电机学在讲什么？

为什么感觉电机学这门课程这么难学？感觉很没有条理？一般教材都是讲直流电机同步非同步电机变压器还有绕组那块完全不懂。。

没条件系统回答这个问题，但想聊一点感受。

我也觉得电机学是电气本科最难的专业基础课。当年修这门课，先后买了五本中英文教材一起看，因为对教材不满意，觉得理解得不畅快。

现在回想起来，感觉这块儿的教学有两方面问题。

一是动手的环节不够。我印象很深的是，当年买的五本教材里，只有一本清华出版社的，有比较丰富的真实电机解剖照片。至少我个人，是在看了那照片之后，才确信知道绕组什么样子、怎么连的。大部分教材，描述绕组的图已经高度符号化，不给人直观概念。不信看到这里的人回忆一下，当年你知不知道那些线在槽与槽之间怎么弯过去的。这方面我感觉这几年好学校都在改进，软体模拟大作业、配套实验逐渐丰富。当然由于课程容量有限，有时实验只能放到另外的课，甚至选修课里。

另一个问题就是，这部分知识已经高度成熟系统化，很多教材、课程，就是在完成知识组织呈现，简言之，就是告诉学生结果：电机是这么建模的，这么绕线的，有这样的性质。但对于电机这种非常需要理解的课，光告诉结果是不够的，更需要辅助学生去思考，为什么要研究这些东西，为什么有这么些结果。在引导学生发现知识这方面，我感觉传统电机课的教学体系是很薄弱的。一个不知所以然的人，往往会觉得，电机学真复杂。而明白了来龙去脉的人就会知道，那些知识明明就是努力把复杂问题简单化的成果：一个那么复杂的机器，那么复杂的电磁场环境，主要特性用几个电路、画几个相量、加减乘除就大概就讲清了。

初学者只有靠自己多投入，去弥补这些不足。电机是硬课，你若问我怎么学，我只能说，多考虑实物多动手，多理解来龙去脉和目的，最关键的，多花时间。这门课需要按学分的1.5倍以上去投入。比较高的境界，就是假想自己现在要去对一种叫电机的东西建模，想想你会怎么办。然后自己一点点重新构建起那些主要知识。但也不要心急，一步到位对大多数人不太现实。随著学习工作逐渐深入，部分内容要反复学很多次的。

其实这门课虽然磁场电场绕组乱七八糟，但是你如果认真钻进去研究你会发现还是非常具有逻辑思维的。很多时候可以抽象成数学问题，只要你数学功底够好，给你一个直流电机的机械特性方程，你什么结论都不用记了，直接在公式里看。什么启动制动调速，再数形结合，其实很清晰明白。我再举一个交流电机统一理论的例子，那个圆形旋转磁场的推理也是非常有逻辑性，从一个线圈到多个线圈，再到线圈组，完全是通过严密的逻辑一步一步数学推导出来的，包括一步非常漂亮的和差化积（还是积化和差来著记得不是特别清楚了），最后能推出结果。

所以个人觉得这门课还是很有意思的，前提是你的数学基本功一定要扎实，包括复变函数的知识，相量图要熟练掌握。这种处处贯穿著数学逻辑的课我就觉得很有意思，很值得推敲。你看现在最吃香的行业都是和数学逻辑紧密相关的，比如大数据计算机。而像生化环材这种偏重知识积累和实验的专业就一般（我不是这些专业的，只是个人看法，一家之言）。所以建议题主好好钻研进去，一通百通，而如果电机学这门课学不好，做为一名电气学生后面可能就有苦头吃了……

电机学（也有叫电机与拖动基础的，这门课我拿了89，鸡儿老师压分，为了不写高分情况说明，干脆一个90分的都不给）这门课主要就是介绍不同的电机的机械结构，以及应用场合，工作原理，以及控制问题

这就涉及到了直流电机，交流电机，变压器（至于为什么变压器也是电机，过会就知道了），以及步进电机的相关理论。

总得来说，其实只涉及了机械结构与原理+控制理论两部分的内容。

1:机械结构与系统原理

想要认识电机的工作原理，那就必须从其机械结构和系统组成说起，直流电机为什么要有电刷？为什么要有换向器？变压器为什么也是电机？通过书本以及简单的电磁学理论我们就可以知道，直流电机在绕组内电流方向是发生变化的，因此需要换向器使输出的电流方向统一，而电刷就是链接换向器和外接电路的「桥梁」。你还会发现交流电机本质上就是变压器，或者说两者的工作方式甚至与机械结构都太相似了。

2:控制

我们利用电机，无非是为了达到以下三中目的

A:利用电机带动负载达到期望的速度(当然也有控制加速度和距离的，属于同一类问题)

B：利用电机带动负载克服一定的力(或力矩)

C：利用电机带动负载转一定的角度

这就分别涉及到直流电机、交流电机的机械特性曲线以及速度特性曲线，而转动角度的问题一般由步进电机完成（当然并不是说除了步进电机以外的电机不能实现角度转动，只是其他类型的电机需要外部机械结构的帮助，这无疑增加了系统复杂度和迟滞发生的可能，而利用步进电机是方便快捷的）

要控制速度，就得看速度特性，我们会发现无非就是励磁绕组磁场大小（其实是控制励磁绕组电压），线圈绕组电阻以及外接电压。为什么电流不能控制呢？从公式中我们也能知道，因为大电流意味著几何速度增长的功耗，功耗一大，电机就烧。

要控制力矩，就得看机械特性曲线（这一部分留作课后作业，因为我自己也记得不太清楚了）

至于角度控制，这通常是容易的，困难的是如何不使用步进电机进行控制（至于为什么，我们过会再说）以及如何实现角度的平稳、无误差、快速的控制，包括检测，变送等环节的设计，这一部分将在《运动控制系统》以及《感测器原理》这两门课当中学习。

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了解了其机械结构，工作原理以及控制模式，才能开始应用。直流电机控制简单，但由于电刷的存在寿命不长，作用于负载不太大的场合，并且正在逐步被无刷直流电机取代。交流电机因为其转矩大的优点正在被逐步的广泛应用(顺带一提，你家的电动汽车就是交流电机驱动的)。步进电机及基于其原理设计的新型电机正在逐步行用于MEMS(微电机系统)，机器人，sop(片上系统)，特种感测器等新兴领域。

以上就是电机学介绍的内容，短短一千多字即可概括，但是具体的学习还得从书本和实践入手，买个小型电机，自己搭个调压电路，根据书上的公式研究研究，既有趣，还直观明了。

呵呵，这个题目有意思。

作为电气工程毕业的人，很理解第一次上电机课程的痛苦。

也理解毕业后对电机课程不理解的抱怨。

电机得基础，有两部分，第一电路，第二电磁学。

电路，作为电气工程的一个入门基础学科，我个人认为国内的课本又点太深，不适合面相刚刚毕业的高中学生。没有学好的同学可以看看引进国外的电路原理第七版pdf，网上有链接。

电磁学就算了，可能大部分学生听了学长的话也不会去选这门学科，有点可惜。

在说说电机学再本课程的地位：第一们电气工程的专业课，是学习电力系统的基础。虽然电力系统的一些基础还是电路，但是只要进行一些深入的理解，不可能避开同步电机。同步电机得学习也是电机学的重点难点。

电机学分为变压器与旋转电机。电机学综合了电学，磁学，力学。特别是磁学的分析，足以让对对电气工程有浓厚兴趣的工科男转专业，再加上国内课本遍的不像高中课本那样通俗易懂，缺少插图，所以就。。。。当然我也没有资格去评价各大高校遍的课本，只能说不适合我这个二本院校的人的口味，特别是清华大学的电机学，翻了几遍没有任何效果。

我最开始的学习方法是，反正电机学到最后都会综合成一个电路，那我就不管电磁学与力学，记住电路就得了

变压器就不说了，对电气不感兴趣的话也不会选择电气工程。虽然有一些不好理解的地方，但是相信对变压器本质的理解不会差太远。

旋转电机分为直流电机与交流电力。交流电机分为同步非同步，同步是同步发电机，非同步是非同步电动机。

如果你的目标只是学校的考试，或者注册电气的基础考试，多看看题目怎么考的，多理解一下答案，只看电路部分就可以，完全没必要去动磁学部分。

直流电机我后来就没有管他，因为用的很少，考试的话多理解答案就行了

非同步电动机暂时没有看，即使看也只是看非同步电动机的电气特性部分，因为电动机都是挂在负荷低压端，如果电力系统发生短路或者不平衡就会造成端电压的降低。

同步发电机，我想说的是它力学部分对于电气专业要求很低，即源动力与电磁力的增大于变小，对应与旋转转子就是加速减速，对于电网频率升高降低。

电磁学部分，如果从三相定子看去，直流的转子会产生一个旋转的运动磁场，很难去分析。但是如果从转子看去即转子不动，三相定子在转子上会形成一个与转子上的励磁绕组磁场作用完全相反的绕组，就像是变压器的二次绕组。

即转子的励磁绕组是变压器的一次绕组，在转子上有一个虚拟的二次绕组，跟变压器的二次绕组一样。不同的是变压器的是交流，这里两个绕组是直流。虚拟绕组通过旋转，蒋动能转换成定子绕组的三相交流电。

电气特性需要认真的看，因为在电力系统里边很重要。当然如果只是单纯的看电机学，你根本无法理解电机的电气特性如何应用。

电机作为电力系统的一个原件，单独拉出来讲解，本来就违背了一个学习的规律，再加上电力系统的老师不讲同步电机的话，相信同学们对电力系统也会失去兴趣的，恶性循环呀。

推荐学习的方法：先看看电机学的电路部分，磁部分的话尽量看，看不同就算了，不要硬干，积极性会这被顿兵搓锐。这样的话，电气特性也不会有太深的理解。没有推荐的课本，我用的清华大学的，不太推荐