主题：胡侃电机（一：序） -- 崇山彩云

我认为有六个方面的原因：

第一，教材中的论述不能解答教材自己提供的的问答题。

电机学教材中问答题通常是这种风格：

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XX变压器外接电源频率要是从50Hz上升到了60Hz, 那么，漏抗变大/变小？铁耗变大变小？铜耗变大变小？变比变大变小？为什么？

XX变压器原边本来是星形，结果错误的接成了三角形，那么漏抗变大/变小？铁耗变大变小？铜耗变大变小？变比变大变小？为什么？

XX电机中的XX电阻（也有可能是xx绕组多绕了多少圈）增大了，那么另一个XX阻抗变大变小？XX电流变大变小？XX电压变大变小？XX功率变大变小？XX转矩变大变小？XX损耗变大变小？为什

么？

XX电动机中有哪些调速方式？哪种调速方式机械特性硬/软？为什么？

为什么XX电机启动电流比YY电机启动电流大？

……

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变大变小的问题本身已经够抓狂的了，“为什么”更抓狂，然而最抓狂的事情是：教材中不能直接找到这些问题的答案，而且除非福尔摩斯这样千年难遇的人才，想从教材的论述中“推断”

出答案也是不可能的事情……

我不知道别人什么看法，反正我读电机学教材的感觉是：彻底的空灵，如同看了一场艺术致死的电影一样。这教材表面上有诗歌的空灵悠远的意境，却没有诗歌的韵律和节奏，回头有机会贴

一点原文上来请南方有嘉木河友鉴赏一下。

第二，教材本身引入了若干新概念，但是对于这些概念进行解释的风格不适合初学者。

以下通过四种概念来展示教材多么的不“初学者友好”。

1.励磁

我很坦诚的供认，我当时学的时候把这两个概念彻底搞混了：励磁和励磁控制系统。以下分别阐述我当时稀里糊涂的可笑的认识：

用大白话讲，励磁相当于一块磁铁，但是教材上很有专业精神的把各种磁路栩栩如生的画出来，就是不明讲这是一块磁铁。专业精神、栩栩如生、不打开天窗说亮话的结果是：我找不出图里

哪些部分代表励磁？而且我自己也找不到磁铁在哪里：自己看见的不是铁心就是气隙，磁铁呢？当然现在知道了，如果不是永磁电机，励磁都是电磁铁，可是教材里哪张图里把励磁画成《大

学物理》里的电磁铁的样子了？我都上了硕士了，才在高景德老师的书上看见非永磁它励直流机的励磁被画成了一个中规中矩的《大学物理》和《高中物理》中的电磁铁，瞬间就顿悟了（这

也是为什么我后来对高景德老师敬仰的原因之一）。当然了，任何电机的励磁的实物看起来都不会像《大学物理》里画的电磁铁，但是作为给初学者讲解新的概念，要么明确地把“励磁就是

磁铁”这一论断赤裸裸的讲出来，要么就把图画成大二学生很熟悉的样子，难道是一个很高的要求吗？

在励磁控制系统方面，我是到了硕士阶段才醒悟过来：励磁控制系统跟励磁本身是两回事情，励磁控制系统的本质就是晨枫老大过去在《自动控制的故事》里提到无数次的框图和传递函数，

它的物理实现有无穷多种方式，励磁控制系统相当于控制器（虽然设计这种控制系统的时候很少照搬现代控制理论的结论和工具），励磁（甚至包括电机本身）都只是被控对象而已。虽然说

电机学教学大纲和教材都不会把励磁控制系统当作重点来论述，不过这种云山雾绕的论述还是把一根筋的我绕晕了。我当时读电机书的感觉是：为啥励磁一会儿像铁心，一会儿是直流机，一

会儿是晶闸管电路，一会儿又是个能产生空载电压但是物理本质很空灵的装置……

于是乎，励磁在我心中成了薛定谔的猫，双缝干涉过程中的光子，刘慈欣同志笔下的球状闪电，三体星人眼中的乱纪元……最后打包成为一团浆糊铭刻在了我本科的回忆里。

2.电枢反应

用大白话讲，电枢反应指的是转子磁场和定子磁场之间的叠加。

事实上，这是一个很新的概念。例如，高中物理或者大学物理当中我们无数次的经历过这么一种场景：一个线圈在恒定磁场中旋转，根据电磁感应，一定有电动势感应出来，如果线圈连接一个电阻而闭合，就会有感应电流产生……我们在对这个场景进行计算的时候忽略了一点：旋转的线圈上要是有电流，那么也会有磁场产生，但是这种磁场在物理课上啥时候考虑过？这种忽略其实也就是对于电枢反应的忽略。然而，电机学在解释电枢反应的时候绝不是采取这种大白话的方式。首先啥叫电枢？标准定义是：“在电机实现机械能与电能相互转换过程中，起关键和枢纽作用的部件。”（有没有一种很庄严神圣的感觉？要是这个时候配上《人民军队忠于党》这种感觉就更神圣了）我学的时候就晕了，根本意识不到这是定子或者转子的另一种说法。其次，教材为了“直观”，画磁场分布的时候把磁力线画的弯弯曲曲（我猜这是采用了有限元分析的结果），这样对我的影响是：我认为电枢反应是一种比量子隧道效应还要高级的神秘效应，它的物理本质是不可解释的，我就这样堕落到不可知论的深渊去了……其实啊，要是我来写教材就会这样：假定转子磁场和定子磁场都分别是沿某一方向的匀强磁场，那么他们的叠加就只会根据平行四边形法则来确定。哪里来的这么多弯弯绕绕的曲线？

3.助磁和去磁

这些概念更扯了，为了确定电机在某种状态下是助磁还是去磁，需要不停的跟以下概念纠缠：

功率因素角，功角，各种空间向量……

其实我除了功率因素角，其它概念当时都不懂……

完整吃透了同步电机数学模型之后才知道，这事儿没那么困难，归根到底就一点：转子磁场和定子磁场叠加之后，如果励磁绕组中的磁链增大了就是助磁，如果减小了就是去磁……

4.保梯电抗

首先要说的是：这个概念的理解上我也很二……

保梯是一个人的名字:Potier，可是教材自始至终没有讲这一点，我的理解是：和复变函数中保角变换类似，在电机的什么什么关系中一定要保持一个梯形……于是就悲剧了，我在各种曲线和表格中试图找到一个“梯形关系”，差点成了民科，可是“梯形关系”跟永动机一样虚无缥缈……

在保梯电抗的问题上，我承认我很二，不过我也由此恨透了教材的编写者，后来干脆把电机学教材烧了……