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第1章　绪论1

1　永磁电机的发展概况1

2　永磁电机的主要特点和应用3

2.1　永磁同步发电机4

2.2　高效永磁同步电动机4

2.3　调速永磁同步电动机和无刷直流电动机6

2.4　永磁直流电动机8

2.5　永磁特种电机10

3　永磁电机的研究推动了电机学科的发展11

第2章 永磁材料的性能和选用13

1　永磁材料磁性能的主要参数13

1.1　退磁曲线13

1.2 回复线15

1.3 内禀退磁曲线17

1.4　稳定性18

2　铝镍钴永磁材料21

3　铁氧体永磁材料24

4　稀土永磁材料26

4.1　稀土钴永磁材料26

4.2　钕铁硼永磁材料28

5 粘结永磁材料32

5.1　粘结铁氧体永磁32

5.2　粘结稀土钴永磁33

5.3　粘结钕铁硼永磁34

6 永磁材料的选择和应用注意事项34

6.1　永磁材料的选择34

6.2　应用注意事项35

第3章　永磁电机磁路计算基础37

1　永磁电机的等效磁路38

1.1　永磁体等效成磁通源或磁动势源38

1.2　外磁路的等效磁路41

1.3　永磁电机的等效磁路42

1.4　主磁导和漏磁导43

1.5　漏磁系数和空载漏磁系数44

2　等效磁路的解析法45

2.1　等效磁路各参数的标么值45

2.2　等效磁路的解析解46

2.3　解析法的应用48

3　等效磁路的图解法50

4　永磁体的最佳工作点53

4.1　最大磁能的永磁体最佳工作点54

4.2　最大有效磁能的永磁体最佳工作点54

4.3　永磁体最佳工作点的应用56

5　永磁体体积的估算57

第4章　永磁电机电磁场数值计算61

1　电磁场有限元法基本原理62

1.1　条件变分问题及其离散化62

1.2　边界条件的确定70

1.3网格剖分与运动问题的处理71

2　永磁电机电磁场数值计算的特点74

2.1　永磁体的面电流模型74

2.2　永磁体平行充磁和径向充磁的模拟76

2.3　永磁电机的局部失磁问题78

3　永磁电机参数计算78

3.1　气隙磁通密度78

3.2　空载励磁电动势79

3.3 电枢反应电抗与负载励磁电动势80

3.4　漏磁系数和波形系数82

3.5 电磁转矩的电磁场数值计算83

4　通过电磁场数值计算进行永磁电机优化设计85

4.1 电机的电磁场逆问题研究85

4.2　通过电磁场数值计算进行永磁电机磁路结构形状和尺寸的优化86

5　永磁电机的瞬态电磁场计算88

5.1　瞬态电磁场基本方程88

5.2　场路方程耦合及其空间与时间离散模型91

第5章　永磁直流电动机93

1　概述93

2　永磁直流电动机基本方程和稳态运行特性93

2.1 电磁转矩和感应电动势93

2.2　基本方程94

2.3　稳态运行特性96

2.4　永磁电机运行特性的温度敏感性98

3　永磁直流电动机的磁极结构98

4　永磁电机磁路计算中的主要系数104

4.1　空载漏磁系数104

4.2　电枢计算长度111

4.3　计算极弧系数113

4.4　气隙系数121

5　永磁直流电动机的电枢反应123

5.1　交轴电枢磁动势和电枢反应123

5.2　直轴电枢磁动势和电枢反应126

5.3　少槽永磁直流电动机电枢反应的特点128

5.4　最大去磁时永磁体工作点校核计算131

6　永磁直流电动机的设计特点132

6.1　主要尺寸选择133

6.2　定子尺寸选择134

6.3　电枢冲片设计136

7　永磁直流电动机的动态特性139

7.1　永磁直流电动机的动态方程140

7.2　永磁直流电动机的传递函数和时间常数141

7.3　永磁直流电动机的转矩脉动和低速平稳性143

8　永磁直流电动机电磁计算程序和算例144

第6章　永磁同步电动机基本理论和异步起动永磁同步电动机161

1　概述161

2　永磁同步电动机的结构162

2.1　永磁同步电动机的总体结构162

2.2　永磁同步电动机转子磁路结构163

2.3　隔磁措施168

3　永磁同步电动机的稳态性能170

3.1　稳态运行和相量图170

3.2　稳态运行性能分析计算172

3.3　损耗分析计算175

4　永磁同步电动机磁路分析与计算176

4.1　磁路计算特点176

4.2　空载漏磁系数180

4.3　永磁体工作点的计算185

5　永磁同步电动机参数计算和分析187

5.1　空载反电动势188

5.2　交、直轴电枢反应电抗189

5.3　交、直轴电枢磁动势折算系数193

6　异步起动永磁同步电动机的起动过程193

6.1　起动过程中的电磁转矩193

6.2　起动过程中的定子电流202

6.3　牵入同步过程202

7　异步起动永磁同步电动机的设计特点206

7.1　主要尺寸和气隙长度的选择207

7.2　定、转子槽数的选择207

7.3　转子设计208

7.4　永磁体设计210

7.5　电枢绕组设计211

7.6　提高异步起动永磁同步电动机功率密度和起动性能的措施211

7.7　提高异步起动永磁同步电动机效率和功率因数的措施212

8　异步起动永磁同步电动机电磁计算程序和算例215

第7章　调速永磁同步电动机234

1　矩形波永磁同步电动机的运行原理234

2　矩形波永磁同步电动机的调速运行和控制238

2.1　矩形波电流控制系统238

2.2　开-关（斩波）矩形波电流控制器240

3　正弦波永磁同步电动机的dq轴数学模型244

4　正弦波永磁同步电动机的矢量控制原理248

4.1　永磁同步电动机矢量控制原理简介248

4.2　正弦波永磁同步电动机矢量控制运行时的基本电磁关系249

5　正弦波永磁同步电动机的矢量控制方法252

5.1　id＝0控制252

5.2　最大转矩／电流控制255

5.3　弱磁控制258

5.4　最大输出功率控制261

5.5　定子电流的最佳控制262

6　正弦波永磁同步电动机控制系统264

7　调速永磁同步电动机的设计特点265

7.1　主要尺寸的选择267

7.2　转子磁路结构的选择268

7.3　永磁体设计269

7.4　定位力矩的抑制和低速平稳性的改善270

7.5　提高永磁同步电动机弱磁扩速能力的措施270

第8章　永磁同步发电机273

1　概述273

2　永磁同步发电机转子磁路结构274

2.1　切向式转子磁路结构274

2.2　径向式转子磁路结构276

2.3　混合式转子磁路结构278

2.4　轴向式转子磁路结构279

3　永磁同步发电机的运行性能281

3.1　励磁电动势和气隙合成电动势282

3.2　交、直轴电枢反应和电枢反应电抗284

3.3　固有电压调整率和降低措施287

3.4　短路电流倍数计算289

3.5　永磁同步发电机电动势波形290

4　永磁同步发电机电磁计算程序和算例292

第9章　盘式永磁电动机308

1　盘式永磁电动机基本结构和特点308

1.1　盘式永磁直流电动机结构和特点308

1.2　盘式永磁同步电动机结构和特点311

1.3　盘式无刷直流电动机314

2　盘式永磁电动机空载磁场计算314

2.1　主磁路结构314

2.2　空载工作点确定315

2.3　盘式永磁直流电动机三维磁场分析317

2.4　空载漏磁系数计算320

2.5　气隙磁密分布系数326

3　线绕盘式永磁直流电动机的设计特点326

3.1　基本电磁关系326

3.2　主要尺寸328

3.3　磁极设计329

4　线绕盘式永磁直流电动机电磁计算程序和算例330

第10章　永磁电机电磁计算CAD342

1　概述342

2　电磁计算源程序的编制343

2.1　计算机程序设计语言的选择343

2.2　计算机源程序与手算程序的区别343

2.3　程序的易读性和可维护性345

3　永磁直流电动机电磁计算源程序及说明349

3.1　源程序说明349

3.2　源程序353

3.3　算例380

4　异步起动永磁同步电动机电磁计算源程序及说明382

4.1　源程序说明382

4.2　源程序383

4.3　算例420

第11章　永磁电机测试技术424

1　永磁同步电机电抗参数的测试424

1.1　用直接负载法测量永磁同步电机稳态饱和参数425

1.2　用直流衰减法测量永磁同步电机稳态和瞬态参数432

1.3　用电压积分法测量永磁同步电机稳态参数434

1.4　参数测试方法的比较438

2　永磁同步电动机转矩、转速曲线的测试439

2.1　转矩、转速测试系统简介439

2.2　转矩、转速变化曲线的测试441

2.3　转矩-转速特性曲线和转矩值的测试442

2.4　永磁同步电动机牵入同步能力的测试444

附录1　导线规格表445

附录2　导磁材料磁化曲线表和损耗曲线表448

附录3　磁路和参数计算用图461

附录4　常用定、转子槽比漏磁导计算467

参考文献470