本书主要介绍机电能量转换的基本原理及应用，共7章，分别为：机电能量转换装置及发展、基本电磁定律和磁场储能、机电能量转换原理、机电系统运动方程、坐标变换与原型电机、传统电机的分析、磁阻电机的分析，其中一些内容融入了作者近年的研究成果。 本书可作为高等院校机电类相关专业的研究生教材，也可作为电气工程、电机及控制等相关方向科研、工程技术人员的参考书。

能够实现机械能与电能之间相互转换功能的装置称为机电能量转换装置。在我们生产生活的实践中，存在大量这种类型的装置。本书侧重于阐述机电能量转换的基本物理原理，目标是建立机电能量转换装置的理论分析、建模、求解等较为完整的体系架构，编写过程力求采用简单的基本原理及公式对机电能量转换装置进行描述。 与“电机学”课程不同，“机电能量转换”课程研究机电装置中机械能与电能之间更为普遍的转换规律。本书大致脉络为：在基本电磁原理的基础上总结机电装置中的电磁力、感应电动势的产生原理，归纳出机电能量转换装置的一般分析方法，推导获得机电能量转换发生的条件；通过拉格朗日方程建立完整约束机电装置的数学模型；为了对机电系统实施控制，采用坐标变换简化、求解机电装置运动方程，并引入原型电机概念；最后在传统电机和开关磁阻电机、双凸极电机中应用机电能量转换原理进行分析。 本书由南京航空航天大学陈志辉编写，研究生朱嘉骏、马昕晨、薛敬业、朱磊、刘洋洋和于海涵等参加了图表的绘制等工作，在此表示感谢。在本书编写过程中，参考了很多国内外的著作和文献，在此对著作和文献的作者致以由衷的谢意。 本书承南京航空航天大学王晓琳、秦海鸿审阅，两位老师在本书结构、文字方面提出了宝贵意见，在此表示深切的谢意。 由于编者水平有限，书中存在的不当或错误之处，恳请读者批评指正。

第1章 机电能量转换装置及发展 1.1 机电能量转换装置的分类 1.2 机电能量转换装置的发展 习题与思考题1 第2章 基本电磁定律和磁场储能 2.1 静磁场中的基本定律 2.1.1 洛伦兹力定律 2.1.2 毕奥-萨伐尔定律 2.1.3 安培环路定律 2.2 磁导率和磁场强度 2.3 判断电磁力的相互作用原理和对齐原理 2.3.1 相互作用原理 2.3.2 对齐原理 2.4 磁路与气隙中的边缘效应 2.5 电磁感应定律 2.6 磁滞曲线 2.7 永磁体的特性 2.8 小结 习题与思考题2 第3章 机电能量转换原理 3.1 机电能量转换过程的能量关系 3.2 保守系统和状态函数 3.3 单边激励机电装置的分析 3.3.1 输入耦合场的净电能 3.3.2 磁场储能 3.3.3 磁场力 3.3.4 借助图形分析磁场力 3.4 双边激励机电装置的分析 3.4.1 输入耦合场的净电能 3.4.2 磁场储能 3.4.3 电磁转矩 3.4.4 多边激励机电装置 3.5 以电场作为耦合场的机电装置 3.5.1 电场能和电场力 3.5.2 电场型电机的分析 3.5.3 电场型机电装置与磁场型机电装置的比较 3.6 永磁系统中的力与转矩 3.7 机电能量转换的条件 3.8 旋转电机的电磁转矩 3.8.1 隐极电机的分析 3.8.2 凸极电机的分析 3.8.3 电机产生平均电磁转矩的条件 3.9 麦克斯韦应力张量 3.10 电磁铁动铁的受力分析 3.10.1 电磁力有限元暂态仿真法 3.10.2 虚功法 3.10.3 电磁力公式法 3.10.4 磁能密度法 3.11 小结 习题与思考题3 第4章 机电系统运动方程 4.1 机电类比 4.1.1 机械系统和机械元件模型 4.1.2 电路的对偶关系 4.1.3 机械系统和电系统的类比关系 4.1.4 机械系统的模拟电路 4.2 机电系统的能量与拉格朗日函数 4.2.1 拉格朗日方程反演 4.2.2 广义坐标与拉格朗日函数 4.3 拉格朗日方程与汉密尔顿运动方程 4.3.1 变分的概念 4.3.2 拉格朗日方程的推导 4.3.3 汉密尔顿运动方程 4.3.4 拉格朗日方程应用条件 4.4 拉格朗日方程应用 4.5 小结 习题与思考题4 第5章 坐标变换与原型电机 5.1 机电能量转换装置的运动方程分类 5.2 三相电机的气隙磁通势 5.3 综合矢量 5.4 电机常用坐标系统 5.4.1 αβ0坐标系统 5.4.2 dq0坐标系统 5.4.3 120坐标系统 5.4.4 FB0坐标系统 5.4.5 功率不变约束下的αβ0变换和dq0变换 5.5 电机统一理论 5.6 小结 习题与思考题5 第6章 传统电机的分析 6.1 直流电机 6.1.1 理想他励直流电机的运动方程 6.1.2 复合励磁方式的直流电机运动方程 6.1.3 直流电机的补偿绕组及换向极 6.2 感应电机 6.2.1 基于三相物理量的感应电机运动方程 6.2.2 基于两相静止坐标系的感应电机运动方程 6.2.3 基于两相同步旋转dq0坐标系的感应电机运动方程 6.2.4 转子磁链定向的MT0坐标系下的感应电机运动方程 6.2.5 感应电机矢量控制策略 6.2.6 感应电机直接转矩控制（DTC）策略 6.3 同步电机 6.3.1 基于三相物理量的同步电机运动方程 6.3.2 基于两相旋转坐标系的同步电机运动方程 6.3.3 永磁同步电机运动方程 6.4 小结 习题与思考题6 第7章 磁阻电机的分析 7.1 开关磁阻电机 7.1.1 运动方程 7.1.2 开关磁阻电机的控制仿真与分析 7.2 双凸极电机 7.2.1 运动方程 7.2.2 双凸极电机的控制仿真与分析 7.3 小结 习题与思考题7 参考文献