《微特电机及系统》教材作者及内容简介

微特电机及系统

主编姓名:程　明

出版时间:2004年10月

出版单位:中国电力出版社

教材形式:文字教材

适用层次:本科

适用专业:电气工程及其自动化、自动化

获奖情况:江苏省精品教材，2007年；全国电力行业精品教材，2007年

作者简介:

程明，男，获香港大学博士学位。国家杰出青年科学基金香港、澳门青年学者合作研究基金获得者。现任东南大学电气工程院教授、博士生导师、院长，东南大学风力发电研究中心主任。兼任中国电力教育协会电气工程学科教学委员会副主任委员，中国机械工业教育协会理事，全国电气工程及自动化系列教材编审委员会委员，江苏省电工技术学会副理事长兼秘书长，江苏省电机工程学会理事、节能工作委员会副主任委员，《电工技术学报》等期刊编委，美国电机电子工程师学会（IEEE）高级会员、南京分部（Nanjing Section）执委等。

近20年来，一直从事电机及控制领域的教学和科研工作，先后主讲“电机学”、“控制电机及应用”、“电机测试理论与技术”、“微特电机及系统”、“现代电动车技术”等课程，主持国家自然科学基金面上项目3项，共同负责国家自然科学基金重点项目1项，负责或为主参加部省级科研项目以及企业委托项目20多项，取得了多项具有国际先进或国内领先水平的研究成果，在IEEE Transactions、Journal of Applied Physics、《中国科学》等国内外重要学术刊物和国际会议上发表科研论文130余篇（其中SCI收录20篇，EI收录50余篇），在《高等工程教育研究》、《电气电子教学学报》等刊物上发表教研论文5篇，主编《微特电机及系统》“十五”规划教材等，获中国发明专利4项和实用新型专利6项。曾获国家教委科技进步二等奖、江苏省科技进步二等奖、国际汽车工程师学会（SAE）卓越环保运输奖、东南大学优秀教学成果二等奖等学术奖励和江苏省优秀青年骨干教师、江苏省优秀科技工作者、江苏省“六大人才高峰”学术带头人等荣誉称号，其传记被收入世界名人录（Who’s Who in the World）、科学与工程名人录（Who’s Who in Science and Engineering）和亚洲名人录（Who’s Who in Asia）。

教材简介:

全书37万字，分11章。除第一章绪论外，可分为两大部分，前5章（第二～六章）依次是伺服电动机与伺服系统、测速发电机、步进电动机、自整角机、旋转变压器，属于传统“控制电机”的范畴，后5章（第七～十一章）依次是永磁无刷直流电动机、单相交流串励电动机、双凸极电机驱动系统、直线电动机和超声波电动机，属于比较新或比较特殊的电机。内容组织上，在介绍各类电机基本结构与工作原理、基本特性和基本应用的前提下，力求一个“新”字，注意吸收科技发展的最新成果，反映电气工程学科的发展趋势，符合当前工程实际的需要。

教材的主要特色与创新点:

依据最新培养方案，吸收科学技术最新成果，对“微特电机及系统”课程内容进行“吐故纳新”与整合优化，并从系统的角度组织教学内容，使学生在掌握微特电机基本原理、基本性能和基本方法的同时，从“系统”高度理解微特电机在自动化系统中的作用，了解微特电机的发展趋势，以提高学生理解和解决实际问题的能力，适应21世纪对人才知识结构的新要求。主要特色与创新点:

1.内容新。本书在保留传统控制电机基本内容的基础上，力求反映当前科技发展的最新成果，内容上新增了多种新型特种电机，如双凸极电机驱动系统、超声波电动机、单相交流串励电机、永磁无刷直流电机等，其中多数内容在以前的教科书中是没有或很少的。即使对传统的控制电机，在内容组织上也有所创新和发展，充实了新的技术成果，比如，在伺服电动机与伺服系统一章中，增加了数字化交流伺服系统的介绍；在旋转变压器一章中，增加了数字式旋转变压器一节；在步进电动机一章中，根据工程应用中的实际情况，加大了混合式步进电动机的篇幅。

2.在组织体系方面也有所创新。比如，在伺服电动机与伺服系统一章中，根据在交流伺服系统中小型交流同步电动机应用日益增多的趋势，将交流同步电动机纳入伺服电动机；而永磁无刷直流电动机在以前一些教材中多是作为伺服电动机的一节，本书则单独列为一章等。

3.考虑到多数学生学习本课程的目的是今后在工作实践中应用微特电机，本书重点放在基本概念、基本原理、基本方法和基本特性的介绍上，并且避免过于复杂的数学公式和推导。

4.全书插图均采用计算机绘制，对于一些曲线类插图，如正余弦曲线、指数曲线、异步电机的机械特性等，尽量依据严格的数学关系绘制，避免徒手描绘。因此，图形的数学关系准确、清晰美观。

5.在每一章后都给出了数量不等的应用实例，以期使学生对该种电机在自动化等工程实践中的应用情况有一个感性认识。

6.每章都有适当数量的思考题和练习题，以帮助读者巩固和加深对所学内容的理解与掌握。

7.对主要名词术语都给出了英文译名，以便于读者阅读参考外文图书和资料。

8.书末较详细地列出了50篇主要参考文献，特别是反映最新研究成果的期刊文献，以期对有兴趣追踪和深入研究相关电机的读者有所裨益。

教材使用情况:

本教材自2004年10月出版以来，受到国内同行的普遍关注和肯定，被许多“985”和“211”高校所采用，这些学校包括浙江大学、华中科技大学、山东大学、四川大学、华北电力大学、福州大学、中国农业大学、华南理工大学、合肥工业大学、内蒙古工业大学，以及东南大学等，产生了较为广泛的影响。使用单位普遍反映，本教材取材新颖、取舍得当，论述清楚，逻辑性强，反映了微特电机领域的最新研究成果。教材图表清晰美观，印刷精美。教材理论深入，实例新颖并有启发性，理论与实际相结合，教师易教、学生易学。

教材建设总结:

微特电机及系统在工农业生产、国防、航空航天，以及一切自动化领域具有非常广泛的用途，在课程体系上是电机学的延伸与深化，理论性与实践性均较强，一直是电气工程及其自动化、电机与电器、工业自动化、机电一体化等专业（方向）的一门重要的专业（方向）课。随着教学改革的不断深入，对教材建设也提出了新的更高的要求。与此同时，随着科学技术的快速发展，微特电机的科学内涵也发生了很大变化，主要体现在以下几个方面:

（1）一些传统的控制微电机的应用正在日趋减少或被淘汰。例如曾被作为功率放大元件在自动化系统中发挥过重要作用的电机放大机，由于功率半导体放大器的普及和性能的不断提高而被取代了。

（2）近年来随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术的发展以及新材料、新工艺的应用，出现了许多新型微特电机，如永磁无刷直流电机、双凸极电机、直线电机、超声波电机等等，由于这些新电机性能优良或在某个方面的性能特别优异，发展迅速，并在很多场合得到了应用。

（3）在自动化等诸多应用领域，已不再是伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器等传统“控制电机”的一统天下，各种新型微特电机如永磁同步电机、开关磁阻电机等正在伺服、驱动领域获得日益广泛的应用。

（4）微特电机由“元件”向“系统”方向发展。传统上，多是将微特电机作为一个控制元件来加以考虑，着重研究的是电机本身的性能。但随着技术的发展，自动化程度越来越高，为提高整个自动化系统的综合性能，需要从系统的高度来考虑每一个元件，包括微特电机。特别是大功率集成驱动器和微处理器在微特电机驱动与控制中的推广应用，使微特电机向集成化、智能化方向发展，从而正在改变微特电机作为元件使用的传统概念，微特电机作为一个小系统的设计、生产和使用的新概念正在建立起来。而对于新出现的一些微特电机，如永磁无刷直流电机、双凸极电机、超声波电机等，必须与电子控制装置配合才能正常工作，它们本身就是一个小系统。

（5）随着教育体制改革的不断深化，更加重视学生基础知识和实践能力的培养。目前我国电气工程学科的本科生基本上都按大类招生，虽同为电气工程及其自动化专业，但各学校的培养目标、培养方案和培养方式不尽相同，相应的对教材提出了不同要求，不仅要理论联系实践，反映科学技术的最新成果，而且在内容上要有较大的选择余地。

基于以上考虑，我们按照“面向21世纪，深化教学内容和课程体系改革，提高教育教学质量”的精神，根据电气工程及其自动化专业的最新培养方案，吸收科学技术的最新成果，对“微特电机及系统”课程的内容进行“吐故纳新”，并从系统的角度组织教学内容，使学生在掌握微特电机基本原理、基本性能和基本方法的同时，从“系统”的高度理解微特电机在自动化系统中的作用，了解微特电机的发展趋势，从而提高学生理解和解决实际问题的能力，以适应21世纪对人才知识结构的新要求。据此制订了《微特电机及系统》教材的编写大纲，并经中国电力教育协会电气工程学科教学委员会审定，列入普通高等教育“十五”规划教材出版计划，由中国电力出版社出版。

在编写本书时，认定读者已经掌握电机学的一般原理和知识，因此，在分析微特电机原理和特性时，尽量以电机学的理论为依据。内容组织上，在介绍各类电机基本结构与工作原理、基本特性和基本应用的前提下，力求一个“新”字，注意吸收科技发展的最新成果，反映电气工程学科的发展趋势，符合当前工程实际的需要。

全书37万字，在保留传统控制电机基本内容的基础上，吸收了科技最新成果，充实了多种相对较新或较为特殊的电机，为不同专业、不同层次的读者选取学习内容留有较大空间和灵活性，既可作电气工程及其自动化等专业本科教材，也可作相关专业高职高专教材，还可供相关专业研究生和工程技术人员参考。在选用本教材时，可根据不同专业、办学层次和培养方案作合理选取和安排。