电机气隙磁场调制统一理论及应用
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作者程明 等
出版社机械工业出版社
ISBN9787111667407
出版时间2021-01
装帧精装
开本32开
定价148元
货号1202201676
上书时间2024-12-29
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目录
序言
前言
章 绪论1
1.1 电机发展历史回顾1
1.2 经典电机学理论的局限性4
1.2.1 电机理论呈现碎片化4
1.2.2 原理分析存在局限性5
1.2.3 性能分析缺乏统一性5
1.3 磁场调制电机及其理论的发展概况6
1.4 本书的总体思路与框架9
参考文献10
第2章 电机中的气隙磁场调制现象16
2.1 磁场调制式磁齿轮16
2.1.1 基本结构与工作原理17
2.1.2 磁场调制效应的定性分析19
2.1.3 其他类型的磁齿轮22
2.2 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构及静态特性24
2.2.1 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构25
2.2.2 静态特性分析25
2.3 磁齿轮复合电机30
2.3.1 磁齿轮复合电机拓扑结构31
2.3.2 磁齿轮复合电机比较分析32
2.4 外转子聚磁式磁场调制永磁电机37
2.4.1 FCFMPM电机基本结构37
2.4.2 FCFMPM电机特性分析38
2.4.3 FCFMPM电机主要尺寸关系式53
2.4.4 FCFMPM样机设计与实验验证55
2.4.5 与商业化小型风力发电机的比较60
2.5 初级永磁型游标直线电机61
2.5.1 LPPMV电机的基本结构及运行原理61
2.5.2 LPPMV电机有限元计算66
2.5.3 LPPMV电机实验验证73
2.6 磁通切换永磁电机75
2.6.1 FSPM电机磁场调制机理75
2.6.2 FSPM电机电枢反应磁场调制机理77
2.6.3 FSPM电机转矩产生机理81
2.7 双馈电机82
2.7.1 双馈电机的分类及工作原理82
2.7.2 级联式无刷双馈电机84
2.7.3 调制式无刷双馈电机85
2.7.4 现有无刷双馈电机的共性特点与个性差别91
2.8 电机原理的统一性92
参考文献94
第3章 电机气隙磁场调制统一理论99
3.1 概述99
3.2 经典绕组函数法及其局限性100
3.2.1 绕组磁动势分析100
3.2.2 经典绕组函数法102
3.2.3 经典绕组函数法的局限性104
3.3 电机三要素107
3.3.1 励磁源108
3.3.2 调制器109
3.3.3 滤波器110
3.4 三要素的数学表征110
3.4.1 源磁动势110
3.4.2 调制算子114
3.4.3 滤波器122
3.4.4 电机统一模型124
3.5 统一转矩分析126
3.5.1 统一转矩方程126
3.5.2 绕线转子凸极同步电机128
3.5.3 同步磁阻电机130
3.5.4 笼型感应电机131
3.5.5 无刷双馈磁阻电机132
3.5.6 无刷双馈感应电机133
3.5.7 磁通切换电机134
3.5.8 聚磁式场调制永磁电机(永磁游标电机)143
参考文献146
第4章 磁场调制行为分析149
4.1 概述149
4.2 电机内的磁场调制行为与转矩成分149
4.2.1 同步调制和异步调制行为150
4.2.2 同步转矩和异步转矩分量151
4.3 磁场调制行为及转矩成分的关系152
4.3.1 常见电机拓扑的磁场调制描述152
4.3.2 常见电机结构转矩成分解析159
4.3.3 实例分析——无刷双馈电机161
4.4 不同调制器的磁场调制行为分析对比168
4.4.1 凸极磁阻调制器磁场调制行为168
4.4.2 多层磁障调制器磁场调制行为177
4.4.3 短路线圈调制器磁场调制行为181
4.5 不同调制器的等效性及互换性192
4.5.1 不同调制器等效性和互换性分析192
4.5.2 不同调制器互换及组合实例分析195
4.5.3 不同调制器互换的性能对比196
参考文献203
第5章 基于磁场调制理论的电机性能分析与计算204
5.1 概述204
5.2 无刷双馈电机204
5.2.1 无刷双馈电机的定子绕组205
5.2.2 无刷双馈电机的气隙磁场分布及电感特性207
5.2.3 4/2对极无刷双馈磁阻电机的定量分析217
5.3 6/8极磁通反向永磁电机231
5.3.1 结构参数对磁场调制效果的影响233
5.3.2 磁场调制行为235
5.3.3 实验验证238
5.4 笼型感应电机及电励磁凸极同步电机的统一分析241
5.4.1 磁场调制行为242
5.4.2 电磁特性分析246
5.4.3 实验验证250
参考文献252
第6章 电机拓扑结构创新255
6.1 创新方法255
6.1.1 改变励磁源256
6.1.2 改变调制器257
6.1.3 改变滤波器257
6.1.4 改变三要素的相对位置257
6.1.5 改变三要素的相对运动状态258
6.2 Π型铁心双凸极永磁电机259
6.2.1 电机结构与运行原理259
6.2.2 性能分析与比较266
6.2.3 样机与实验结果268
6.3 定子永磁型旋转变压器270
6.3.1 基本结构与工作原理270
6.3.2 奇数极的问题与磁场调制解决方法274
6.4 磁通反向永磁电机278
6.4.1 基于磁场调制理论的空载感应电动势分析278
6.4.2 空载感应电动势及其谐波分布285
6.5 整距绕组磁通切换永磁电机287
6.5.1 电机结构与运行原理287
6.5.2 关键尺寸参数设计289
6.5.3 比较分析292
6.6 转子永磁型磁通切换电机292
6.6.1 电机结构及基本电磁特性293
6.6.2 转子永磁型磁通切换电机转矩产生机理305
6.7 双转子磁齿轮功率分配电机313
6.7.1 MGPSM电机的基本结构与工作原理313
6.7.2 MGPSM电机的工作模式315
6.7.3 MGPSM电机磁路不对称现象及影响317
6.7.4 互补式MGPSM电机的原理与实验验证321
6.8 定子超导励磁磁场调制电机331
6.8.1 定子超导励磁磁通切换电机332
6.8.2 双定子磁场调制超导励磁电机334
6.8.3 磁场调制超导电机的技术难点与展望337
参考文献338
第7章 磁场调制理论的其他应用343
7.1 概述343
7.2 无刷双馈电机的径向力分析344
7.2.1 电机内的电磁振动和噪声344
7.2.2 电机内的径向力分析344
7.2.3 电机内的径向力计算345
7.2.4 无不平衡磁拉力的极对数组合357
7.3 无轴承单极和交替极永磁交流电机的悬浮绕组设计357
7.3.1 绕组变极设计原理358
7.3.2 方案1：跨距y=4359
7.3.3 方案2：跨距y=5362
参考文献365
内容摘要
本书系统地介绍了电机气隙磁场调制统一理论及应用方法，是作者团队十多年研究成果的提炼和总结。在揭示气隙磁场调制现象普遍性的基础上，完整地阐述了电机气隙磁场调制统一理论，结合实例介绍了如何利用磁场调制理论来分析计算电机性能，给出了指导电机拓扑创新的一般性原则和方法，并通过多个新型电机实例予以佐证。本书抢先发售将电机气隙磁场调制现象抽象化和理论化，创立了电机气隙磁场调制理论，为电机的分析和计算提供了全新的视角和方法，丰富了电机学理论，是一本难得的佳作。本书适合电气工程及相关领域的科研人员和研究生阅读，也可供管理、设计、生产部门的人员参考。
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