电机气隙磁场调制统一理论及应用(精)

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 …………………………………………………
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 …………………………………………………………
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 ……………………………………
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 ……………………………………………………………………………