠笼式电动机和绕线式电动机均可采用的起动法 196

4.特殊起动法 196

5.特殊笼型电动机 199

三、感应电动机变速及调速技术的发展 200

1.变极变速电动机 201

2.变压调速 201

3.副边绕组串电阻调速 201

4.变频调速法 201

5.双电动机串级调速法 201

6.亨特串级调速电动机 202

7.改变相数变速 202

8.改接发电机的变频变速 202

9.变相—变频组合调速 203

10.乔治斯多相换向器式电动机 203

11.温特—艾切贝格三相换向器式电动机 203

12.刷移式三相换向器式电动机 203

13.带磁场调速的多相换向器式电动机 204

14.克莱默机械串级调速系统和谢尔必斯系统 204

15.谢尔必斯调速传动系统 205

16.马沃双转子电动机 205

四、感应电动机结构和冷却技术的发展 206

1.感应电动机的结构防护型式 206

2.感应电动机结构的发展 206

3.感应电动机冷却技术的发展 207

五、感应电动机产品的发展 208

1.感应电动机实现系列化、规范化及标准化 208

2.研制成功一批大型电动机 209

3.电动机体积缩小，重量减轻 209

第四节 感应电动机技术平稳发展时期（1951—2010） 211

一、交流电动机理论的发展 211

1.交流电机绕组理论的研究和应用 211

2.感应电动机杂散损耗的研究 212

3.感应电动机调速、控制技术的研究 213

4.通风发热冷却技术 214

二、产品发展特点及趋势 214

1.增加电动机品种，提高电动机的适用性和专用性 214

2.缩小体积，减轻质量 215

3.电动机效率的改善和高效率电动机 215

4.机电一体化和电动机的智能化 215

5.提高运行可靠性，延长使用寿命 215

第五节 小结 216

第八章 直流电机发展史 217

第一节 有关直流电机萌芽和诞生的早期事件 217

一、直流电动机 217

二、直流发电机 217

三、直流发电机和直流电动机 217

第二节 直流电机成长、定型时期（1821—1895） 218

一、直流电机理论的发展 218

二、直流电机结构的改进 219

1.电枢 219

2.磁极 221

3.轴 222

4.电刷 222

三、产品发展 222

1.直流发电机 222

2.直流电动机 225

第三节 直流电机平稳发展时期（1896—1960） 226

一、概述 226

二、直流电机换向理论的发展 227

三、直流电机技术的发展 227

1.绝缘材料和电工钢片的进展 227

2.直流电机结构的改进 227

3.通风冷却 228

四、产品开发 228

第四节 直流电动机图变发展阶段（1961—2010） 232

一、与时俱进求生存求发展 232

二、直流电动机产品发展 233

1.中小型直流电动机 233

2.起重冶金用直流电动机 234

3.无刷直流电动机 234

4.大型直流电动机 235

第五节 小结 237

第九章 电机理论的发展 238

第一节 电路理论及电机电磁场理论的发展 238

一、电路理论的发展 238

1.电路理论的形成 238

2.交流电路计算理论的进展 238

二、电机电磁场理论的发展 240

1.麦克斯韦电磁场理论的建立 240

2.电机电磁场理论的研究进展 241

3.中国学者的贡献 243

第二节 电机基础理论的进展 243

一、电机原理探索 243

二、电机理论的探索和形成 244

1.直流电机理论的探索及形成 244

2.交流电机理论的形成 246

三、电机统一理论和原型电机 248

四、机电能量转换 249

五、电机数值计算及仿真 250

第三节 电子电机学的建立 250

第四节 直流电机换向理论的发展 251

第五节 电子计算机在电机设计计算中的应用和电机CAD 252

一、计算机在电机设计计算中的应用 252

1.设计计算 252

2.设计综合 253

3.优化设计 253

二、计算机辅助设计（CAD） 253

第十章 电机材料的发展 255

第一节 软磁材料 255

一、纯铁、软钢及无硅钢 255

二、硅钢片 256

1.热轧硅钢片 256

2.冷轧无取向硅钢片 257

3.冷轧取向硅钢片 257

三、铁镍合金（坡莫合金） 260

四、铁铝合金 260

五、非晶合金 262

六、微晶合金 263

七、铁心钢片绝缘层 263

第二节 永磁材料 264

一、天然磁石 264

二、碳钢 264

三、钨钢 264

四、铬钢 264

五、钴钢 264

六、铝镍钴磁石 265

七、铁氧体永磁材料 266

八、MT磁钢 267

九、非铁合金永磁材料 267

十、稀土永磁材料 268

第三节 导电材料 269

一、铜 269

二、铝 271

1.铝的发明简史 271

2.铝作为导电材料在电机中的应用 272

三、超导电材料 274

第十一章 电机绝缘的发展 277

第一节 电机绝缘材料 277

一、电机绝缘材料的发展历程 277

1.电绝缘材料的萌芽（1890年以前） 277

2.电机绝缘材料的成长、成熟期（1890—1945） 277

3.电机绝缘材料大发展时期（1946—1980） 278

4.电机绝缘材料平稳发展时期（1981年以后） 278

二、气体绝缘材料 278

三、液体绝缘材料 279

1.矿物油 279

2.合成油 279

四、矿物绝缘材料 280

1.云母及云母制品 280

2.橡胶 280

3.塑料 281

4.纤维 283

第二节 电机绝缘结构及工艺的发展 285

一、大电机主绝缘结构及工艺的发展 285

1.大电机主绝缘系统材料的沿革 285

2.大电机主绝缘结构及工艺的发展 286

二、中小型电机绝缘的发展 289

三、电线用绝缘的进展 290

第十二章 国外电机制造企业发展简史 291

一、电机制造企业的萌芽及诞生 291

二、美国三大电气公司的兴建和发展 293

1.美国通用电气公司 293

2.西屋电气公司 296

3.阿里斯—查摩公司 297

三、苏联电机企业的发展 297

四、德国西门子公司和德国通用电气公司 299

1.德国西门子公司 299

2.德国通用电气公司 301

五、阿西亚·布朗—波维里集团 302

六、法国阿尔斯通公司 304

七、英国电机企业的诞生和变迁 305

1.英国电气公司 305

2.茂伟电气公司 306

3.英国汤姆逊—休斯敦公司 307

4.英国联合电气工业公司 307

5.英国通用电气公司 308

6.帕森斯公司 309

八、日本四大电气公司的建立和发展 310

1.株式会社日立制造所 310

2.东芝电气公司 310

3.三菱电机公司 312

4.富士电气公司 313

第十三章 中国电机工业史 314

第一节 中国水电设备工业史 314

一、惨淡荒凉步履维艰——新中国成立前的水电设备工业 314

1.新中国成立前的水力发电业 314

2.新中国成立前的水电设备制造工业 315

二、新中国成立后水电设备工业的发展 321

1.恢复、筹建阶段（1949—1953） 321

2.蓬勃发展阶段（1954—1960） 322

3.独立开发，曲折前进阶段（1961—1976） 323

4.面向世界阔步前进阶段（1977—2000） 326

5.由大变强屡创辉煌（2001—2014） 328

三、新中国成立后水电设备技术的发展 329

1.典型产品的开发 329

2.品种发展 344

3.中小型水电机组的发展 345

4.阀门和控制设备的发展 345

5.科学技术水平的提高 351

第二节 中国汽轮发电机工业史 353

一、中国火力发电史略 353

1.新中国成立前的中国火力发电业 353

2.新中国成立后火力发电工业的发展 356

二、新中国成立前的中国汽轮发电机制造业 358

三、新中国成立后汽轮发电机工业的发展 358

1.汽轮发电机工业的初创阶段（1949—1957） 358

2.汽轮发电机工业的形成发展阶段（1958—1965） 359

3.“文革”时期的汽轮发电机工业（1966—1976） 361

4.改革开放初期的中国汽轮发电机工业（1977—1985） 363

5.走向世界欣欣向荣的中国汽轮发电机工业（1986年以后） 364

第三节 中国小型电机工业发展史 373

一、新中国成立前的中国电机工业 373

1.中国电机工业的萌芽及发展 373

2.产品发展 377

二、新中国成立后的中国小型电机工业 379

1.发展历程 379

2.产品发展 385

三、小结 389

第四节 中国典型电机企业发展历程 390

1.东方电机厂 390

2.哈尔滨电机厂 392

3.上海电机厂 393

4.北京重型电机厂 394

5.南京汽轮电机厂 395

6.武汉汽轮发电机厂 395

7.天津发电设备厂 396

8.重庆水轮机厂 397

9.杭州发电设备厂 397

10.湘潭电机厂 398

11.沈阳电机厂 399

12.大连电机厂 400

13.佳木斯电机厂 400

14.重庆电机厂 401

15.昆明电机厂 402

16.天津市电机总厂 402

17.西安电机厂 403

18.博山电机厂和张店电机厂 403

19.合肥电机厂 404

20.长沙电机厂 405

21.上海先锋电机厂 405

22.上海南洋电机厂 406

23.上海革新电机厂 406

24.上海五一电机厂 407

25.上海跃进电机厂 408

26.上海人民电机厂 408

27.兰州电机厂 409

28.闽东电机厂和福安电机 409

29.上海电器科学研究所 410

第五节 灿若星辰的中国早期著名电机人物 411

一、中国早期著名电机教育家和电机学者 411

1.文理融通、学贯中西的学术泰斗——顾毓琇 411

2.蜚声中外的电机学家——萨本栋 412

3.创办四所大学电机系的电机教育家——赵师梅 413

4.清华大学电机系的奠基人——章名涛 413

5.桃李满天下的电机教授——曹凤山 414

6.中国电机工程教育的一代宗师——钟兆琳 414

7.终生献身浙江大学的名师——王国松 414

8.风雨载途、诲教四方的电学大师——王际强 415

9.享誉世界的电机学家——高景德 415

10.德高望重的电工理论大师——江泽佳 415

11.中国自编出版中文电机教材第一人——吴大榕 416

12.著名电机学者——程福秀 416

13.中国直线电机理论开拓者——艾维超 416

14.中国电机瞬态分析的开拓者之一——曾继铎 417

15.中外电机学术交流的领军人物——林金铭 417

16.当代电机绕组理论的集大成者——许实章 417

17.双水内冷发电机技术的开拓者——郑光华 418

二、中国早期电机工程专家 418

1.中国电机工程先驱——恽震 418

2.中国第一个自行设计交流发电机的专家——丁舜年 419

3.中国第一个交流电动机系列的设计师——褚应璜 419

4.电机英才——朱仁堪 420

5.哈尔滨电机厂发电设备研制的领军人物——沈从龙 420

6.上海电机厂双水内冷电机的开拓者——孟庆元 420

7.中国现代变压器技术学术宗匠——汤明奇 421

8.中国变压器技术的开拓者——杨庆龄 421

9.中国现代水轮机工艺的开拓者——陶炜 421

10.中国发电设备制造专家——管敦信 422

11.交流电机专家——游善良 422

12.水轮发电机专家——吴天霖 422

13.中小型电机专家——朱春甲 423

14.电机工业前辈——姚诵尧 423

15.哈尔滨电机厂汽轮发电机专家——张弘夏 423

三、中国电机工业的拓荒者和早期电机实业家 423

1.从发明家到电机实业家——胡汝鼎 423

2.学识丰厚的电机工业实业家——孙鼎 424

3.中国早期官办电机工业的开拓者——俞汝鑫 424

4.中国电机工业的拓荒牛——叶友才 424

5.开启武汽、重水大门的湖北机械工业先驱——周仲宣 425

6.自励奋发、创制中国第一台电风扇的杨济川 425

7.开中国电机工业先河的实业家——钱镛森 426

8.从自制电动机到创立华成电器厂——周锦水 426

附录 电机历史年表 428

人名索引 448

中文人名索引 448

西文人名索引 452

俄文人名索引 463

日文人名索引 464

参考文献 465