主题：胡侃电机（一：序） -- 崇山彩云

这次讨论一下我翻过的几本电机方面的书的优缺点。

(a) 高景德先生的《电机过渡过程的基本理论及分析方法》

优点：

这本书对于我个人而言，就像毛主席在秋收暴动失败后发现还有井冈山可以去一样，具有重大的意义。因为过去学电机学的时候，哪怕是读懂其中一个小节（读懂是指：这个小节中每一个论断，每一个公式的来龙去脉都能搞透彻了），都是不可能的，总有些云山雾罩的东西让我感觉在吃木头渣子一样。读这本书的时候呢，因为作者把前因后果都交代清楚了，那么大部分的小节“居然”能读懂，这就给了我强烈的信心：电机的理论本身是能够被人所理解的。

这本书的第二个优点是说：数学工具很基本，稍微上点档次的数学工具居然只有拉普拉斯变换，对于我这样自诩为“拉普拉斯变换之王”（当然，这是非常夸张的说法，我只是比较熟练）的人而言，有点如鱼得水的感觉。

第三个优点是：细节问题处理得非常仔细。比如说，如果求解过程中需要求解一个四阶非稀疏矩阵的逆，那么在书中一定会把这个逆矩阵的每一个元素都仔细地写出来；比如说需要求解一个五阶系统的特征值的时候，五个特征值的解析表达式全部都写出来了（虽然全是近似的）；比如在讨论一个包含三台发电机的电网的时候，居然把每个发电机的方程、每个变压器的方程，每条线路的方程，每个负荷的动态方程都写在纸上，每个变量的上下标也标得清清楚楚。我过去没有，现在也没有遇到过任何的专著或者论文能够把细节处理到这么仔细的地步的，包括高景德的学生（比如四大弟子之类的）。

第四个优点是：讨论问题非常广泛，并不局限于电机本身。比如说，电力系统的小扰动稳定和功角稳定问题，带有电力电子装置的电机运行，居然都在书里被讨论了。跟随高景德先生一起体验整个电力系统建模的过程，这种感觉真是太好了，比参加数学建模竞赛还要爽（竞赛的时候肯定没有时间把每个细节都推敲清楚）。

缺点：

第一个缺点是：严重的缺乏数值例子。整本书中没有一个完整的数值例子，导致书中断言说参数A远远大于参数B的时候，我总是抱着狐疑的态度，非得在后面要提到的《Power System Stability and Control》去找个算例核对一下，当然，核对的结果总是令人惊讶的准确。

第二个缺点是：讨论问题缺乏范式，这一点做得不如后面要提到的《交流电机动态分析》，基本上讲，这本书中不同小节讨论问题采取的步骤是不一样的，非常灵活，很难给读者留下一套固定的解决问题的流程。

第三个缺点是：确实有点老了。比如：对于稳定性的分类跟今天主流的分类方式已经大不一样，很多这几年讨论得热火朝天的概念没有提到（例如矢量控制）。

总的来说：这本书作为学习电机的入门书是出类拔萃的好（至今有师弟师妹找我辅导电机理论的时候我都毫不犹豫地使用《电机过渡过程的基本理论及分析方法》，就像长征路上中革军委要是遇到麻烦就会毫不犹豫地使用干部团或者红四团一样），但是不能苛求这本出版于上世纪八十年代初的书能跟踪三十年后电机理论最新的发展。

(b) 汤蕴缪先生的《交流电机动态分析》

优点：

第一，这本书很多论述是从能量角度出发的，这是一种很别致的方式，比如说要求解电磁转矩是多少，居然是干脆利落的把磁场能量对转子位置角求导。这种做法背后的原理应该是Hamilton力学之类很深刻的理论。

第二，这本书形成了自己讨论问题的范式。这本书的范式基本上是这样的：每讨论一种电机，先列出在某种坐标系下的磁链方程，再列出电力方程，再列出转子运动方程，再标么化，再换一种坐标系把这套流程再走一遍。等到所有的坐标系都被讨论过了，就开始一个一个的讨论各种稀奇古怪的过渡过程，每种过渡过程的讨论流程是：如果描写这种过渡过程的数学模型在某个坐标系下具有线性定常的性质，那么就在这个坐标系中分析问题，并给出解析解；如果描写这种过渡过程的数学模型在任何坐标系下都不具有线性定常的性质，那么给出一组电机的参数，绘制仿真曲线，从曲线中归纳出这种过渡过程的性质。这种范式的好处是：所有的论述都是按照一个统一的框架整理好的，读者一旦熟悉了这种范式，仅读了全书的一半也能猜出剩下的一半要讲什么。

第二，坐标变换在这本书中被详细地进行了讨论。对于坐标变换，我能想到的和我所想不到问题的都在这本书里得到了充分的、详细的分析，我觉得这是这本书最大的亮点了。本科学非对称短路电流的计算，120变换学得天花乱坠，云里雾里，也搞不清楚任何细节；高景德先生的书在坐标变换的问题上是现上轿现扎耳朵眼，不断地提出一些令人耳目一新的论断， 接着不断地去证明，就跟过山车一样。这本书好就好在，在第一章就从容的把坐标变换讨论透彻了，后面的章节放心地去采用第一章的结论就好。

第三，异步电机稳态等值电路在这本书里被漂亮的推导了出来。这也是一个很头痛的老问题了，因为异步机转子和定子上电流频率不一样，我从本科的时候就一直搞不清楚为什么在异步电机稳态等值电路里，转子和定子的电流频率是一样的。

第四，给了若干个数值例子，配上仿真曲线，很直观。

第五，参考文献从上世纪20年代一直延续到本世纪初，把交流电机理论进行了非常全面的梳理；好像提到了一个很有意思的结论就是说：利用张量分析的方法（好高端），证明所有的交流电机模型都很变成派克-格列夫方程。

缺点：

只有一个：细节处理的比较粗糙，比如说采用和《电机过渡过程的基本理论及分析方法》一样的模型来算三相短路电流，愣是比高景德少得到了一个时间常数。

(c) Kundar先生的《Power System Stability and Control》

优点：

第一：把如何得到标么值系统的方程讲清楚了。

第二，这本书作为一本电力系统中的专著（而且毫无疑问是最牛的专著），而不是电机理论的专著，花了巨大篇幅来讨论电机的数学模型，非常深刻地反映出Kundar作为北美电力系统理论牛人的眼光。当然，这本书主要还是专注于电机模型在电力系统稳定性分析中的应用。

第三，给出了无数经典的数值例子，有些现在都成了标准算例了。

缺点：

只有一个：受美国人那种实用主义方法论的影响，好多本可以求得近似解析解的问题，居然只给出仿真曲线就算了。

(d) 何仰赞、温增银先生的《电力系统分析》

这本书对于不涉及电机模型的问题，比如导纳矩阵的生成，潮流计算，功率传输的相关概念……都给出了非常清晰的分析；但是，对于涉及到发电机模型的问题，比如短路电流计算，就有些含混了。

(e) 王锡凡先生的《现代电力系统分析》

优点：

第一，每一章开头的论述都是非常高水平的综述。

第二，规规矩矩的得到了用状态方程来描述的同步电机模型。

缺点：

标么值系统的获取方式与高景德书不一样(当然也不能说就是错的)。

(f) 王成元先生的《电机现代控制技术》

这本书我没有细读过，不过从目录上看还是很牛的，涉及了像扩展的卡尔曼滤波以及滑模观测器这种对我来说很科幻的技术。