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| 編輯推薦： |
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（1）体现永磁电机的最z新发展，涉及多种新型永磁电机的原理与设计。（2）齿槽转矩是永磁电机独有的问题，将对起机理、分布规律和削弱方法进行详细阐述。（3）注重实用性。
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| 內容簡介： |
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随着永磁材料性能的不断提高和电机技术的发展，永磁电机在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用。本书从永磁电机的基本理论入手，首先详细介绍了各类永磁材料的特点及选用原则、永磁电机的磁路及其计算、永磁电机的磁场分析、永磁电机的齿槽转矩等共性问题；然后分析了各类常见永磁电机的结构特点、工作原理、性能计算和设计方法；最z后对具有特殊结构的新型永磁电机进行了简要介绍。在展示永磁电机全貌的同时，力求反映永磁电机的最z新发展。本书既可供从事永磁电机研究、设计、生产和使用的科研人员、工程技术人员、科技管理人员使用，也可作为高等学校的研究生教材，以及继续教育的参考教材。
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| 關於作者： |
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王秀和，博士，山东大学教授，教j育y部新世纪优秀人才，国务院政府特殊津贴专家，山东省有突出贡献的中青年专家。长期从事永磁电机共性基础理论和关键技术研究，以及高性能用词电机的研究开发工作。主编学术专著2部、“十二五”国家级规划教材1部、主译专著1部，发表高水平学术论文200余篇，以第d一完成人获省部级科研奖励二等奖3项、三等奖2项、山东省教育教学成果二等奖1项。授权发明专利20项。
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| 目錄：
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目录前言第2 版前言第一章 概论 1第一节 永磁材料的发展及其应用概况 · 1一、永磁材料的分类 1二、永磁材料的发展历史 1三、永磁材料产业的发展概况 · 3四、永磁材料的应用领域 4第二节 永磁电机及其发展概况 4一、永磁电机的发展历史 4二、永磁电机的分类与特点 · 6三、永磁电机的应用 7参考文献 8第二章 永磁材料 9第一节 永磁材料的磁性与分类 9一、磁性的来源 9二、铁磁材料的分类 10三、常用的磁学单位制 · 10第二节 永磁材料的主要性能参数 11一、铁磁材料的磁滞回线 · 11二、永磁材料的退磁曲线与内禀退磁曲线 · 11三、永磁材料的磁性能参数 12四、永磁材料的物理参数 · 14五、永磁材料的力学参数 · 15第三节 主要永磁材料的种类及特点 15一、马氏体永磁材料 15二、铁镍钴基永磁材料 · 16三、可加工永磁材料 18四、铁氧体永磁材料 19五、钐钴永磁材料 20六、钕铁硼永磁材料 22七、粘结永磁材料 24第四节 永磁材料的磁性能稳定性 25一、内部结构变化 25二、磁后效 25三、化学因素 25四、温度 · 25五、外磁场 26六、与强磁性物质的接触 · 26七、核辐射 26八、振动与冲击 26第五节 永磁材料的腐蚀与防护 26一、钕铁硼永磁材料的腐蚀与防护 26二、钐钴永磁材料的腐蚀与防护 28第六节 永磁材料的制备 28一、铁氧体永磁材料的制备 28二、烧结钕铁硼永磁材料的制备 29三、烧结钐钴永磁材料的制备 29四、铝镍钴永磁材料的制备 30五、粘结永磁材料的制备 · 30六、永磁材料的定向技术 · 30第七节 永磁材料磁性能的测量 31一、磁通的测量 31二、磁通密度的测量 32三、永磁材料退磁曲线的测量 32参考文献 33第三章 永磁电机的磁路及其计算 34第一节 磁场与磁路 34一、磁感应强度、磁场强度、磁导率 34二、磁通、磁压、磁动势 · 34三、磁路参数 34第二节 永磁电机的磁极结构 35一、按永磁体所在的位置分类 36二、按所用永磁材料的种类分类 36三、按永磁体安置方式分类 36四、按永磁体的形状分类 · 36第三节 永磁电机的等效磁路 39一、永磁体的等效磁路 · 39二、外磁路 41三、永磁电机的等效磁路 · 41第四节 永磁电机外磁路的计算 42一、内置式永磁电机漏磁系数的计算 42二、永磁直流电机气隙磁压降的计算 44三、外磁路的计算 55四、漏磁路的计算 55第五节 永磁体工作点的确定方法 56一、永磁体工作图法 56二、用计算机求解永磁体工作图 57三、永磁体工作点的解析法 58第六节 永磁体的设计 61一、永磁体的选择 61二、永磁体的设计 62三、永磁体尺寸的确定 · 62四、表面式永磁电机气隙磁通密度的估算 · 63参考文献 64第四章 永磁电机的磁场分析 65第一节 磁场的偏微分方程边值问题 65一、位函数满足的偏微分方程 65二、边界条件的确定 66三、偏微分方程的边值问题 68第二节 有限元法的基本原理 68一、条件变分问题 68二、剖分插值 69三、单元分析 70四、总体合成 71五、强加边界条件的处理 · 71六、方程组求解 71第三节 永磁体的等效 72一、磁化矢量法 72二、等效面电流法 73三、瓦片形磁极的等效 · 74第四节 基于场路耦合的涡流场分析 76一、涡流场分析的有限元模型及其离散化处理 76二、涡流场分析的若干问题 77三、与外部电路的耦合 · 78第五节 基于有限元分析的参数计算 79一、磁通和磁链的计算 · 80二、气隙磁通密度径向分量的分布 80三、电感的计算 81四、损耗的计算 81五、电磁转矩的计算 81第六节 电机有限元分析中若干问题的处理 82一、叠片铁心的处理 82二、第一类边界条件的确定 84三、槽内电流的处理 84四、周期性边界条件的应用 84五、运动边界的处理 85参考文献 86第五章 永磁电机的齿槽转矩 87第一节 表面式永磁电机齿槽转矩的解析分析方法 87一、齿槽转矩的产生机理 · 87二、齿槽转矩的解析分析方法 87三、表面式永磁电机的齿槽转矩削弱方法 · 90四、极槽配合、斜极和斜槽对齿槽转矩的影响 91第二节 基于分段斜极的齿槽转矩削弱方法 93第三节 基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱方法 96一、平行充磁瓦片形磁极永磁电机齿槽转矩分析 96二、基于极弧系数选择的永磁电机齿槽转矩削弱方法 96第四节 基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法 99一、采用不等槽口宽配合时的齿槽转矩解析表达式 100二、基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法 · 101三、计算实例 · 102第五节 基于磁极偏移的齿槽转矩削弱方法 · 103一、磁极偏移时的齿槽转矩表达式 103二、磁极偏移角度的确定 104第六节 基于不等厚永磁磁极的齿槽转矩削弱方法 · 107一、不等厚磁极结构 107二、基于不等厚磁极的齿槽转矩削弱方法 108第七节 基于不等极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法 · 109一、不等极弧系数组合时的齿槽转矩表达式 109二、极弧系数组合的确定 110第八节 基于开辅助槽的齿槽转矩削弱方法 · 111一、有辅助槽时的齿槽转矩表达式 111二、辅助槽数的选择 113第九节 基于不等极弧系数的齿槽转矩削弱方法 · 115一、基于不等极弧系数的齿槽转矩削弱方法 115二、齿槽转矩的解析分析 116三、有限元法确定Brn 最小时的kt 值 117四、有限元验证 · 117五、适用范围 · 118第十节 转子静态偏心对表面式永磁电机齿槽转矩的影响 · 119一、转子偏心对气隙磁通密度分布的影响 120二、转子偏心永磁电机的等效 · 120三、转子偏心电机的齿槽转矩分析 121四、偏心对齿槽转矩的影响 · 123第十一节 内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱 · 126一、表面式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱 127二、内置式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱 127参考文献 134第六章 永磁直流电动机 136第一节 永磁直流电动机的结构 136一、磁极结构 · 136二、电枢结构 · 138第二节 永磁直流电动机的基本方程 · 140一、电压平衡方程 140二、感应电动势 140三、电磁转矩 · 140四、电磁功率 · 141五、功率平衡方程 141六、转矩平衡方程 141七、电磁参数 · 141第三节 永磁直流电动机的工作特性 · 142一、转速特性 · 142二、转矩特性 · 142三、机械特性 · 143四、效率特性 · 143第四节 永磁直流电动机的电枢反应 · 143一、负载时气隙中的磁动势和磁场 143二、交轴电枢反应和直轴电枢反应 144三、电枢反应对电机运行的影响 145四、电枢反应最大去磁时永磁体工作点的校核 · 145第五节 永磁直流电动机的调速 145一、电枢回路串电阻调速 146二、改变主磁通调速 146三、改变电压调速 146第六节 带辅助极永磁直流电动机 · 147一、带辅助极永磁直流电动机的结构和工作原理 · 147二、带辅助极永磁直流电动机的性能特点 147三、实际应用 · 148第七节 换向 149一、换向过程 · 149二、电刷及其选择 151三、火花等级 · 153四、改善换向的方法 153第八节 永磁直流电动机的设计 · 153一、永磁直流电机的额定数据和性能指标 154二、主要尺寸 · 154三、永磁体尺寸的确定 155四、极数的选择 · 155五、电枢冲片的设计 155六、换向器和电刷 156七、换向条件的校核 157第九节 永磁直流电动机的电磁设计程序和算例 · 158一、额定数据 · 158二、主要尺寸及永磁体尺寸的选择 159三、电枢冲片及电枢绕组的计算 · 160四、磁路计算 · 163五、负载工作点计算 164六、换向计算 · 165七、最大去磁校核 166八、工作特性 · 167参考文献 170第七章 永磁无刷直流电动机 · 171第一节 永磁无刷直流电动机的工作原理与结构 · 171一、永磁无刷直流电动机的工作原理 171二、永磁无刷直流电动机的结构 · 173第二节 永磁无刷直流电动机工作特性的传统计算方法 · 178一、基于方波的永磁无刷直流电动机特性计算 · 178二、基于正弦波的永磁无刷直流电动机特性计算 · 179第三节 永磁无刷直流电动机气隙磁场的解析计算 · 180一、表面式永磁无刷直流电动机气隙磁场的解析计算模型 181二、永磁磁场解析计算算例 · 189三、空载电动势的计算 189第四节 电枢反应磁场及相绕组电感参数的计算 · 191一、电枢反应磁场的解析计算 · 191二、绕组电感参数的计算 194第五节 永磁无刷直流电动机的场路耦合模型 · 194一、永磁无刷直流电动机的场路耦合模型 194二、算例 197第六节 基于场路耦合的永磁无刷直流电动机电磁性能计算 · 198一、基于场路耦合的永磁无刷直流电动机的电磁性能计算方法 · 198二、特性分析计算 199三、计算实例 · 202第七节 永磁无刷直流电动机的转矩波动 · 203一、永磁无刷直流电动机的转矩波动概述 203二、换向转矩波动 204第八节 永磁无刷直流电动机的设计特点 · 209一、电机工作方式的确定 209二、电磁负荷的选择 210三、极数、槽数的确定 210第九节 永磁无刷电机位置传感器的位置确定 · 210一、霍尔传感器安装位置与三相绕组磁动势轴线的关系 211二、分数槽集中绕组无刷电机霍尔元件位置的确定方法 212第十节 永磁无刷直流电动机的控制器 · 214一、逆变开关电路 214二、驱动电路 · 215三、控制电路 · 216四、控制器实例 218第十一节 永磁无刷直流电动机的无位置传感器控制 · 222一、无位置传感器控制技术的位置检测方法 · 222二、基于专用芯片的无位置传感器无刷直流电动机控制 223三、无位置传感器永磁无刷直流电动机的控制原理图 227参考文献 228第八章 异步起动永磁同步电动机 229第一节 异步起动永磁同步电动机的结构与特点 · 229一、异步起动永磁同步电动机的结构 229二、异步起动永磁同步电动机的转子磁极结构 · 231三、转子磁路结构的选择原则 · 233四、异步起动永磁同步电动机的特点 234第二节 异步起动永磁同步电动机的基本电磁关系 · 235一、转速 235二、气隙磁场的有关系数 235三、感应电动势 240四、永磁同步电动机的相量图 · 241五、交直轴电枢反应电抗 242六、永磁同步电动机的电磁转矩 243七、永磁同步电动机的V 形曲线 · 245第三节 异步起动永磁同步电动机的工作特性计算 · 247一、损耗计算 · 247二、工作特性的计算 248第四节 永磁同步电动机的起动过程与起动性能计算 · 249一、起动过程中的磁场 249二、起动过程中的转矩分析 · 250三、起动过程中平均转矩的计算 · 251四、起动过程仿真 251五、起动转矩的定义与测定 · 252第五节 提高永磁同步电动机性能的技术措施 · 254一、提高起动转矩的措施 254二、提高功率因数的措施 254三、提高效率、扩大经济运行范围的措施 255第六节 永磁同步电动机性能的敏感性分析 · 258一、外加电压的影响 258二、永磁材料分散性的影响 · 261三、环境温度的影响 263第七节 异步起动永磁同步电动机的电磁设计 · 267一、异步起动永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标 267二、定子冲片尺寸和气隙长度的确定 268三、定子绕组的设计 268四、转子铁心的设计 269第八节 异步起动永磁同步电动机的电磁计算程序和算例 · 270一、额定数据和技术要求 270二、主要尺寸 · 270三、永磁体计算 · 271四、定、转子冲片 271五、绕组计算 · 274六、磁路计算 · 276七、参数计算 · 280八、工作特性计算 284九、起动性能计算 287参考文献 292第九章 永磁同步发电机 · 293第一节 永磁同步发电机的基本结构和工作原理 · 293一、永磁同步发电机的基本结构 · 293二、永磁同步发电机的工作原理 · 296第二节 永磁同步发电机的电枢反应 · 297一、电枢电流I& 与励磁电动势0 E& 同相位 298二、电枢电流I& 与励磁电动势0 E& 不同相位 299第三节 永磁同步发电机的磁场波形系数与参数计算 · 300一、气隙磁场的有关系数 300二、电抗参数的计算 302第四节 永磁同步发电机的电压方程和相量图 · 302第五节 永磁同步发电机的功率方程、转矩方程和功角特性 · 303一、功率方程 · 303二、转矩方程 · 303三、功角特性 · 303第六节 永磁同步发电机的运行特性 · 304一、外特性与电压调整率 304二、效率特性 · 305第七节 直驱永磁风力发电机 305一、直驱式永磁同步风力发电系统的总体结构 · 305二、结构特点 · 306三、直驱式永磁同步风力发电机的特点 307四、直驱式永磁同步风力发电机存在的问题 · 308五、典型的直驱式永磁同步风力发电机 308第八节 混合励磁永磁同步发电机 · 310一、组合转子混合励磁同步发电机 310二、励磁绕组内嵌式混合励磁电机 312三、顺极式混合励磁同步发电机 313四、爪极混合励磁同步发电机 · 314第九节 表面凸出式永磁同步发电机的电磁计算程序和算例 · 317一、额定数据 · 317二、永磁材料性能 317三、定子铁心 · 318四、定子绕组 · 319五、转子结构尺寸 320六、磁路计算 · 321七、参数计算 · 323八、电压调整率和短路电流的计算 326九、损耗和效率的计算 327参考文献 327第十章 调速永磁同步电动机 329第一节 调速永磁同步电动机的基本结构和数学模型 · 329一、调速永磁同步电动机的基本结构 329二、调速永磁同步电动机的数学模型 330第二节 调速永磁同步电动机的矢量控制 · 333一、矢量控制原理 333二、永磁同步电动机的电流控制策略 334三、调速永磁同步电动机矢量控制系统 336第三节 调速永磁同步电动机矢量控制时的功率特性及弱磁扩速能力分析 · 336一、矢量控制调速永磁同步电动机性能的分析方法 336二、永磁同步电动机恒转矩控制和普通弱磁控制时的功率特性 · 337三、永磁同步电动机最大输入功率弱磁控制时的功率特性 340四、永磁同步电动机弱磁扩速能力的提高 343五、其他因素对电机功率特性及弱磁扩速能力的影响 344第四节 调速永磁同步电动机电感参数计算方法 · 345一、交、直电感的计算方法 · 345二、交、直轴电流对交、直轴电感的影响 345第五节 调速永磁同步电动机矢量控制运行的实现 · 347一、驱动系统概述 347二、位置传感器的选用及安装 · 348三、电机位置、速度的采样 · 348四、PMSM 控制系统软件设计 · 349第六节 调速永磁同步电动机的直接转矩控制 · 351一、概述 351二、永磁同步电动机M ? T 坐标系下的转矩方程 351三、基于定子相电压矢量的定子磁链控制 352四、PMSM 直接转矩控制系统的实现 354第七节 调速永磁同步电动机的电磁设计 · 355一、主要尺寸及气隙选择 356二、转子磁路结构的选择 357三、永磁体选择及设计 357四、永磁磁通密度波形优化 · 357五、齿槽转矩的抑制和低速平稳性的改善 358参考文献 358第十一章 特殊结构永磁电机 · 360第一节 横向磁通永磁电机 · 360一、横向磁通永磁电机的结构与工作原理 360二、横向磁通永磁电机的特点 · 361三、横向磁通永磁电机的分类 · 361四、横向磁通永磁电机的典型应用 364第二节 圆筒型永磁同步直线电机 · 365一、圆筒型永磁同步直线电机的结构与工作原理 · 365二、圆筒型永磁同步直线电机的分类 366三、圆筒型永磁同步直线电机的推力波动与削弱 · 367四、圆筒型永磁同步直线电机的典型应用 378第三节 高速永磁同步电机 · 379一、概述 379二、高速永磁电机的转子结构 · 379三、高速永磁电机的损耗 381四、高速永磁电机的设计原则与方法 382五、高速永磁电机的多物理场耦合设计方法 · 385六、高速永磁电机的设计实例 · 389第四节 低速直驱永磁同步电动机 · 390一、低速大转矩电机 390二、主要应用领域及其优势 · 390三、低速永磁电机与其他类型电机的对比 391四、低速大转矩永磁电机的关键技术与设计原则 · 392五、低速大转矩永磁电机的设计实例 394六、低速大转矩永磁电机传动系统的发展动态与趋势 396第五节 双三相永磁同步电动机 397一、双三相永磁同步电动机的结构 397二、双三相绕组的电枢磁动势谐波 399三、双三相永磁同步电动机的转矩脉动 402四、仅一套三相对称绕组运行时的不平衡磁拉力 · 406第六节 轴向磁场永磁同步电机 407一、轴向磁场永磁同步电机的结构 407二、轴向磁场永磁同步电机的运行原理 409三、轴向磁场永磁同步电机的分类及特点 410四、轴向磁场永磁同步电机主要尺寸的确定 · 412第七节 永磁辅助式同步磁阻电机 · 413一、永磁辅助式同步磁阻电机的结构 413二、永磁辅助式同步磁阻电机的转矩特性 414三、永磁辅助式同步磁阻电机的结构参数对交直轴电感的影响 · 416四、永磁辅助式同步磁阻电机的控制策略 418参考文献 418附录 420附录A 导线规格表 420附录B 导磁材料磁化曲线和损耗曲线图表 421附录C 常用铸铝转子槽下部比漏磁导的计算 436
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前言《永磁电机》第2 版于2011 年出版发行，期间受到了广大读者的厚爱。10 多年来，永磁电机的基础研究和产品研发都取得了长足进展，为体现永磁电机的最z新研究成果及应用，我们对《永磁电机》第2 版进行了修订。在本书第1 版中，王秀和编写了第d一、二、三、五、八章，杨玉波编写了第四章和附录，李光友编写了第六章，王兴华编写了第七章，徐衍亮编写了第九章，第十章由王秀和、徐衍亮、朱常青、陈谢杰、张冉、刘士勇、申宁共同编写。全书由王秀和负责定稿。在本书第3 版中，各章节修订和编写情况如下：第d一章由王秀和、赵文良修订，第二章由王秀和、张岳修订，第三章、第八章由王秀和修订，第四章由杨玉波修订，第五章由王秀和、杨玉波修订，第六章由李光友修订，第七章由王兴华修订，第九章由王秀和、朱常青修订，第十章由徐衍亮修订，第十一章由杨玉波、赵文良、张岳编写，附录由杨玉波修订。全书由王秀和负责定稿。在本书的编写和修订过程中，得到了沈阳工业大学的唐任远院士、孙昌志教授以及山东大学电气工程学院诸多同事的大力支持和指导，在此表示诚挚谢意。由于作者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。作者2022 年11 月
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