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作者團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)10余個(gè)系列、400多個(gè)規(guī)格的永磁同步電機(jī)
所積累的永磁同步電機(jī)的研發(fā)成果和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)論述如下：
?永磁電機(jī)的基礎(chǔ)理論
?永磁電機(jī)的共性問題
?永磁同步電機(jī)的性能計(jì)算
?永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方法

這些內(nèi)容對于永磁電機(jī)研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的科研人員、工程技術(shù)人員以及科技管理人員，都是非常寶貴和具有參考價(jià)值的實(shí)用指導(dǎo)！

內(nèi)容簡介

永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，功率密度、轉(zhuǎn)矩密度、效率和功率因數(shù)高，轉(zhuǎn)速與供電頻率成正比，控制性能好，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防工業(yè)、航空航天、機(jī)器人、新能源、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。
本書是作者多年來從事永磁同步電機(jī)研究和產(chǎn)品開發(fā)的成果總結(jié)。本書首先介紹了永磁材料的特性、性能特點(diǎn)與防護(hù)，以及永磁同步電機(jī)的磁路計(jì)算方法；然后分析了永磁同步電機(jī)的軸電壓、齒槽轉(zhuǎn)矩、電磁振動(dòng)、不可逆退磁等共性問題；最后介紹了異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)、變頻調(diào)速永磁同步電機(jī)、圓筒型永磁同步直線電機(jī)、高速永磁同步電機(jī)等的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能分析方法和電磁設(shè)計(jì)方法。
本書既可供從事永磁同步電機(jī)研究、產(chǎn)品研發(fā)的科研人員、工程技術(shù)人員使用，也可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的研究生教材，以及繼續(xù)教育的教材。

作者簡介

王秀和，博士，山東大學(xué)教授，享受國務(wù)院特殊津貼專家，山東省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才。長期從事永磁電機(jī)基礎(chǔ)理論、共性問題和關(guān)鍵技術(shù)研究，以及高性能永磁電機(jī)的研究開發(fā)。先后主持包括國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目在內(nèi)的科研項(xiàng)目四十余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文二百余篇，主編學(xué)術(shù)專著四部、規(guī)劃教材一部，主譯英文專著一部，獲省部級科研獎(jiǎng)勵(lì)七項(xiàng)，為電機(jī)企業(yè)研發(fā)了十余個(gè)系列四百多個(gè)規(guī)格的永磁同步電機(jī)新產(chǎn)品，并大規(guī)模推廣應(yīng)用。

目錄

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(chǎn)生機(jī)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(hù)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(hù)23
1.8.4釤鈷永磁的防護(hù)25
參考文獻(xiàn)26
第2章永磁同步電機(jī)的磁路計(jì)算27
2.1永磁同步電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)27
2.2永磁同步電機(jī)的等效磁路30
2.3永磁同步電機(jī)的外磁路計(jì)算32
2.3.1主磁路的計(jì)算32
2.3.2漏磁路的計(jì)算35
2.4永磁體工作點(diǎn)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(xiàn)41
第3章永磁同步電機(jī)的軸電壓42
3.1軸電壓概述42
3.2永磁電機(jī)的軸電壓及產(chǎn)生機(jī)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?jǐn)?shù)槽繞組永磁電機(jī)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?jǐn)?shù)槽繞組永磁電機(jī)永磁磁場固有軸電壓的轉(zhuǎn)子分段斜極方法54
3.7轉(zhuǎn)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(yīng)磁場固有軸電壓的分析67
3.9三相不對稱電樞反應(yīng)磁場固有軸電壓的分析73
3.10共模軸電壓的計(jì)算78
3.11軸承的保護(hù)措施與保護(hù)方案86
參考文獻(xiàn)88
第4章永磁同步電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩89
4.1永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的統(tǒng)一解析分析方法89
4.1.1齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生機(jī)理89
4.1.2齒槽轉(zhuǎn)矩的解析分析方法90
4.1.3齒槽轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩的影響94
4.2基于分段斜極的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法95
4.3基于極弧系數(shù)選擇的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法99
4.4基于不等槽口寬配合的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法104
4.5基于磁極偏移的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法108
4.6基于不等厚永磁磁極的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法112
4.7基于不同極弧系數(shù)組合的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法115
4.8基于開輔助槽的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法118
4.9基于不等極弧系數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法121
4.10改變轉(zhuǎn)子齒槽參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法124
4.10.1轉(zhuǎn)子槽數(shù)對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響125
4.10.2改變轉(zhuǎn)子齒槽參數(shù)削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法127
4.11基于不均勻氣隙的內(nèi)置式調(diào)速永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法131
4.12轉(zhuǎn)子靜態(tài)偏心對表面式永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響133
參考文獻(xiàn)140
第5章永磁同步電機(jī)的電磁振動(dòng)142
5.1概述142
5.2電磁力波的快速準(zhǔn)確計(jì)算方法143
5.2.1電磁力波143
5.2.2空載電磁力波計(jì)算144
5.2.3負(fù)載電磁力波的計(jì)算154
5.3定子固有振動(dòng)頻率的計(jì)算160
5.3.1基于單環(huán)型機(jī)電類比法的定子固有振動(dòng)頻率計(jì)算160
5.3.2基于能量法的定子固有振動(dòng)頻率計(jì)算方法161
5.3.3計(jì)算實(shí)例167
5.3.4定子鐵心結(jié)構(gòu)參數(shù)對固有振動(dòng)頻率的影響170
5.4電磁振動(dòng)的計(jì)算方法173
5.5電磁振動(dòng)削弱方法176
5.6轉(zhuǎn)子偏心時(shí)電磁力波的分析與電磁振動(dòng)削弱191
參考文獻(xiàn)197
第6章永磁同步電機(jī)的不可逆退磁198
6.1永磁體不可逆退磁的產(chǎn)生機(jī)理198
6.2不可逆退磁的影響因素199
6.3計(jì)及溫度影響的永磁體內(nèi)稟退磁曲線200
6.4不可逆退磁對電機(jī)性能的影響202
6.5異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)起動(dòng)過程中的大退磁207
參考文獻(xiàn)214
第7章永磁同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行理論與電磁關(guān)系215
7.1永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理215
7.2空載磁場與空載感應(yīng)電動(dòng)勢216
7.3電樞反應(yīng)磁場與電樞反應(yīng)電抗217
7.4內(nèi)置式永磁同步電機(jī)電樞反應(yīng)磁密波形系數(shù)的解析計(jì)算224
7.5永磁同步電動(dòng)機(jī)的電壓方程和相量圖228
7.6永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率方程和功角特性230
7.7dq坐標(biāo)系下調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型232
7.8調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)矢量控制運(yùn)行時(shí)的基本電磁關(guān)系234
7.8.3常用的矢量控制方法237
7.8.4調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)245
參考文獻(xiàn)245
第8章異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)246
8.1異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理246
8.1.1結(jié)構(gòu)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(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)250
8.3異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路計(jì)算254
8.3.1計(jì)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(shí)永磁體平均工作點(diǎn)的計(jì)算257
8.4異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程的轉(zhuǎn)矩分析257
8.4.1起動(dòng)過程的轉(zhuǎn)矩258
8.4.2改善轉(zhuǎn)矩特性的方法259
8.5異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型與仿真計(jì)算261
8.6異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性264
8.7提高穩(wěn)態(tài)性能的方法267
8.8籠型轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)270
8.8.1異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)和主要性能指標(biāo)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(shè)計(jì)271
8.8.4轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)272
8.9復(fù)合實(shí)心轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)273
8.9.1復(fù)合實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理273
8.9.2復(fù)合實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程分析274
8.9.3復(fù)合實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗削弱282
8.10變極起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)289
參考文獻(xiàn)294
第9章變頻調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)295
9.1變頻調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的

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前言/序言

前言
永磁電機(jī)的發(fā)展與永磁材料息息相關(guān)。20世紀(jì)30年代、50年代，相繼出現(xiàn)了鋁鎳鈷永磁和鐵氧體永磁，各種微型永磁電機(jī)不斷出現(xiàn)，但這兩種永磁材料的磁能積低，制約了永磁電機(jī)的發(fā)展。1967年問世的釤鈷永磁和1983年問世的釹鐵硼永磁，具有優(yōu)良的磁性能，大大提高了電機(jī)的功率密度、轉(zhuǎn)矩密度和效率，使永磁電機(jī)成為電機(jī)行業(yè)研究、開發(fā)和生產(chǎn)最活躍的領(lǐng)域，永磁電機(jī)的基礎(chǔ)理論、分析方法和設(shè)計(jì)方法得到了快速發(fā)展。到20世紀(jì)末，已形成了較為系統(tǒng)的永磁電機(jī)理論體系。進(jìn)入21世紀(jì)以來，對高性能電機(jī)的需求日益迫切，永磁同步電機(jī)以其高功率密度、高效率、高功率因數(shù)和良好的控制性能而得以迅速發(fā)展，成為永磁電機(jī)研發(fā)中最活躍的分支，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防工業(yè)、航空航天、機(jī)器人、新能源、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著產(chǎn)品研發(fā)和工程應(yīng)用的不斷深入，永磁電機(jī)在高性能場合的應(yīng)用日益廣泛，對轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、振動(dòng)、噪聲和工作可靠性等指標(biāo)的要求越來越高，永磁電機(jī)共性問題研究的不足逐漸顯現(xiàn)，嚴(yán)重制約了高性能永磁電機(jī)的發(fā)展。有鑒于此，從21世紀(jì)初至今，本書作者對永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩、軸電壓、不可逆退磁、電磁振動(dòng)等共性問題進(jìn)行了較為深入的研究，取得了一些成果。在工程應(yīng)用方面，與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)了十余個(gè)系列四百多個(gè)規(guī)格的永磁同步電機(jī)產(chǎn)品并推廣應(yīng)用，積累了較為豐富的永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。特以這些研究成果和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，撰寫了本書。希望本書的出版能對永磁電機(jī)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用。本書由王秀和提出總體撰寫思路和提綱，并對全書進(jìn)行統(tǒng)稿和定稿。各章的撰寫分工如下：朱常青編寫了第