小功率永磁电机原理、设计与应用

前言

第1章绪论

1.1永磁材料的发展与应用

1.2小功率永磁电机的发展概况

1.3小功率永磁电机的发展前景

第2章永磁材料的基础知识

2.1永磁材料的主要性能及参数

2.1.1初始磁化曲线和磁滞回线

2.1.2退磁曲线和永磁材料的磁参数

2.1.3回复直线及回复磁导率

2.1.4永磁材料的稳定性

2.2永磁材料的种类

2.2.1铁氧体永磁材料

2.2.2铝镍钻永磁材料

2.2.3稀土永磁材料

2.2.4粘结永磁材料

2.3永磁材料的应用

2.3.1永磁材料的充磁

2.3.2永磁材料的退磁与调整

2.3.3永磁材料的磁稳定性

2.3.4永磁材料的应用

第3章永磁电机磁路计算的理论基础

3.1永磁磁路的特点

3.2永磁电机磁路图解法

3.2.1永磁磁路磁体工作图

3.2.2回复直线起始点置的确定

3.2.3永磁体最佳工作点的选择

3.3永磁电机磁路解析法

3.3.1永磁体等效磁路

3.3.2永磁电机等效磁路

3.3.3永磁磁路的解析计算法

3.3.4永磁磁路漏磁导计算

3.4永磁电机的磁场计算

第4章永磁直流电动机

4.1永磁直流电动机的结构特点与应用

4.1.1结构特点

4.1.2应用

4.2永磁直流电动机的电枢反应

4.2.1电枢反应的特点

4.2.2直轴电枢反应磁动势

4.2.3交轴电枢反应磁动势

4.3永磁直流电动机工作特性

4.3.1电枢电流

4.3.2转速特性

4.3.3输出功率

4.3.4效率

4.4三槽永磁直流电动机

4.4.1结构特点

4.4.2电枢反应

4.4.3电枢电动势

4.5具有复励特性的永磁汽车起动机

4.5.1汽车起动机的工作特点

4.5.2交轴电枢磁动势的利用

4.5.3磁极设计

4.6永磁直流电动机的电磁设计计算

4.6.1主要尺寸的选择

4.6.2定子尺寸的确定

4.6.3电枢冲片的设计

4.6.4电磁设计计算实例

第5章轴向磁场盘式永磁直流电动机

5.1轴向磁场盘式永磁直流电动机的结构

5.1.1磁极结构

5.1.2电枢绕组结构

5.1.3总体结构与应用

5.2轴向磁场盘式永磁直流电动机的空载气隙磁场

5.2.1主磁路计算及空载工作点确定

5.2.2二维场分析

5.3轴向磁场盘式永磁直流电动机的电磁设计

5.3.1电枢直径确定

5.3.2磁极数和极弧系数的选择

5.3.3磁极尺寸选择

5.3.4CAD及试验数据

第6章永磁同步电动机

6.1永磁同步电动机的特点

6.1.1特点与用途

6.1.2转子结构形式

6.2永磁同步电动机的空载特性

6.2.1空载磁路特性

6.2.2空载磁路图及永磁体工作图

6.2.3永磁同步电动机的空载运行

6.3永磁同步电动机的电抗参数计算

6.3.1电枢反应特点

6.3.2电枢反应折合系数

6.3.3电枢反应电抗

6.4永磁同步电动机的运行特性

6.4.1相量图

6.4.2功角特性

6.4.3力能特性

6.5永磁同步电动机的起动特性

6.5.1起动分析

6.5.2起动计算

6.5.3起动时的挤流与饱和效应

6.6轴向励磁低速永磁同步电动机

6.6.1结构、原理与应用

6.6.2电枢磁导及电枢磁场

6.6.3基本方程及电磁转矩

6.6.4电磁设计

6.7U形铁心单相永磁同步电动机

6.7.1结构原理

6.7.2数学模型

6.7.3起动仿真计算

6.7.4阶梯气隙及铜皮套筒的选择

6.8永磁同步电动机的电磁计算

6.8.1主要尺寸设计特点

6.8.2定子设计

6.8.3转子设计

6.8.4自起动永磁同步电动机的电磁设计计算实例

第7章永磁同步发电机

7.1永磁同步发电机的转子结构

7.1.1切向式磁体结构

7.1.2径向式磁体结构

7.1.3轴向式磁体结构

7.2永磁同步发电机的参数计算

7.2.1定子每相绕组的电阻计算

7.2.2定子绕组的漏抗计算

7.2.3同步电抗计算

7.3小功率永磁同步发电机的运行特性

7.3.1外特性

7.3.2功角特性

7.3.3短路特性

7.4永磁同步发电机的设计特点

7.4.1设计特点

7.4.2电磁负荷的选择

7.4.3永磁体主要尺寸的选择

7.4.4定转子主要尺寸的确定

第8章永磁无刷直流电动机

8.1永磁无刷直流电动机的原理结构与应用

8.1.1工作原理

8.1.2系统结构

8.1.3应用

8.2永磁无刷直流电动机的基本关系式

8.2.1数学模型

8.2.2稳态性能简化分析

8.2.3正弦波永磁无刷直流电动机基本关系的特点

8.3永磁无刷直流电动机的运行特性

8.4永磁无刷直流电动机的转矩脉动

8.4.1电磁因素引起的转矩脉动

8.4.2电子换相引起的转矩脉动

8.4.3制造工艺原因引起的转矩脉动

8.5无位置传感器永磁无刷直流电动机

8.5.1特点

8.5.2换相方法

8.5.3起动问题

8.6无槽无刷永磁直流电动机

8.6.1特点及用途

8.6.2结构及工艺特点

8.6.3电动机本体的电磁设计特点

8.7永磁无刷直流电动机的电磁设计

8.7.1电动机系统的总体方案确定

8.7.2电动机本体主要尺寸确定

8.7.3永磁体设计

8.7.4电动机本体改进定位力矩和低速平稳性的措施

8.7.5电磁设计计算实例

第9章永磁无刷直流电动机驱动系统

9.1永磁无刷直流电动机主电路形式和工作方式

9.1.1逆变主电路及与电枢绕组的几种典型接法

9.1.2星形联结三相桥式主电路的工作方式

9.2永磁无刷直流电动机驱动控制专用集成电路

9.2.1专用集成电路介绍

9.2.2MC33035控制集成电路

9.3转子位置反馈电路

9.4功率开关器件选取

9.5驱动器典型应用电路

附录

附录A漆包圆铜(铝)线规格表

附录B导磁材料磁化曲线表和损耗曲线表

附录C磁路和参数计算用图表

附录D常用漏磁导计算用图

附录E起动计算用图

参考文献

　　作者近年来对小功率永磁电机进行了一些研究，为了提高我国小功率永磁电机设计与制造水平，将这些成果并参考一些前辈的理论编成此书，本书主要对小功率永磁直流电动机、小功率轴向磁场盘式永磁直流电动机、小功率永磁同步电动机、小功率永磁同步发电机以及近年来出现的无刷永磁直流电机、无槽无刷永磁直流电机的理论问题、电磁计算方法及应用进行了探讨。这些问题的探讨对小功率永磁电机的设计方法的提高会有一定的意义。　　本书在介绍永磁材料相关知识的基础上，系统地介绍了小功率永磁直流电动机、小功率轴向磁场盘式永磁直流电动机、小功率永磁同步电动机、小功率永磁同步发电机的基本理论及设计方法，并进行了分析。对近年来出现的新型有发展前途的永磁无刷直流电动机、无槽无刷永磁直流电动机等的特殊问题也进行了探讨，并对这些电机的应用进行了介绍。书中侧重叙述永磁电机根据不同使用场合，采用不同永磁材料的特点，针对性强，体现了较强的实用性。　　本书可供从事小功率永磁电机设计、制造及试验的工程技术人员参考，也可作为电机、电气技术专业和其他相关专业的本专科院校及继续教育教材或教学参考书。