在準備本書第6版時，我想將一些對電力係統有較大影響的新內容介紹給大傢，其中有以下5部分內容。

第13章、12.23～12.26節介紹瞭雙饋感應電機的原理與特性。該電機的調速可通過在定子加固定頻率交流電，而在轉子通入可變頻率交流電來實現，故名為“雙饋”。雙饋電機原來用作變速電動機來驅動大型水泵等負載，現在，該電機在風力發電中作為雙饋發電動機使用。由於風力發電的重要性，有必要在本書中介紹這種特殊的電機。

第21章、21.45～21.51節對PWM的相關內容作瞭重要的修改，增加瞭新的內容及圖片。

第23章介紹瞭幾種電動機調速的電子控製方法。23.31～23.40節特彆介紹瞭直接轉矩控製（DTC）方法，與應用PWM及矢量控製方法不用，DTC使用瞭砰砰控製法，其對速度及轉矩的控製與其他方法不同，該章根據感應電機原理，對此做瞭直觀的分析。

第24章、24.28～24.35節討論瞭風能、風力發電。分析瞭幾種各具特點的風力發電方法。

第28章、28.20～28.24節介紹瞭輕型直流輸電方案，隨著IGBT的功率容量的提高，可在直流輸電裝置中使用IGBT將電能輸嚮遠端。故數十兆瓦容量的變流器可應用高頻的PWM技術，使濾波器的體積大大下降，更重要的是變流器可根據需要吸收或發齣無功功率。

本書第6版的教師手冊有瞭重要變化，題解由手寫版改為電腦排版，使之便於閱讀。另外，相關信息及工程應用（包括題解）公布在Theodore Wildi Web（http://www.wildi-theo.com）上。

本書第6版中新的內容大約有50頁，這些新內容與原書已有的數百頁中的內容相關。以單獨寫書介紹風力發電為例，需200頁左右的篇幅描述感應電機原理、電力電子技術、速度調節等內容。而本書的完整的知識體係，使得介紹新技術時無需對基礎知識作重新講解，也幫助讀者瞭解這些知識是如何貫穿在一起的。

技術發展綜述

本書的更新著眼於計算機技術在工業控製及自動化中的應用。通過計算機可以模擬繼電器及其觸點，計算機控製的通/斷控製可通過鍵盤編程的虛擬繼電器及其觸點來取消硬件的布置及連綫。藉助於互聯網，可將可編程序邏輯控製器（PLC）與整個工業製造過程結閤起來，從而將管理、銷售、采購及消費滿意度有機地結閤。

電力電子技術已廣泛應用於電氣傳動領域，傳動係統不僅僅具有直流電動機或交流電動機，而且包括相應的電子控製器。即“驅動”一詞涉及電動機及其驅動器，且能控製電動機的轉矩與速度。在教學中應充分注意上述變化。

技術發展涵蓋以下內容：1）大容量電力電子器件的發展，如絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）的工作頻率可達到20kHz，而晶閘管、門極可關斷晶閘管（GTO）的容量可達到數韆安電流，電壓也達到5kV。2）另一重要的因素是微處理器計算能力的提高，它能以驚人的速度進行信號的實時處理。

高開關頻率的IGBT使脈寬調製（PWM）技術可應用於變流器，實現對感應電動機的轉矩和速度控製。

多數工業驅動係統的容量範圍為分馬力至500馬力，該容量範圍的電動機驅動器中的功率器件可使用IGBT。使用IGBT的驅動器具有低維護成本、高效、更高的生産率等特點，這促進瞭電動機驅動器的更新換代。因此，在動態性能要求較高的場閤，維護方便的交流調速係統也在取代直流調速係統。

變流器技術的快速發展影響瞭工業、商業活動的各個環節，應用這些新技術，電梯、電動機車、電驅動艦船、伺服機構、加熱係統、通風係統、空調係統、風扇、壓縮機及大量的工業生産流水綫等裝置或係統得到瞭提升。

相對穩定50餘年的輸電、配電係統也受此影響發生瞭變化。如同步調相機、變頻機組等大型鏇轉電機已被完全沒有鏇轉部件的固態變流器所取代。

大功率靜態開關、晶閘管可控電容器、可進行相位補償的變流器等裝置隨著相關技術的發展而齣現。新的電力潮流控製方法，FACTS（Flexible AC Transmission System）可使輸配電係統能傳輸更大的功率，以滿足日益增長的電力需求。由於變流器的反應速度很快，它可以穩定受到外界乾擾的電網。

一個很重要的事實是：所有這些技術發展都基於共同的基礎。換句話說，使用在電動機驅動係統中的變流器與在電力係統潮流控製中應用的變流器是相似的。這樣，本書所有內容都前後連貫起來，方便瞭使用電機、驅動與電力係統教材的老師與學生。

一些重要章節的簡述

第2章介紹瞭如何列寫電路方程。大多數學生知道如何求解這些方程，但卻在列寫方程時遇到睏難。作者介紹瞭易於掌握的AC/DC電路求解過程，讀者可由此受益。

.　　VIVII第11章介紹特殊變壓器，其中包括高頻變壓器。高頻變壓器與變流器的高頻化緊密相關，該變壓器的體積隨頻率升高而下降。

第16章介紹同步發電機，該發電機體積增大時，效率及單位體積輸齣功率會增大。這個概念有助於設計此類發電機。

第18章介紹單相感應電動機的等效電路，該電路是依據三相感應電動機近似後得到的。

第21章介紹電力電子技術，討論變流器、PWM技術等，如何使IGBT變流電路産生任意頻率、任意波形的輸齣電能的方法。

第23章介紹交流電動機的電子控製，包括變速運行時感應電機特性、PWM驅動器、磁通矢量控製等內容。

第29章介紹電力傳輸、分配的固態控製器，解釋電力傳輸中的電子控製技術，討論瞭與電能質量相關的暫降、暫升、諧波、電壓下降等概念。改善電力質量的電子控製方法對電力係統的重要性日益加強。

第30章討論諧波，介紹諧波如何影響電容、電感、電纜、變壓器的性能，影響電力係統的質量。該章以簡單的語言說明諧波是怎樣産生的，又是如何消除的。

本書讀者對象

本書討論的內容所需的基礎知識為電路理論、代數及三角學等。

本書寫作時對復雜問題進行瞭易於理解的處理，故適用各種類型的讀者。它即適閤大專院校2年製的電類學科，由於其涉及麵很廣，也適閤4年製的相關學科。許多學校將此書作為電力係統課程的教材。工業實踐環節的指導老師也可在該書中找到許多可直接應用於實驗室或電氣工業中的相關信息。該書也可應用於繼續教育，書中的眾多樣例方便自學。

每章結尾的習題分為3個層次：初級、中級和高級。為方便讀者解題，在書的後麵附有題解。讀者也可在書後的參考文獻（包括圖書、論文、網站等）中找到更進一步的信息。

快速瀏覽本書，可發現書中照片的重要性。通過圖錶和圖片，可展示各裝置、係統的結構及使用場閤。不少學生可能從未去過相關工廠，未近距離觀察過輸配電係統，但照片可幫助他們瞭解這些裝置、電機等。

通過31章的內容，讀者可瞭解如何將不同的概念結閤在一起，如同步電動機的術語及功率方程與輸電綫的類似。而與輸電綫相關的無功功率是變流器中的重要概念。因此，在某一方麵得到的知識可應用到另外場閤。其結果是：對電機、驅動與電力係統的學習將成為充滿挑戰、發人深省的體驗。

為瞭錶達實際的電機和電力係統，應該關注轉動慣量、材料的物理極限及由於發熱引起的問題，這涉及多學科研究領域。總之，本書采用理論、實際及多學科分析來幫助讀者對電氣工程技術作全麵的瞭解，使各位掌握更多的相關知識從而具有更多的就業機會。

最後，對本書的使用作一下說明：電力工業，尤其在快速功率半導體器件方麵在過去10年中得到瞭快速發展。電機、驅動及電力係統的更新換代需要時間，在此期間，本書涉及的相關技術不會有較大的變化。因此，本書第6版將會使用較長一段時間。

緻謝

作者深深感謝對本書第6版以及前幾版的寫作做齣貢獻的以下人士：

教授及審核者：Robert T.H.Alden, Professor Emeritus, McMaster University; Ramon E.Ariza, Delgado Community College; Fred E.Eberlin, Educational Consultant; David Krispinsky.Rochester Institute of Technology: Athulu Kulatunga, Southeast Missouri State University; Rick Miller, Ferrls State University; M.H.Nehir, Montana State University； Martin M.Peros, Seneca College; James E.Roach, Bob Jones University; Chandra Sekhur.Purdue University; Gerald Sevigny, Southern Maine Technical College; Philippe Viarouge and Hoang Le-Huy, Laval University; Stacy Wilson, Western Kentucky University; and Thomas Young, Rochester Institute of Technology.

特彆感謝對本書提齣非常有價值建議的Scott Norr(University of Minnesota-Duluth)和Andrzej Trzynadlowski(University of Nebraska-Reno)。

商業、工程界及相關學會人士：Gilbert Sybille of Hydro-Quebec Power System Simulation Laboratory (IREQ), André Duponl, Raj Kapila, G. Linhofer, and Katherine Sahapoglu of ABB; Roger Bullock, Gerry Goyette, Jim McCormick, James Nanney, Darryl J.Van Son, and Roddy Yates of Baldor Electric Company; Jacques Bédard, Guy Goupil, and Michel Lessard of Lab-Volt Ltd.; Richard B.Dubé of General Eleclric Company; Abdel-Aty Edric and Ashock Sundaram of Eleclric Power Research Institute; Nell H.Woodley of Weslinghouse Electric Corporalion; Maurice Larabie, Jean-Louis Matin, and Bernard Oegema of Schneider Canada; Carl Tobie of Edison Electric Institute; Damiano Esposilo and Vance E.Gulliksen of Carnival Cruise Lines; Scott Lindsay of Daiya Control Systems; Louis Bélisle and Jean Lamontagne of Lumen; Benoit Arsenault and Les Halmos of Allen Bradley.

我也在這裏感謝齣版商Charles E.Stewart，Jr，Prentice Hall公司的副主編Mayda Bosco，及高級編輯Alexandrina B.Wolf，感謝他們對本書齣版的各種幫助。

感謝我的兒子，Karl，他對本書的最新版本的文字處理付齣瞭辛勤的勞動。

感謝我的妻子，Rachel，我在假期忙於寫作、谘詢及教學時，她一直支持我的工作。

許多教師、學生、工程師、技術人員通過wildi@wildi-theo.com郵箱提齣瞭問題和建議，非常感謝！希望大傢繼續關心本書。

Theodore Wildi

↑摺 疊

序言

齣版者的話

文藝復興以來，源遠流長的科學精神和逐步形成的學術規範，使西方國傢在自然科學的各個領域取得瞭壟斷性的優勢；也正是這樣的傳統，使美國在信息技術發展的六十多年間名傢輩齣、獨領風騷。在商業化的進程中，美國的産業界與教育界越來越緊密地結閤，信息學科中的許多泰山北鬥同時身處科研和教學的最前綫，由此而産生的經典科學著作，不僅擘劃瞭研究的範疇，還揭示瞭學術的源變，既遵循學術規範，又自有學者個性，其價值並不會因年月的流逝而減退。

近年，在全球信息化大潮的推動下，我國的信息産業發展迅猛，對專業人纔的需求日益迫切。這對我國教育界和齣版界都既是機遇，也是挑戰；而專業教材的建設在教育戰略上顯得舉足輕重。在我國信息技術發展時間較短的現狀下，美國等發達國傢在其信息科學發展的幾十年間積澱和發展的經典教材仍有許多值得藉鑒之處。因此，引進一批國外優秀教材將對我國教育事業的發展起到積極的推動作用，也是與世界接軌、建設真正的世界一流大學的必由之路。

機械工業齣版社華章公司較早意識到“齣版要為教育服務”。自1998 年開始，我們就將工作重點放在瞭遴選、移譯國外優秀教材上。經過多年的不懈努力，我們與Pearson、McGraw-Hill、Elsevier、John Wiley & Sons、CRC、Springer等世界著名齣版公司建立瞭良好的閤作關係，從他們現有的數百種教材中甄選齣Thomas L.Floyd、Charles K.Alexander、Behzad Razavi、John G.Proakis、Stephen Brown、Allan R.Hambley、Albert Malvino、Mark I.Montrose、David A.Johns 、Peter Wilson 、H.Vincent Poor、Dikshitulu K.Kalluri 、Bhag Singh Guru、Stephane Mallat等大師名傢的經典教材，以“國外電子與電氣工程技術叢書”為總稱齣版，供讀者學習、研究及珍藏。這些書籍在讀者中樹立瞭良好的口碑，並被許多高校采用為正式教材和參考書籍。其影印版“經典原版書庫”作為姊妹篇也越來越多地被實施雙語教學的學校所采用。

權威的作者、經典的教材、一流的譯者、嚴格的審校、精細的編輯，這些因素使我們的圖書有瞭質量的保證。隨著電氣與電子信息學科建設的不斷完善和教材改革的逐漸深化，教育界對國外電氣與電子信息教材的需求和應用都將步入一個新的階段，我們的目標是盡善盡美，而反饋的意見正是我們達到這一終極目標的重要幫助。華章公司歡迎老師和讀者對我們的工作提齣建議或給予指正，我們的聯係方法如下：

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