永磁电机 第3版
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作者王秀和
出版社中国电力出版社
ISBN9787519865368
出版时间2023-02
装帧平装
开本16开
定价98元
货号1202815739
上书时间2024-06-05
商品详情
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作者简介
王秀和，博士，山东大学教授，教j育y部新世纪优秀人才，国务院政府特殊津贴专家，山东省有突出贡献的中青年专家。长期从事永磁电机共性基础理论和关键技术研究，以及高性能用词电机的研究开发工作。主编学术专著2部、“十二五”国家级规划教材1部、主译专著1部，发表高水平学术论文200余篇，以第d一完成人获省部级科研奖励二等奖3项、三等奖2项、山东省教育教学成果二等奖1项。授权发明专利20项。
目录
目录前言第2版前言第一章概论1第一节永磁材料的发展及其应用概况·1一、永磁材料的分类1二、永磁材料的发展历史1三、永磁材料产业的发展概况·3四、永磁材料的应用领域4第二节永磁电机及其发展概况4一、永磁电机的发展历史4二、永磁电机的分类与特点·6三、永磁电机的应用7参考文献8第二章永磁材料9第一节永磁材料的磁性与分类9一、磁性的来源9二、铁磁材料的分类10三、常用的磁学单位制·10第二节永磁材料的主要性能参数11一、铁磁材料的磁滞回线·11二、永磁材料的退磁曲线与内禀退磁曲线·11三、永磁材料的磁性能参数12四、永磁材料的物理参数·14五、永磁材料的力学参数·15第三节主要永磁材料的种类及特点15一、马氏体永磁材料15二、铁镍钴基永磁材料·16三、可加工永磁材料18四、铁氧体永磁材料19五、钐钴永磁材料20六、钕铁硼永磁材料22七、粘结永磁材料24第四节永磁材料的磁性能稳定性25一、内部结构变化25二、磁后效25三、化学因素25四、温度·25五、外磁场26六、与强磁性物质的接触·26七、核辐射26八、振动与冲击26第五节永磁材料的腐蚀与防护26一、钕铁硼永磁材料的腐蚀与防护26二、钐钴永磁材料的腐蚀与防护28第六节永磁材料的制备28一、铁氧体永磁材料的制备28二、烧结钕铁硼永磁材料的制备29三、烧结钐钴永磁材料的制备29四、铝镍钴永磁材料的制备30五、粘结永磁材料的制备·30六、永磁材料的定向技术·30第七节永磁材料磁性能的测量31一、磁通的测量31二、磁通密度的测量32三、永磁材料退磁曲线的测量32参考文献33第三章永磁电机的磁路及其计算34第一节磁场与磁路34一、磁感应强度、磁场强度、磁导率34二、磁通、磁压、磁动势·34三、磁路参数34第二节永磁电机的磁极结构35一、按永磁体所在的位置分类36二、按所用永磁材料的种类分类36三、按永磁体安置方式分类36四、按永磁体的形状分类·36第三节永磁电机的等效磁路39一、永磁体的等效磁路·39二、外磁路41三、永磁电机的等效磁路·41第四节永磁电机外磁路的计算42一、内置式永磁电机漏磁系数的计算42二、永磁直流电机气隙磁压降的计算44三、外磁路的计算55四、漏磁路的计算55第五节永磁体工作点的确定方法56一、永磁体工作图法56二、用计算机求解永磁体工作图57三、永磁体工作点的解析法58第六节永磁体的设计61一、永磁体的选择61二、永磁体的设计62三、永磁体尺寸的确定·62四、表面式永磁电机气隙磁通密度的估算·63参考文献64第四章永磁电机的磁场分析65第一节磁场的偏微分方程边值问题65一、位函数满足的偏微分方程65二、边界条件的确定66三、偏微分方程的边值问题68第二节有限元法的基本原理68一、条件变分问题68二、剖分插值69三、单元分析70四、总体合成71五、强加边界条件的处理·71六、方程组求解71第三节永磁体的等效72一、磁化矢量法72二、等效面电流法73三、瓦片形磁极的等效·74第四节基于场路耦合的涡流场分析76一、涡流场分析的有限元模型及其离散化处理76二、涡流场分析的若干问题77三、与外部电路的耦合·78第五节基于有限元分析的参数计算79一、磁通和磁链的计算·80二、气隙磁通密度径向分量的分布80三、电感的计算81四、损耗的计算81五、电磁转矩的计算81第六节电机有限元分析中若干问题的处理82一、叠片铁心的处理82二、第一类边界条件的确定84三、槽内电流的处理84四、周期性边界条件的应用84五、运动边界的处理85参考文献86第五章永磁电机的齿槽转矩87第一节表面式永磁电机齿槽转矩的解析分析方法87一、齿槽转矩的产生机理·87二、齿槽转矩的解析分析方法87三、表面式永磁电机的齿槽转矩削弱方法·90四、极槽配合、斜极和斜槽对齿槽转矩的影响91第二节基于分段斜极的齿槽转矩削弱方法93第三节基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱方法96一、平行充磁瓦片形磁极永磁电机齿槽转矩分析96二、基于极弧系数选择的永磁电机齿槽转矩削弱方法96第四节基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法99一、采用不等槽口宽配合时的齿槽转矩解析表达式100二、基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法·101三、计算实例·102第五节基于磁极偏移的齿槽转矩削弱方法·103一、磁极偏移时的齿槽转矩表达式103二、磁极偏移角度的确定104第六节基于不等厚永磁磁极的齿槽转矩削弱方法·107一、不等厚磁极结构107二、基于不等厚磁极的齿槽转矩削弱方法108第七节基于不等极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法·109一、不等极弧系数组合时的齿槽转矩表达式109二、极弧系数组合的确定110第八节基于开辅助槽的齿槽转矩削弱方法·111一、有辅助槽时的齿槽转矩表达式111二、辅助槽数的选择113第九节基于不等极弧系数的齿槽转矩削弱方法·115一、基于不等极弧系数的齿槽转矩削弱方法115二、齿槽转矩的解析分析116三、有限元法确定Brn最小时的kt值117四、有限元验证·117五、适用范围·118第十节转子静态偏心对表面式永磁电机齿槽转矩的影响·119一、转子偏心对气隙磁通密度分布的影响120二、转子偏心永磁电机的等效·120三、转子偏心电机的齿槽转矩分析121四、偏心对齿槽转矩的影响·123第十一节内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱·126一、表面式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱127二、内置式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱127参考文献134第六章永磁直流电动机136第一节永磁直流电动机的结构136一、磁极结构·136二、电枢结构·138第二节永磁直流电动机的基本方程·140一、电压平衡方程140二、感应电动势140三、电磁转矩·140四、电磁功率·141五、功率平衡方程141六、转矩平衡方程141七、电磁参数·141第三节永磁直流电动机的工作特性·142一、转速特性·142二、转矩特性·142三、机械特性·143四、效率特性·143第四节永磁直流电动机的电枢反应·143一、负载时气隙中的磁动势和磁场143二、交轴电枢反应和直轴电枢反应144三、电枢反应对电机运行的影响145四、电枢反应最大去磁时永磁体工作点的校核·145第五节永磁直流电动机的调速145一、电枢回路串电阻调速146二、改变主磁通调速146三、改变电压调速146第六节带辅助极永磁直流电动机·147一、带辅助极永磁直流电动机的结构和工作原理·147二、带辅助极永磁直流电动机的性能特点147三、实际应用·148第七节换向149一、换向过程·149二、电刷及其选择151三、火花等级·153四、改善换向的方法153第八节永磁直流电动机的设计·153一、永磁直流电机的额定数据和性能指标154二、主要尺寸·154三、永磁体尺寸的确定155四、极数的选择·155五、电枢冲片的设计155六、换向器和电刷156七、换向条件的校核157第九节永磁直流电动机的电磁设计程序和算例·158一、额定数据·158二、主要尺寸及永磁体尺寸的选择159三、电枢冲片及电枢绕组的计算·160四、磁路计算·163五、负载工作点计算164六、换向计算·165七、最大去磁校核166八、工作特性·167参考文献170第七章永磁无刷直流电动机·171第一节永磁无刷直流电动机的工作原理与结构·171一、永磁无刷直流电动机的工作原理171二、永磁无刷直流电动机的结构·173第二节永磁无刷直流电动机工作特性的传统计算方法·178一、基于方波的永磁无刷直流电动机特性计算·178二、基于正弦波的永磁无刷直流电动机特性计算·179第三节永磁无刷直流电动机气隙磁场的解析计算·180一、表面式永磁无刷直流电动机气隙磁场的解析计算模型181二、永磁磁场解析计算算例·189三、空载电动势的计算189第四节电枢反应磁场及相绕组电感参数的计算·191一、电枢反应磁场的解析计算·191二、绕组电感参数的计算194第五节永磁无刷直流电动机的场路耦合模型·194一、永磁无刷直流电动机的场路耦合模型194二、算例197第六节基于场路耦合的永磁无刷直流电动机电磁性能计算·198一、基于场路耦合的永磁无刷直流电动机的电磁性能计算方法·198二、特性分析计算199三、计算实例·202第七节永磁无刷直流电动机的转矩波动·203一、永磁无刷直流电动机的转矩波动概述203二、换向转矩波动204第八节永磁无刷直流电动机的设计特点·209一、电机工作方式的确定209二、电磁负荷的选择210三、极数、槽数的确定210第九节永磁无刷电机位置传感器的位置确定·210一、霍尔传感器安装位置与三相绕组磁动势轴线的关系211二、分数槽集中绕组无刷电机霍尔元件位置的确定方法212第十节永磁无刷直流电动机的控制器·214一、逆变开关电路214二、驱动电路·215三、控制电路·216四、控制器实例218第十一节永磁无刷直流电动机的无位置传感器控制·222一、无位置传感器控制技术的位置检测方法·222二、基于专用芯片的无位置传感器无刷直流电动机控制223三、无位置传感器永磁无刷直流电动机的控制原理图227参考文献228第八章异步起动永磁同步电动机229第一节异步起动永磁同步电动机的结构与特点·229一、异步起动永磁同步电动机的结构229二、异步起动永磁同步电动机的转子磁极结构·231三、转子磁路结构的选择原则·233四、异步起动永磁同步电动机的特点234第二节异步起动永磁同步电动机的基本电磁关系·235一、转速235二、气隙磁场的有关系数235三、感应电动势240四、永磁同步电动机的相量图·241五、交直轴电枢反应电抗242六、永磁同步电动机的电磁转矩243七、永磁同步电动机的V形曲线·245第三节异步起动永磁同步电动机的工作特性计算·247一、损耗计算·247二、工作特性的计算248第四节永磁同步电动机的起动过程与起动性能计算·249一、起动过程中的磁场249二、起动过程中的转矩分析·250三、起动过程中平均转矩的计算·251四、起动过程仿真251五、起动转矩的定义与测定·252第五节提高永磁同步电动机性能的技术措施·254一、提高起动转矩的措施254二、提高功率因数的措施254三、提高效率、扩大经济运行范围的措施255第六节永磁同步电动机性能的敏感性分析·258一、外加电压的影响258二、永磁材料分散性的影响·261三、环境温度的影响263第七节异步起动永磁同步电动机的电磁设计·267一、异步起动永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标267二、定子冲片尺寸和气隙长度的确定268三、定子绕组的设计268四、转子铁心的设计269第八节异步起动永磁同步电动机的电磁计算程序和算例·270一、额定数据和技术要求270二、主要尺寸·270三、永磁体计算·271四、定、转子冲片271五、绕组计算·274六、磁路计算·276七、参数计算·280八、工作特性计算284九、起动性能计算287参考文献292第九章永磁同步发电机·293第一节永磁同步发电机的基本结构和工作原理·293一、永磁同步发电机的基本结构·293二、永磁同步发电机的工作原理·296第二节永磁同步发电机的电枢反应·297一、电枢电流I与励磁电动势0E同相位298二、电枢电流I与励磁电动势0E不同相位299第三节永磁同步发电机的磁场波形系数与参数计算·300一、气隙磁场的有关系数300二、电抗参数的计算302第四节永磁同步发电机的电压方程和相量图·302第五节永磁同步发电机的功率方程、转矩方程和功角特性·303一、功率方程·303二、转矩方程·303三、功角特性·303第六节永磁同步发电机的运行特性·304一、外特性与电压调整率304二、效率特性·305第七节直驱永磁风力发电机305一、直驱式永磁同步风力发电系统的总体结构·305二、结构特点·306三、直驱式永磁同步风力发电机的特点307四、直驱式永磁同步风力发电机存在的问题·308五、典型的直驱式永磁同步风力发电机308第八节混合励磁永磁同步发电机·310一、组合转子混合励磁同步发电机310二、励磁绕组内嵌式混合励磁电机312三、顺极式混合励磁同步发电机313四、爪极混合励磁同步发电机·314第九节表面凸出式永磁同步发电机的电磁计算程序和算例·317一、额定数据·317二、永磁材料性能317三、定子铁心·318四、定子绕组·319五、转子结构尺寸320六、磁路计算·321七、参数计算·323八、电压调整率和短路电流的计算326九、损耗和效率的计算327参考文献327第十章调速永磁同步电动机329第一节调速永磁同步电动机的基本结构和数学模型·329一、调速永磁同步电动机的基本结构329二、调速永磁同步电动机的数学模型330第二节调速永磁同步电动机的矢量控制·333一、矢量控制原理333二、永磁同步电动机的电流控制策略334三、调速永磁同步电动机矢量控制系统336第三节调速永磁同步电动机矢量控制时的功率特性及弱磁扩速能力分析·336一、矢量控制调速永磁同步电动机性能的分析方法336二、永磁同步电动机恒转矩控制和普通弱磁控制时的功率特性·337三、永磁同步电动机最大输入功率弱磁控制时的功率特性340四、永磁同步电动机弱磁扩速能力的提高343五、其他因素对电机功率特性及弱磁扩速能力的影响344第四节调速永磁同步电动机电感参数计算方法·345一、交、直电感的计算方法·345二、交、直轴电流对交、直轴电感的影响345第五节调速永磁同步电动机矢量控制运行的实现·347一、驱动系统概述347二、位置传感器的选用及安装·348三、电机位置、速度的采样·348四、PMSM控制系统软件设计·349第六节调速永磁同步电动机的直接转矩控制·351一、概述351二、永磁同步电动机M?T坐标系下的转矩方程351三、基于定子相电压矢量的定子磁链控制352四、PMSM直接转矩控制系统的实现354第七节调速永磁同步电动机的电磁设计·355一、主要尺寸及气隙选择356二、转子磁路结构的选择357三、永磁体选择及设计357四、永磁磁通密度波形优化·357五、齿槽转矩的抑制和低速平稳性的改善358参考文献358第十一章特殊结构永磁电机·360第一节横向磁通永磁电机·360一、横向磁通永磁电机的结构与工作原理360二、横向磁通永磁电机的特点·361三、横向磁通永磁电机的分类·361四、横向磁通永磁电机的典型应用364第二节圆筒型永磁同步直线电机·365一、圆筒型永磁同步直线电机的结构与工作原理·365二、圆筒型永磁同步直线电机的分类366三、圆筒型永磁同步直线电机的推力波动与削弱·367四、圆筒型永磁同步直线电机的典型应用378第三节高速永磁同步电机·379一、概述379二、高速永磁电机的转子结构·379三、高速永磁电机的损耗381四、高速永磁电机的设计原则与方法382五、高速永磁电机的多物理场耦合设计方法·385六、高速永磁电机的设计实例·389第四节低速直驱永磁同步电动机·390一、低速大转矩电机390二、主要应用领域及其优势·390三、低速永磁电机与其他类型电机的对比391四、低速大转矩永磁电机的关键技术与设计原则·392五、低速大转矩永磁电机的设计实例394六、低速大转矩永磁电机传动系统的发展动态与趋势396第五节双三相永磁同步电动机397一、双三相永磁同步电动机的结构397二、双三相绕组的电枢磁动势谐波399三、双三相永磁同步电动机的转矩脉动402四、仅一套三相对称绕组运行时的不平衡磁拉力·406第六节轴向磁场永磁同步电机407一、轴向磁场永磁同步电机的结构407二、轴向磁场永磁同步电机的运行原理409三、轴向磁场永磁同步电机的分类及特点410四、轴向磁场永磁同步电机主要尺寸的确定·412第七节永磁辅助式同步磁阻电机·413一、永磁辅助式同步磁阻电机的结构413二、永磁辅助式同步磁阻电机的转矩特性414三、永磁辅助式同步磁阻电机的结构参数对交直轴电感的影响·416四、永磁辅助式同步磁阻电机的控制策略418参考文献418附录420附录A导线规格表420附录B导磁材料磁化曲线和损耗曲线图表421附录C常用铸铝转子槽下部比漏磁导的计算436
内容摘要
随着永磁材料性能的不断提高和电机技术的发展，永磁电机在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用。本书从永磁电机的基本理论入手，首先详细介绍了各类永磁材料的特点及选用原则、永磁电机的磁路及其计算、永磁电机的磁场分析、永磁电机的齿槽转矩等共性问题；然后分析了各类常见永磁电机的结构特点、工作原理、性能计算和设计方法；最z后对具有特殊结构的新型永磁电机进行了简要介绍。在展示永磁电机全貌的同时，力求反映永磁电机的最z新发展。本书既可供从事永磁电机研究、设计、生产和使用的科研人员、工程技术人员、科技管理人员使用，也可作为高等学校的研究生教材，以及继续教育的参考教材。
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