永磁同步電機結構簡單緊湊，功率密度、轉矩密度、效率和功率因數(shù)高，轉速與供電頻率成正比，控制性能好，在工農業(yè)生產、國防工業(yè)、航空航天、機器人、新能源、電動汽車等領域得到越來越廣泛的應用。
本書是作者多年來從事永磁同步電機研究和產品開發(fā)的成果總結。本書首先介紹了永磁材料的特性、性能特點與防護，以及永磁同步電機的磁路計算方法；然后分析了永磁同步電機的軸電壓、齒槽轉矩、電磁振動、不可逆退磁等共性問題；*后介紹了異步起動永磁同步電機、變頻調速永磁同步電機、圓筒型永磁同步直線電機、高速永磁同步電機等的結構特點、性能分析方法和電磁設計方法。
本書既可供從事永磁同步電機研究、產品研發(fā)的科研人員、工程技術人員使用，也可作為高等學校相關專業(yè)的研究生教材，以及繼續(xù)教育的教材。
目錄
前言
第1章永磁材料1
1.1永磁材料的發(fā)展概述1
1.2材料磁性的產生機理3
1.3永磁材料的特性曲線6
1.4永磁材料的性能參數(shù)8
1.5常用永磁材料及其性能11
1.6永磁材料的磁性能穩(wěn)定性17
1.7永磁材料的制備19
1.8永磁材料的失效與防護22
1.8.1稀土永磁材料的失效類型22
1.8.2稀土永磁材料的腐蝕形式22
1.8.3釹鐵硼永磁的失效與防護23
1.8.4釤鈷永磁的防護25
參考文獻26
第2章永磁同步電機的磁路計算27
2.1永磁同步電機的磁路結構27
2.2永磁同步電機的等效磁路30
2.3永磁同步電機的外磁路計算32
2.3.1主磁路的計算32
2.3.2漏磁路的計算35
2.4永磁體工作點的確定方法37
2.4.1永磁體工作圖法37
2.4.2解析法38
參考文獻41
第3章永磁同步電機的軸電壓42
3.1軸電壓概述42
3.2永磁電機的軸電壓及產生機理43
3.3永磁磁場固有軸電壓的解析分析方法46
3.4極槽配合對永磁磁場固有軸電壓的影響49
3.5抑制分數(shù)槽繞組永磁電機永磁磁場固有軸電壓的極弧系數(shù)選擇方法52
3.6抑制分數(shù)槽繞組永磁電機永磁磁場固有軸電壓的轉子分段斜極方法54
3.7轉子偏心對永磁磁場固有軸電壓的影響58
3.8三相對稱電樞反應磁場固有軸電壓的分析67
3.9三相不對稱電樞反應磁場固有軸電壓的分析73
3.10共模軸電壓的計算78
3.11軸承的保護措施與保護方案86
參考文獻88
第4章永磁同步電機的齒槽轉矩89
4.1永磁同步電機齒槽轉矩的統(tǒng)一解析分析方法89
4.1.1齒槽轉矩的產生機理89
4.1.2齒槽轉矩的解析分析方法90
4.1.3齒槽轉矩的削弱方法94
4.1.4極槽配合、槽口寬度、斜極和斜槽對齒槽轉矩的影響94
4.2基于分段斜極的齒槽轉矩削弱方法95
4.3基于極弧系數(shù)選擇的齒槽轉矩削弱方法99
4.4基于不等槽口寬配合的齒槽轉矩削弱方法104
4.5基于磁極偏移的齒槽轉矩削弱方法108
4.6基于不等厚永磁磁極的齒槽轉矩削弱方法112
4.7基于不同極弧系數(shù)組合的齒槽轉矩削弱方法115
4.8基于開輔助槽的齒槽轉矩削弱方法118
4.9基于不等極弧系數(shù)的齒槽轉矩削弱方法121
4.10改變轉子齒槽參數(shù)的齒槽轉矩削弱方法124
4.10.1轉子槽數(shù)對齒槽轉矩的影響125
4.10.2改變轉子齒槽參數(shù)削弱齒槽轉矩的方法127
4.11基于不均勻氣隙的內置式調速永磁同步電機齒槽轉矩削弱方法131
4.12轉子靜態(tài)偏心對表面式永磁同步電機齒槽轉矩的影響133
參考文獻140
第5章永磁同步電機的電磁振動142
5.1概述142
5.2電磁力波的快速準確計算方法143
5.2.1電磁力波143
5.2.2空載電磁力波計算144
5.2.3負載電磁力波的計算154
5.3定子固有振動頻率的計算160
5.3.1基于單環(huán)型機電類比法的定子固有振動頻率計算160
5.3.2基于能量法的定子固有振動頻率計算方法161
5.3.3計算實例167
5.3.4定子鐵心結構參數(shù)對固有振動頻率的影響170
5.4電磁振動的計算方法173
5.5電磁振動削弱方法176
5.6轉子偏心時電磁力波的分析與電磁振動削弱191
參考文獻197
第6章永磁同步電機的不可逆退磁198
6.1永磁體不可逆退磁的產生機理198
6.2不可逆退磁的影響因素199
6.3計及溫度影響的永磁體內稟退磁曲線200
6.4不可逆退磁對電機性能的影響202
6.5異步起動永磁同步電機起動過程中的大退磁207
參考文獻214
第7章永磁同步電動機穩(wěn)態(tài)運行理論與電磁關系215
7.1永磁同步電動機的工作原理215
7.2空載磁場與空載感應電動勢216
7.3電樞反應磁場與電樞反應電抗217
7.4內置式永磁同步電機電樞反應磁密波形系數(shù)的解析計算224
7.5永磁同步電動機的電壓方程和相量圖228
7.6永磁同步電動機的功率方程和功角特性230
7.7dq坐標系下調速永磁同步電動機的數(shù)學模型232
7.8調速永磁同步電動機的矢量控制234
7.8.1矢量控制原理234
7.8.2永磁同步電動機矢量控制運行時的基本電磁關系234
7.8.3常用的矢量控制方法237
7.8.4調速永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)245
參考文獻245
第8章異步起動永磁同步電動機246
8.1異步起動永磁同步電動機的結構與工作原理246
8.1.1結構246
8.1.2工作原理249
8.1.3優(yōu)勢與存在的問題250
8.2異步起動永磁同步電動機的轉子磁路結構250
8.3異步起動永磁同步電動機的磁路計算254
8.3.1計算極弧系數(shù)的確定254
8.3.2空載漏磁系數(shù)的確定254
8.3.3大退磁時永磁體平均工作點的計算257
8.4異步起動永磁同步電動機起動過程的轉矩分析257
8.4.1起動過程的轉矩258
8.4.2改善轉矩特性的方法259
8.5異步起動永磁同步電動機的數(shù)學模型與仿真計算261
8.6異步起動永磁同步電動機的運行特性264
8.7提高穩(wěn)態(tài)性能的方法267
8.8籠型轉子異步起動永磁同步電動機的電磁設計270
8.8.1異步起動永磁同步電動機的額定數(shù)據(jù)和主要性能指標270
8.8.2定子沖片尺寸和氣隙長度的確定270
8.8.3定子繞組的設計271
8.8.4轉子設計272
8.9復合實心轉子異步起動永磁同步電動機273
8.9.1復合實心轉子永磁同步電動機的結構和工作原理273
8.9.2復合實心轉子永磁同步電動機起動過程分析274
8.9.3復合實心轉子永磁同步電動機轉子渦流損耗削弱282
8.10變極起動永磁同步電動機289
參考文獻294
第9章變頻調速永磁同步電動機295
9.1變頻調速永磁同步電動機的結構和性能特點295
9.1.1結構295
9.1.2性能特點298
9.2兩種特殊電樞繞組299
9.2.1雙層同心式不等匝繞組299
9.2.2分數(shù)槽繞組303
9.3表貼式結構與內置式結構的對比312
9.4氣隙磁密波形優(yōu)化315
9.5基于有限元法的交直軸電樞反應電感計算319
9.6計及變頻器控制策略的電機性能計算方法322
9.7低速直驅永磁同步電機327
9.8電磁設計331
參考文獻333
第10章圓筒型永磁同步直線電機334
10.1圓筒型永磁同步直線電機的結構、工作原理與分類334
10.2圓筒型永磁同步直線電機的電動勢和推力計算339
10.3圓筒型永磁同步直線電機的極槽配合和繞組排布347
10.4圓筒型永磁同步直線電機推力波動與削弱方法353
10.4.1空載電動勢諧波與推力波動削弱353
10.4.2齒槽力及其削弱365
10.4.3端部力及其削弱369
10.4.4總推力波動的削弱371
10.5圓筒型永磁同步直線電機的電磁設計373
參考文獻375
第11章高速永磁同步電機376
11.1高速電機概述376
11.2高速電機的主要結構類型377
11.3高速電機的特殊問題381
11.4高速永磁電機系統(tǒng)的關鍵技術383
11.4.1高速電機的軸承383
11.4.2高速永磁電機的損耗計算384
11.4.3高損耗密度高速永磁電機的熱分析389
11.4.4高速永磁同步電機的控制與功率變換技術390
11.5高速永磁電機的設計原則與方法391
11.5.1高速電機主要尺寸的確定方法391
11.5.2定子設計392
11.5.3轉子設計395
11.5.4高速電機機械性能分析方法397
11.5.5高速電機的冷卻系統(tǒng)設計402
11.6高速永磁電機的多物理場協(xié)同設計與仿真404
11.7基于代理模型的高速永磁電機多學科協(xié)同設計與優(yōu)化方法408
參考文獻413
第12章表貼式調速永磁同步電機的電磁計算程序和計算實例415
12.1額定數(shù)據(jù)和技術要求415
12.2主要尺寸416
12.3永磁體計算416
12.4定轉子沖片417
12.5繞組計算418
12.6磁路計算419
12.7參數(shù)計算422
12.8工作特性計算425
附錄427
附錄A導線規(guī)格表427
附錄B常用導磁材料的磁化曲線和損耗曲線圖表428
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