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永磁同步电机——基础理论、共性问题与电磁设计

永磁同步电机结构简单紧凑,功率密度、转矩密度、效率和功率因数高,转速与供电频率成正比,控制性能好,在工农业生产、国防工业、航空航天、机器人、新能源、电动汽车等领域得到越来越广泛的应用。
本书是作者多年来从事永磁同步电机研究和产品开发的成果总结。本书首先介绍了永磁材料的特性、性能特点与防护,以及永磁同步电机的磁路计算方法;然后分析了永磁同步电机的轴电压、齿槽转矩、电磁振动、不可逆退磁等共性问题;*后介绍了异步起动永磁同步电机、变频调速永磁同步电机、圆筒型永磁同步直线电机、高速永磁同步电机等的结构特点、性能分析方法和电磁设计方法。
本书既可供从事永磁同步电机研究、产品研发的科研人员、工程技术人员使用,也可作为高等学校相关专业的研究生教材,以及继续教育的教材。

封面
前折页
题名页
版权页
前言
第1章 永磁材料
 1.1 永磁材料的发展概述
 1.2 材料磁性的产生机理
 1.3 永磁材料的特性曲线
 1.4 永磁材料的性能参数
 1.5 常用永磁材料及其性能
 1.6 永磁材料的磁性能稳定性
 1.7 永磁材料的制备
 1.8 永磁材料的失效与防护
  1.8.1 稀土永磁材料的失效类型[8]
  1.8.2 稀土永磁材料的腐蚀形式[8]
  1.8.3 钕铁硼永磁的失效与防护
  1.8.4 钐钴永磁的防护
 参考文献
第2章 永磁同步电机的磁路计算
 2.1 永磁同步电机的磁路结构
 2.2 永磁同步电机的等效磁路
 2.3 永磁同步电机的外磁路计算
  2.3.1 主磁路的计算
  2.3.2 漏磁路的计算
 2.4 永磁体工作点的确定方法
  2.4.1 永磁体工作图法
  2.4.2 解析法[3]
 参考文献
第3章 永磁同步电机的轴电压
 3.1 轴电压概述
 3.2 永磁电机的轴电压及产生机理
 3.3 永磁磁场固有轴电压的解析分析方法
 3.4 极槽配合对永磁磁场固有轴电压的影响
 3.5 抑制分数槽绕组永磁电机永磁磁场固有轴电压的极弧系数选择方法
 3.6 抑制分数槽绕组永磁电机永磁磁场固有轴电压的转子分段斜极方法
 3.7 转子偏心对永磁磁场固有轴电压的影响
 3.8 三相对称电枢反应磁场固有轴电压的分析
 3.9 三相不对称电枢反应磁场固有轴电压的分析
 3.10 共模轴电压的计算
 3.11 轴承的保护措施与保护方案
 参考文献
第4章 永磁同步电机的齿槽转矩
 4.1 永磁同步电机齿槽转矩的统一解析分析方法
  4.1.1 齿槽转矩的产生机理
  4.1.2 齿槽转矩的解析分析方法
  4.1.3 齿槽转矩的削弱方法
  4.1.4 极槽配合、槽口宽度、斜极和斜槽对齿槽转矩的影响
 4.2 基于分段斜极的齿槽转矩削弱方法
 4.3 基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱方法
 4.4 基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法
 4.5 基于磁极偏移的齿槽转矩削弱方法
 4.6 基于不等厚永磁磁极的齿槽转矩削弱方法
 4.7 基于不同极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法
 4.8 基于开辅助槽的齿槽转矩削弱方法
 4.9 基于不等极弧系数的齿槽转矩削弱方法
 4.10 改变转子齿槽参数的齿槽转矩削弱方法[9]
  4.10.1 转子槽数对齿槽转矩的影响
  4.10.2 改变转子齿槽参数削弱齿槽转矩的方法
 4.11 基于不均匀气隙的内置式调速永磁同步电机齿槽转矩削弱方法
 4.12 转子静态偏心对表面式永磁同步电机齿槽转矩的影响[10]
 参考文献
第5章 永磁同步电机的电磁振动
 5.1 概述
 5.2 电磁力波的快速准确计算方法
  5.2.1 电磁力波
  5.2.2 空载电磁力波计算
  5.2.3 负载电磁力波的计算
 5.3 定子固有振动频率的计算
  5.3.1 基于单环型机电类比法的定子固有振动频率计算[3]
  5.3.2 基于能量法的定子固有振动频率计算方法
  5.3.3 计算实例
  5.3.4 定子铁心结构参数对固有振动频率的影响
 5.4 电磁振动的计算方法
 5.5 电磁振动削弱方法
 5.6 转子偏心时电磁力波的分析与电磁振动削弱
 参考文献
第6章 永磁同步电机的不可逆退磁
 6.1 永磁体不可逆退磁的产生机理
 6.2 不可逆退磁的影响因素
 6.3 计及温度影响的永磁体内禀退磁曲线
 6.4 不可逆退磁对电机性能的影响
 6.5 异步起动永磁同步电机起动过程中的最大退磁[6]
 参考文献
第7章 永磁同步电动机稳态运行理论与电磁关系
 7.1 永磁同步电动机的工作原理
 7.2 空载磁场与空载感应电动势
 7.3 电枢反应磁场与电枢反应电抗
 7.4 内置式永磁同步电机电枢反应磁密波形系数的解析计算
 7.5 永磁同步电动机的电压方程和相量图
 7.6 永磁同步电动机的功率方程和功角特性
 7.7 dq坐标系下调速永磁同步电动机的数学模型
 7.8 调速永磁同步电动机的矢量控制
  7.8.1 矢量控制原理
  7.8.2 永磁同步电动机矢量控制运行时的基本电磁关系
  7.8.3 常用的矢量控制方法
  7.8.4 调速永磁同步电动机矢量控制系统
 参考文献
第8章 异步起动永磁同步电动机
 8.1 异步起动永磁同步电动机的结构与工作原理
  8.1.1 结构
  8.1.2 工作原理
  8.1.3 优势与存在的问题
 8.2 异步起动永磁同步电动机的转子磁路结构
 8.3 异步起动永磁同步电动机的磁路计算
  8.3.1 计算极弧系数的确定
  8.3.2 空载漏磁系数的确定
  8.3.3 最大退磁时永磁体平均工作点的计算
 8.4 异步起动永磁同步电动机起动过程的转矩分析
  8.4.1 起动过程的转矩
  8.4.2 改善转矩特性的方法
 8.5 异步起动永磁同步电动机的数学模型与仿真计算
 8.6 异步起动永磁同步电动机的运行特性
 8.7 提高稳态性能的方法
 8.8 笼型转子异步起动永磁同步电动机的电磁设计
  8.8.1 异步起动永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标
  8.8.2 定子冲片尺寸和气隙长度的确定
  8.8.3 定子绕组的设计
  8.8.4 转子设计
 8.9 复合实心转子异步起动永磁同步电动机
  8.9.1 复合实心转子永磁同步电动机的结构和工作原理
  8.9.2 复合实心转子永磁同步电动机起动过程分析[6]
  8.9.3 复合实心转子永磁同步电动机转子涡流损耗削弱[6]
 8.10 变极起动永磁同步电动机
 参考文献
第9章 变频调速永磁同步电动机
 9.1 变频调速永磁同步电动机的结构和性能特点
  9.1.1 结构
  9.1.2 性能特点
 9.2 两种特殊电枢绕组
  9.2.1 双层同心式不等匝绕组
  9.2.2 分数槽绕组
 9.3 表贴式结构与内置式结构的对比
 9.4 气隙磁密波形优化
 9.5 基于有限元法的交直轴电枢反应电感计算
 9.6 计及变频器控制策略的电机性能计算方法
 9.7 低速直驱永磁同步电机
 9.8 电磁设计
 参考文献
第10章 圆筒型永磁同步直线电机
 10.1 圆筒型永磁同步直线电机的结构、工作原理与分类
 10.2 圆筒型永磁同步直线电机的电动势和推力计算
 10.3 圆筒型永磁同步直线电机的极槽配合和绕组排布
 10.4 圆筒型永磁同步直线电机推力波动与削弱方法
  10.4.1 空载电动势谐波与推力波动削弱
  10.4.2 齿槽力及其削弱
  10.4.3 端部力及其削弱
  10.4.4 总推力波动的削弱
 10.5 圆筒型永磁同步直线电机的电磁设计
 参考文献
第11章 高速永磁同步电机
 11.1 高速电机概述
 11.2 高速电机的主要结构类型
 11.3 高速电机的特殊问题
 11.4 高速永磁电机系统的关键技术
  11.4.1 高速电机的轴承
  11.4.2 高速永磁电机的损耗计算
  11.4.3 高损耗密度高速永磁电机的热分析
  11.4.4 高速永磁同步电机的控制与功率变换技术
 11.5 高速永磁电机的设计原则与方法
  11.5.1 高速电机主要尺寸的确定方法
  11.5.2 定子设计
  11.5.3 转子设计
  11.5.4 高速电机机械性能分析方法
  11.5.5 高速电机的冷却系统设计
 11.6 高速永磁电机的多物理场协同设计与仿真
 11.7 基于代理模型的高速永磁电机多学科协同设计与优化方法
 参考文献
第12章 表贴式调速永磁同步电机的电磁计算程序和计算实例
 12.1 额定数据和技术要求
 12.2 主要尺寸
 12.3 永磁体计算
 12.4 定转子冲片
 12.5 绕组计算
 12.6 磁路计算
 12.7 参数计算
 12.8 工作特性计算
附录
 附录A 导线规格表
 附录B 常用导磁材料的磁化曲线和损耗曲线图表
后折页
封底

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