电动汽车电机及驱动
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作者邹国棠 著;樊英 等 译
出版社机械工业出版社
ISBN9787111600442
出版时间2018-06
装帧平装
开本其他
定价99元
货号1201717474
上书时间2024-06-06
商品详情
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作者简介
邹国棠，男，分别于1988年、1991年和1993年在香港大学获荣誉学士学位、硕士学位和博士学位，于1995年加入香港大学，现任香港大学电机电子工程学系教授及靠前电动车研究中心主任、电气工程学士学位委员会主任。主要致力于纯电动和混合电动汽车驱动系统研究，美国电气电子工程师学会会士（IEEE Fellow），英国工程技术学会会士（IET Fellow）。曾担任电动汽车领域的多种靠前期刊编辑和编委以及多个靠前会议的和组委会委员，同时也是电动汽车技术领域的靠前顾问。
主要教学和研究方向为纯电动和混合电动汽车、电机及驱动、清洁和可再生能源技术，在相关领域共发表超过400篇学术论文和大量工业报告。邹国棠教授在教学和科研方面遵循《礼记》中“教学相长”的教育哲学。
邹国棠教授是教育部“长江学者奖励计划” 讲座教授，获“很好创新教学科研奖”以表彰其在教学及科技方面的突出贡献，获“很好环保运输奖” 以表彰其在教育、培训和环保意识等方面的很好贡献。此外，邹国棠教授还获得过香港大学“杰出青年研究学者奖”等奖项。
樊英，东南大学教授，博士生导师，IEEE senior member。主要从事电动汽车电驱动系统、新型电机设计、分析及驱动控制、新能源发电等领域的教学和科研工作。主持科研课题3项；作为主要完成.人参与完成科研课题18项；作为主要完成.人参与在研科研课题7项。在靠前核心期刊发表SCI收录论文12篇，EI收录论文24篇，申请发明20余项，已授权发明10项目，已授权实用新型21项。获教育部自然科学一等奖1项, 江苏省科技进步二等奖1 项。为IEEE第40届工业应用年会的组织者和审稿人，是IEEE Transactions on Industrious Electronics、 IEEE Transactions on Magnetics、European Transactions on Electrical Power、中国电机工程学报等多个靠前外刊物的审稿人。
目录
译者序
原书前言
本书结构
致谢
作者简介
章绪论1
1.1 什么是电动汽车1
1.2 电动汽车面临的挑战概述3
1.2.1 纯电动汽车4
1.2.2 混合动力电动汽车4
1.2.3 可并网混合动力电动汽车5
1.2.4 燃料电池电动汽车6
1.3 电动汽车关键技术概述6
1.3.1 电机驱动技术7
1.3.2 能源技术9
1.3.3 电池充电技术12
1.3.4 车辆到电网技术14
参考文献17
第2章 直流电机驱动系统19
2.1 系统结构19
2.2 直流电机20
2.2.1 直流电机结构20
2.2.2 直流电机工作原理21
2.2.3 直流电机数学模型22
2.3 DC-DC变换器24
2.3.1 DC-DC变换器的拓扑结构24
2.3.2 DC-DC变换器的软开关拓扑结构26
2.4 直流电机控制28
2.4.1 转速控制28
2.4.2 再生制动30
2.5 设计准则32
2.6 设计案例33
2.7 应用案例36
2.8 直流电机在电动汽车中的应用是否衰退37
参考文献37
第3章 感应电机驱动系统38
3.1 系统结构38
3.2 感应电机39
3.2.1 感应电机结构39
3.2.2 感应电机原理40
3.2.3 感应电机建模41
3.3 感应电机用逆变器43
3.3.1 PWM逆变器44
3.3.2 软开关逆变器47
3.4 感应电机控制48
3.4.1 变压变频控制48
3.4.2 磁场定向控制49
3.4.3 直接转矩控制53
3.5 设计准则56
3.6 设计案例58
3.7 应用案例60
3.8 是否是电动汽车的成熟技术61
参考文献62
第4章 永磁无刷电机驱动系统63
4.1 永磁材料63
4.2 系统结构65
4.3 永磁无刷电机65
4.3.1 永磁无刷电机结构66
4.3.2 永磁无刷电机工作原理68
4.3.3 永磁无刷电机建模71
4.4 永磁无刷电机用逆变器75
4.4.1 逆变器要求75
4.4.2 无刷交流运行的开关策略76
4.4.3 无刷直流电机的开关策略76
4.5 永磁无刷电机控制79
4.5.1 永磁同步电机控制79
4.5.2 永磁无刷直流电机控制83
4.6 设计准则85
4.7 设计案例88
4.7.1 行星齿轮永磁同步电机驱动88
4.7.2 外转子永磁无刷直流电机驱动91
4.8 应用案例95
4.9 是否是电动汽车的优选技术96
参考文献96
第5章 开关磁阻电机驱动系统98
5.1 系统结构98
5.2 开关磁阻电机99
5.2.1 开关磁阻电机结构99
5.2.2 开关磁阻电机工作原理100
5.2.3 开关磁阻电机模型102
5.3 开关磁阻功率变换器105
5.3.1 开关磁阻功率变换器拓扑105
5.3.2 软开关开关磁阻功率变换器拓扑107
5.3.3 电动汽车用开关磁阻功率变换器对比111
5.4 开关磁阻电机控制111
5.4.1 转速控制111
5.4.2 转矩脉动最小化控制112
5.4.3 无位置传感器控制116
5.5 设计准则118
5.5.1 电机初始化设计118
5.5.2 噪声抑制122
5.6 设计案例123
5.6.1 行星齿轮开关磁阻电机驱动123
5.6.2 外转子开关磁阻轮毂电机驱动126
5.7 应用案例128
5.8 是否成熟应用于电动汽车驱动128
参考文献129
第6章 定子永磁电机驱动系统130
6.1 定子永磁和转子永磁130
6.2 系统结构131
6.3 双凸极永磁电机驱动技术132
6.4 磁通反向永磁电机驱动技术139
6.5 磁通切换永磁电机驱动技术141
6.6 混合励磁永磁电机驱动技术143
6.7 磁通记忆永磁电机驱动技术145
6.8 设计准则153
6.9 设计案例156
6.9.1 外转子混合励磁双凸极永磁电机驱动系统156
6.9.2 外转子磁通记忆双凸极永磁电机驱动系统159
6.10 应用前景170
参考文献171
第7章 磁齿轮复合电机驱动系统173
7.1 系统结构173
7.2 磁齿轮174
7.2.1 变换型磁齿轮175
7.2.2 磁场调制型磁齿轮177
7.3 磁齿轮复合电机180
7.3.1 磁齿轮复合电机工作原理180
7.3.2 磁齿轮复合电机模型185
7.4 磁齿轮复合电机驱动用逆变器185
7.5 磁齿轮复合电机控制186
7.6 设计准则189
7.7 设计案例189
7.7.1 磁齿轮永磁无刷直流轮毂电机驱动190
7.7.2 磁齿轮永磁无刷交流轮毂电机驱动191
7.8 应用前景197
参考文献197
第8章 永磁游标电机驱动系统199
8.1 系统结构199
8.2 永磁游标电机200
8.2.1 永磁游标电机与磁齿轮电机的比较200
8.2.2 永磁游标电机的结构201
8.2.3 永磁游标电机的运行原理204
8.2.4 永磁游标电机的建模206
8.3 永磁游标电机的逆变器选型207
8.4 永磁游标电机的控制209
8.5 设计准则209
8.6 设计案例211
8.6.1 外转子永磁游标电机驱动211
8.6.2 磁通可控外转子永磁游标电机驱动212
8.7 应用前景219
参考文献220
第9章 新型无永磁型电机驱动系统221
9.1 什么是新型无永磁型电机221
9.2 系统结构222
9.3 同步磁阻(SynR)电机223
9.4 双凸极直流(DSDC)电机225
9.5 磁通切换直流(FSDC)电机227
9.6 游标磁阻(VR)电机230
9.7 双馈游标磁阻(DFVR)电机232
9.8 轴向磁通无永磁型电机235
9.9 设计准则237
9.10 设计案例237
9.10.1 多齿双凸极直流电机237
9.10.2 多齿磁通切换直流电机240
9.10.3 轴向双凸极直流电机242
9.10.4 轴向磁通切换直流电机247
9.11 应用前景251
参考文献252
0章 起动发电一体机系统254
10.1 混合动力汽车分类254
10.2 ISG系统结构258
10.3 ISG电机259
10.4 ISG运行模式261
10.4.1 起动模式261
10.4.2 发电模式261
10.4.3 怠速停止-起动模式261
10.4.4 再生制动模式262
10.4.5 辅助动力模式263
10.5 设计准则263
10.6 设计案例264
10.6.1 基于双定子永磁同步电机的ISG系统264
10.6.2 基于混合励磁双凸极永磁电机的ISG系统268
10.7 应用案例274
10.8 ISG系统技术是否已经成熟275
参考文献275
1章 行星齿轮电动变速器系统277
11.1 系统结构277
11.2 行星齿轮278
11.3 输入分配型PGEVT系统281
11.3.1 丰田混合动力系统281
11.3.2 福特混合动力系统286
11.4 复合分配型PGEVT系统288
11.4.1 通用双模式混合动力系统288
11.4.2 雷诺混合动力系统293
11.4.3 铁姆肯混合动力系统293
11.5 设计准则294
11.6 设计案例295
11.6.1 基于永磁同步电机的PGEVT系统结构295
11.6.2 永磁同步电机设计296
11.6.3 永磁同步电机性能分析298
11.7 应用案例300
11.8 PGEVT系统技术是否成熟302
参考文献303
2章 双转子电动变速器系统304
12.1 系统结构304
12.2 双转子电机306
12.2.1 多端口电机的概念306
12.2.2 双转子电机结构307
12.3 基本的DREVT系统308
12.3.1 DREVT系统结构308
12.3.2 DREVT系统模型309
12.3.3 DREVT系统运行原理311
12.4 新型DREVT系统313
12.4.1 永磁型DREVT系统313
12.4.2 开关磁阻型DREVT系统314
12.4.3 轴向磁场型DREVT系统316
12.4.4 新型无永磁型DREVT系统316
12.5 设计准则319
12.6 设计案例319
12.6.1 DSDCDREVT系统结构320
12.6.2 DSDC双转子电机设计320
12.6.3 DSDC双转子电机分析320
12.7 应用前景325
参考文献325
3章 磁齿轮电动变速器系统327
13.1 系统结构327
13.2 多端口磁齿轮329
13.2.1 磁性行星齿轮329
13.2.2 磁性同轴齿轮331
13.3 MPGEVT系统332
13.4 MCGEVT系统334
13.5 设计准则339
13.6 设计案例340
13.6.1 MCGEVT系统结构340
13.6.2 集成MCG电机设计342
13.6.3 集成MCG电机分析345
13.7 应用前景350
参考文献350
内容摘要
《电动汽车电机及驱动：设计、分析和应用》总结了作者所在课题组在电动汽车技术中电机及驱动系统方面20多年的研究成果，内容涉及多种电机及驱动系统的结构、设计、分析、控制及应用。在深化传统电机驱动系统如直流电机、交流感应电机、开关磁阻电机、永磁无刷直流电机系统的基础上，本书对当今前沿电机及驱动系统如定子永磁电机、磁齿轮复合电机、永磁游标电机、新型无永磁体电机、ISG以及电子无级变速系统等进行了讨论和分析。本书不仅对多种电机及驱动系统进行了详细的理论和仿真分析，同时还提供了大量的实验数据和应用案例，供读者了解在电动汽车电机及驱动系统研究方面的研究成果。
精彩内容
我出生在一个国际化的大都市里，在过去的几十年中，亲眼目睹了周围环境的不断恶化。为了使我们的环境重新恢复生机，从我1987年本科毕业设计——电动汽车电池监控开始，一直到2014年最新的研究项目——电动汽车轮毂电机驱动，在过去的20年里，我一直全身心投入到电动汽车事业当中。现如今，电动汽车已成为全球最为环保、绿色的交通运输方式，在不久的将来，电动汽车定将成为治理环境的最为实际的方式。 多年来，行业内已经出现许多关于电动汽车技术方面的参考书籍，涵盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车等相关技术，但由于电动汽车技术的多样性和学科交叉性，要在一本书之内囊括最新的研究进展或者进行深度的讨论是非常困难的。近几年，已有讨论具体的电动汽车技术比如电力驱动、混合动力驱动、电池和燃料电池等技术的参考书籍，尽管已有大量学术论文对电动汽车相关技术进行了研究，但仍需要一本对其进行全面讨论的参考书籍，即从纯电驱动、混合驱动和燃料电池三个方面来分析电动汽车的优势以及电动汽车行业今后的发展方向。 本书主要从电力驱动和混合驱动两个角度对纯电力驱动、混合驱动和燃料电池电动汽车进行讨论。对于电力驱动的电动汽车而言，其涉及的电机类型有交、直流的永磁无刷电机和开关磁阻电机。更为细化则可分为定子永磁、磁齿轮、永磁游标和新型无永磁电机等。对于混合驱动的电动汽车而言，则包含了如集成起动发电系统、行星齿轮电动无级变速系统。更为细化则可分为双转子电动无级变速和磁齿轮电动无级变速系统。同时，本书重点介绍了各种电机驱动系统的设计准则、性能分析、实际应用和前景展望。由于不同类型的电动汽车会采用完全不同的驱动系统，因而本书可以为研究员和设计师提供非常重要的参考。 电动汽车无疑是改善环境的优选助力，而我的家庭也是我从事电动汽车研究的优选动力。在这里我尤其要感谢我的儿子Aten Man-Ho和我的妻子Joan Wai-Yi，感谢他们一路上的全力支持。 K.T.Chau
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