第1章 机电能量转换理论 1
1.1引言 1
1.2磁耦合电路 1
线性磁路系统 2
非线性磁路系统 5
1.3机电能量转换 8
能量关系 8
耦合场中的能量 11
能量转换的图形解释 15
电磁力和静电力 17
机电系统的稳态和动态特性 19
1.4基本的交流电机 24
参考文献 31
习题 31
第2章 交流电机的分布绕组 38
2.1引言 38
2.2分布绕组描述 38
分布绕组的离散描述方法 40
分布绕组的连续描述方法 41
导体分布的对称条件 41
分布绕组离散描述和连续描述之间的转换 42
端部导体 42
一般的绕组设计 43
2.3绕组函数 45
2.4气隙磁动势 48
2.5旋转MMF 50
2.6磁链和电感 51
2.7电阻 53
2.8分布绕组的电压和磁链方程 54
定子电压方程 54
同步电机 54
异步电机 56
参考文献 58
习题 58
第3章 参考坐标系理论 60
3.1引言 60
3.2背景 60
3.3变换方程：变量的变换 61
3.4静态电路变量向任意参考坐标系的变换 62
阻性元件 62
感性元件 63
容性元件 65
3.5通常使用的参考坐标系 67
3.6对称系统的变换 68
3.7对称稳态相量关系 68
3.8对称稳态电压方程 70
3.9从几个参考坐标系观察的变量 72
3.10参考坐标系之间的变换 76
3.11特殊变换 77
3.12空间向量表示 78
参考文献 80
习题 80
第4章 永磁交流电机 85
4.1引言 85
4.2电机的电压和转矩方程 85
4.3在转子参考坐标系的电压和转矩方程式 88
4.4稳态运行分析 89
4.5无刷直流电机 90
4.6永磁电机的电压相移 96
4.7定子电流的控制 98
参考文献 99
习题 99
第5章 同步电机 101
5.1引言 101
5.2以电机变量表示的电压方程 101
5.3以电机变量表示的电磁转矩方程式 105
5.4任意旋转坐标系中的定子电压方程式 106
5.5转子坐标系中的电压方程式 107
5.6变量替换后的电磁转矩方程 111
5.7转子角度位置 112
5.8标么值 113
5.9稳态运行分析 114
5.10定子电流流出电机为正：同步发电机运行 121
输入转矩突变时的动态特性 125
电机端部三相故障时的动态运行特性 129
近似的暂态转矩-转子角度特性 132
在输入转矩突变时的实际的和近似的暂态转矩-角度特性比较：初次摆动暂态稳定性极限值 134
端部发生三相短路故障时，实际的和近似的暂态转矩-角度特性比较：临界恢复时间 136
等面积准则 139
5.11计算机仿真 145
在转子参考坐标系中进行仿真 145
在任意参考坐标系中定子电压方程仿真 147
饱和情况的仿真 148
对称条件下的仿真 151
定子不对称状态时的仿真 151
参考文献 152
习题 152
第6章 异步电机 156
6.1引言 156
6.2用电机变量表示电压方程 156
6.3用电机变量表示转矩方程 159
6.4转子电路的变换公式 160
6.5用任意参考坐标系变量表示电压方程 162
6.6用任意参考坐标系中的变量表示转矩方程 166
6.7常用的参考坐标系 168
6.8标么制 168
6.9稳态运行的分析 170
6.10自由（空载）加速特性 175
6.11从不同参考坐标系下观察自由加速特性 181
6.12负载转矩突变时的动态性能 187
6.13电机端子出现三相短路时的动态性能 189
6.14在任意参考坐标系进行计算机仿真 190
参考文献 193
习题 193
第7章 在时域表示的电机方程式 197
7.1引言 197
7.2派克方程式的微分算子形式 197
7.3同步电机四个转子绕组的运算阻抗和G（p） 198
7.4标准同步电机阻抗 200
7.5同步电机标准时间常数 202
7.6同步电机时间常数的推导 202
7.7从短路特性求取参数 205
7.8从频率响应特性求取参数 210
参考文献 214
习题 215
第8章 电机方程的其他表示形式 217
8.1简介 217
8.2非线性化的电机模型 218
异步电机 218
同步电机 218
8.3电机方程的线性化 219
异步电机 220
同步电机 221
8.4小信号稳定性分析：特征值 224
8.5典型的异步电机的特征值 224
8.6典型的同步电机的特征值 227
8.7忽略电气瞬变的定子电压方程 227
异步电机 229
同步电机 230
8.8忽略定子电气瞬变情况下，异步电机运行特性的预测 231
自由加速特性分析 231
负载转矩的变化 232
电机端子三相短路故障 233
8.9忽略定子电气暂态，预测同步电机运行特性 234
输入转矩的变化 234
电机端子三相短路故障 234
8.10电压源模型 236
8.11降阶的电压源模型 242
参考文献 243
习题 244
第9章 不平衡条件运行及单相感应电机 245
9.1引言 245
9.2对称分量理论 245
9.3感应电机对称分量分析 246
9.4感应电机的定子不平衡条件：参考坐标系分析 247
参考坐标系中的不平衡系统变量 247
相量关系 249
9.5感应电机典型定子不平衡条件 252
输入电压不平衡 252
定子阻抗不平衡 253
定子一相开路 254
9.6感应电机的转子不平衡条件 255
任意参考坐标系内不平衡系统变量 256
相量关系 257
9.7转子电阻不平衡 258
9.8单相感应电机 261
任意参考坐标系内的电压方程 262
任意参考坐标系内不平衡的电机变量 263
相量关系 264
不平衡定子阻抗 264
定子相开路 265
单相感应电机的运行特性 266
9.9同步电机的异步运行以及不平衡条件运行 268
电机启动 269
极滑 270
相线-中线短路 272
相线-相线短路 272
相线-相线-中线短路 273
参考文献 274
习题 274
第10章 直流电机及驱动 276
10.1引言 276
10.2直流电机基础 276
10.3电压和转矩方程式 281
10.4基本的直流电机种类 282
他励直流电机 282
并励直流电机 283
串励直流电机 284
复励直流电机 286
10.5时域框图和状态方程 288
并励直流电机 289
永磁直流电机 290
10.6直流驱动系统的固态变流器 291
单相交/直整流器 291
三相交/直变换器 293
直/直斩波器 293
10.7一象限直/直变流器驱动 294
一象限直/直斩波器 294
连续电流运行 295
不连续电流运行 298
平均值分析 300
运行特性 303
10.8两象限直/直变流器驱动 307
10.9四象限直/直变流器驱动 309
10.10具有电压控制型直/直变流器的电机控制 311
速度控制：电压控制型直/直变流器 311
速度控制：带电压前馈控制的电压控制直/直变流器 312
10.11电流控制型直/直变流器的电机控制 313
电流控制四象限直/直变流器 313
速度控制：流控型直/直变流器 316
参考文献 317
习题 317
第11章 半控桥式转换器 319
11.1引言 319
11.2单相负载换相转换器 319
没有换相电感或触发延迟的运行情况 319
有换相电感无触发延迟时的运行情况 321
没有换相电感而有触发延迟时的运行情况 321
有换相电感和有触发延迟时的运行情况 322
运行模式 324
11.3三相负载换相转换器 327
工作模式 328
分析和平均值模型 330
11.4结论与扩展 336
参考文献 337
习题 337
第12章 三相全控桥式逆变器 338
12.1简介 338
12.2三相桥式逆变器 338
12.3六拍运行 342
12.4六拍调制 347
12.5正弦-三角波调制方法 350
12.6扩展的正弦-三角波调制 354
12.7空间矢量调制 355
12.8滞环调制 358
12.9误差调制 360
12.10开环电压和电流调节 361
12.11闭环电压和电流调节 362
参考文献 365
习题 366
第13章 异步电机的控制 368
13.1引言 368
13.2压频比控制 368
13.3恒滑差频率的电流控制方式 373
13.4磁场定向控制 378
13.5直接磁场定向控制 381
13.6具有鲁棒性的直接转矩控制系统 382
13.7间接转子磁场定向控制 385
13.8直接转矩控制 388
13.9滑差的能量回馈控制 391
13.10结论 393
参考文献 394
习题 394
第14章 永磁交流电机的驱动 396
14.1引言 396
14.2电压源型逆变器驱动系统 396
14.3电压源型逆变器等效的理想化电源 397
14.4电压源型逆变驱动系统的平均值分析 403
14.5电压源型逆变驱动系统的稳态性能 406
14.6电压源型逆变驱动系统的暂态和动态性能 408
14.7案例研究：基于电压源逆变器的速度控制系统 412
14.8电流调节型逆变器驱动系统 415
14.9电流调节型逆变驱动系统的电压限制 418
14.10电流指令的合成 419
14.11电流调节型逆变驱动系统的平均值模型 422
14.12案例研究：基于电流调节型逆变器的速度控制系统 423
参考文献 425
习题 425
第15章 电机设计介绍 427
15.1引言 427
15.2电机的结构 428
15.3定子绕组 432
15.4材料参数 434
15.5定子电流和控制原理 435
15.6径向磁场分析 436
定子磁动势 437
径向磁场变化 437
气隙磁动势降落 438
永磁体磁动势 438
径向磁通密度的求解 439
15.7集总参数 439
15.8铁磁材料中磁场分析 440
15.9设计问题的规划 444
空间设计 444
设计指标 444
设计约束 445
设计适用度 446
15.10实例 447
15.11扩展 452
参考文献 453
习题 453
附录A三角关系、常量、转换因子和缩写 455
A.1基本的三角关系 455
A.2三相三角关系 455
A.3常量和转换因子 456
A.4缩写 456
附录B卡特系数 457
附录C漏感 459
参考文献 462