学习电机学的方法

guanchan · 发表于 2025-8-26 21:24:10

《电机学》应该是这样学：

1. 理解一个带气隙铁芯线圈的基本物理概念，也就是电抗器，包括磁势、磁通、磁阻、磁导、磁链、磁密、磁场、磁能、电压、电势、电流、电感、电阻、电功率、磁场能、磁场余能，以及相互之间的关系，还有相位关系、相量图等；这是基础，很多人学不好电机，就是因为一开始不了解这些基本的物理概念；必须花相当的时间思考这些简单、基础、抽象的物理概念；
2. 在理解一个带铁芯的线圈模型之后，再增加一个线圈，也就是变压器的原理；非常非常之重要，必须深刻理解变压器的工作原理，公式、相量图、等效电路图，并会画，会计算；要对有功、无功、视在、励磁，等十分清楚；对运行方式，如空载、负载、短路、短路阻抗、短路电流、参数测试，等非常清楚。
如果前面两步没有完全理解，到第三步，也就是电机，就糊涂了；或者似是而非，可能学完整本《电机学》，也是糊里糊涂的。
3. 理解只有两个线圈的电机，一个是定子线圈，一个是转子线圈；理解线圈的磁势，电势，线圈的结构等；理解转矩是如何产生的，转矩的各种表达方式，相关的物理概念和理念，绕组电势，磁势，磁链的计算；如果这个明白了，理解了，基本上可以到此为止了，因为所有的电机你都明白了，后面的内容都很简单了。
如果整本《电机学》内容为100%，前面三步所占的比例是30%，20%，30%；后面所有电机的内容，不管什么形式，结构，类型，任何电机，总和也就是20%；
4. 理解交流同步发电机的概念，约占10%；理解异步电机，约占9%；其它所有电机，约占1%；
学习以上四步内容，必须有扎实的高等数学知识，电磁场基础，电路等；如果没有这些基础知识，你花再多时间，也就学点皮毛，不可能领会到电机的本质；很多人直接从第三步开始，而轻视第一步，第二步。尤其是最基础的第一步，觉得太简单，殊不知，你所知道的，明白的，只是表面，真正的物理概念含义，应该是反复思考，学完4步，再回到第一步，深入理解；
学习误区：（1）从直流电机开始，我觉得是最大的错误；（2）爱做题，不理解是白做，应该是多思考；（3）陷入公式，没有深入概念，对一些概念，量纲都没搞清楚；
如果理解了基本概念，物理本质之后，电机学的基本理论也就是一页纸的内容，如果不理解，那么满眼都是公式，推导，结构；真传一句话，假传万卷书。还有，如果没有扎实的高等数学，大学物理，电路的基础，再怎么努力也是学不好电机学的；如果有，翻翻书，看几遍也就会了，很简单。
不用公式不用图，简单讲一下我对电机的理解；
1) 电机内的转矩可以分为电磁转矩和磁阻转矩，前者可以视为两个电流线圈，或者两个磁链，或者两个磁势的相互作用，从数学上，就是两个向量的叉积，几乎所有的电机，最终都要进行简化到这个最简单的物理概念；后者可以视为一个磁场的磁力线被拉长产生的张力，从而产生的转矩；在所有的电机模型中分析这两种转矩，用图，公式，向量去描述；用电路图等，去理解转矩的计算；总之，从转矩这个角度入手，去一层一层理解；
2) 恒定电流产生恒定磁场，用数值计算；交变电流产生交变磁场，，交变磁场产生感应电势，用矢量计算；前者用于静态分析，后者用于稳态分析；试着从这两个状态去分析电机的参数，运行状态，公式等；
3) 基本的物理量有4个，电压（电势），电流，磁链，转矩；基本的参数有2个，电阻，电感；在所有的公式中，相量图，电路图中去理解这6个物理参数；
4) 电机运行的三种状态，空载、额定、短路，三种状态的各种公式，相量图，简化电路图，磁场分布，物理概念的分析要搞得非常明白。空载就是输出电流为0；短路就是输出电压（电势）为0；额定就是空载加短路，比如变压器的额定运行，就是空载运行和短路运行的叠加，从电路上来说，就是两种状态的叠加，这样参数计算就好理解了；电机也是一样的道理，感应电机等效电路就是T形电路，和变压器一样；物理概念上来说，就是一个无功，一个有功；数学上来说，就是一个实轴（q轴，转矩），一个虚轴（d轴，磁场）；叠加的思维方式，在电路上，就是回路电压法，支点电路法的具体应用。
下面介绍一下，如何学习电机学吧：
一、如果从事控制，《现代电机控制技术，王成元》是一本最合适的书，看100遍；会了这本书，就会matlab仿真了，靠电机控制可以谋生了；
二、如果从事电机设计，学明白以上说的《电机学》后，学习掌握ansoft静态，涡流，瞬态磁场的分析，做一下同步电机的例子，能够有机会请教一下高手，很快就会了；相关的书太多了，我觉得可能没有一本真正适用现在的电机设计的；会了这些，可以靠电机设计谋生了；
三、如果从事系统分析，《交流电机及其系统的分析，汤蕴缪》值得深研100遍。
学习电机学需要具备的基础知识：
a) 学好高等数学，特别是高数下册的多元微积分，关于格林公式，高斯公式，斯托克斯公式，通量，散度，环流量，旋度等概念，因为这些是学习电磁场的基础。
b) 学好电磁场，特别是电磁感应，电磁介质，H、B、P、M、J、磁路等概念要辨析清楚。
c) 了解《电路》中有关相量法，三相电路，正弦电路分析，耦合电感电路，磁路等基础知识。

当居 · 发表于 2025-8-26 21:28:14

感谢分享

2266998 · 发表于 2025-8-26 21:33:32

学习过程、电磁逻辑，基本概念都说的不错，努力学好这东西，现在有超高薪，高速电机，齿轮，能源控制，现在都过200多万！不是领导，就是工程师

干货专用号 · 发表于 2025-8-26 21:35:07

本帖最后由干货专用号于 2025-8-26 22:24 编辑

是自己的总结，还是从其他地方分享过来的？
看了楼主过往的帖子，应该是自己的总结，非常厉害了！

wf2725864 · 发表于 2025-8-26 21:45:39

不错啊

螺旋线 · 发表于 2025-8-26 23:01:25

王成元是做校长的，正真厉害的不是他。

cfl806900014 · 发表于 2025-8-27 08:09:19

还要多看一些英文的书，对比的看，八爷说的，够的到的都看

寂静回声 · 发表于 2025-8-27 11:27:31

什么是磁场余能？究竟是叫磁场余能密度还是叫磁场余能？
还是说你是打错了，其实是指剩磁的意思，指的是磁能积吗？

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