伴随高等教育进入大众化教育时代，教育对象的特点发生了较大的变化。为此，高等教育的教学内容和课程体系势必要发生重大的变化。如何使学生较好地理解和掌握电机学的核心内容，提高分析和解决工程实际问题的能力，提高自主学习和进行创造性思维的能力，并使其通过本课程的学习，为其以后在电气工程领域中的继续学习打下坚实的基础，是我们在“电机学”课程长期的教学实践中一直思考和探索的问题。本书正是在这种背景下，为适应目前高等教育的需求而编写的。　　本书的编写原则在于激发学生思考的积极性和学习的主动性，提高学生的自主学习能力。编写过程中侧重于基本概念和基本分析方法。的分析和阐述，加大了解释性段落的编写。内容体系的安排强调一根主线，即“磁路-变压器-交流绕组-异步电机-同步电机”，各部分相对独立又紧密联系成为一个有机的整体。每部分又遵循“结构-原理-特性-应用”的顺序进行安排，构建了符合认知规律的内容体系。力求将学生普遍认为难以理解的知识通俗化但不失严谨性。本书共分为27章，每章后配有小结，对每章内容进行归纳和总结，帮助学生提高对各章内容整体性的把握。每章配有与章节内容紧密结合的思考题和习题，书后附有习题参考答案，以引导学生理解和掌握本章节的重点内容，提高学生分析问题和解决问题的能力。　　本书可作为普通高等学校电气工程学科相关专业“电机学”课程的教材或教学参考书，也可供有关科技人员学习参考。　　本书由东北电力大学曾令全教授和李书权副教授共同编写。具体分工是：曾令全编写第2篇、第4篇和第5篇；李书权编写绪论、第1篇和第3篇。　　虽然在本书的编写过程中我们已经做了不懈的努力，力求对本校多年的电机学教学成果和教学经验加以总结，并吸纳各电机学教材之优点，编写一本精品教材，但由于学识所限，不足之处不可避免。因此，我们诚恳地期望所有使用本教材的老师、学生和读者都能慷慨赐教，提出您宝贵的意见和建议。

本书是在继承传统电机学教材特色的基础上，努力适应大众化教育时代的专业设置和课时设置的需要而编写的。本书以变压器、异步电机、同步电机和直流电机作为研究对象，突出基本概念、基本原理和基本分析方法的阐述，注重电机作为系统中控制执行元件的功能，重点分析各类电机的稳态性能。本书的编写特色是：结合国情、博采众长、主次分明、便于自学。　　本书可作为高等学校电气工程及其自动化专业及机电类、自动化类专业的教学用书，也可供有关科技人员作为参考用书。　　本书配有免费电子课件，欢迎选用本书作教材的老师登录www.cmpedu?com注册下载或发邮件到xufan666@163?com索取。

绪论第一篇　变压器　第1章　变压器概述　第2章　变压器运行原理　第3章　三相变压器　第4章　变压器的瞬变过程　第5章　特种变压器第二篇　交流电机的绕组及其电动势和磁动势　第6章　交流绕组的构成　第7章　交流绕组的感应电动势　第8章　交流绕组的磁动势第三篇　异 步 电 机　第9章　异步电机概述　第10章　三相异步电动机的运行　第11章　三相异步电动机的功率、　第12章　三相异步电动机的起动、　第13章　三相异步电动机在不对称电　第14章　特种异步电机第四篇　同 步 电 机　第15章　同步电机概述　第16章　同步发电机的运行原理　第17章　同步发电机的运行特性　第18章　同步发电机的并联运行　第19章　同步电动机及同步补偿机　第20章　同步发电机的不对称运行　第21章　 同步发电机的突然短路　第22章　同步电机的振荡第五篇　直 流 电 机　第23章　直流电机概述　第24章　直流电机的绕组和电枢反应　第25章　直流发电机　第26章　直流电动机　第27章　直流电机的换向参考文献

　　现今多种型式的伺服电动机、步进电动机、测速发电机、自整角机和旋转变压器等，更是各类自动控制系统和武器装备以及航天器中不可缺少的执行元件、检测元件或解算元件。它们大多在第二次世界大战期间陆续出现，20世纪60年代以后基本完善，但在功能、精度、可靠性、快速响应能力方面不断有所改进，年产量的平均增长速度明显高于普通电机。　　新型、特种电机是所有原理、结构、材料、运行方式有别于普通电机或控制电机，但基本功能又与普通电机或控制电机无本质差异的各类电机的总称。由于这类电机大都是为了满足某种特定需求而专门研制的，具有普通电机或控制电机难以企及的某种特定性能，因而品种繁多，发展速度惊人，应用无所不及。有的以直线运动方式驱动磁悬浮高速列车；有的以500000r／min超高速旋转；有的以蠕动方式爬行；有的还可以直接作二维或三维运动；有的用作大功率脉冲电源，主要以突然短路方式运行，典型应用如环形加速器和电磁发射与推进；有的功率不到1w，采用印刷绕组，尺寸不足2mm，用于人体医学工程；有的甚至直接由压电陶瓷和形状记忆合金等功能材料制成，可实现纳米级精密定位（压电超声波电机）和柔性伺服传动（形状记忆合金电机），性能卓越，但不再适用电磁理论，原理和运行控制方式也与电磁式电机截然不同。事实上，特种电机，尤其是微特电机一直是电机发展中最有活力、最富色彩、也最具挑战性的分支之一。　　在电机理论方面，1918年，福蒂斯丘（Fortescue）提出了求解三相不对称问题的一般化方法——对称分量法。对于不对称的三相系统，无论是变压器、异步电机还是同步电机，总可以把三相电压和电流分解成正序、负序和零序三组对称分量。其中，正序电流在电机内部产生一个正向旋转磁场，负序电流产生反向旋转磁场，零序电流产生脉振磁场。这样，就使电机不对称运行时内部物理过程的描述得到简化，进而在线性假设条件下，应用叠加原理，即认为电机的总体行为是三组分量单独作用行为的叠加，就可以对电机不对称运行时的行为进行分析计算。在此基础上，各类交流电机（器）的分析方法也就得到了进一步统一。接下来，1926一1930年间，道黑提（Dohadi）和尼古尔（Nigull）两人先后提出了五篇经典性论文，发展了布隆代尔的双反应理论，求出了同步电机的瞬态功角特性，以及三相和单相突然短路时的短路电流。1929年，帕克（Park）（原译为“派克”）又利用坐标变换和算子法，导出了同步电机瞬态运行时的电压方程和算子电抗。同时，许多学者又研究了同步电机内的磁场分布，得出了各种电抗的计算公式和测定方法。这些工作使得同步电机的理论达到了比较完善的地步。在异步电机方面，1920一1940年间，德雷福斯（Dreyfus）、庞加（Pun.ga）、弗里茨（Fritz）、马勒（Mtiller）和海勒尔（Heiller）等人还对双笼和深槽电机的理论和计算方法、谐波磁场产生的寄生转矩、异步电机噪声等问题进行了系统的研究，奠定了分析设计基础。　　为了寻求分析各种电机的统一方法，年间，克朗（Kron）首次引入张量概念来研究旋转电机。这种方法的特点是，一旦列出原型电机的运动方程，通过特定的张量转换，就可以求出其他各种电机的运动方程。线圈的连接、电刷或集电环的引入、对称分量和其他各种分量的应用等等，都相当于一定的坐标变换。张量方法的应用，不但揭示了电机及其各种分析方法之间的相互联系，使电机理论趋于统一，而且为许多复杂问题的求解提供了新的、也更有效的途径。　　……

评论、评分、阅读与下载

   本文前面大部分内容是从互联网转载 ，原作者未查到是谁，在此先表示感谢。后面增加了少许我自己的个人见解。

 电机学难学，我认为有几个方面的原因：

 第一，教材中的论述不能解答教材自己提供的的问答题。电机学教材中问答题通常是这种风格：

 XX变压器外接电源频率要是从50Hz上升到了60Hz,那么，漏抗变大/变小？铁耗变大变小？铜耗变大变小？变比变大变小？为什么？XX变压器原边本来是星形，结果错误的接成了三角形，那么漏抗变大/变小？铁耗变大变小？铜耗变大变小？变比变大变小？为什么？XX电机中的XX电阻（也有可能是xx绕组多绕了多少圈）增大了，那么另一个XX阻抗变大变小？XX电流变大变小？XX电压变大变小？XX功率变大变小？XX转矩变大变小？XX损耗变大变小？为什么？XX电动机中有哪些调速方式？哪种调速方式机械特性硬/软？为什么？为什么XX电机启动电流比YY电机启动电流大？……

 变大变小的问题本身已经够抓狂的了，“为什么”更抓狂，然而最抓狂的事情是：教材中不能直接找到这些问题的答案，而且除非福尔摩斯这样千年难遇的人才，想从教材的论述中“推断”出答案也是不可能的事情……我不知道别人什么看法，反正我读电机学教材的感觉是：彻底的空灵，如同看了一场艺术致死的电影一样。这教材表面上有诗歌的空灵悠远的意境，却没有诗歌的韵律和节奏，回头有机会贴一点原文上来请南方有嘉木河友鉴赏一下。

 第二，教材本身引入了若干新概念，但是对于这些概念进行解释的风格不适合初学者。以下通过四种概念来展示教材多么的不“初学者友好”。

 1.励磁我很坦诚的供认，我当时学的时候把这两个概念彻底搞混了：励磁和励磁控制系统。以下分别阐述我当时稀里糊涂的可笑的认识：用大白话讲，励磁相当于一块磁铁，但是教材上很有专业精神的把各种磁路栩栩如生的画出来，就是不明讲这是一块磁铁。专业精神、栩栩如生、不打开天窗说亮话的结果是：我找不出图里哪些部分代表励磁？而且我自己也找不到磁铁在哪里：自己看见的不是铁心就是气隙，磁铁呢？当然现在知道了，如果不是永磁电机，励磁都是电磁铁，可是教材里哪张图里把励磁画成《大学物理》里的电磁铁的样子了？我都上了硕士了，才在高景德老师的书上看见非永磁它励直流机的励磁被画成了一个中规中矩的《大学物理》和《高中物理》中的电磁铁，瞬间就顿悟了（这也是为什么我后来对高景德老师敬仰的原因之一）。当然了，任何电机的励磁的实物看起来都不会像《大学物理》里画的电磁铁，但是作为给初学者讲解新的概念，要么明确地把“励磁就是磁铁”这一论断赤裸裸的讲出来，要么就把图画成大二学生很熟悉的样子，难道是一个很高的要求吗？在励磁控制系统方面，我是到了硕士阶段才醒悟过来：励磁控制系统跟励磁本身是两回事情，励磁控制系统的本质就是晨枫老大过去在《自动控制的故事》里提到无数次的框图和传递函数，它的物理实现有无穷多种方式，励磁控制系统相当于控制器（虽然设计这种控制系统的时候很少照搬现代控制理论的结论和工具），励磁（甚至包括电机本身）都只是被控对象而已。虽然说电机学教学大纲和教材都不会把励磁控制系统当作重点来论述，不过这种云山雾绕的论述还是把一根筋的我绕晕了。我当时读电机书的感觉是：为啥励磁一会儿像铁心，一会儿是直流机，一会儿是晶闸管电路，一会儿又是个能产生空载电压但是物理本质很空灵的装置……于是乎，励磁在我心中成了薛定谔的猫，双缝干涉过程中的光子，刘慈欣同志笔下的球状闪电，三体星人眼中的乱纪元……最后打包成为一团浆糊铭刻在了我本科的回忆里。

 2.电枢反应用大白话讲，电枢反应指的是转子磁场和定子磁场之间的叠加。事实上，这是一个很新的概念。例如，高中物理或者大学物理当中我们无数次的经历过这么一种场景：一个线圈在恒定磁场中旋转，根据电磁感应，一定有电动势感应出来，如果线圈连接一个电阻而闭合，就会有感应电流产生……我们在对这个场景进行计算的时候忽略了一点：旋转的线圈上要是有电流，那么也会有磁场产生，但是这种磁场在物理课上啥时候考虑过？这种忽略其实也就是对于电枢反应的忽略。然而，电机学在解释电枢反应的时候绝不是采取这种大白话的方式。首先啥叫电枢？标准定义是：“在电机实现机械能与电能相互转换过程中，起关键和枢纽作用的部件。”（有没有一种很庄严神圣的感觉？要是这个时候配上《人民军队忠于党》这种感觉就更神圣了）我学的时候就晕了，根本意识不到这是定子或者转子的另一种说法。其次，教材为了“直观”，画磁场分布的时候把磁力线画的弯弯曲曲（我猜这是采用了有限元分析的结果），这样对我的影响是：我认为电枢反应是一种比量子隧道效应还要高级的神秘效应，它的物理本质是不可解释的，我就这样堕落到不可知论的深渊去了……其实啊，要是我来写教材就会这样：假定转子磁场和定子磁场都分别是沿某一方向的匀强磁场，那么他们的叠加就只会根据平行四边形法则来确定。哪里来的这么多弯弯绕绕的曲线？

 3.助磁和去磁这些概念更扯了，为了确定电机在某种状态下是助磁还是去磁，需要不停的跟以下概念纠缠：功率因素角，功角，各种空间向量……其实我除了功率因素角，其它概念当时都不懂……完整吃透了同步电机数学模型之后才知道，这事儿没那么困难，归根到底就一点：转子磁场和定子磁场叠加之后，如果励磁绕组中的磁链增大了就是助磁，如果减小了就是去磁……

 4.保梯电抗首先要说的是：这个概念的理解上我也很二……保梯是一个人的名字:Potier，可是教材自始至终没有讲这一点，我的理解是：和复变函数中保角变换类似，在电机的什么什么关系中一定要保持一个梯形……于是就悲剧了，我在各种曲线和表格中试图找到一个“梯形关系”，差点成了民科，可是“梯形关系”跟永动机一样虚无缥缈……在保梯电抗的问题上，我承认我很二，不过我也由此恨透了教材的编写者，后来干脆把电机学教材烧了……

 这次讨论一下我翻过的几本电机方面的书的优缺点。

(a)  高景德先生的《电机过渡过程的基本理论及分析方法》

优点：这本书对于我个人而言，就像毛主席在秋收暴动失败后发现还有井冈山可以去一样，具有重大的意义。因为过去学电机学的时候，哪怕是读懂其中一个小节（读懂是指：这个小节中每一个论断，每一个公式的来龙去脉都能搞透彻了），都是不可能的，总有些云山雾罩的东西让我感觉在吃木头渣子一样。读这本书的时候呢，因为作者把前因后果都交代清楚了，那么大部分的小节“居然”能读懂，这就给了我强烈的信心：电机的理论本身是能够被人所理解的。这本书的第二个优点是说：数学工具很基本，稍微上点档次的数学工具居然只有拉普拉斯变换，对于我这样自诩为“拉普拉斯变换之王”（当然，这是非常夸张的说法，我只是比较熟练）的人而言，有点如鱼得水的感觉。第三个优点是：细节问题处理得非常仔细。比如说，如果求解过程中需要求解一个四阶非稀疏矩阵的逆，那么在书中一定会把这个逆矩阵的每一个元素都仔细地写出来；比如说需要求解一个五阶系统的特征值的时候，五个特征值的解析表达式全部都写出来了（虽然全是近似的）；比如在讨论一个包含三台发电机的电网的时候，居然把每个发电机的方程、每个变压器的方程，每条线路的方程，每个负荷的动态方程都写在纸上，每个变量的上下标也标得清清楚楚。我过去没有，现在也没有遇到过任何的专著或者论文能够把细节处理到这么仔细的地步的，包括高景德的学生（比如四大弟子之类的）。第四个优点是：讨论问题非常广泛，并不局限于电机本身。比如说，电力系统的小扰动稳定和功角稳定问题，带有电力电子装置的电机运行，居然都在书里被讨论了。跟随高景德先生一起体验整个电力系统建模的过程，这种感觉真是太好了，比参加数学建模竞赛还要爽（竞赛的时候肯定没有时间把每个细节都推敲清楚）。

缺点：第一缺点是：严重的缺乏数值例子。整本书中没有一个完整的数值例子，导致书中断言说参数A远远大于参数B的时候，我总是抱着狐疑的态度，非得在后面要提到的《PowerSystem Stability and Control》去找个算例核对一下，当然，核对的结果总是令人惊讶的准确。第二个缺点是：讨论问题缺乏范式，这一点做得不如后面要提到的《交流电机动态分析》，基本上讲，这本书中不同小节讨论问题采取的步骤是不一样的，非常灵活，很难给读者留下一套固定的解决问题的流程。第三个缺点是：确实有点老了。比如：对于稳定性的分类跟今天主流的分类方式已经大不一样，很多这几年讨论得热火朝天的概念没有提到（例如矢量控制）。总的来说：这本书作为学习电机的入门书是出类拔萃的好（至今有师弟师妹找我辅导电机理论的时候我都毫不犹豫地使用《电机过渡过程的基本理论及分析方法》，就像长征路上中革军委要是遇到麻烦就会毫不犹豫地使用干部团或者红四团一样），但是不能苛求这本出版于上世纪八十年代初的书能跟踪三十年后电机理论最新的发展。

(b)  汤蕴缪先生的《交流电机动态分析》

优点：第一，这本书很多论述是从能量角度出发的，这是一种很别致的方式，比如说要求解电磁转矩是多少，居然是干脆利落的把磁场能量对转子位置角求导。这种做法背后的原理应该是Hamilton力学之类很深刻的理论。第二，这本书形成了自己讨论问题的范式。这本书的范式基本上是这样的：每讨论一种电机，先列出在某种坐标系下的磁链方程，再列出电力方程，再列出转子运动方

程，再标么化，再换一种坐标系把这套流程再走一遍。等到所有的坐标系都被讨论过了，就开始一个一个的讨论各种稀奇古怪的过渡过程，每种过渡过程的讨论流程是：如果描写这种过渡过程的数学模型在某个坐标系下具有线性定常的性质，那么就在这个坐标系中分析问题，并给出解析解；如果描写这种过渡过程的数学模型在任何坐标系下都不具有线性定常的性质，那么给出一组电机的参数，绘制仿真曲线，从曲线中归纳出这种过渡过程的性质。这种范式的好处是：所有的论述都是按照一个统一的框架整理好的，读者一旦熟悉了这种范式，仅读了全书的一半也能猜出剩下的一半要讲什么。第二，坐标变换在这本书中被详细地进行讨论。对于坐标变换，我能想到的和我所想不到问题的都在这本书里得到了充分的、详细的分析，我觉得这是这本书最大的亮点了。本科学非对称短路电流的计算，120变换学得天花乱坠，云里雾里，也搞不清楚任何细节；高景德先生的书在坐标变换的问题上是现上轿现扎耳朵眼，不断地提出一些令人耳目一新的论断，接着不断地去证明，就跟过山车一样。这本书好就好在，在第一章就从容的把坐标变换讨论透彻了，后面的章节放心地去采用第一章的结论就好。第三，异步电机稳态等值电路在这本书里被漂亮的推导了出来。这也是一个很头痛的老问题了，因为异步机转子和定子上电流频率不一样，我从本科的时候就一直搞不清楚为什么在异步电机稳态等值电路里，转子和定子的电流频率是一样的。第四，给了若干个数值例子，配上仿真曲线，很直观。第五，参考文献从上世纪20年代一直延续到本世纪初，把交流电机理论进行了非常全面的梳理；好像提到了一个很有意思的结论就是说：利用张量分析的方法（好高端），证明所有的交流电机模型都很变成派克-格列夫方程。

缺点：只有一个：细节处理的比较粗糙，比如说采用和《电机过渡过程的基本理论及分析方法》一样的模型来算三相短路电流，愣是比高景德少得到了一个时间常数。

优点：第一：把如何得到标么值系统的方程讲清楚了。第二，这本书作为一本电力系统中的专著（而且毫无疑问是最牛的专著），而不是电机理论的专著，花了巨大篇幅来讨论电机的数学模型，非常深刻地反映出Kundar作为北美电力系统理论牛人的眼光。当然，这本书主要还是专注于电机模型在电力系统稳定性分析中的应用。第三，给出了无数经典的数值例子，有些现在都成了标准算例了。

缺点：只有一个：受美国人那种实用主义方法论的影响，好多本可以求得近似解析解的问题，居然只给出仿真曲线就算了。

(d)何仰赞、温增银先生的《电力系统分析》这本书对于不涉及电机模型的问题，比如导纳矩阵的生成，潮流计算，功率传输的相关概念……都给出了非常清晰的分析；但是，对于涉及到发电机模型的问题，比如短路电流计算，就有些含混了。

(e)王锡凡先生的《现代电力系统分析》

优点：第一，每一章开头的论述都是非常高水平的综述。第二，规规矩矩的得到了用状态方程来描述的同步电机模型。

缺点：标么值系统的获取方式与高景德书不一样(当然也不能说就是错的)。

(f) 王成元先生的《电机现代控制技术》这本书我没有细读过，不过从目录上看还是很牛的，涉及了像扩展的卡尔曼滤波以及滑模观测器这种对我来说很科幻的技术。

下面是我个人的一些补充看法。

1）通过工业级电力系统仿真软件，搭建一个实际算例，通过仿真的方式学习，是非常有效果的。国内最常用的电力系统仿真软件是BPA和PSASP。即使由于版权问题不能使用上述软件，阅读软件说明书都是有益处的。因为电力系统仿真软件面向的用户是实际现场的工程师，至少不会像教材那样脱离实际。事实上，BPA和PSASP的说明书更新很频繁，技术介绍全面，很值得参考。

2）传统的教材对于派克方程介绍的过多，对于同步电机实用方程介绍的过少甚至完全不介绍。国内那么多电力方面的学者，有几个人（包括编写教科书的人）用原始派克方程来进行计算呢？哪怕极端一点来说，本科的教材完全不介绍派克方程，只介绍实用方程，都是可行的，而且可以提高可理解性和实用性。当然，对于研究来说，弄清楚实用方程的假设条件还是有必要的，这方面可参考文献[1]。有趣的是，BPA和PSASP使用了不同的假设条件，所以两个软件的仿真结果总是不完全一致。对于绝大多数涉及发电机动态的研究来说，实用方程其实也就够了。例如卢强院士推导NR-PSS控制规律的时候，就是用的实用方程。

3）关于励磁技术，现在几乎已经发展为独立的学科了，而电机学和电力系统分析总是停留在几十年前，把励磁一笔带过。现在大型机组都采用自并励励磁，采用先进的励磁控制技术，使得动态性能改善太多了。建议电机学至少应该加上稳定计算用的实用励磁模型^[2-3]，使得学生对励磁有基本的认识。

[1]汤涌. 基于电机参数的同步电机模型[J] .电网技术，):47-51.

[2]国家标准GB/T8.同步电机励磁系统电力系统研究用模型.

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第1章 导论 电机的发热和冷却 电机的发热和冷却过程 电机的绝缘材料和允许温升 电机的冷却介质和冷却方式 * 一、电机的发热与冷却过程 均质等温体的发热曲线 均质等温体的冷却曲线 实际电机的发热和冷却过程较均质等温体复杂很多，但图中所示基本规律适用于电机的发热和冷却过程的研究。 1.7 电机的发热与冷却 * 二、电机的绝缘材料和允许温升 工作温度对绝缘材料的寿命有较大影响，若高于极限温度连续运行，寿命会迅速下降。 现代电机中应用最多的是E级和B级绝缘，在重要场合，特别是有缩小尺寸和减轻重量需要时，也常采用F级和H级绝缘。 工程中反映电机发热和散热的指标是温升，而不是温度。 绝缘等级 A E B F H C 温度限制/?C 105 120 130 155 180 >180 * 三、电机的冷却介质和冷却方式 冷却介质 气体—电机中采用的气体冷却介质有空气和氢气等。 液体—主要采用水、油等冷却介质。 冷却方式 直接冷却—冷却结构复杂，价格昂贵。 间接冷却—主要介质是空气。 自然冷却 自扇冷却 他扇冷却 第1章 导论 电机的分析与研究方法 分析步骤 研究方法 * 一、分析步骤 电机内部物理情况的分析—建立物理模型。 列出电机的运动方程—将物理模型转化为数学模型。 求电机的运行特性和性能—确定主要技术数据。 1.8 电机的分析与研究方法 * 二、研究方法 不计磁路饱和时，用叠加原理分析各磁场及其对应的感应电动势；计及饱和时，常把主磁通和漏磁通分开处理。 常采用参数和频率折算方法解决交流电机中由于定、转子绕组匝数不等、相数不等和频率不等的问题。 电机的稳态分析可采用等效电路求解，交流电机还可采用相量图分析。 交流电机的不对称运行可采用双旋转磁场理论和对称分量法。 凸极电机常用双反应理论。 电机的动态分析采用状态方程及坐标变换的方法。 * * 三、电磁力定律 磁场对电流的作用是磁场的基本特征之一。通电导体置于磁场中（电流方向与导体方向不平行）会受到力的作用，此力称为电磁力。 对于长直载流导体，若磁场与之垂直，则电磁力为 F=B l i 这就是通常所说的电磁力定律，也叫毕奥--萨伐电磁力定律。 式中电磁力F、磁场B和载流导体 l 的关系由左手定则（电动机定则）确定。普通电机中，l 通常沿轴线方向，而B沿径向方向。 * 三、电磁力定律 电磁力作用于转子的切向方向，即产生转矩，称为电磁转矩。单根导体产生的电磁转矩为： Ts=Fr = B l i r 对于N匝线圈所产生的电磁转矩为： Tc= N l i r (B1-B2) 电机最大可能的电磁转矩为 Tem= M N B l i D * 三、电磁力定律 在电动机中，电磁转矩是驱动电机旋转的原动力，电磁转矩表现为驱动性质，电能转换为机械能。 在发电机中，原动机克服发电机电磁转矩，电磁转矩表现为制动性质，机械能转换为电能。 第1章 导论 铁磁材料特性 铁磁材料的磁导率 磁滞与磁滞损耗 涡流与涡流损耗 交流铁芯损耗 * 1.4 铁磁材料特性 一、铁磁材料的磁导率 磁导率的定义 ? = B/H B为磁感应强度（磁通密度），H为磁场强度矢量 铁磁性材料包括铁、钴、镍及它们的合金。 非导磁材料的磁导率均为常数，接近真空磁导率 ? ≈ ? 0 = 4π×10-7? H/m? * 铁磁材料的磁导率? Fe ? Fe>>μ0 ? Fe为非常数，随B的变化而变化 存在磁饱和现象：当铁磁材料中的B达到一定的程度后，随着H 的增加，B的增加逐渐变慢，因此? Fe随着H的增加而减小。 * 磁化曲线 在外磁场H作用下，磁感应强度B将发生变化，二者之间的关系曲线称为磁化曲线，记为B=f(H)。 * 三、磁滞与磁滞损耗 磁滞概念：B变化滞后于H变化的现象。 不同铁磁材料有不同的磁滞回线，且同一铁磁材料，Bm愈大，磁滞回线所包围的面积也愈大。 剩磁密度 矫顽力 磁滞回线 * 软磁材料：磁滞回线很窄。硅钢片、铸铁、铸钢等等。 硬磁材料：磁滞回线很宽，或叫永磁材料。铁氧体、稀土钴、钕铁硼等。 基本磁化曲线 * 磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下的反复磁化过程中，磁畴会不停转动，相互之间会不断摩擦，因而就要消耗一定的能量，产生功率损耗。这种损耗称为磁滞损耗。 磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积、电流频率f 和铁心体积V 成正比。 由于硅钢片的磁滞回线面积很小，而且导磁性能好。因此，大多数电机、变压器或普通电器的铁心都采用硅钢片制成。 * 假设环形铁芯(铁磁材料)横截面积为A，平均周长为l，N匝数线圈紧密围绕于铁芯上，其中电流为i，铁芯内磁场强度为H，由全电流定律可得 电源供给线圈的功率为 忽