本書是電機學領域的經典教材，正文內容包括磁路和磁性材料、變壓器、機電能量轉換原理、旋轉電機概述、同步電機、多相感應電機、直流電機、變磁阻電機和步進電動機、單相電動機和兩相電動機、轉速和轉矩控制等，附錄內容包括三相電路，交流分布繞組電壓、磁場和電感，dq0變換，實際電機性能和運行的工程問題，常數、SI單位轉換系數表等。全書在強調基本原理的同時，介紹了稀土永磁材料、永磁交流電機、變磁阻電機、步進電動機等新內容，更新與擴充了關于感應電機的內容，修訂了全書中的習題與示例，引入了MATLAB，添加了便于讀者學習的指導意見，同時在配套網站上提供了本書的習題解答。
本書是電機學領域的經典教材，全書在強調基本原理的同時，介紹了稀土永磁材料、永磁交流電機、變磁阻電機、步進電動機等新內容，更新與擴充了關于感應電機的內容，修訂了全書中的習題與示例，引入了MATLAB，添加了便于讀者學習的指導意見，同時在配套網站上提供了本書的習題解答。
Stephen Umans（美）斯蒂芬.烏曼，美國知名大學教授，電機學領域專家，發表論文多篇，教材多本。本書是其代表作，在教材中引入了MATLAB軟件進行分析，是最大特色。
第1章 磁路和磁性材料
1.1 磁路概述
1.2 磁鏈、電感和能量
1.3 磁性材料的特性
1.4 交流勵磁
1.5 永磁體
1.6 永磁材料的應用
1.7 小結
1.8 第1章變量符號表
1.9 習題
第2章 變壓器
2.1 變壓器概述
2.2 空載運行
2.3 二次側電流的影響和理想變壓器
2.4 變壓器電抗及等效電路 第1章 磁路和磁性材料
1.1 磁路概述
1.2 磁鏈、電感和能量
1.3 磁性材料的特性
1.4 交流勵磁
1.5 永磁體
1.6 永磁材料的應用
1.7 小結
1.8 第1章變量符號表
1.9 習題
第2章 變壓器
2.1 變壓器概述
2.2 空載運行
2.3 二次側電流的影響和理想變壓器
2.4 變壓器電抗及等效電路
2.5 變壓器的工程分析
2.6 自耦變壓器和多繞組變壓器
2.6.1 自耦變壓器
2.6.2 多繞組變壓器
2.7 三相變壓器
2.8 電壓互感器和電流互感器
2.9 標幺值體系
2.10 小結
2.11 第2章變量符號表
2.12 習題
第3章 機電能量轉換原理
3.1 磁場系統中的力和轉矩
3.2 能量平衡和能量法
3.3 單邊勵磁磁場系統中的能量
3.4 由儲能確定磁場力和轉矩
3.5 由磁共能確定電磁力和轉矩
3.6 多邊勵磁磁場系統
3.7 含永磁體系統中的力和轉矩
3.8 動態方程
3.9 分析方法
3.9.1 粗動問題
3.9.2 線性化
3.10 小結
3.11 第3章變量符號表
3.12 習題
第4章 旋轉電機概述
4.1 基本概念
4.2 交流和直流電機概述
4.2.1 交流電機
4.2.2 直流電機
4.3 分布繞組的磁勢
4.3.1 交流電機
4.3.2 直流電機
4.4 旋轉電機中的磁場
4.4.1 具有均勻氣隙的電機
4.4.2 具有不均勻氣隙的電機
4.5 交流電機中的旋轉磁勢波
4.5.1 單相繞組的磁勢波
4.5.2 多相繞組的磁勢波
4.5.3 多相繞組磁勢的圖示法分析
4.6 感應電勢
4.6.1 交流電機
4.6.2 直流電機
4.7 隱極電機的轉矩
4.7.1 耦合電路的觀點
4.7.2 磁場觀點
4.8 直線電機
4.9 磁飽和
4.10 漏磁通
4.11 小結
4.12 第4章變量符號表
4.13 習題
第5章 同步電機
5.1 多相同步電機概述
5.2 同步電機的電感和等效電路
5.2.1 轉子自感
5.2.2 定轉子之間的互感
5.2.3 定子電感和同步電感
5.2.4 等效電路
5.3 開路特性和短路特性
5.3.1 開路飽和特性和空載旋轉損耗
5.3.2 短路特性和負載損耗
5.4 穩態功角特性
5.5 穩態運行特性
5.6 凸極效應以及直軸和交軸理論簡介
5.6.1 磁通和磁勢波
5.6.2 凸極電機的相量圖
5.7 凸極電機的功角特性
5.8 永磁交流電機
5.9 小結
5.10 第10章變量符號表
5.11 習題
第6章 多相感應電機
6.1 多相感應電機概述
6.2 多相感應電機中的電流和磁通
6.3 感應電動機的等效電路
6.4 等效電路分析
6.5 應用戴維南定理計算轉矩和功率
6.6 利用空載試驗和堵轉試驗確定參數
6.6.1 空載試驗
6.6.2 轉子堵轉試驗
6.7 轉子電阻的影響：繞線式和雙籠型轉子
6.7.1 繞線式轉子電動機
6.7.2 深槽和雙籠型轉子
6.7.3 電動機應用方面的問題
6.8 小結
6.9 第6章變量符號表
6.10 習題
第7章 直流電機
7.1 概述
7.2 換向器的作用
7.3 分析基礎：電路方面
7.4 電樞磁勢的影響
7.5 分析基礎：磁路方面
7.5.1 忽略電樞反應
7.5.2 考慮電樞反應的影響
7.6 穩態直流電機性能分析
7.6.1 發電機分析
7.6.2 電動機分析
7.7 永磁直流電機
7.8 換向和換向極
7.9 補償繞組
7.10 串勵通用電動機
7.11 小結
7.12 第7章變量符號表
7.13 習題
第8章 變磁阻電機和步進電動機
8.1 VRM分析基礎
8.2 實際VRM的結構
8.3 產生轉矩的電流波形
8.4 非線性分析
8.5 步進電動機
8.6 小結
8.7 第8章變量符號表
8.8 習題
第9章 單相和兩相電動機
9.1 單相感應電動機定性分析
9.2 單相感應及單相同步電動機的起動和運行性能
9.2.1 裂相電動機
9.2.2 電容型電動機
9.2.3 罩極感應電動機
9.2.4 自起動同步磁阻電動機
9.2.5 磁滯電動機
9.3 單相感應電動機的旋轉磁場理論
9.4 兩相感應電動機
9.4.1 對稱兩相電機的不對稱運行及對稱分量法
9.4.2 一般情況：不對稱兩相感應電機
9.5 小結
9.6 第9章變量符號表
9.7 習題
第10章 轉速及轉矩控制
10.1 直流電動機的控制
10.1.1 轉速控制
10.1.2 轉矩控制
10.2 同步電動機的控制
10.2.1 轉速控制
10.2.2 轉矩控制
10.3 感應電動機的控制
10.3.1 轉速控制
10.3.2 轉矩控制
10.4 變磁阻電動機的控制
10.5 小結
10.6 第10章變量符號表
10.7 參考文獻
10.8 習題
附錄A 三相電路
A.1 三相電壓的產生
A.2 三相電壓、電流和功率
A.3 Y和Δ接法電路
A.4 對稱三相電路分析及單線圖
A.5 附錄A變量符號表
附錄B 交流分布繞組的電勢、磁場和電感
B.1 感應電勢
B.1.1 短距分布繞組
B.1.2 寬度系數和節距系數
B.2 電樞磁勢波
B.2.1 整距集中繞組
B.2.2 短距分布繞組
B.3 分布繞組的氣隙電感
B.4 附錄B變量符號表
附錄C dq0變換
C.1 向直軸和交軸變量的變換
C.2 以dq0變量表示的同步電機基本關系
C.3 以dq0變量表示的感應電機基本關系
C.4 附錄C變量符號表
附錄D 實際電機性能和運行的工程問題
D.1 損耗
D.2 定額和發熱
D.3 電機的冷卻方式
D.4 勵磁
D.4.1 交流電機的功率因數
D.4.2 汽輪發電機勵磁系統
D.5 電機的效率
附錄E 常數和SI單位轉換系數表
譯者序
不知不覺間，距離我們翻譯本書第六版已過去了10年。我們欣喜地看到本書英文第七版的出版，也很榮幸再次有機會將其翻譯為中文版呈現給讀者。
第七版依然延續了以前各版突出原理、淡化細節、例題及習題豐富的編寫風格，最顯著的變化是刪除了第六版中關于電力電子學知識的第10章。如果與第六版仔細對照，讀者還會發現，其余章節的編排順序和主題內容雖然未做改動，但對具體問題的闡述以及對例題和習題做了較多修改，特別是補充了一些分析電機動態過程及閉環控制系統的內容。
正如作者所指出的，本書重點關注的是電機運行的基本原理和特性，由于電機運行所基于的電、磁作用機理不變，對電機運行的描述就不會有太大變化。如何適當地引入新的分析工具，既不加重學生的負擔，又能使學生加深對電機原理、特性和應用的理解，是目前電機學教材編寫和教學實踐需要認真考慮的問題。除了翻譯本教材，譯者近年還翻譯或閱讀過美國高校的多本電機學教材，其中大都引入了應用MATLAB軟件分析電機及其系統的內容。受制于課時安排，國內目前鮮有在電機學教材和課程教學中對此類工具的應用，建議教師或者學生自己不妨做一些嘗試。
本書的譯者均為西安交通大學電氣工程學院教師。其中第1章、第2章、第10章和附錄由劉新正翻譯，并負責全書其他各章的校譯和統稿；第3章、第4章、第5章、第8章和第9章由蘇少平翻譯；第6章、第7章由高琳翻譯。
外文教材的翻譯是一個艱難的再創作過程，我們在翻譯過程中一直努力追求的目標是，一方面做到忠實于原文本意及描述特色，另一方面又兼顧國內讀者的閱讀習慣，做到中文流暢。本版翻譯中修改了第六版中的部分論述方式，并改正了一些譯文瑕疵，但錯誤和不妥之處仍在所難免，敬請讀者指正。
前言
自Fitzgerald和Kingsley教授于1952年首次出版第一版以來，本書的一貫宗旨是，始終將重點放在對電機特性內部物理本質，以及應用解析方法來描述電機性能的分析這兩個方面。自第一版出版發行以來，情況有了很多變化，例如低損耗電工鋼、稀土永磁材料的開發，制造技術的改進，以及電力電子控制和驅動系統的出現等。
然而，主宰電機特性的基本原理保持不變。本書長久以來的聲譽，在很大程度上就源于其側重于這些基礎原理。每次新版編寫所面臨的挑戰都是，既要適當地使一些處理方法“現代化”，又要保持這一基本中心思想不變。在以前版本的現代化中，已經放入了對稀土永磁材料的介紹，引入了永磁交流電機、變磁阻（開關磁阻）電機和步進電動機，以及對磁場定向控制策略的討論等。
第六版的重要改進是，引入MATLAB在例題和練習題以及章末習題中的應用。MATLAB在很多大學得到了廣泛使用，并有學生版本。雖然本書的讀者不需要具備高深的數學知識，但書中的數學運算可能會使讀者稍感棘手和枯燥，在交流電機的分析中尤其如此，因為分析中有大量涉及復數的代數運算。像MATLAB等這一類分析工具，可以將學生從冗長乏味的計算中解放出來，而這種計算本身對加深理解所學內容幾無幫助。
考慮這樣一個問題：在第一版出版發行的那些年代，學生可以使用的主要計算工具是計算尺。由于涉及求解帶有復變量的方程，當僅利用計算尺計算感應電機在單個負載點的性能時，就是一項艱巨的任務，可能相當耗時，且存在很大計算出錯的概率。
時間很快就到了2013年。求解相同問題的MATLAB程序，可以很容易地在幾分鐘內完成編寫和調試，然后基本上即刻得到答案。只需要稍加修改，同樣的程序就可用于計算、描繪和觀察電機在其整個運行范圍的性能，以及研究參數變化的影響等。這一任務如果用計算尺（或者甚至用計算器）來做，就需要對很多運行點的重復計算，而每一個運行點的計算都會像第一次計算那樣耗時。
應該強調，雖然在本書中選擇使用MATLAB，但還有許多同等功能的數值分析計算程序可供選擇，用起來同樣有效。關鍵的一點是，這類程序的使用，能極大地減輕學生的計算負擔，進而顯著增強其關注于原理來思考問題的能力。
注意，即使沒有明確建議，書中的大多數章末習題也都可以用MATLAB或同類軟件來處理。因而，對那些能輕松自如地使用此類工具的學生，應鼓勵他們去使用，以使他們從煩瑣的手算折磨中解脫出來。在求解課后習題時，當然仍應該要求學生以書面形式來說明他們是如何解答的，因為正是解答的過程才是理解所學內容的關鍵。然而，問題完全公式化后，從擺弄數字本身一般就不再能學到什么東西。首要的是，要從求解的過程和對結果的審查中體現出做例題和章末習題的價值。
此外，在進行第六版修訂的時候，與能量轉換相關的主題又被重新引入許多工科課程計劃中。根據涉及這些教學計劃的教師的反饋意見，納入了涵蓋電力電子學基本原理的一章，重點是其在電機領域的應用。當然并未打算用電力電子學一章來替代有關電力電子學的成熟課程，現在很多工科教學計劃中都有這樣的課程。先期閱覽了本次第七版的教師提出，不再需要放入電力電子學一章，因此已將其從第七版中剔出并移到了第七版的網站中。
本次修訂側重于支撐電機特性的基本物理原理，這是本書自第一版以來所一直強調的，因此無須改變。再者，縱覽第六版及其前面的版本發現，除了刪除關于電力電子學的一章，也沒有必要修改其他主題所涵蓋的范圍。另一方面，刪除電力電子學一章也為其他主題留出了擴充的空間。因此，本次修訂的重要特征是：
本書呈現的所有內容都已經做了仔細的審查、修訂和/或必要的擴充，使其更加透徹。其中一例是第5章中對永磁交流電機分析處理的擴充。類似地，第7章關于直流電機內容的呈現也已做了重新組織，使其更加明晰。
本版中增加了15個新例題，使得書中的例題總數達到了111個。此外，修改了前一版中的一些例題。
本版總共371個章末習題中，有96個是新習題。其余的幾乎所有習題，雖然保留了前一版的形式，但在內容上或數值上也都做了更改，因而以前的解答不再能用。
在第七版的例題、練習題和章末習題中，相當多地擴展了MATLAB的使用。
這一版的新變化之一是，在每章章末放入了該章出現的變量符號和其定義的列表。
第七版介紹了一些關于電機動態過程的簡單例子，也包含了幾個MATLAB/Simulink例題和習題。
更新了前一版中的絕大多數圖片。
就像過去版本中的情況一樣，對于一門單純介紹性的課程來說，第七版中很可能包含了太多的內容。但書中的內容已經做了精心組織，使得教師可以挑選適合于他們所希望包括的主題內容。最初的兩章介紹磁路的基本概念、磁性材料及變壓器，第3章介紹機電能量轉換的基本概念，然后第4章給出對各種類型（旋轉）電機的總覽和介紹。有些教師會在介紹性的課程中，選擇省略掉第3章的所有內容或大部分內容，這樣做是可行的，而且不會對本書其余內容的呈現產生太大影響。
接下來的五章對各種類型的（旋轉）電機做了更深入的討論：同步電機在第5章討論，感應電機在第6章討論，直流電機在第7章討論，變磁阻電機在第8章討論，單相/兩相電機在第9章討論。由于各章幾乎是獨立的（第9章的內容除外，它基于第6章中對多相感應電機的討論），所以這些章的次序可以改變，而且/或者教師可以選擇側重于一種或兩種類型的電機，而不必覆蓋所有這五章的內容。
最后，教師可能希望從第10章有關控制的內容中挑選專題，而不是包括所有內容。關于轉速控制的內容，是對較早前有關各種類型電機的章節中所出現內容的相對直接擴展。有關磁場定向控制的內容理解起來稍顯復雜，它建立在附錄C中dq0變換的基礎之上，因此，在介紹性的課程中省略掉這部分內容，將其推遲到以后更高級的課程中，以便有充足的時間去學習，當然是合情合理的。
我要特別感謝南卡羅來納大學（UniversityofSouthCarolina）的CharlesBrice教授和塞達維爾大學（CedarvilleUniversity）的GeraldBrown教授，他們細心審查了書稿的各個章節，捕捉到了許多打字和數字錯誤。我也想要感謝很多其他審閱者，他們在本次修訂的策劃過程中提供了很多反饋意見。
MukhtarAhmad——AligarhMuslimUniversity
SaidAhmed-Zaid——BoiseStateUniversity
StevenBarrett——UniversityofWyoming
TapasKumarBhattacharya——IndianInstituteofTechnologyKharagpur
KalpanaChaudhary——IndianInstituteofTechnology,BanarasHinduUniversity,Varanasi
NagamaniChilakapati——NationalInstituteofTechnologyTiruchirapalli
S.ArulDaniel——NationalInstituteofTechnologyTiruchirapalli
JoraM.Gonda——NationalInstituteofTechnologySurathkal
N.AmmasaiGounden——NationalInstituteofTechnologyTiruchirapalli
AlanHarris——UniversityofNorthFlorida
R.K.Jarial——NationalInstituteofTechnologyHamirpur
UrmilaKar——NationalInstituteofTechnicalTeachersTrainingandResearch,Kolkata
M.RizwanKhan——AligarhMuslimUniversity
JonathanKimball——MissouriUniversityofScienceandTechno
……
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