永磁電動(dòng)機(jī)理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用
定 價(jià):69.8 元
叢書名:智能制造與裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)叢書
- 作者:蘇紹禹著
- 出版時(shí)間:2016/8/1
- ISBN:9787111539339
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM351
- 頁碼:260頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
永磁體磁極對(duì)外做功不消耗其自身的磁能,因而被廣泛應(yīng)用在永磁發(fā)電機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)中做定子或轉(zhuǎn)子磁極。永磁發(fā)電機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)與常規(guī)電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、效率高、溫升低、噪聲小、維護(hù)方便等特點(diǎn),從而被廣泛地應(yīng)用在航天、航空、汽車、艦船、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療器械、家電等諸多領(lǐng)域。
本書在理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,給出永磁體磁極極面及兩極面之間的距離與永磁體磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,進(jìn)而給出永磁電動(dòng)機(jī)的永磁體磁極徑向布置和切向布置時(shí)的氣隙磁密和磁路計(jì)算的數(shù)學(xué)表達(dá)式。同時(shí)也給出永磁體磁極的軸向拼接和徑向并聯(lián)、徑向串聯(lián)的特點(diǎn)及磁密計(jì)算。
本書分別給出了永磁靴式直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷有槽直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷盤式直流電動(dòng)機(jī),永磁交流電動(dòng)機(jī)等的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理、主要參數(shù)、主要尺寸設(shè)計(jì)及計(jì)算和損耗、功率及效率等。此外,本書也給出了永磁電動(dòng)機(jī)輸入功率的效率,提出了永磁電動(dòng)機(jī)輸出功率與輸入功率的比值,進(jìn)一步證明在某種意義上說永磁體磁能不遵守能量守恒。并給出永磁電動(dòng)機(jī)與常規(guī)電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)在相同功率的前提下,永磁電動(dòng)機(jī)比常規(guī)電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)節(jié)能10%~20%的舉例。
本書以永磁體磁極特性理論為基礎(chǔ),以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為參考,給出永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)舉例和永磁交流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)舉例。
本書可供永磁電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、研究和永磁電機(jī)制造企業(yè)用作學(xué)習(xí)資料,也可作為高等院校電機(jī)設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)參考書或教材。
本書作者的《永磁發(fā)電機(jī)機(jī)理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用》一書出版后,受到很多讀者的歡迎,于2014年進(jìn)行了修訂,于2015年1月推出了《永磁發(fā)電機(jī)機(jī)理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用(第2版)》,反響熱烈。本書作為其姊妹篇,是應(yīng)機(jī)械工業(yè)出版社的編輯之邀,根據(jù)讀者的需求,又推出的一部集作者多年經(jīng)驗(yàn)的心血力作。
本書中包括永磁體磁極的基本理論,永磁電動(dòng)機(jī)永磁體磁極的徑向、切向布置,以及永磁體磁極的軸向拼接,徑向并聯(lián)、串聯(lián)的氣隙磁密的計(jì)算和磁路計(jì)算。本書還給出了永磁有刷、無刷靴式直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷有槽直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)及永磁交流電動(dòng)機(jī)等的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理、主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算等。永磁電動(dòng)機(jī)的機(jī)理有別于傳統(tǒng)電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的機(jī)理,作者自1973年至今已經(jīng)有40余年對(duì)永磁體和永磁電動(dòng)機(jī)研究的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)在將這40余年理論和實(shí)踐所取得的成果奉獻(xiàn)給讀者,希望能夠幫助讀者更清楚地了解永磁電動(dòng)機(jī)的機(jī)理,更深刻地理解永磁電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的精髓。
前言
創(chuàng)新,就是拋開舊的,創(chuàng)造新的。創(chuàng)造新的,就是提出新方法、建立新理論、做出新成就、制造新產(chǎn)品。
創(chuàng)新是發(fā)展的動(dòng)力,沒有創(chuàng)新,社會(huì)就不會(huì)發(fā)展。
創(chuàng)新就是解決矛盾。舊的矛盾解決了,新的矛盾又產(chǎn)生了,再解決新矛盾……事物在不斷出現(xiàn)矛盾、解決矛盾中得到發(fā)展。
在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中,創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力,沒有創(chuàng)新,科學(xué)技術(shù)就不能發(fā)展。
改革開放以來,人民生活不斷地得到改善和提高。一些經(jīng)濟(jì)條件較好的農(nóng)民開始發(fā)明創(chuàng)造。中央電視臺(tái)第十套節(jié)目中有一個(gè)欄目是“我愛發(fā)明”,從中可以看到普普通通的農(nóng)民,他們不辭辛勞,為了實(shí)現(xiàn)自己的發(fā)明夢(mèng)想,堅(jiān)持幾年,甚至十幾年,孜孜不倦地追求、制造、試驗(yàn),他們終于夢(mèng)想成真。如“老沈”的噴灑農(nóng)藥的4旋翼直升機(jī),它比人工噴灑農(nóng)藥的效率提高了幾十倍,且農(nóng)藥比人工噴灑得更均勻。這架直升機(jī)易于操作,且操作靈活,可在農(nóng)田的任何空地起飛和降落。再如竹筍去皮機(jī)、松子開口機(jī)、小麥?zhǔn)崭顧C(jī)的卸糧機(jī)等。這些發(fā)明創(chuàng)造使勞動(dòng)效率提高幾倍、十幾倍,甚至幾十倍。這就是創(chuàng)新。
人類有記載的文明史已經(jīng)有幾千年,人類社會(huì)就是在不斷創(chuàng)新中得到發(fā)展的。前人提出的假說、理論,后人給予證明、完善、發(fā)展和應(yīng)用?茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展就是后人站在前人肩膀上的創(chuàng)新。
永磁體磁極對(duì)外做功不消耗其自身磁能。人們利用永磁體磁極的這一特性,制造了永磁發(fā)電機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)。永磁發(fā)電機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)與同功率電勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)相比,體積小、重量輕、效率高、溫升小、噪聲小、節(jié)能10%~20%。永磁電動(dòng)機(jī)的外徑達(dá)到了5mm,這是電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)無法達(dá)到的。這就是創(chuàng)新。
永磁電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用在航天、航空、艦船、汽車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)自動(dòng)車、工業(yè)自動(dòng)控制、醫(yī)藥及醫(yī)療器械、家電等領(lǐng)域。
作者的《永磁發(fā)電機(jī)機(jī)理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用》一書出版后,受到很多讀者的歡迎。應(yīng)機(jī)械工業(yè)出版社的江婧婧編輯之邀,根據(jù)讀者的需求,又寫了本書。本書中包括永磁體磁極的基本理論,永磁電動(dòng)機(jī)永磁體磁極的徑向、切向布置,以及永磁體磁極的軸向拼接,徑向并聯(lián)、串聯(lián)的氣隙磁密的計(jì)算和磁路計(jì)算。本書給出了永磁有刷、無刷靴式直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷有槽直流電動(dòng)機(jī),永磁有刷、無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)及永磁交流電動(dòng)機(jī)等的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理、主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算等。由于永磁電動(dòng)機(jī)有別于傳統(tǒng)電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的機(jī)理,作者將其自1973年至現(xiàn)在40余年對(duì)永磁體和永磁電動(dòng)機(jī)研究的理論和實(shí)踐所得到的成果奉獻(xiàn)給讀者。
作者在書中幾次提到“永磁體對(duì)外做功不消耗其自身磁能,在某種意義上說,永磁體磁能不遵守能量守恒”,這是指永磁體磁能在外動(dòng)力作用下對(duì)外做功而不消耗其自身磁能。對(duì)于永磁發(fā)電機(jī),外動(dòng)力使鑲嵌永磁體磁極的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),在定子繞組中輸出電能;對(duì)于永磁電動(dòng)機(jī),當(dāng)定子繞組通電時(shí),勵(lì)磁就會(huì)使鑲嵌永磁體磁極的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)外輸出轉(zhuǎn)矩的過程中,永磁體對(duì)外做功不消耗其自身磁能,并且與電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)相比節(jié)能10%~20%,節(jié)省下來的能量是永磁體磁能在外動(dòng)力作用下貢獻(xiàn)的,這已被作者的實(shí)驗(yàn)和樣機(jī)所證明。
永磁體的磁能是保守能,當(dāng)外動(dòng)力停止時(shí),永磁體磁能也停止做功,永磁體磁能不會(huì)在外動(dòng)力停止時(shí)自動(dòng)對(duì)外做功。因此,不能憑想象利用“永磁體對(duì)外做功不消耗其自身磁能,在某種意義上說,永磁體磁能不遵守能量守恒”去創(chuàng)造永磁磁能永動(dòng)機(jī)。
由于作者水平有限,可能在本書中有這樣或那樣的錯(cuò)誤,歡迎讀者批評(píng)指正,作者不勝感謝。
在此向機(jī)械工業(yè)出版社的江婧婧編輯及出版社給予作者的支持表示衷心的感謝。
在此,也再次向《永磁發(fā)電機(jī)機(jī)理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用》的讀者表示衷心的感謝。
蘇紹禹,男,1964年生。1970年畢業(yè)于大連理工大學(xué),高級(jí)工程師。先后擔(dān)任過內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗農(nóng)機(jī)修造廠副廠長、內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗經(jīng)濟(jì)委員會(huì)技術(shù)負(fù)責(zé)人;內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗科學(xué)技術(shù)委員會(huì)技術(shù)開發(fā)主管科員;吉林省通鋼公主嶺機(jī)械廠新產(chǎn)品研究室主任;長春轎車消音器廠副總工程師等職。
前言
主要符號(hào)
第一章緒論1
第一節(jié)永磁體的發(fā)展歷史與永磁電機(jī)1
第二節(jié)磁性機(jī)理2
第三節(jié)永磁體的磁能3
第四節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及其未來4
第二章永磁體的特殊性能、種類及其
一般性能6
第一節(jié)永磁體的磁和磁性能的概念6
第二節(jié)永磁體的特殊性能9
第三節(jié)永磁體的種類及其一般性能14
第三章永磁電動(dòng)機(jī)中永磁體磁極的布
置及其磁密21
第一節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及
用途21
第二節(jié)永磁體的特性曲線及其工作點(diǎn)23
第三節(jié)永磁體的氣隙磁密26
第四節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)中永磁體磁極的布置及
其特點(diǎn)和氣隙磁密29
第五節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)的定子齒、定子軛的
磁密35
第四章永磁靴式直流電動(dòng)機(jī)39
第一節(jié)永磁有刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、
起動(dòng)、換向及反轉(zhuǎn)39
第二節(jié)永磁有刷靴式直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
機(jī)理42
第三節(jié)永磁有刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)
勢(shì)及反電動(dòng)勢(shì)對(duì)永磁體的充、去磁
和電磁轉(zhuǎn)矩45
第四節(jié)永磁有刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的功率和
效率48
第五節(jié)永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、
起動(dòng)、換向及反轉(zhuǎn)54
第六節(jié)永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
機(jī)理56
第七節(jié)永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的電流換
向方式59
第八節(jié)永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)
勢(shì)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)子永磁體磁極的充、
去磁62
第九節(jié)永磁無刷靴式直流電動(dòng)機(jī)的功率和
效率65
第十節(jié)永磁靴式直流電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)和
主要尺寸68
第十一節(jié)永磁靴式直流電動(dòng)機(jī)永磁體磁極
及極靴繞組的設(shè)計(jì)74
第五章永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)78
第一節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、
起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理78
第二節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)
勢(shì)和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和調(diào)速81
第三節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的功率和
效率84
第四節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)與同功率
電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的比較87
第五節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)
據(jù)、主要參數(shù)89
第六節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)主要尺寸
的確定93
第七節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的繞組
設(shè)計(jì)95
第八節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子槽
及其參數(shù)和磁路計(jì)算102
第九節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)定子永磁
體磁極的設(shè)計(jì)105
第十節(jié)永磁有刷有槽直流電動(dòng)機(jī)換向器的
設(shè)計(jì)110
第六章永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)114
第一節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及
轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理114
第二節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的定子槽、
起動(dòng)和轉(zhuǎn)速119
第三節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)
勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩122
第四節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的相數(shù)、
極數(shù)及繞組124
第五節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的位置傳
感器及其安裝位置129
第六節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的主要參
數(shù)及尺寸132
第七節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的定子
槽尺寸、槽滿率及磁路計(jì)算136
第八節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的功率及
效率139
第九節(jié)永磁無刷有槽直流電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)狀及
未來發(fā)展143
第七章永磁盤式直流電動(dòng)機(jī)145
第一節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、
起動(dòng)和反轉(zhuǎn)145
第二節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)
理、轉(zhuǎn)矩、反電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)速和
調(diào)速147
第三節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的功率、
效率及節(jié)能150
第四節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)
據(jù)、主要指標(biāo)及主要參數(shù)152
第五節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)主要尺寸
的確定156
第六節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子
繞組161
第七節(jié)永磁有刷盤式直流電動(dòng)機(jī)換向器的
設(shè)計(jì)165
第八節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、
起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速167
第九節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)
理、反電動(dòng)勢(shì)及轉(zhuǎn)矩170
第十節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)
據(jù)及主要參數(shù)173
第十一節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)主要尺
寸的確定176
第十二節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的定子
繞組180
第十三節(jié)永磁無刷盤式直流電動(dòng)機(jī)的功率、
效率和節(jié)能182
第八章永磁交流電動(dòng)機(jī)185
第一節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)
機(jī)理185
第二節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)和主要
參數(shù)190
第三節(jié)主要尺寸及定子槽設(shè)計(jì)193
第四節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的繞組設(shè)計(jì)及繞組
相關(guān)參數(shù)199
第五節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的磁路計(jì)算及起動(dòng)
力矩204
第六節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的損耗、功率和效
率及轉(zhuǎn)矩209
第七節(jié)永磁交流電動(dòng)機(jī)的未來215
第九章永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)、計(jì)
算及轉(zhuǎn)子的平衡217
第一節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸最危險(xiǎn)軸徑的
確定217
第二節(jié)轉(zhuǎn)子軸的強(qiáng)度校核220
第三節(jié)轉(zhuǎn)子軸的撓度和永磁電動(dòng)機(jī)的臨界
轉(zhuǎn)速224
第四節(jié)永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡228
第十章設(shè)計(jì)舉例230
設(shè)計(jì)舉例1設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇的永磁
無刷兩極四靴直流電動(dòng)機(jī)230
設(shè)計(jì)舉例2三相18極11kW永磁交流電動(dòng)機(jī)
設(shè)計(jì)234
附錄248
附錄A厚絕緣聚酯漆包扁銅線參數(shù)248
附錄B磁導(dǎo)體硅鋼片的主要性能(國產(chǎn)
硅鋼片)249
附錄C部分導(dǎo)磁材料的磁化曲線及鐵損曲
線表253
參考文獻(xiàn)260