-
绪章《电机学》绪论
《电机学》是电气工程及其自动化专业的核心课程，是后续专业课程学习的基础；了解本课程的特点及相应的学习方法对本课程的掌握非常重要；通过学习将深度认识电机这一重要的工业设备，以及具体的分析计算方法，建立扎实的专业理论知识基础体系。
-
●0.1《电机学》绪论
《电机学》是电气工程及其自动化专业的核心课程，是后续专业课程学习的基础；了解本课程的特点及相应的学习方法对本课程的掌握非常重要；通过学习将深度认识电机这一重要的工业设备，以及具体的分析计算方法，建立扎实的专业理论知识基础体系。
-
第一章磁路
磁场的分析和计算，是电机研究的基础，在电机内部磁场主要分布在导磁铁心和气隙中，因此可将“场”的问题转化为“路”的问题。
-
●1.1磁路的基本定律
磁路的基本定律是磁场的基本定律在磁路中的体现，具体包括磁路的欧姆定律和磁路的基尔霍夫第一、第二定律。
-
●1.2常用的铁磁材料及其特性
在电机中是用铁磁材料来充当磁路介质的，因此了解铁磁材料及其特性对学习磁路是至关重要的，尤其是重点了解铁磁材料的磁化特性。
-
●1.3磁路的计算
磁路的计算是依据磁路的基本定律进行的，除了单纯的磁路问题外，还要重点关注磁路与电路的联系以及相关计算分析方法。
-
第二章变压器
变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能；变压器是电力系统中的重要电气设备。
-
●2.1变压器的工作原理和基本结构
变压器的基本结构主要包括铁芯和绕组，其工作原理主要理论依据是电磁感应定律，在电路上主要体现为感应电动势的相关问题。
-
●2.2变压器的空载运行
变压器的空载运行是指一次绕组接电源，二次绕组开路的状态，基于此状态可理解并推导一、二次绕组电压方程及电压比的计算方法、主磁通与感应电动势有效值的计算方法；了解磁路饱和时磁化电流的变化趋势并确定变压器的激磁方程。
-
●2.3变压器的负载运行和基本方程
变压器的负载运行与空载运行有着明显的物理状态变化，但要重点理解的是负载时主磁通与空载时相比是近似不变的，基于此可推导一次侧电流的变化，最终将推导出变压器负载运行时的基本方程组。
-
●2.4变压器的等效电路
推导并建立变压器的等效电路是变压器学习中的重点内容，而建立变压器等效电路的关键是绕组归算问题，绕组归算过程中，基本原则是电磁关系不变，具体方法是线性变换，向一端看齐，最终建立变压器的T型等效电路已及变压器的简化等效电路。
-
●2.5等效电路参数的测定
]变压器等效电路参数的测定是紧密联系实践的工程问题，具体包括开路试验和短路试验；开路试验用以测量激磁参数，短路试验用以测量短路参数。
-
●2.6三相变压器
三相变压器的结构及磁路统可认为是基于单相变压器演化而来，基本的工作原理与结构分析可借用单相变压器的研究与分析方法，但三相变压器的连接组号问题是其独有的，具体的分析方法是“时钟表示法”。
-
●2.7标幺值
某一参数的标幺值是指：真实值与基准值相比的相对值，采用标幺值分析变压器的优点是：不同变压器的标么值接近，便于比较；省去了归算，便于分析计算；不足的是标幺值无量纲，不便于通过量纲验证计算结果。
-
●2.8变压器的运行特性
变压器的外特性主要指电压调整率、效率特性等问题，具有重要的工程意义；对电力三相变压器还涉及变压器的理想并联运行状态及条件等问题。
-
第三章直流电机
直流电机是电机的主要类型之一。直流电机以其良好的起动性能和调速性能著称。直流电机结构较复杂，成本较高，可靠性较差，导致它的应用受到一定限制。但是直流电机仍有一定的理论意义和实用价值
-
●3.1直流电机的工作原理和基本结构
电磁感应定律和电磁力定律是学习直流电机工作原理的理论依据，但直流电机的结构较复杂，主要体现在存在换向器、电刷等可靠性偏低的部件。
-
●3.2直流电枢绕组
电枢绕组是直流电机的主电路，它是向外发电或从外部输入电能、实现机电能量转换的枢纽。电枢绕组的构成原则是，能产生足够的感应电动势，并允许通过一定的电枢电流，以产生所需的电磁转矩和功率。
-
●3.3空载和负载时直流电机的磁场
在学习稳态运行时直流电机内部的电磁过程，必须先对空载和负载时电机内部的磁场(特别是气隙磁场)有一清楚的认知。
-
●3.4电枢的感应电动势和电磁转矩
在掌握电枢绕组的构成和气隙磁场分布的基础上，可根据感应定律和电磁力定律将导出电枢的感应电动势和电磁转矩，它们是导出直流电机基本方程和研究运行性能的基础。
-
●3.5直流电机的基本方程
在导出电动势和电磁转矩公式的基础上，利用基尔霍夫定律和牛顿定律，即可导出稳态运行时直流电机的电压方程和转矩方程，这两个方程就是直流电机的基本方程。
-
●3.6直流发电机的运行特性
直流发电机的运行特性根据电机的结构不同而有显著区别，电机的结构差异主要体现在励磁方式的不同，掌握运行特性是应用直流发电机的基础。
-
●3.7直流电动机的运行特性、起动、调速和制动
基于基本方程可有效分析直流电动机的运行特性，为直流电动机的选型提供参考，直流电动机的运行特性的差异主要取决于励磁方式的不同，起动和调速是评价直流电动机性能的另外两个重要方面。
-
第四章交流电机理论的共同
在电机本体结构上，感应电机和同步电机的转子结构不同，但是它们的定子绕组结构是相同。感应电机和同步电机在定子侧所发生的电磁过程，以及机电能量转换的机理和条件也是相同的，因此，可以采用统一交流绕组理论来研究。可见，交流电机理论的共同问题，也就是交流绕组理论的共同问题。
-
●4.1交流绕组的构成原则和分类
绕组是电机的主要部件，要分析交流电机的原理和运行问题，必须先对交流绕组的构成和连接规律有一个基本的了解。交流绕组的形式虽然各不相同，但它们的构成原则却基本相同。
-
●4.2三相双层绕组
现代10kW以上的三相交流电机，其定子绕组一般均采用双层绕组，所以双层绕组具有典型的代表意义。
-
●4.3气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势
基于三相交流绕组的构成，可推导气隙磁场为正弦分布时，交流绕组内的感应电动势。为清楚起见，可先分析一根导体的感应电动势，再导出线圈的电动势，然后根据线圈的连接方式，进一步导出整个绕组的电动势。
-
●4.4感应电动势中的高次谐波
实际上由于种种原因，同步电机的主极磁场在气隙中不一定是正弦分布，此时绕组的感应电动势中除基波外，还有--系列高次谐波电动势。
-
●4.5通有正弦电流时单相绕组的磁动势
交流绕组中流过电流时，将产生磁动势和磁场。单相绕组通入正弦交流电时，其磁动势在气隙空间中表现为驻波。
-
●4.6通有对称三相电流时三相绕组的磁动势
在分析单相绕组磁动势的基础上，把A、B、C三个单相绕组所产生的磁动势波逐点相加，就可得到三相绕组的合成磁动势，三相合成磁动势与单相磁动势的状态截然不同，在气隙空间中表现为行波。
-
第五章感应电机
感应电机是定、转子之间依靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的交流电机。感应电机一般都用作电动机。感应电动机在工业及日常生活中应用极广，其结构简单、制造方便、价格便宜、运行可靠。其主要缺点是，功率因数恒为滞后，轻载时功率因数很低。
-
●5.1三相感应电机的结构和运行状态
转差率是感应电机分析中十分重要的一个参数，根据转差率的不同可区分感应电机的工作状态；理解转差率概念的含义，并从转差率的角度去分析研究感应电机是学习感应电机的一个重要的方法。
-
●5.2三相感应电动机的磁动势和磁场
为掌握空载和负载时三相感应电动机内部的物理情况，需要先分析空载和负载时电动机内的磁动势和磁场；理解负载运行时，定、转子磁动势的空间特征是掌握感应电机工作原理的关键。
-
●5.3三相感应电动机的电压方程和等效电路
掌握三相感应电动机内部物理情况的基础上，可进一步导出感应电动机的电压方程和等效电路；其中的关键环节是转子绕组的归算问题，需先进行频率归算再进行绕组归算。
-
●5.4三相感应电动机的功率方程和转矩方程
利用T型等效电路可清晰地分析感应电动机内部的功率关系，从而推导出感应电动机的功率和转矩方程。
-
●5.5三相感应电动机的转矩-转差率特性
转矩-转差率特性是感应电机最重要的电机特性之一，基于感应电机的功率方程、转矩方程等，可推导出转矩(Te)-转差率(s)特性的表达式，并可绘制出Te-s特性曲线。
-
●5.6三相感应电动机的工作特性
为保证感应电动机运行可靠、使用经济，国家标准对电动机的主要性能指标作出了具体规定。标志工作性能的主要指标有额定效率、额定功率因数和最大转矩倍数等。
-
第六章同步电机
同步电机是一种常用的交流电机，其特点是稳态运行时转子的转速n与电源（电网）频率f之间，具有固定的关系n= ns=60f/p(r/min) ，其中ns称为同步转速。若电源（电网）的频率不变，则稳态运行时同步电机的转速恒为常值而与负载的大小无关。
-
●6.1同步电机的基本结构和运行状态
按照结构型式，同步电机可以分为旋转电枢式和旋转磁极式；同步电机的运行状态可用功率角来表征。
-
●6.2空载和负载时同步发电机内的磁场
了解空载和负载时同步电机内的磁场(包括空载磁路、空载时的主磁通和激磁电动势，负载时电枢电流所产生的电枢反应)，是后续推导同步发电机的电压方程的基础。
-
●6.3隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路
在分析负载时同步发电机内部磁场的基础上，可导出隐极同步发电机的电压方程，并根据电压方程可画出相应的相量图和等效电路。
-
●6.4凸极同步发电机的电压方程和相量图
凸极同步电机的气隙沿电枢圆周是不均匀的，因此在定量分析电枢反应的作用时，需要应用双反应理论，双反应理论是分析凸极同步电机重要的理论方法。
-
●6.5同步发电机的功率方程和转矩方程
根据功率走向可推导出同步发电机的功率方程和转矩方程，其中电磁功率是能量转换的关键，重点是从时间相量的角度掌握功率角的概念，并探索电磁转矩和电磁功率与功率角之间的关系。
-
●6.6同步发电机的运行特性
同步发电机的稳态运行特性包括外特性、调整特性和效率特性。由这些特性可以确定发电机的电压调整率、额定励磁电流和额定效率，这些都是标志同步发电机性能的基本数据。
-
●6.7同步发电机与电网的并联运行
同步发电机单机供电时供电质量和可靠性较差，多台发电机并联运行便于整合不同动力源的发电设备，便于检修，提高了可靠性；电网容量大，个别负载的变动影响甚微，提了高供电质量。