醉染图书微特电机978751000

前言
上篇通用基础理论
章电磁理论基础
1.1磁场中的几个基本物理量
1.1.1磁感应强度
1.1.2磁通量
1.1.3磁导率
1.1.4磁场强度
1.2麦克斯韦方程组
1.3电磁感应定律
1.3.1电磁感应定律
1.3.2正弦感应电动势
1.3.3运动电动势
1.3.4自感电动势与自感
1.3.5互感电动势与互感
1.4洛伦兹力与电磁转矩
第2章磁路分析与永磁磁路
2.1铁磁材料
2.1.1铁磁材料的磁化
2.1.2磁化曲线与磁滞曲线
2.1.3铁磁材料
2.2永磁材料
2.2.1永磁材料的退磁曲线
2.2.2永磁材料的主要能参数
2..永磁材料的稳定及稳定处理
2...1热稳定
2...2磁稳定
2...化学稳定
2...4时间稳定
2...5稳定处理方法
2.2.4永磁材料的主要种类
2.2.4.1铝镍钴永磁材料
2.2.4.2铁氧体永磁材料
2.2.4.3稀土钴永磁材料
2.2.4.4钕铁硼永磁材料
2.2.4.5粘结永磁材料
.磁路基本定律
..1磁路的概念
..2全电流定律
..磁路的欧姆定律
..4磁路的基尔霍夫定律
..5磁路的基尔霍夫第二定律
..电路与磁路的比较
2.4永磁磁路的分析与计算
2.4.1永磁体的等效处理
2.4.2外磁路的等效与合成磁路
2.4.3漏磁系数和空载漏磁系数
2.4.4等效磁路的解析法
2.4.4.1标幺值
2.4.4.2磁路的解析计算
2.4.5等效磁路的图解法
2.4.6永磁体的很好工作点
2.4.6.1优选磁能的永磁体很好工作点
2.4.6.2优选有效磁能的永磁体很好工作点
第3章交流绕组基础
3.1交流绕组的分类、要求及基本术语
3.1.1交流绕组的分类
3.1.2交流绕组的构成原则
3.1.3基本术语
3.2几种常见的交流绕组
3.2.1三相单层绕组
3.2.2三相双层绕组
3.2.2.1叠绕组
3.2.2.2波绕组
3.2..分数槽绕组
3.3正弦磁场下交流绕组的感应电动势
3.3.1一根导体的感应电动势
3.3.2线圈中的感应电动势和短距系数
3.3.2.1整距线圈的感应电动势
3.3.2.2短距线圈的感应电动势和短距系数
3.3..线圈组的感应电动势和分布系数
3.3.2.4绕组的相电动势与线电动势
3.4谐波电动势及其削弱方法
3.4.1谐波电动势
3.4.2削弱谐波电动势的方法
3.4.2.1合理设计气隙磁场
3.4.2.2绕组采用星形接法
3.4..利用电机绕组减小电动势中的谐波
3.4.2.4齿谐波电动势及削弱方法
3.5正弦电流时交流绕组的磁动势
3.5.1单相绕组的脒振磁动势
3.5.1.1整距线圈的磁动势
3.5.1.2单层整距线啊组的磁动势
3.5.1.3双层短距绕组磁动势和一相绕组磁动势
3.5.1.4脉振磁动势的分解
3.5.2三相绕组的旋转磁动势
3.5.2.1三相绕组的基波合成磁动势
3.5.2.2三相绕组的谐波合成磁动势
3.5..机械旋转磁动势
3.5.3两相及多相绕组的旋转磁动势
3.5.3.1两相对称绕组的圆形旋转磁动势
3.5.3.2两相不对称绕组的椭圆形旋转磁动势
3.5.3.3多相绕组的旋转磁动势
第4章电机的损耗与发热
4.1能量守恒原理
4.2损耗分析
4.2.1基本铁耗
4.2.1.1磁滞损耗
4.2.1.2涡流损耗
4.2.1.3轭部（齿联轭）及齿部的基本铁耗
4.2.2空载时铁心中的附加损耗
4..电气损耗
4...1绕组中的电气损耗
4...2电刷接触损耗
4.2.4负载时的附加损耗
4.2.5机械损耗
4.3力电供电下损耗的修正
4.3.1电气损耗的修正
4.3.2铁心损耗的修正
4.3.3附加损耗
4.3.4力电供电下的电机效率
4.4电机的发热
4.4.1电机的温升和温升限值
4.4.2传热的基本定律
4.4.2.1热传导定律
4.4.2.2热传导方程
4.4..对流散热与牛顿定律
4.4.2.4辐散热与斯忒藩—玻耳兹曼定律
4.4.3电机稳定温升
4.4.3.1热路法
4.4.3.2简化计算法
4.4.3.3网络法
4.4.4不稳定温升与热时间常数
4.5微特电机的冷却与工作制
4.5.1冷却方式
4.5.1.1小型封闭自冷式一般用途微特电机
4.5.1.2全封闭驱动用微特电机
4.5.1.3分装式微特电机
4.5.1.4冷却用微特电机
4.5.1.5微特电机组件及系统
4.5.1.6高功率密度电机
4.5.2工作制
第5章电机的振动、噪声与电磁兼容
5.1电机振动
5.1.1产生振动的主要原因
5.1.2电机振动的测试方法
5.1.3振动强度的限值
5.2电机噪声
5.2.1电机的主要噪声源及产生机理
5.2.1.1通风噪声
5.2.1.2电磁噪声
5.2.1.3机械噪声
5.2.2电机噪声测定方法
5.2.2.1声音的量度
5.2.2.2电机噪声声压级的测量方法
5.2..对试验环境影响因素的校正
5.2.2.4试验结果的确定方法
5.2.2.5声源识别与频谱分析
5..微特电机的噪声限值
5.2.4降低电机噪声的方法
5.2.4.1降低电磁噪声的措施
5.2.4.2降低机械噪声的措施
5.2.4.3降低通风噪声的措施
5.3电机的电磁兼容
5.3.1电磁兼容的基本概念
5.3.1.1电磁兼容认的必要
5.3.1.2常用名词术语
5.3.2电磁干扰三要素
5.3.2.1干扰源
5.3.2.2干扰传播的途径
5.3..设备度的度量
5.3.3电磁兼容的标准与测量
5.3.3.1电磁兼容标准
5.3.3.2电磁兼容的测量方法
5.3.4提高产品电磁兼容EMC措施
5.3.4.1接地
5.3.4.2滤波
5.3.4.3屏蔽
第6章电机常用分析方法简述
6.1电机分析的一般过程
6.1.1动态与稳态分析
6.1.2电机分析的步骤
6.1.3电机分析时常用的基本设条件
6.2电机常用动态分析方法
6.2.1叠加原理
6.2.2拉普拉斯变换
6..状态方程及其解法
6.3坐标变换
6.3.1电流、电压和阻抗的变换规律
6.3.2新、旧坐标系率的关系
6.4常用的坐标系和坐标变换
6.4.1常用坐标系
6.4.2常用坐标变换
6.5电机的电磁场
6.5.1电机电磁场分析
6.5.1.1电机电磁场概述
6.5.1.2电机电磁场研究方法
6.5.2磁场的边值问题
6.5.2.1位函数满足的偏微分方程
6.5.2.2边界条件
6.5..边值问题
6.5.3有限元法的基本原理与步鼻
6.5.3.1条件变分问题
6.5.3.2剖分值 6.5.3.3单元分析
6.5.3.4总体合成与边界条件的处理
6.5.3.5方程组求解
6.5.4永磁体的等效
6.5.4.1磁化矢量法
6.5.4.2等效面电流法
6.5.4.3瓦形磁极的等效
6.5.5磁场与路结合分析法
6.6电机中的物理“场”和电机中的多种“路”
6.6.1电机中的物理“场”
6.6.2电机中的“路”
6.6.3电机中的“场”与“路”
中篇伺服与控制电机
第7章电气伺服系统概述
7.1概念与分类
7.1.1定义
7.1.2发展历史
7.1.3分类和特点
7.1.3.1两相交流伺服电动机控制系统
7.1.3.2直流电动机控制系统
7.1.3.3永磁交流伺服电动机控制系统
7.1.3.4感应电动机控制系统
7.1.3.5步进电动机控制系统
7.1.3.6开关磁阻电动机控制系统
7.1.4基本要求和发展趋势
7.1.4.1基本要求
7.1.4.2伺服系统的发展趋势
7.2基本特参数
7.2.1工作区
7.2.2特征参数
7.2.2.1反电动势常数和转矩常数
7.2.2.2时间常数
7..稳态能
7...1转速调整率
7...2调速比
7...静态刚度
7...4定位精度和稳态跟踪误差
7.2.4动态能
7.2.4.1转矩波动系数
7.2.4.2频带宽度
7.2.4.3超调量
7.2.4.4阶跃输入的转速响应时间
7.2.4.5转矩变化的时间响应
7.2.4.6建立时间
7.3交流伺服系统的PWM控制技术
7.3.1PWM控制基本原理
7.3.2正弦波PWM技术
7.3.3电流跟踪PWM技术
7.3.4电压空间矢量PWM控制技术
7.3.4.1SVPWM的基本概念
7.3.4.2基本电压空间矢量
7.3.4.3磁链轨迹的控制
7.3.4.4t1、t2和t0的计算
7.3.4.5扇区号的确定
7.3.5几种PWM控制技术比较
7.3.5.1谐波分析
7.3.5.2电压利用率与过调制
7.3.5.3三种PWM控制技术小结
7.4伺服电动机转矩波动
7.4.1磁阻变化引起的转矩波动
7.4.2制造精度及工艺
7.4.2.1磁路不对称
7.4.2.2定、转子不同轴
7.4..铁心扣片槽、焊接槽等工艺
7.4.2.4转子旋转体不光滑
7.4.3电机运行时电磁转矩的波动
7.4.3.1方渡驱动
7.4.3.2正弦渡驱动
7.4.3.3电流换向
7.4.3.4电枢反应
7.4.4控制器引起的转矩波动
7.5伺服系统常用的控制策略
7.5.12自由度控制
7.5.2含滞回单元的有间整定
7.5.3H∞控制
7.5.4自适应控制
7.5.5滑模变结构控制
7.5.6智能控制
7.5.6.1模糊控制
7.5.6.2专家系统
7.5.6.3预测控制
7.5.6.4学习控制
7.5.6.5神经网络控制
第8章永磁直流电动机
8.1概述
8.2工作原理和结构
8.2.1工作原理
8.2.2结构
8.2.2.1磁极
8.2.2.2电枢
8.2..换向器
8.2.2.4电刷
8.3基本方程和运行特
8.3.1基本方程
8.3.2稳态工作特
8.3.2.1机械特
8.3.2.2调节特
8.3..转速—电流特
8.3.2.4电流—转矩特
8.3.2.5效率特
8.3.3永磁直流伺服电动机的特
8.3.3.1转矩—转速特曲线及工作区
8.3.3.2动态特
8.4电枢反应
8.4.1交轴电枢反应
8.4.2直轴电枢反应
8.4.3优选去磁工作点校核
8.5调速及控制方法
8.5.1调节主磁通调速
8.5.2电枢回路串电阻调速
8.5.3控制电枢电压调速
8.6换向分析
8.6.1换向的电磁理论
8.6.1.1换向元件中的电动势
8.6.1.2换向元件中的电流
8.6.2电刷及其选择
8.6.3换向火花
8.6.3.1火花产生原因
8.6.3.2火花等级及火花评定
8.6.4改善换向的方法
8.6.4.1移刷
8.6.4.2换向极
8.6.4.3补偿绕组
8.6.4.4优选电刷并保持电刷与换向器滑动接触
8.7设计概要
8.7.1额定数据和指标体系
8.7.2设计要点
8.7.2.1主要尺寸的确定及参数的选取
8.7.2.2磁极结构及极数选择
8.7..磁路设计及工作点确定
8.7.2.4电枢冲片设计及绕组参数
8.7.2.5换向能设计
8.7.2.6温升对永磁直流电动机能的影响
8.8永磁直流力矩电动机
8.8.1结构特点
8.8.2运行能
8.8.2.1能特点
8.8.2.2指标体系及参数
8.8.3力矩波动的产生及其降低措施
8.8.4设计特点
8.9几种无铁心永磁直流伺服电动机
8.9.1空心杯电枢永磁直流伺服电动机
8.9.1.1定子磁路结构
8.9.1.2空心杯电枢结构及绕组型式
8.9.1.3换向器及电刷
8.9.1.4特点及其应用
8.9.2线绕盘式永磁直流电动机
8.9.2.1结构特点
8.9.2.2电枢结构及绕组型式
8.9..特点及其应用
8.9.3印制绕组永磁直流电动机
第9章永磁交流伺服电动机
9.1电机基本结构
9.1.1电机结构
9.1.2电枢绕组型式
9.1.3转子结构
9.1.3.1表贴式转子结构
9.1.3.2内置式转子结构
9.1.3.3混合式转子结构
9.2永磁无刷直流电动机
9.2.1系统构成
9.2.2工作原理
9..能分析
9...1参数与稳态特
9...2动态模型与动态模拟
9...电枢反应
9.2.4转矩波动
9.2.4.1定义与原因
9.2.4.2换相与转矩脉动
9.2.5无刷电机的运行模式
9.2.5.1开环运行
9.2.5.2转矩控制模式
9.2.5.3速度控制模式
9.2.5.4位置控制模式
9.2.5.5常用无传感器位置检测方法简介
9.3方波驱动与正弦波驱动比较
9.3.1基本概念
9.3.2转矩与反电动势常数
9.3.3转矩密度与功率密度
9.3.4转矩波动
9.4永磁交流伺服电动机的动态模型
9.4.1三相系统下的数学模型
9.4.1.1电压与磁链方程
9.4.1.2绕组电感参数
9.4.1.3感应电动势
9.4.2两相坐标系下的动态模型
9.4.2.1αβO坐标系中的动态模型
9.4.2.2dqO坐标系中的动态模型
9.4.3电磁功率和电磁转矩
9.4.3.1输入电功率
9.4.3.2电磁转矩
9.4.3.3无功功率
9.5永磁交流伺服电机的矢量控制
9.5.1电压极限圆与电流极限圆
9.5.2恒转矩轨迹与优选转矩／电流轨迹
9.5.3id=0控制
9.5.4cosψ=1控制
9.5.5优选转矩／电流比控制
9.5.6弱磁控制
9.5.7不同控制策略下的机械特
9.5.8永磁交流伺服系统基本构成
9.6永磁交流伺服电机直接转矩控制
9.6.1转矩生成与控制
9.6.2电压矢量与磁链轨迹
9.6.3滞环控制与系统
9.6.3.1滞环比较器控制
9.6.3.2控制系统
9.6.4磁链和转矩估计
9.6.5直接转矩控制与矢量控制
9.7永磁交流伺服电机实践与设计特点
9.7.1确定任务目标
9.7.2方案与设计特点
9.7.2.1方案选择
9.7.2.2电机设计特点
0章分数槽集中绕组伺服电动机
10.1概述
10.1.1定义
10.1.2分数槽电机的优点
10.2分数槽电机的约束条件和极槽配合
10.2.1分数槽电机极槽约束条件
10.2.2分数槽电机极槽配合的选择
10.3绕组系数和绕组磁动势分析
10.3.1绕组系数分析
10.3.1.1基波绕组系数
10.3.1.2谐波绕组系数
10.3.2绕组磁动势分析
10.3.2.1单个线圈的磁动势
10.3.2.2相绕组磁动势
10.3..三相绕组合成磁动势
10.3.3绕组系数验
10.4齿槽转矩分析
10.4.1齿槽转矩的质及其产生规律
10.4.2齿槽转矩分析及削弱方法
10.4.2.1齿槽转矩分析
10.4.2.2齿槽转矩的削弱方法
10.5不平衡磁拉力分析
10.5.1不平衡磁拉力产生的原因
10.5.2静态（空载）UMP
10.5.3动态（负栽）UMP
10.5.4产生UMP的规律
10.6需要进一步分析讨论的问题
1章感应电动机伺服控制系统
11.1伺服控制方法概述
11.1.1控制方法简介
11.1.2控制方法分析比较
11.2标量控制技术
11.2.1变压变频控制技术
11.2.1.1控制原理
11.2.1.2机械特
11.2.1.3基频以下补偿控制
11.2.2转速开环恒压频比控制技术
11..转速闲环转差频率控制技术
11...1基本原理及特点
11...2转差频率控制的结构及能
11...优选转差频率的计算方法
11...4转差频率控制系统的优缺点
11.3矢量控制技术
11.3.1基本理论
11.3.1.1空间矢量
11.3.1.2坐标变换
11.3.1.3任意同步旋转MT坐标下的矢量变换
11.3.1.4MT坐标系下转子磁场定向矢量方程
11.3.2转子磁场定向矢量控制技术
11.3.2.1直接磁场定向与间接磁场定向控制
11.3.2.2直接磁场定向控制技术
11.3..间接磁场定向控制技术
11.3.2.4电压源型逆变器馈电控制技术
11.3.2.5电流可控的馈电控制技术
11.3.2.6影响转子磁场定向控制能的因素
11.3.3气隙磁场定向矢量控制技术
11.3.3.1气隙磁场定向下的转矩方程
11.3.3.2气隙磁场定向下的矢量方程
11.3.4定子磁场定向矢量控制技术
11.3.4.1定子磁场定向下的转矩方程
11.3.4.2定子磁场定向下的矢量方程
11.4直接转矩控制技术
11.4.1特点、类型及原理
11.4.1.1特点
11.4.1.2类型
11.4.1.3基本原理
11.4.2圆彤磁链轨迹DTC控制技术
11.4.3六边彤磁链轨迹DSC控制技术
11.4.3.1DSC基本原理
11.4.3.2DSC系统基本结构
11.4.3.3DSC系统基本组成
11.4.3.4DSC低速范围内的调节方案
11.4.4直接转矩控制转矩脉动的解决方法
11.4.4.1基于表查询方式
11.4.4.2基于连续调制方式
11.4.4.3基于现代控制理论
2章步进电动机及驱动系统
12.1概述
12.1.1分类
12.1.2特点
12.1.3应用与发展
12.2基本工作原理、电磁转矩和结构
12.2.1基本工作原理和电磁转矩
12.2.1.1三相磁阻式步进电动机工作原理和电磁转矩
12.2.1.2混合式步进电动机工作原理和电磁转矩
12.2.1.3永磁式步进电动机工作原理
12.2.2结构型式
12.2.2.1磁阻式步进电动机
12.2.2.2永磁式步进电动机
12.2..混合式步进电动机
12.2.2.4单相步进电动机
1.特
1..1步进电动机的单步运行
1..2步进电动机的连续脉冲运行及运行矩频特
1..步进电动机的起动矩频特和起动惯频特
12.4主要技术指标和参数
12.4.1主要参数
12.4.2主要能指标
12.5驱动与控制
12.5.1基本原理
12.5.2脉冲分配器
12.5.3恒压驱动方式
12.5.4高低压驱动方式
12.5.5恒流斩波驱动方式
12.5.6调频调压驱动方式
12.5.7微步驱动方式
12.5.8控制与驱动芯片
12.5.9步进电动机的控制
12.5.9.1加减速控制
12.5.9.2闭环控制
12.5.9.3控制器
12.6设计要点
12.6.1基本结构
12.6.2转子外径
12.6.3定子主要数据和气隙长度
12.6.4冲片设计
12.6.5气隙磁导计算
12.6.6磁通密度和磁动势
12.6.7绕组设计
12.6.8优选静转矩验算
12.6.8.1磁阻式步进电动机优选静转矩
12.6.8.2混合式步进电动机优选静转矩
12.7选型
12.7.1步距角的选择
12.7.2系统的定位精度
12.7.3转矩的选择
12.7.4阻尼方法的选择
3章开关磁阻电机系统
13.1概述
13.1.1系统组成及原理
13.1.1.1系统组成
13.1.1.2系统基本工作原理
13.1.1.3系统特点
13.1.2研究现状与发展趋势
13.2开关磁阻电机的基本结构和工作原理
13.2.1基本结构
13.2.2工作原理
13..相数与定、转子齿极数的关系
13.2.4绕组连接方式与磁极分布
13.2.4.1绕组连接方式
13.2.4.2极分布（以四相为例）
13.3基本电磁关系与特
13.3.1基本电磁方程
13.3.2相绕组电流
13.3.3电磁转矩与能量转换
13.3.4数学模型
13.3.5机械特
13.4电磁设计基本原则
13.4.1设计特点
13.4.2主要技术参数
13.4.3输出方程
13.4.4电磁负荷
13.4.5主要尺寸和主要参数选择
13.4.5.1主要尺寸
13.4.5.2气隙长度g和第二气隙长度gj
13.4.5.3相数q
13.4.5.4定子、转子极弧宽度
13.4.5.5每相绕组串联匝数Nph
13.4.6转矩计算
13.4.7损耗计算
13.4.7.1绕组铜损耗
13.4.7.2铁心损耗
13.5功率变换器
13.5.1主电路设计
13.5.2功率变换嚣的容量
13.5.3开关器件的选择
13.5.4辅电路
13.5.4.1驱动电路
13.5.4.2缓冲（吸收）电路
13.6控制系统
13.6.1设计原则
13.6.2控制原理
13.6.2.1电流斩波控制（CCC）
13.6.2.2角度位置控制（APC）
13.6.3控制器设计概述
13.7检测与反馈
13.7.1位置检测
13.7.2电流检测
13.7.3转速检测
13.8制动和发电运行
13.8.1制动运行原理
13.8.2发电运行
13.8.2.1工作原理
13.8.2.2发电运行时的控制
13.9特种开关磁阻电机
13.9.1全距绕组排列的开关磁阻电机
13.9.1.1概述
13.9.1.2全距绕组开关磁阻电机工作原理
13.9.1.3全距绕组的开关磁阻电机自感、互感及电磁转矩分析
13.9.2加辅绕组的开关磁阻电机
13.10单边双励磁的双凸极电动机
13.10.1采磁式双凸极电动机
13.10.2具有直流励磁的双凸极电动机
13.11应用
4章伺服系统常用传感器装置
14.1概述
14.2旋转变压器
14.2.1结构和分类
14.2.1.1结构
14.2.1.2分类
14.2.2工作原理
14.2.2.1正余弦旋转变压器工作原理
14.2.2.2线旋转变压器工作原理
14.2..比例式旋转变压器工作原理
14.2.2.4无刷旋转变压器工作原理
14.2.2.5单绕组线旋转变压器工作原理
14..主要技术指标和参数
14.2.4设计特点
14.2.4.1正余弦旋转变压器设计特点
14.2.4.2线旋转变压器设计特点
14.2.4.3无刷旋转变压器设计特点
14.2.5多极和双通道旋转变压器
14.2.5.1分类与结构
14.2.5.2工作原理
14.2.5.3多极旋变绕组特点
14.2.5.4主要技术指标和参教
14.2.5.5设计特点
14.2.6磁阻式旋转变压嚣
14.2.6.1结构及特点
14.2.6.2工作原理
14.2.6.3误差分析及补偿
14.2.6.4设计特点
14.2.7可变差动变压嚣（RVDT、LVDT）
14.2.7.1旋转可变差动变压器（RVDT）
14.2.7.2直线可变差动变压器（LVDT）
14.2.8旋转变压器解码
14.2.8.1采用专用解码芯片的解码器
14.2.8.2软件解码
14.2.8.3旋变解码电路的设计特点及旋变使用注意事项
14.3自整角机
14.3.1分类
14.3.1.1力矩式自整角机
14.3.1.2控制式自整角机
14.3.2结构
14.3.3工作原理
14.3.3.1力矩式自整角机工作原理
14.3.3.2控制式自整角机工作原理
14.3.4主要技术指标和参数
14.4测电机
14.4.1分类与特点
14.4.2永磁直流测电机
14.4.2.1基本原理和结构
14.4.2.2输出特
14.4..主要技术指标及设计制造特点
14.4.3变流异步测电机
14.4.3.1基本原理和结构
14.4.3.2输出特
14.4.3.3主要技术指标、误差及其补偿
14.4.4测电机
14.4.4.1低速永磁直流测电机
14.4.4.2永磁直流直线测电机
14.4.4.3无刷直流测电机
14.4.4.4脉冲测电机
14.5光电编码器
14.5.1增量式光电编码器
14.5.1.1原理及结构
14.5.1.2编码器输出信号
14.5.1.3主要技术指标及参数
14.5.1.4测速方法
14.5.2保式光电编码器
14.5.3混合式光电编码器
14.6磁编码器
14.6.1磁电式编码器
14.6.2磁阻式编码器
14.7霍尔位置传感器
14.7.1开关型霍尔传感嚣
14.7.2线型霍尔传感嚣
14.8温度传感器
14.8.1热敏电阻
14.8.2热电阻传感器
14.8.3热电偶传感器
14.9电流传感器
14.9.1霍尔电流传感器
14.9.1.1直放式（开环）电流传感器
14.9.1.2磁场平衡式电流传感器
14.9.2利用分流电阻检测电流
14.9.3电流检测IC
下篇驱动与特种电机
第5章永磁同步电动机
15.1概述
15.2结构
15.2.1基本结构
15.2.2转子磁极结构
15.2.2.1表面式转子磁极结构
15.2.2.2内置式转子磁极结构
15.2..爪极式转子磁极结构
15..转子隔磁措施
15.3稳态运行能
15.3.1稳态运行方程和相量图
15.3.2稳态运行能
15.3.2.1电磁转矩和矩角特
15.3.2.2工作特曲线
15.4磁路分析与计算
15.4.1磁路计算特点
15.4.1.1计算极弧系数
15.4.1.2气隙磁场波形系数
15.4.1.3磁位差计算
15.4.2空载漏磁系数
15.4.3永磁体工作点的设计与计算
15.4.3.1空载和负载工作点的计算特点
15.4.3.2优选去磁时永磁体工作点校核计算
15.5主要参数计算和分析
15.5.1空载反电动势
15.5.2交、直轴电枢反应电抗
15.5.3交、直轴电枢磁动势折算系数
15.6异步起动永磁同步电动机
15.6.1结构
15.6.2起动过程
15.6.2.1起动过程中的电磁转矩
15.6.2.2起动过程中的定子电流
15.6..牵入同步过程
15.6.3设计特点与原则
15.6.3.1主要尺寸和气隙长度选择
15.6.3.2定、转子槽数的选择
15.6.3.3定、转子槽形的选择
15.6.3.4转子磁极结构设计
15.6.3.5永磁体设计
15.6.3.6电枢绕组设计
15.6.3.7提高功率密度和起动能的措施
15.6.3.8提高效率和功率因数的措施
15.7盘式永磁同步电动机
15.7.1概述
15.7.2结构和特点
15.7.3磁场分布和计算
15.7.3.1主磁路结构
15.7.3.2空载工作点确定
15.7.3.3三维磁场分析
15.7.3.4空载漏磁系数计算
15.7.3.5气隙磁通密度分布系数
15.7.4主要尺寸
15.7.5磁极设计
15.8横向磁通永磁同步电动机
15.8.1原理与特点
15.8.2基本类型及结构特点
15.8.3磁场分布和计算
15.8.4功率因数问题
15.8.5工艺特点
15.9爪极式永磁同步电动机
15.9.1转子结构
15.9.2定子结构
15.9.3定向装置
6章永磁同步发电机
16.1概述
16.2转子磁极结构
16.2.1切向式转子磁极结构
16.2.2径向式转子磁极结构
16..混合式转子磁极结构
16.2.4爪极式转子磁极结构
16.3运行能、参数和特
16.3.1励磁电动势和气隙合成电动势
16.3.2交、直轴电枢反应和电枢反应电抗
16.3.3固有电压调整率和降低措施
16.3.4短路电流倍数计算
16.3.5电动势波形
16.4混合励磁同步发电机
16.4.1结构和特点
16.4.2设计特点
16.4.2.1空载永磁电动势的确定
16.4.2.2磁极形状的优化设计
16.4..电励磁绕组槽尺寸确定
16.5永磁风力发电机设计特点
16.5.1电磁负荷选择
16.5.2定子齿槽的确定
16.5.3优选起动阻力矩的计算及减小措施
7章单相感应电动机
17.1概述
17.2单相感应电动机工作原理
17.2.1单绕组单相感应电动机
17.2.2两相绕组单相感应电动机
17..罩极式单相感应电动机
17.3单相感应电动机的主要类型及用途
17.3.1主要类型
17.3.1.1单相电阻起动感应电动机
17.3.1.2单相电容起动感应电动机
17.3.1.3单相电容运转感应电动机
17.3.1.4单相电容起动与运转感应电动机
17.3.1.5单相罩极式感应电动机
17.3.2基本系列功率等级和机座号
17.3.3特征及典型用途
17.4单相感应电动机的气隙磁场
17.4.1基波磁动势
17.4.1.1单相绕组的脉振磁动势
17.4.1.2两相绕组的椭圆形磁动势
17.4.2谐波磁动势
17.4.2.1整距线圈和短距线圈的谐波磁动势
17.4.2.2同心式绕组（包括正弦绕组）的谐波磁动势
17.4.3气隙磁场
17.5单相感应电动机的绕组
17.5.1单层同心式绕组
17.5.2双层链式绕组
17.5.3单相正弦绕组
17.6单相感应电动机运行分析
17.6.1单相单绕组感应电动机运行分析
17.6.2相轴正交的双绕组单相感应电动机运行分析
17.6.3相轴非正交的双绕组单相感应电动机运行分析
17.6.4Ｙ接法三绕组的单相电容运转感应电动机运行分析
17.6.5抽头调速的单相电容运转感应电动机运行分析
17.6.5.1主、副相绕组双抽头，Ｌ型接法
17.6.5.2副相绕组抽头、Ｔ型接法
17.6.6单相感应电动机的普遍结论及运行分析步骤
17.7单相感应电动机设计要点
17.7.1单相感应电动机设计的基本要点
17.7.2罩极电动机设计要点
17.7.3电磁负荷的选择
17.7.4主要尺寸的确定
17.7.4.1气隙δ的选择
17.7.4.2定子铁心外径与内径的选择
17.7.4.3定子铁心长度的确定
17.7.5定子绕组的设计
17.7.6转子导条截面积及导条材料的选择
17.8单相感应电动机调速方法
17.8.1Ｌ型接法调速和Ｔ型接法调速
17.8.1.1Ｌ型接法调速
17.8.1.2Ｔ型接法调速
17.8.1.3扩大调速范围的措施
17.8.2并联电容调速
17.8.3变极调速
17.8.4串电抗器调速及晶闸管调压调速
8章单相串激电动机
18.1概述
18.2运行原理与基本结构
18.2.1运行原理
18.2.2电机结构
18..工作特和主要技术数据
18.3基本电磁关系
18.3.1电压平衡方程式和矢量图
18.3.2电磁转矩
18.3.3损耗及能量流程图
18.4设计特点
18.4.1一般要求
18.4.2设计特点
18.4.3主要参数
18.4.4安全防护
18.5电磁兼容（ＥＭＣ）与噪声
18.5.1电磁兼容特
18.5.2噪声
18.6改善换向的措施
9章直线电机
19.1概述
19.1.1直线电机的分类
19.1.2功能与特点
19.1.2.1力电机
19.1.2.2功电机
19.1..能电机
19.1.2.4直线电机的特点
19.2直线电机的基本结构和工作原理
19.2.1基本结构
19.2.2工作原理
19..边端效应
19.3主要指标和参数及设计、工艺特点
19.3.1主要指标和参数
19.3.2设计准则
19.3.3设计要点
19.3.4优化设计
19.3.5工艺特点
19.4驱动与控制
19.4.1非伺服驱动控制系统
19.4.2伺服驱动控制系统
19.4.2.1直线伺服电机
19.4.2.2直线伺服电机的控制
19.5直线电机的应用与选用原则
19.5.1直线电机的应用与发展
19.5.2应用基础与选用原则
19.5.2.1应用基础
19.5.2.2选用原则
19.6直线感应电动机
19.6.1原理、结构与特
19.6.1.1原理与结构
19.6.1.2基本特
19.6.1.3等效电路
19.6.1.4次级及其影响
19.6.2直线感应电动机的矢量控制
19.6.3直线感应电动机的应用实例
19.7直线直流电动机
19.7.1基本原理、结构与特
19.7.1.1原理与结构
19.7.1.2永磁式直线直流电动机
19.7.1.3电磁式直线直流电动机
19.7.1.4无刷直线直流电动机
19.7.2应用实例
19.8直线同步电动机
19.8.1原理、结构与特
19.8.1.1原理
19.8.1.2分类
19.8.1.3结构
19.8.1.4特
19.8.2永磁直线同步电动机
19.8.2.1基本结构
19.8.2.2基本工作原理
19.8..分类
19.8.2.4ｄ、ｑ轴数学模型
19.8.3直线同步电动机应用实例
19.9直线步进电动机
19.9.1工作原理
19.9.1.1磁阻式直线步进电动机
19.9.1.2混合式直线步进电动机
19.9.2直线步进电动机的结构与特
19.9.2.1单轴向直线步进电动机
19.9.2.2双轴向和三轴向直线步进电动机
19.9.3直线步进电动机应用实例
19.10直线电机
19.10.1直线振荡电动机
19.10.1.1直线感应振荡电动机
19.10.1.2直线同步振荡电动机
19.10.2直线-旋转混合型电动机
19.10.3直线发电机
19.10.4非电磁类直线驱动器
第20章低速同步电动机
20.1概述
20.1.1分类
20.1.2功能和特点
20.1.3发展概况
20.2基本工作原理和结构
20.2.1工作原理
20.2.1.1反应式低速同步电动机工作原理
20.2.1.2励磁式低速同步电动机工作原理
20.2.2结构
20.2.2.1反应式低速同步电动机结构
20.2.2.2励磁式低速同步电动机结构
20.3基本理论分析
20.3.1气隙比磁导波
20.3.2气隙磁场
20.3.2.1反应式低速同步电动机气隙磁场
20.3.2.2轴向励磁低速同步电动机气隙磁场
20.3.3基本参数、方程式及电磁转矩
20.3.3.1反应式低速同步电动机的基本参数、方程式和电磁转矩
20.3.3.2永磁式低速同步电动机的基本参数、方程式及电磁转矩
20.4永磁低速同步电动机的电磁设计
20.4.1主要尺寸的确定
20.4.1.1转子永磁体尺寸
20.4.1.2转子磁轭尺寸
20.4.1.3定子铁心尺寸
20.4.1.4定子绕组
20.4.2电磁计算
20.4.2.1气隙比磁导计算
20.4.2.2磁路计算
20.4..定子绕组参数计算
20.4.2.4能计算
2章磁滞电动机
21.1概述
21.1.1分类
21.1.2特点
21.2基本结构和工作原理
21.2.1结构
21.2.2基本工作原理
21.3特
21.3.1起动特
21.3.2运行特
21.3.3过励状态
21.3.4关键技术
21.4主要技术参数
21.5设计要点
21.5.1定子冲片
21.5.2转子材料及结构
21.5.3电磁负荷的选择
21.5.4极数的选择
21.6应用与发展
21.6.1选型应用原则
21.6.2应用与发展
第22章超声波电机
22.1概述
22.1.1超声波电机的分类
22.1.2超声波电机的特点
22.1.2.1超声波电机与传统电磁感应电机的比较
22.1.2.2特点
22.1..超声波电机及其驱动控制存在的不足
22.2压电陶瓷和压振
22.2.1压电效应及压电陶瓷
22.2.2压电方程
22..压电材料的重要参数
22.2.4压振的等效电路
2.机械摩擦及超声波电机的摩擦材料
2..1机械摩擦
2..2摩擦材料
2..摩擦材料对超声波电机能的影响
22.4行波超声波电机
22.4.1行波超声波电机的运动机理
22.4.1.1基本结构
22.4.1.2工作原理
22.4.1.3定子行波的产生及表面质点的椭圆运动轨迹
22.4.1.4定、转子间的接触机理
22.4.1.5等效电路分析
22.4.2行波超声波电机的设计要点
22.4.2.1定子设计
22.4.2.2转子设计
2.4..主要材料选择
22.4.2.4压电陶瓷元件设计和极化分区
22.4.3行波超声波电机的驱动与控制
22.4.3.1调速机理
22.4.3.2驱动电路
22.4.3.3控制技术
22.4.4行波超声波电机的制造技术
22.4.4.1制造工艺流程
22.4.4.2工艺要求
22.4.4.3粘结
22.4.4.4预压力
22.4.4.5引接线
22.4.4.6装配及考机
22.5超声波电机
22.5.1步进超声波电机的运行机理
22.5.2圆柱定子弯曲振动超声波电机
22.5.3圆柱定子纵、扭复合振动超声波电机
22.5.4球转子多自由度超声波电机
参考文献

前    言 我国微特电机行业经过五十多年的发展，其生产规模已跃居世界。和我国制造业一样， 微特电机行业也正经历着由大变强的转变。可以预计，今后１０～２０年将是我国微特电机行业 重要的发展变革时期，特别是《中国制造２０２５》的发布和实施，一定会激励我国制造业大步 前行。而作为高端装备制造业中的核心零部件，微特电机在其中起着技术、支撑与保障作 用；同时随着家庭平均拥有微特电机数量的不断增加，其能、质量的优劣直接影响着人们的生 活品质。我们坚信，中国微特电机的盛世即将来临。 乙未仲夏，恰逢西安微电机研究所成立５０周年。对西微所而言，可谓风雨兼程半世纪。曾 经历经辉煌，也曾经受磨砺，在风浪中前行。作为西微所的一员，更作为微电机行业的老兵，不 禁浮想联翩，夜不能寐，总想为西微所、乃至为微特电机行业留下点纪念，于是便有了写书的念 头，了却一份情结！ 想好了便做，于是边工作，边构思，历经数月，之后又拉了几个同事一起，前后一年有余。 中间也有过徘徊，然而这本《微特电机》终于还是与读者见面了。 微特电机具有鲜明的技术特征，并非传统意义上大、中、小电机向下的自然延伸，已经成为 电机技术领域中拥有发展潜力和活跃的分支，它不仅广泛使用于经济建设和人民生活的各个 领域，而且已经成为运控装置和智能化装备中的关键核心部件。本书坚持全面、实用和新颖的原 则，比较系统地介绍了各类微特电机的原理和结构、能和参数、设计和制造以及控制方法和特 点等，力求使读者对微特电机有比较全面和详细的了解。 全书分为上、中、下三篇。上篇为通用基础理论，力求从新的视角，用新的思路对电机的基 础理论和常用技术进行简明的分析讨论，内容涉及电磁理论基础、磁路、绕组、损耗与发热、振 动与噪声、电磁兼容以及常用的电机分析方法等。中篇讨论的是伺服与控制电机，主要介绍永磁 直流电动机、永磁交流伺服电动机、磁阻类伺服电动机以及伺服系统用传感器等内容，这部分是 今后相当长时间微特电机主要技术发展趋势。下篇为驱动与特种电机，内容包括永磁同步电机、 单相电机、直线电机、串激电机、低速同步电机、磁滞电机和超声波电机。除了超声波电机是新 品种、磁滞电动机较少应用外，品种电机已获得广泛使用。对于某些微特电机如测电机 等，现在已很少使用，但为了保成的完整，仍然予以保留；而对于有些非电磁原理的特种 电机，如磁滞伸缩驱动器、记忆合金电机及光热电机等，因尚处于探索和实验阶段，则未收入本 书中。 本书第１～７章、第９章和第１０章由莫会成编写；第８章、第１４章、第１７章、第１９章和第 ２２章由闵琳编写；第１１章由吴玉新和鄢家财编写；第１２章、第１３章、第１５章、第１６章、第 ２０章和第２１章由李中军编写；第１８章由黄大绪编写。全书由莫会成统稿并审定；张朴和牒正 文负责总校订。西安交通大学拾以厚和西安科技大学莫为两位也参与了其中部分内容的 编写工作。 书中部分内容体现了作者多年来的研究成果和西微所同事们的经验体会，在编写过程中参 阅了大量技术文献，其主要部分已列在参考文献目录中。这里谨对参加本书编写的作者表示诚 挚感谢，同时对家人以及所有参与、关心和支持编写工作的同事和朋友们深表谢意。 本书对从事微特电机设计、研发、管理和销售等相关人员在理论和实践上都有一定指导作 用，还可作为电气和相关领域工程技术人员以及高等院校相关专业师生的参考书。 尽管目标明确，愿望良好，但由于作者能力和水平所限，内容仍有诸多不如意之处，敬请读 者见谅。加之时间匆忙，成稿仓促，错疏之处恳请读者指正。 莫会成 乙未年仲夏于长安