永磁同步電機 基礎理論 共性問題與電磁設計 第2版

王秀和

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永磁同步電機結構簡單緊湊,功率密度、轉矩密度、效率和功率因數高,轉速與供電頻率成正比,控制性能好,在工農業生產、國工業、航空、機器人、新能源、電動汽車等領域得到越來越廣泛的應用。
本書是作者多年從事磁同步電機研究和產品開發的成果總結。本書先介紹了磁材料的性、性能點與護,以及磁同步電機的磁路計算方法;然後分析了磁同步電機的軸電壓、齒槽轉矩、電磁振動、不可逆磁等共性問題;後介紹了異步起動磁同步電機、變頻調速磁同步電機、圓筒型磁同步直線電機、高速磁同步電機等的結構點、性能分析方法和電磁設計方法。
本書既可供從事磁同步電機研究、產品研發的科研人員、工程技術人員使用,也可作為高等學校相關業的研究生教材,以及繼續教育教材。

目錄大綱

第2版前言
第1版前言
第1章磁材料
1.1磁材料的發展概述
1.2材料磁性的產生機理
1.3磁材料的性曲線
1.4磁材料的性能參數
1.5常用磁材料及其性能
1.6磁材料的磁性能穩定性
1.7磁材料的制備
1.8磁材料的失效與護
1.8.1稀土磁材料的失效類型
1.8.2稀土磁材料的腐蝕形式
1.8.3釹鐵硼磁的失效與護
1.8.4釤鈷磁的護
參考文獻
第2章磁同步電機的磁路計算
2.1磁同步電機的磁路結構
2.2磁同步電機的等效磁路
2.3磁同步電機的外磁路計算
2.3.1主磁路的計算
2.3.2漏磁路的計算
2.4磁體工作點的確定方法
2.4.1磁體工作圖法
2.4.2解析法
參考文獻
第3章磁同步電機的軸電壓
3.1軸電壓概述
3.2磁電機的軸電壓及產生機理
3.2.1固有軸電壓
3.2.2共模軸電壓
3.3磁磁場固有軸電壓的解析分析方法
3.4槽配合對磁磁場固有軸電壓的影響
3.5抑制分數槽繞組磁電機磁磁場固有軸電壓的弧系數選擇方法
3.6抑制分數槽繞組磁電機磁磁場固有軸電壓的轉子分段斜方法
3.6.1削弱固有軸電壓的轉子分段斜方法
3.6.2計算實例
3.7轉子偏心對磁磁場固有軸電壓的影響
3.7.1轉子偏心時磁磁場固有軸電壓解析分析
3.7.2結論
3.7.3計算實例
3.8三相對稱電樞反應磁場固有軸電壓的分析
3.8.1不計飽和的電樞反應磁場軸電壓分析
3.8.2計及飽和的電樞反應磁場軸電壓分析
3.8.3計算實例
3.9三相不對稱電樞反應磁場固有軸電壓的分析
3.10共模軸電壓的計算
3.10.1SVPWM控制產生的共模電壓
3.10.2共模電壓的抑制
3.10.3共模等效電路
3.10.4共模等效電路的電容參數計算
3.10.5共模軸電壓計算
3.11軸承的護措施與護方案
參考文獻
第4章磁同步電機的齒槽轉矩
4.1磁同步電機齒槽轉矩的統一解析分析方法
4.1.1齒槽轉矩的產生機理
4.1.2齒槽轉矩的解析分析方法
4.1.3齒槽轉矩的削弱方法
4.1.4槽配合、槽口寬度、斜和斜槽對齒槽轉矩的影響
4.2基於分段斜的齒槽轉矩削弱方法
4.3基於弧系數選擇的齒槽轉矩削弱方法
4.3.1基於弧系數選擇的齒槽轉矩削弱
4.3.2磁邊緣形狀對齒槽轉矩的影響
4.3.3在表面式調速磁同步電機中的應用
4.3.4在內置式調速磁同步電機中的應用
4.4基於不等槽口寬配合的齒槽轉矩削弱方法
4.4.1基於不等槽口寬配合的齒槽轉矩削弱
4.4.2在表面式調速磁同步電機中的應用
4.5基於磁偏移的齒槽轉矩削弱方法
4.6基於不等厚磁磁的齒槽轉矩削弱方法
4.7基於不同弧系數組合的齒槽轉矩削弱方法
4.8基於開輔助槽的齒槽轉矩削弱方法
4.9基於不同弧系數的齒槽轉矩削弱方法
4.10改變轉子齒槽參數的齒槽轉矩削弱方法
4.10.1轉子槽數對齒槽轉矩的影響
4.10.2改變轉子齒槽參數削弱齒槽轉矩的方法
4.11基於不均勻氣隙的內置式調速磁同步電機齒槽轉矩削弱方法
4.12轉子靜態偏心對表面式磁同步電機齒槽轉矩的影響
參考文獻
第5章磁同步電機的電磁振動
5.1概述
5.2電磁力波的快速計算方法
5.2.1電磁力波
5.2.2空載電磁力波計算
5.2.3負載電磁力波的計算
5.3定子固有振動頻率的計算
5.3.1基於單環型機電類比法的定子固有振動頻率計算
5.3.2基於能量法的定子固有振動頻率計算方法
5.3.3計算實例
5.3.4定子鐵心結構參數對固有振動頻率的影響
5.4電磁振動的計算方法
5.5電磁振動削弱方法
5.6轉子偏心時電磁力波的分析與電磁振動削弱
參考文獻
第6章磁同步電機的不可逆磁
6.1磁體不可逆磁的產生機理
6.2不可逆磁的影響因素
6.3計及溫度影響的磁體內稟磁曲線
6.4不可逆磁對異步起動磁同步電機性能的影響
6.5異步起動磁同步電機起動過程中嚴重不可逆磁的發生規律
6.6變頻器供電表貼式磁同步電機的不可逆磁
6.6.1負載突變對不可逆磁的影響
6.6.2變速調節對不可逆磁的影響
6.6.3控制參數對不可逆磁的影響
6.6.4變頻器諧波電流對不可逆磁的影響
6.6.5弱磁控制下磁同步電機的動態不可逆磁分析
6.6.6三相短路故障下磁同步電機的動態不可逆磁分析
6.6.7長期運行工況下磁同步電機的動態不可逆磁分析
6.7不可逆磁對變頻器供電表貼式磁同步電機電磁性能的影響
6.7.1不同溫度和電流時的不可逆磁分布
6.7.2不可逆磁對電磁性能的影響
6.7.3不可逆磁前後的起動性能對比
參考文獻
第7章磁同步電機穩態運行理論與電磁關系
7.1磁同步電機的工作原理
7.2空載磁場與空載感應電動勢
7.3電樞反應磁場與電樞反應電抗
7.4內置式磁同步電機電樞反應磁密波形系數的解析計算
7.5磁同步電機的電壓方程和相量圖
7.6磁同步電機的功率方程和功角性
7.7dq坐標系下調速磁同步電機的數學模型
7.8調速磁同步電機的矢量控制
7.8.1矢量控制原理
7.8.2磁同步電機矢量控制運行時的基本電磁關系
7.8.3常用的矢量控制方法
7.8.4調速磁同步電機矢量控制系統
參考文獻
第8章異步起動磁同步電機
8.1異步起動磁同步電機的結構與工作原理
8.1.1結構
8.1.2工作原理
8.1.3勢與存在的問題
8.2異步起動磁同步電機的轉子磁路結構
8.3異步起動磁同步電機的磁路計算
8.3.1計算弧系數的確定
8.3.2空載漏磁系數的確定
8.3.3大磁時磁體平均工作點的計算
8.4異步起動磁同步電機起動過程的轉矩分析
8.4.1起動過程的轉矩
8.4.2轉矩性的方法
8.5異步起動磁同步電機的數學模型與計算
8.6異步起動磁同步電機的運行性
8.7提高穩態性能的方法
8.8籠型轉子異步起動磁同步電機的電磁設計
8.8.1異步起動磁同步電機的額定數據和主要性能指標
8.8.2定子沖片尺寸和氣隙長度的確定
8.8.3定子繞組的設計
8.8.4轉子設計
8.9異步起動磁同步電機的電磁計算程序和計算實例
8.9.1額定數據和技術要求
8.9.2主要尺寸
8.9.3磁體計算
8.9.4定轉子沖片
8.9.5繞組計算
8.9.6磁路計算
8.9.7參數計算
8.9.8工作性計算
8.9.9起動性能計算
參考文獻
第9章變頻調速磁同步電機
9.1變頻調速磁同步電機的結構和性能點
9.1.1結構
9.1.2性能點
9.2兩種殊電樞繞組
9.2.1雙層同心式不等匝繞組
9.2.2分數槽繞組
9.3表貼式結構與內置式結構的對比
9.4氣隙磁密波形化
9.5基於有限元法的交、直軸電樞反應電感計算
9.6計及變頻器控制策略的電機性能計算方法
9.7低速直驅磁同步電機
9.8電磁設計
9.9表貼式調速磁同步電機的電磁計算程序和計算實例
9.9.1額定數據和技術要求
9.9.2主要尺寸
9.9.3磁體計算
9.9.4定轉子沖片
9.9.5繞組計算
9.9.6磁路計算
9.9.7參數計算
9.9.8工作性計算
參考文獻
第10章圓筒型磁同步直線電機
10.1圓筒型磁同步直線電機的結構、工作原理與分類
10.2圓筒型磁同步直線電機的電動勢和推力計算
10.3圓筒型磁同步直線電機的槽配合和繞組排布
10.4圓筒型磁同步直線電機推力波動與削弱方法
10.4.1空載電動勢諧波與推力波動削弱
10.4.2齒槽力及其削弱
10.4.3端力及其削弱
10.4.4總推力波動的削弱
10.5圓筒型磁同步直線電機的電磁設計
參考文獻
第11章高速磁同步電機
11.1高速電機概述
11.2高速電機的主要結構類型
11.3高速電機的殊問題
11.4高速磁電機系統的關鍵技術
11.4.1高速電機的軸承
11.4.2高速磁電機的損耗計算
11.4.3高損耗密度高速磁電機的熱分析
11.4.4高速磁同步電機的控制與功率變換技術
11.5高速磁電機的設計原則與方法
11.5.1高速電機主要尺寸的確定方法
11.5.2定子設計
11.5.3轉子設計
11.5.4高速電機機械性能分析方法
11.5.5高速電機的冷卻系統設計
11.6高速磁電機的多物理場協同設計與
11.7基於代理模型的高速磁電機多學科協同設計與化方法
參考文獻
附錄
附錄A導線規格表
附錄B常用導磁材料的磁化曲線和損耗曲線圖表
附錄C常用鑄鋁轉子槽下比漏磁導的計算