醉染图书电机气隙磁场调制统一理论及应用9787111667407

序言

前言

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5

1.. 能分析缺乏统一5

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 磁场调制效应的定分析19

2.1.3 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24

2.2.1 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构25

2.2.2 静态特分析25

. 磁齿轮复合电机30

..1 磁齿轮复合电机拓扑结构31

..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电机特分析38

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特点与个差91

2.8 电机原理的统一92

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100

3.2.1 绕组磁动势分析100

3.2.2 经典绕组函数法102

3.. 经典绕组函数法的局限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

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 不同调制器的等效及互换192

4.5.1 不同调制器等效和互换分析192

4.5.2 不同调制器互换及组合实例分析195

4.5.3 不同调制器互换的能对比196

参考文献203

第5章 基于磁场调制理论的电机能分析与计算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207

5.. 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1

5.3.1 结构参数对磁场调制效果的影响

5.3.2 磁场调制行为5

5.3.3 实验验

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 电磁特分析246

5.4.3 实验验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 能分析与比较266

6.. 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 双转子磁齿率分配电机313

6.7.1 MGM电的基本结构与工作原理313

6.7.2 MGM电的工作模式315

6.7.3 MGM电磁路不对称现象及影响317

6.7.4 互补式MGM电的原理与实验验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.. 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=4359

7.3.3 方案2：跨距y=5362

参考文献365

电机气隙磁场调制统一理论是少有由中国学者创立的电机新理论；这一电机理论的新突破，不仅为电机的分析计算提供了新思路和新方法，而且给电机拓扑创新提供了一般原则和方法。 唐任远 院士电机磁场调制统一理论可以与旋转磁场理论、双反应理论等经典电机学理论相媲美，它统一了包括直流、交流、凸极、隐极、正弦波驱动、方波驱动电机等全类型电机的定分析与定量计算。 陈清泉 院士，英皇工程院士电机磁场调制统一理论解决了长期困扰学术界的不同极对数磁场产生转矩的机理难题；基于气隙磁场调制理论，可以进一步认识FRPM电机的工作原理。 Zhu Z. .（诸自强） 英皇工程院院士，IEEE Fellow