Electrical Transformers And Rotating Machines pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Herman, Stephen L.

出品人:

页数:582

译者:

出版时间:

价格:1230.00元

装帧:Pap

isbn号码:9781401899424

丛书系列:

图书标签:

• Electrical Engineering
• Power Systems
• Transformers
• Rotating Machines
• Electric Machines
• Power Electronics
• Electrical Machines Design
• Motor Control
• Generator
• Induction Machines

好的，这是一本名为《Electrical Transformers and Rotating Machines》的图书简介，内容着重于该领域的核心概念、应用与发展趋势，并确保内容详实且自然流畅。 --- 图书简介：《Electrical Transformers and Rotating Machines》 导言：电力系统的核心基石 在现代电力工业的宏伟蓝图中，电力变压器（Transformers）与旋转电机（Rotating Machines，主要指发电机和电动机）无疑是支撑电能产生、传输和使用的两大支柱。它们共同构成了从发电厂到最终用户，乃至驱动工业生产的核心物理载体。本书《Electrical Transformers and Rotating Machines》深入剖析了这两大关键电气设备的原理、设计、运行特性、维护策略以及未来的技术演进方向。 本书旨在为电气工程专业的学生、电力行业的工程师、设计人员以及对电力设备有深入研究需求的专业人士提供一本全面、深入且高度实用的参考资料。我们不仅仅停留在基础理论的阐述，更注重将理论知识与实际工程应用紧密结合，涵盖了从基础电磁理论到复杂系统集成的前沿议题。 第一部分：电力变压器——电能转换的魔术师 电力变压器是实现交流电压等级转换的核心设备，其效率和可靠性直接影响着整个电网的稳定性。本书在变压器部分，构建了从基本原理到高级应用的完整知识体系。 1. 变压器基础理论与结构解析 本章首先回顾了法拉第电磁感应定律在线性磁路中的应用，详述了变压器的工作原理，包括同名端、漏磁通对性能的影响，以及变压器等效电路的建立与参数标定。重点分析了在不同负载条件下，变压器损耗（铜耗与铁耗）的分配，并深入探讨了电压调整率、效率计算的工程实践方法。 在结构方面，本书详细描绘了电力变压器的主要组成部分： 铁芯系统： 涵盖了不同等级钢材（如晶粒取向硅钢片）的选择、叠片工艺、芯柱与夹件的设计，以及如何通过优化磁路结构来抑制谐波磁通和降低空载损耗。 绕组系统： 介绍了高、低压绕组的类型（筒式、饼式、交联式），匝数计算，以及高压绕组中绝缘距离的合理配置。 绝缘与冷却系统： 这是决定变压器寿命和安全运行的关键。本书详细分析了油纸绝缘体系的机理、老化过程的监测（如溶解气体分析DGA），以及不同冷却方式（ONAN, ONAF, OFAF等）的热流场仿真与散热器设计。 2. 变压器的特殊类型与高级应用 除了标准的三相电力变压器外，本书还专门辟章节讨论了变压器家族中的重要成员： 特种变压器： 探讨了仪用变压器（电流互感器CT和电压互感器PT）的设计原理，它们在计量和保护系统中的精确性要求，以及饱和特性对系统稳定性的影响。同时，对接地变压器、补偿变压器（如用于SVC和STATCOM系统中的串联补偿）的设计和应用进行了深入探讨。 非线性与谐波问题： 现代电网中电力电子设备的普及带来了严重的谐波污染。本书分析了变压器对三倍频、五倍频等谐波的响应特性，并重点介绍了采用多相绕组、分数匝数设计或附加中性线来抑制谐波电流的有效策略。 暂态分析与保护： 变压器投切、短路、雷电冲击等暂态过程是其运行安全的主要威胁。本书结合电磁暂态仿真（EMT），详细阐述了瓦斯保护、差动保护、过流保护的动作原理、定值整定以及继电保护的逻辑配置，确保设备在极端工况下的安全隔离。 第二部分：旋转电机——动力的源泉与负载的驱动者 旋转电机是实现电能与机械能相互转换的装置，其设计关乎能量转换效率和机械可靠性。本书在电机部分，全面覆盖了同步机、异步机及直流电机的设计、建模与控制。 1. 异步电机（感应电机）的深度剖析 异步电机因其结构简单、维护方便，在工业驱动领域占据主导地位。本书从基础的“旋转磁场”理论出发，详细推导了等效电路的参数获取方法，特别是转差率与转矩特性的关系。 设计与优化： 重点讨论了定子和转子槽型设计（如深槽、双笼结构）对启动转矩、最大转矩和功率因数的影响。分析了铸铝转子和焊制转子的制造工艺及其对损耗和机械强度的影响。 变频驱动与控制： 随着电力电子技术的发展，矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）和直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）已成为主流。本书系统介绍了这些先进控制策略的数学模型、电流环与磁链环的设计，以及如何利用高性能变频器实现电机在宽调速范围内的精确、高效运行。 2. 同步发电机：电网的稳定器 同步电机（主要指交流发电机）是电力系统中最主要的电源设备。本书聚焦于大型汽轮发电机和水轮发电机的特性。 同步机模型与参数辨识： 详细阐述了两轴理论（d-q坐标系）在同步机分析中的应用，包括暂态电抗、次暂态电抗的求解方法和现场试验辨识流程。 励磁系统与电压控制： 深入分析了有刷、无刷以及静止补偿励磁系统（如PMSG的外部励磁或PMG系统）的工作原理。重点讨论了自动电压调节器（AVR）的PID参数整定、动态响应特性以及其在维持电网电压稳定中的关键作用。 并网稳定性： 对于发电机而言，系统运行的稳定性至关重要。本书分析了功角稳定、电压稳定问题，并讲解了如何利用自动并网装置（如功角稳定器PSS）来抑制低频振荡，确保系统安全。 3. 新型电机技术与可持续发展 面对全球能源转型需求，本书对新兴的电机技术进行了前瞻性介绍： 永磁电机技术（PMSM/PMSG）： 分析了永磁同步电机在电动汽车、风力发电中的优势，包括高功率密度、高效率的实现机制，以及永磁材料（如钕铁硼）的退磁机理与防护措施。 无刷直流电机（BLDC）与开关磁阻电机（SRM）： 探讨了它们在精密控制和高可靠性应用中的独特价值，以及相应的多相驱动拓扑结构。 第三部分：运行、维护与数字化趋势 设备的设计再优秀，也需要可靠的运维保障。《Electrical Transformers and Rotating Machines》的最后一部分，聚焦于设备的全生命周期管理。 1. 状态监测与故障诊断 强调从“定期检修”向“状态检修”的转变。详细介绍了应用于变压器和电机的主要在线监测技术： 变压器： 溶解气体分析（DGA）的谱图解读，油介质损耗因数（Tanδ）的变化趋势分析，以及局部放电（PD）监测技术在早期绝缘劣化发现中的应用。 电机： 绕组的绝缘电阻、吸收比、极化指数测试方法，转子不平衡和不对中导致的振动分析，以及基于电流特征的绕组匝间短路早期检测技术。 2. 数字化转型与智能运维 本书展望了工业物联网（IIoT）在电力设备管理中的应用前景。探讨了如何利用传感器网络收集海量运行数据，结合大数据分析和机器学习算法，建立设备的数字孪生模型（Digital Twin），从而实现故障的预测性维护（Predictive Maintenance, PdM），优化检修窗口，最大化设备运行寿命和可靠性。 总结 《Electrical Transformers and Rotating Machines》是一部集理论深度、工程实用性与前沿视野于一体的专著。它不仅是学习电力系统核心知识的必备教材，更是电力行业工程师在面对复杂设备选型、设计优化及运行挑战时，值得信赖的工具书。通过本书的学习，读者将能构建起扎实的理论基础，掌握解决实际工程问题的能力，并能积极应对未来电力行业技术升级的挑战。

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