電機(jī)原理及驅(qū)動分析（第3版）

第1章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換理論1

1.1引言1

1.2磁耦合電路1

線性磁路系統(tǒng)2

非線性磁路系統(tǒng)5

1.3機(jī)電能量轉(zhuǎn)換8

能量關(guān)系8

耦合場中的能量11

能量轉(zhuǎn)換的圖形解釋15

電磁力和靜電力17

機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性19

1.4基本的交流電機(jī)24

參考文獻(xiàn)31

習(xí)題31第2章交流電機(jī)的分布繞組38

2.1引言38

2.2分布繞組描述38

分布繞組的離散描述方法40

分布繞組的連續(xù)描述方法41

導(dǎo)體分布的對稱條件41

分布繞組離散描述和連續(xù)描述之間的轉(zhuǎn)換42

端部導(dǎo)體42

一般的繞組設(shè)計(jì)43

2.3繞組函數(shù)45

2.4氣隙磁動勢48

2.5旋轉(zhuǎn)MMF50

2.6磁鏈和電感51

2.7電阻53

2.8分布繞組的電壓和磁鏈方程54

定子電壓方程54

同步電機(jī)54

異步電機(jī)56

參考文獻(xiàn)58

習(xí)題58第3章參考坐標(biāo)系理論60

3.1引言60

3.2背景60

3.3變換方程: 變量的變換61

3.4靜態(tài)電路變量向任意參考坐標(biāo)系的變換62

阻性元件62

感性元件63

容性元件65

3.5通常使用的參考坐標(biāo)系67

3.6對稱系統(tǒng)的變換68

3.7對稱穩(wěn)態(tài)相量關(guān)系68

3.8對稱穩(wěn)態(tài)電壓方程70

3.9從幾個(gè)參考坐標(biāo)系觀察的變量72

3.10參考坐標(biāo)系之間的變換76

3.11特殊變換77

3.12空間向量表示78

參考文獻(xiàn)80

習(xí)題80第4章永磁交流電機(jī)85

4.1引言85

4.2電機(jī)的電壓和轉(zhuǎn)矩方程85

4.3在轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系的電壓和轉(zhuǎn)矩方程式88

4.4穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析89

4.5無刷直流電機(jī)90

4.6永磁電機(jī)的電壓相移96

4.7定子電流的控制98

參考文獻(xiàn)99

習(xí)題99第5章同步電機(jī)101

5.1引言101

5.2以電機(jī)變量表示的電壓方程101

5.3以電機(jī)變量表示的電磁轉(zhuǎn)矩方程式105

5.4任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的定子電壓方程式106

5.5轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中的電壓方程式107

5.6變量替換后的電磁轉(zhuǎn)矩方程111

5.7轉(zhuǎn)子角度位置112

5.8標(biāo)幺值113

5.9穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析114

5.10定子電流流出電機(jī)為正: 同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行121

輸入轉(zhuǎn)矩突變時(shí)的動態(tài)特性125

電機(jī)端部三相故障時(shí)的動態(tài)運(yùn)行特性129

近似的暫態(tài)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子角度特性132

在輸入轉(zhuǎn)矩突變時(shí)的實(shí)際的和近似的暫態(tài)轉(zhuǎn)矩角度特性比較:

初次擺動暫態(tài)穩(wěn)定性極限值134

端部發(fā)生三相短路故障時(shí)，實(shí)際的和近似的暫態(tài)轉(zhuǎn)矩角度特性比較:

臨界恢復(fù)時(shí)間136

等面積準(zhǔn)則139

5.11計(jì)算機(jī)仿真145

在轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系中進(jìn)行仿真145

在任意參考坐標(biāo)系中定子電壓方程仿真147

飽和情況的仿真148

對稱條件下的仿真151

定子不對稱狀態(tài)時(shí)的仿真151

參考文獻(xiàn)152

習(xí)題152第6章異步電機(jī)156

6.1引言156

6.2用電機(jī)變量表示電壓方程156

6.3用電機(jī)變量表示轉(zhuǎn)矩方程159

6.4轉(zhuǎn)子電路的變換公式160

6.5用任意參考坐標(biāo)系變量表示電壓方程162

6.6用任意參考坐標(biāo)系中的變量表示轉(zhuǎn)矩方程166

6.7常用的參考坐標(biāo)系168

6.8標(biāo)幺制168

6.9穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的分析170

6.10自由（空載）加速特性175

6.11從不同參考坐標(biāo)系下觀察自由加速特性181

6.12負(fù)載轉(zhuǎn)矩突變時(shí)的動態(tài)性能187

6.13電機(jī)端子出現(xiàn)三相短路時(shí)的動態(tài)性能189

6.14在任意參考坐標(biāo)系進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真190

參考文獻(xiàn)193

習(xí)題193第7章在時(shí)域表示的電機(jī)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同步電機(jī)四個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的運(yùn)算阻抗和G(p)198

7.4標(biāo)準(zhǔn)同步電機(jī)阻抗200

7.5同步電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間常數(shù)202

7.6同步電機(jī)時(shí)間常數(shù)的推導(dǎo)202

7.7從短路特性求取參數(shù)205

7.8從頻率響應(yīng)特性求取參數(shù)210

參考文獻(xiàn)214

習(xí)題215第8章電機(jī)方程的其他表示形式217

8.1簡介217

8.2非線性化的電機(jī)模型218

異步電機(jī)218

同步電機(jī)218

8.3電機(jī)方程的線性化219

異步電機(jī)220

同步電機(jī)221

8.4小信號穩(wěn)定性分析:特征值224

8.5典型的異步電機(jī)的特征值224

8.6典型的同步電機(jī)的特征值227

8.7忽略電氣瞬變的定子電壓方程227

異步電機(jī)229

同步電機(jī)230

8.8忽略定子電氣瞬變情況下，異步電機(jī)運(yùn)行特性的預(yù)測231

自由加速特性分析231

負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化232

電機(jī)端子三相短路故障233

8.9忽略定子電氣暫態(tài)，預(yù)測同步電機(jī)運(yùn)行特性234

輸入轉(zhuǎn)矩的變化234

電機(jī)端子三相短路故障234

8.10電壓源模型236

8.11降階的電壓源模型242

參考文獻(xiàn)243

習(xí)題244第9章不平衡條件運(yùn)行及單相感應(yīng)電機(jī)245

9.1引言245

9.2對稱分量理論245

9.3感應(yīng)電機(jī)對稱分量分析246

9.4感應(yīng)電機(jī)的定子不平衡條件: 參考坐標(biāo)系分析247

參考坐標(biāo)系中的不平衡系統(tǒng)變量247

相量關(guān)系249

9.5感應(yīng)電機(jī)典型定子不平衡條件252

輸入電壓不平衡252

定子阻抗不平衡253

定子一相開路254

9.6感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不平衡條件255

任意參考坐標(biāo)系內(nèi)不平衡系統(tǒng)變量256

相量關(guān)系257

9.7轉(zhuǎn)子電阻不平衡258

9.8單相感應(yīng)電機(jī)261

任意參考坐標(biāo)系內(nèi)的電壓方程262

任意參考坐標(biāo)系內(nèi)不平衡的電機(jī)變量263

相量關(guān)系264

不平衡定子阻抗264

定子相開路265

單相感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行特性266

9.9同步電機(jī)的異步運(yùn)行以及不平衡條件運(yùn)行268

電機(jī)啟動269

極滑270

相線中線短路272

相線相線短路272

相線相線中線短路273

參考文獻(xiàn)274

習(xí)題274第10章直流電機(jī)及驅(qū)動276

10.1引言276

10.2直流電機(jī)基礎(chǔ)276

10.3電壓和轉(zhuǎn)矩方程式281

10.4基本的直流電機(jī)種類282

他勵直流電機(jī)282

并勵直流電機(jī)283

串勵直流電機(jī)284

復(fù)勵直流電機(jī)286

10.5時(shí)域框圖和狀態(tài)方程288

并勵直流電機(jī)289

永磁直流電機(jī)290

10.6直流驅(qū)動系統(tǒng)的固態(tài)變流器291

單相交/直整流器291

三相交/直變換器293

直/直斬波器293

10.7一象限直/直變流器驅(qū)動294

一象限直/直斬波器294

連續(xù)電流運(yùn)行295

不連續(xù)電流運(yùn)行298

平均值分析300

運(yùn)行特性303

10.8兩象限直/直變流器驅(qū)動307

10.9四象限直/直變流器驅(qū)動309

10.10具有電壓控制型直/直變流器的電機(jī)控制311

速度控制: 電壓控制型直/直變流器311

速度控制: 帶電壓前饋控制的電壓控制直/直變流器312

10.11電流控制型直/直變流器的電機(jī)控制313

電流控制四象限直/直變流器313

速度控制: 流控型直/直變流器316

參考文獻(xiàn)317

習(xí)題317第11章半控橋式轉(zhuǎn)換器319

11.1引言319

11.2單相負(fù)載換相轉(zhuǎn)換器319

沒有換相電感或觸發(fā)延遲的運(yùn)行情況319

有換相電感無觸發(fā)延遲時(shí)的運(yùn)行情況321

沒有換相電感而有觸發(fā)延遲時(shí)的運(yùn)行情況321

有換相電感和有觸發(fā)延遲時(shí)的運(yùn)行情況322

運(yùn)行模式324

11.3三相負(fù)載換相轉(zhuǎn)換器327

工作模式328

分析和平均值模型330

11.4結(jié)論與擴(kuò)展336

參考文獻(xiàn)337

習(xí)題337第12章三相全控橋式逆變器338

12.1簡介338

12.2三相橋式逆變器338

12.3六拍運(yùn)行342

12.4六拍調(diào)制347

12.5正弦三角波調(diào)制方法350

12.6擴(kuò)展的正弦三角波調(diào)制354

12.7空間矢量調(diào)制355

12.8滯環(huán)調(diào)制358

12.9誤差調(diào)制360

12.10開環(huán)電壓和電流調(diào)節(jié)361

12.11閉環(huán)電壓和電流調(diào)節(jié)362

參考文獻(xiàn)365

習(xí)題366第13章異步電機(jī)的控制368

13.1引言368

13.2壓頻比控制368

13.3恒滑差頻率的電流控制方式373

13.4磁場定向控制378

13.5直接磁場定向控制381

13.6具有魯棒性的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)382

13.7間接轉(zhuǎn)子磁場定向控制385

13.8直接轉(zhuǎn)矩控制388

13.9滑差的能量回饋控制391

13.10結(jié)論393

參考文獻(xiàn)394

習(xí)題394第14章永磁交流電機(jī)的驅(qū)動396

14.1引言396

14.2電壓源型逆變器驅(qū)動系統(tǒng)396

14.3電壓源型逆變器等效的理想化電源397

14.4電壓源型逆變驅(qū)動系統(tǒng)的平均值分析403

14.5電壓源型逆變驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能406

14.6電壓源型逆變驅(qū)動系統(tǒng)的暫態(tài)和動態(tài)性能408

14.7案例研究: 基于電壓源逆變器的速度控制系統(tǒng)412

14.8電流調(diào)節(jié)型逆變器驅(qū)動系統(tǒng)415

14.9電流調(diào)節(jié)型逆變驅(qū)動系統(tǒng)的電壓限制418

14.10電流指令的合成419

14.11電流調(diào)節(jié)型逆變驅(qū)動系統(tǒng)的平均值模型422

14.12案例研究: 基于電流調(diào)節(jié)型逆變器的速度控制系統(tǒng)423

參考文獻(xiàn)425

習(xí)題425第15章電機(jī)設(shè)計(jì)介紹427

15.1引言427

15.2電機(jī)的結(jié)構(gòu)428

15.3定子繞組432

15.4材料參數(shù)434

15.5定子電流和控制原理435

15.6徑向磁場分析436

定子磁動勢437

徑向磁場變化437

氣隙磁動勢降落438

永磁體磁動勢438

徑向磁通密度的求解439

15.7集總參數(shù)439

15.8鐵磁材料中磁場分析440

15.9設(shè)計(jì)問題的規(guī)劃444

空間設(shè)計(jì)444

設(shè)計(jì)指標(biāo)444

設(shè)計(jì)約束445

設(shè)計(jì)適用度446

15.10實(shí)例447

15.11擴(kuò)展452

參考文獻(xiàn)453

習(xí)題453附錄A三角關(guān)系、常量、轉(zhuǎn)換因子和縮寫455

A.1基本的三角關(guān)系455

A.2三相三角關(guān)系455

A.3常量和轉(zhuǎn)換因子456

A.4縮寫456附錄B卡特系數(shù)457附錄C漏感459參考文獻(xiàn)4622100433B

All Rights Reserved. Authorized translation from the English language edition published by John Wiley & Sons Limited. Responsibility for the accuracy of the translation rests solely with Tsinghua University Press Limited and is not the responsibility of John Wiley & Sons Limited. No part of this book may be reproduced in any form without the written permission of the original copyright holder, John Wiley & Sons Limited.

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電路分析（第3版）修訂情況

2014年，編者依據(jù)中華人民共和國教育部電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的“電路分析基礎(chǔ)”課程教學(xué)基本要求對《電路分析（第2版）》進(jìn)行修訂，編寫了《電路分析（第3版）》。

該教材的章節(jié)安排與《電路分析（第2版）》的安排相同，在第一章中增加了特勒根定理以及相關(guān)習(xí)題，在每一章最后一小節(jié)增加了有關(guān)電路設(shè)計(jì)、理論結(jié)合實(shí)際和計(jì)算機(jī)輔助電路分析等內(nèi)容。該書由胡翔駿擔(dān)任主編，吳錫龍對全書進(jìn)行了審閱。

電路分析（第3版）出版工作

2018年12月25日，《電路分析（第3版）》由高等教育出版社出版發(fā)行。

該教材有配套教材——《算法設(shè)計(jì)與分析習(xí)題解答（第3版）》，書中對主教材的全部習(xí)題做了解答。