《電機(jī)及其傳動系統(tǒng) 原理、控制、建模和仿真》第1章和第2章講述了電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本電磁學(xué)定律，第3章講述了直流電機(jī)的基本工作原理和調(diào)速方法，第4～7章講述了交流電機(jī)的基本工作原理和調(diào)速方法，第8章簡要地介紹了本書涉及的電力電子技術(shù)，第9章介紹了一種新穎的基于仿真技術(shù)的電機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。
在現(xiàn)代生活中，電機(jī)具有重要的作用，但是又經(jīng)常不為人們所察覺。對于我們的生活，電能已經(jīng)不可或缺，而電能就是利用電機(jī)產(chǎn)生的，許多設(shè)備也是由各種各樣的電機(jī)驅(qū)動的。很難想象，如果沒有電機(jī)，我們的世界會成為什么樣子；也很難評估，電機(jī)給我們的生活帶來了多么大的便利。
很長一段時間內(nèi)，關(guān)于電機(jī)的研究是電氣工程領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容。然而，在過去的二三十年間，電機(jī)領(lǐng)域的研究有減弱的趨勢。而關(guān)于數(shù)字和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的研究成為了許多大學(xué)的主要研究內(nèi)容。
在最近一段時間，電機(jī)技術(shù)被應(yīng)用到了許多新生的和飛速發(fā)展的大功率場合，例如，可再生能源發(fā)電項(xiàng)目、電動汽車和混合動力汽車等。在電力電子領(lǐng)域和控制系統(tǒng)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多的新技術(shù)，也給電機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。本書的目的在于通過對電機(jī)的物理原理和傳動系統(tǒng)的運(yùn)行原理的學(xué)習(xí)，激發(fā)出學(xué)生對電機(jī)及傳動系統(tǒng)的興趣。
章節(jié)概述
本書共包含9章和3個附錄。第1章和第2章講述電機(jī)的基本物理原理，介紹了電磁感應(yīng)定律和相互作用定律，通過大量的例子闡明了這些原理在電機(jī)學(xué)中的重要作用。第3章講述了直流電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容。首先，講述直流電機(jī)的運(yùn)行原理。然后，講述了一個簡單的動態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上介紹了速度和轉(zhuǎn)矩的控制方法。第4~6章講述了感應(yīng)電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容。在介紹了感應(yīng)電機(jī)物理原理的同時，還講述了感應(yīng)電機(jī)建模、基于穩(wěn)態(tài)的傳動系統(tǒng)和高性能傳動系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。第7章介紹了永磁同步電機(jī)的建模和高性能控制等問題。第8章講述了在電機(jī)傳動系統(tǒng)中用到的電力電子技術(shù)。在研究現(xiàn)代電機(jī)及其傳動系統(tǒng)時，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是不可或缺的。該技術(shù)是對傳統(tǒng)分析方法強(qiáng)有力的發(fā)展，另外，在電機(jī)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)工具也應(yīng)用得越來越廣泛。第9章講述了基于仿真技術(shù)的電機(jī)傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
附錄A對動力系統(tǒng)的數(shù)值仿真技術(shù)進(jìn)行了介紹，這部分內(nèi)容是非常重要的。在這部分內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以編寫自己的仿真代碼，利用自己建立的計(jì)算機(jī)模型，進(jìn)行相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)。
附錄B對功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行了介紹。
附錄C列出了三角函數(shù)的基本公式。
計(jì)算機(jī)工具和技術(shù)
在本書中，使用了許多計(jì)算機(jī)工具和技術(shù)，主要包括以下三種：
1.對于簡單的問題，利用在附錄A中介紹的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字仿真，使用的計(jì)算機(jī)工具為MATLAB。
2.利用Mathcad進(jìn)行繞組波形、電感波形的分析和相關(guān)計(jì)算。
3.基于PSCAD/EMTDC軟件，對電力電子電路驅(qū)動的電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)仿真。PSCAD/EMTDC具有強(qiáng)大的建模和仿真能力，尤其適用于對大功率電力傳動系統(tǒng)進(jìn)行仿真，是一種被廣泛應(yīng)用的商業(yè)軟件。
前言教學(xué)方法
對本書內(nèi)容進(jìn)行少量改動，即可作為高年級本科生和研究生的一個學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)背景和是否學(xué)過電力電子技術(shù)，教師可對第8章內(nèi)容進(jìn)行取舍，還可以適當(dāng)補(bǔ)充相關(guān)材料（例如，DC-DC變流器）。教師根據(jù)教學(xué)大綱的特殊要求，可以對第9章的內(nèi)容進(jìn)行取舍。
需要特別注意本書中的仿真內(nèi)容，可以把仿真實(shí)例作為進(jìn)一步仿真的基礎(chǔ)，還能通過布置仿真作業(yè)和仿真項(xiàng)目對其進(jìn)行完善。
在每章的習(xí)題部分，提供了大量的學(xué)習(xí)材料，通過這些習(xí)題，可以對每章的知識點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和深化，利用這部分內(nèi)容還引入了一些額外知識。
