电机气隙磁场调制统一理论及应用 程明 电机气隙磁场调制实操应用方法书籍 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书系统地介绍了电机气隙磁场调制统一理论及应用方法, 是作者团队十多年研究成果的提炼和总结。 在揭示气隙磁场调制现象普遍性的基础上, 完整地阐述了电机气隙磁场调制统一理论, 结合实例介绍了如何利用磁场调制理论来分析计算电机性能, 给出了指导电机拓扑创新的一般性原则和方法, 并通过多个新型电机实例予以佐证。本书首次将电机气隙磁场调制现象抽象化和理论化, 创立了电机气隙磁场调制理论, 为电机的分析和计算提供了全新的视角和方法, 丰富了电机学理论, 是一本难得的佳作。

序言

前言

第 1 章 绪论 1 

1. 1 电机发展历史回顾 1

1. 2 经典电机学理论的局限性 4 

1. 2. 1 电机理论呈现碎片化 4 ……………………………………………………

1. 2. 2 原理分析存在局限性 5 ……………………………………………………

1. 2. 3 性能分析缺乏统一性 5 ……………………………………………………

1. 3 磁场调制电机及其理论的发展概况 6 …………………………………………

1. 4 本书的总体思路与框架 9 ………………………………………………………

参考文献 10 ……………………………………………………………………………

第 2 章 电机中的气隙磁场调制现象 16 ………………………………………………

2. 1 磁场调制式磁齿轮 16 ……………………………………………………………

2. 1. 1 基本结构与工作原理 17 ……………………………………………………

2. 1. 2 磁场调制效应的定性分析 19 ………………………………………………

2. 1. 3 其他类型的磁齿轮 22 ………………………………………………………

2. 2 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构及静态特性 24 …………………………………

2. 2. 1 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构 25 …………………………………………

2. 2. 2 静态特性分析 25 ……………………………………………………………

2. 3 磁齿轮复合电机 30 ………………………………………………………………

2. 3. 1 磁齿轮复合电机拓扑结构 31 ………………………………………………

2. 3. 2 磁齿轮复合电机比较分析 32 ………………………………………………

2. 4 外转子聚磁式磁场调制永磁电机 37 ……………………………………………

2. 4. 1 FCFMPM 电机基本结构 37 …………………………………………………

2. 4. 2 FCFMPM 电机特性分析 38 …………………………………………………

Ⅶ

2. 4. 3 FCFMPM 电机主要尺寸关系式 53 …………………………………………

2. 4. 4 FCFMPM 样机设计与实验验证 55 …………………………………………

2. 4. 5 与商业化小型风力发电机的比较 60 ………………………………………

2. 5 初级永磁型游标直线电机 61 ……………………………………………………

2. 5. 1 LPPMV 电机的基本结构及运行原理 61 …………………………………

2. 5. 2 LPPMV 电机有限元计算 66 ………………………………………………

2. 5. 3 LPPMV 电机实验验证 73 …………………………………………………

2. 6 磁通切换永磁电机 75 ……………………………………………………………

2. 6. 1 FSPM 电机磁场调制机理 75 ………………………………………………

2. 6. 2 FSPM 电机电枢反应磁场调制机理 77 ……………………………………

2. 6. 3 FSPM 电机转矩产生机理 81 ………………………………………………

2. 7 双馈电机 82 ………………………………………………………………………

2. 7. 1 双馈电机的分类及工作原理 82 ……………………………………………

2. 7. 2 级联式无刷双馈电机 84 ……………………………………………………

2. 7. 3 调制式无刷双馈电机 85 ……………………………………………………

2. 7. 4 现有无刷双馈电机的共性特点与个性差别 91 ……………………………

2. 8 电机原理的统一性 92 ……………………………………………………………

参考文献 94 ……………………………………………………………………………

第 3 章 电机气隙磁场调制统一理论 99 ………………………………………………

3. 1 概述 99 ……………………………………………………………………………

3. 2 经典绕组函数法及其局限性 100 ………………………………………………

3. 2. 1 绕组磁动势分析 100 ………………………………………………………

3. 2. 2 经典绕组函数法 102 ………………………………………………………

3. 2. 3 经典绕组函数法的局限性 104 ……………………………………………

3. 3 电机三要素 107 …………………………………………………………………

3. 3. 1 励磁源 108 …………………………………………………………………

3. 3. 2 调制器 109 …………………………………………………………………

3. 3. 3 滤波器 110 …………………………………………………………………

3. 4 三要素的数学表征 110 …………………………………………………………

3. 4. 1 源磁动势 110 ………………………………………………………………

3. 4. 2 调制算子 114 ………………………………………………………………

3. 4. 3 滤波器 122 …………………………………………………………………

3. 4. 4 电机统一模型 124 …………………………………………………………

3. 5 统一转矩分析 126 ………………………………………………………………

3. 5. 1 统一转矩方程 126 …………………………………………………………

Ⅷ

3. 5. 2 绕线转子凸极同步电机 128 ………………………………………………

3. 5. 3 同步磁阻电机 130 …………………………………………………………

3. 5. 4 笼型感应电机 131 …………………………………………………………

3. 5. 5 无刷双馈磁阻电机 132 ……………………………………………………

3. 5. 6 无刷双馈感应电机 133 ……………………………………………………

3. 5. 7 磁通切换电机 134 …………………………………………………………

3. 5. 8 聚磁式场调制永磁电机 (永磁游标电机) 143 …………………………

参考文献 146 ……………………………………………………………………………

第 4 章 磁场调制行为分析 149 ………………………………………………………

4. 1 概述 149 …………………………………………………………………………

4. 2 电机内的磁场调制行为与转矩成分 149 ………………………………………

4. 2. 1 同步调制和异步调制行为 150 ……………………………………………

4. 2. 2 同步转矩和异步转矩分量 151 ……………………………………………

4. 3 磁场调制行为及转矩成分的关系 152 …………………………………………

4. 3. 1 常见电机拓扑的磁场调制描述 152 ………………………………………

4. 3. 2 常见电机结构转矩成分解析 159 …………………………………………

4. 3. 3 实例分析———无刷双馈电机 161 …………………………………………

4. 4 不同调制器的磁场调制行为分析对比 168 ……………………………………

4. 4. 1 凸极磁阻调制器磁场调制行为 168 ………………………………………

4. 4. 2 多层磁障调制器磁场调制行为 177 ………………………………………

4. 4. 3 短路线圈调制器磁场调制行为 181 ………………………………………

4. 5 不同调制器的等效性及互换性 192 ……………………………………………

4. 5. 1 不同调制器等效性和互换性分析 192 ……………………………………

4. 5. 2 不同调制器互换及组合实例分析 195 ……………………………………

4. 5. 3 不同调制器互换的性能对比 196 …………………………………………

参考文献 203 ……………………………………………………………………………

第 5 章 基于磁场调制理论的电机性能分析与计算 204 ……………………………

5. 1 概述 204 …………………………………………………………………………

5. 2 无刷双馈电机 204 ………………………………………………………………

5. 2. 1 无刷双馈电机的定子绕组 205 ……………………………………………

5. 2. 2 无刷双馈电机的气隙磁场分布及电感特性 207 …………………………

5. 2. 3 4/ 2 对极无刷双馈磁阻电机的定量分析 217 ……………………………

5. 3 6/ 8 极磁通反向永磁电机 231 …………………………………………………

5. 3. 1 结构参数对磁场调制效果的影响 233 ……………………………………

Ⅸ

5. 3. 2 磁场调制行为 235 …………………………………………………………

5. 3. 3 实验验证 238 ………………………………………………………………

5. 4 笼型感应电机及电励磁凸极同步电机的统一分析 241 ………………………

5. 4. 1 磁场调制行为 242 …………………………………………………………

5. 4. 2 电磁特性分析 246 …………………………………………………………

5. 4. 3 实验验证 250 ………………………………………………………………

参考文献 252 ……………………………………………………………………………

第 6 章 电机拓扑结构创新 255 ………………………………………………………

6. 1 创新方法 255 ……………………………………………………………………

6. 1. 1 改变励磁源 256 ……………………………………………………………

6. 1. 2 改变调制器 257 ……………………………………………………………

6. 1. 3 改变滤波器 257 ……………………………………………………………

6. 1. 4 改变三要素的相对位置 257 ………………………………………………

6. 1. 5 改变三要素的相对运动状态 258 …………………………………………

6. 2 Π 型铁心双凸极永磁电机 259 …………………………………………………

6. 2. 1 电机结构与运行原理 259 …………………………………………………

6. 2. 2 性能分析与比较 266 ………………………………………………………

6. 2. 3 样机与实验结果 268 ………………………………………………………

6. 3 定子永磁型旋转变压器 270 ……………………………………………………

6. 3. 1 基本结构与工作原理 270 …………………………………………………

6. 3. 2 奇数极的问题与磁场调制解决方法 274 …………………………………

6. 4 磁通反向永磁电机 278 …………………………………………………………

6. 4. 1 基于磁场调制理论的空载感应电动势分析 278 …………………………

6. 4. 2 空载感应电动势及其谐波分布 285 ………………………………………

6. 5 整距绕组磁通切换永磁电机 287 ………………………………………………

6. 5. 1 电机结构与运行原理 287 …………………………………………………

6. 5. 2 关键尺寸参数设计 289 ……………………………………………………

6. 5. 3 比较分析 292 ………………………………………………………………

6. 6 转子永磁型磁通切换电机 292 …………………………………………………

6. 6. 1 电机结构及基本电磁特性 293 ……………………………………………

6. 6. 2 转子永磁型磁通切换电机转矩产生机理 305 ……………………………

6. 7 双转子磁齿轮功率分配电机 313 ………………………………………………

6. 7. 1 MGPSM 电机的基本结构与工作原理 313 …………………………………

6. 7. 2 MGPSM 电机的工作模式 315 ………………………………………………

6. 7. 3 MGPSM 电机磁路不对称现象及影响 317 …………………………………

6. 7. 4 互补式 MGPSM 电机的原理与实验验证 321 ……………………………

6. 8 定子超导励磁磁场调制电机 331 ………………………………………………

6. 8. 1 定子超导励磁磁通切换电机 332 …………………………………………

6. 8. 2 双定子磁场调制超导励磁电机 334 ………………………………………

6. 8. 3 磁场调制超导电机的技术难点与展望 337 ………………………………

参考文献 338 ……………………………………………………………………………

第 7 章 磁场调制理论的其他应用 343 ………………………………………………

7. 1 概述 343 …………………………………………………………………………

7. 2 无刷双馈电机的径向力分析 344 ………………………………………………

7. 2. 1 电机内的电磁振动和噪声 344 ……………………………………………

7. 2. 2 电机内的径向力分析 344 …………………………………………………

7. 2. 3 电机内的径向力计算 345 …………………………………………………

7. 2. 4 无不平衡磁拉力的极对数组合 357 ………………………………………

7. 3 无轴承单极和交替极永磁交流电机的悬浮绕组设计 357 ……………………

7. 3. 1 绕组变极设计原理 358 ……………………………………………………

7. 3. 2 方案 1: 跨距 y= 4 359 ……………………………………………………

7. 3. 3 方案 2: 跨距 y= 5 362 ……………………………………………………

参考文献 365 ……………………………………………………………………………

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