现代无刷直流永磁电动机的原理和设计

绪论

第1章 无刷直流永磁电动机

1.1 无刷直流永磁电动机的工作原理

1.2 无刷直流永磁电动机的结构

1.3 电枢绕组的连接方式和电子换向(相)

1.3.1 电枢绕组的连接方式

1.3.2 电子换向(相)

1.4 分数槽电枢绕组

1.4.1 分数槽绕组的基本概念

1.4.2 分数槽绕组的对称条件

1.4.3 分数槽电枢绕组的连接方法

1.5 转子位置传感器(霍尔磁敏传感器)

1.5.1 霍尔器件的工作原理

1.5.2 霍尔器件的分类

1.5.3 霍尔器件的空间配置

1.5.4 霍尔转子位置传感器的制作

1.5.5 霍尔转子位置传感器在无刷直流永磁电动机中的工作情况

1.6 无刷直流永磁电动机的电枢反应

1.7 无刷直流永磁电动机的正反转

1.7.1 无刷直流永磁电动机正反转的原理

1.7.2 无刷直流永磁电动机实现正反转的方法

1.8 无刷直流永磁电动机的驱动控制实施例

1.9 无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机

1.9.1 基本数学方程式

1.9.2 利用反电动势的过零点来测转子位置

1.9.3 自启动问题

1.9.4 无转子位置传感的无刷直流永磁电动机的基本框图

1.9.5 控制软件的基本结构

1.10 永磁体磁路系统的设计

1.10.1 永磁材料的基本特性

1.10.2 无刷直流永磁电动机的磁路结构与等效磁路图

1.10.3 磁铁工作图

1.10.4 含有永磁体的磁路计算的特点

1.11 电路系统的计算

1.11.1 电枢绕组和电子换相(向)电路形式的选择

1.11.2 基本计算公式的推导

1.11.3 电路参数Wφ和qC的计算

1.12 设计举例

第2章 自控式永磁同步电动机(PMSM)

2.1 永磁同步电动机的典型结构

2.2 永磁同步电动机的典型等效磁路图

2.3 永磁同步电动机的电压平衡方程式和向量图

2.4 稳态电磁参数

2.5 永磁同步电动机的稳态运行性能

2.5.1 永磁同步电动机稳态运行时的主要技术经济指标

2.5.2 电动机运行状态与发电机运行状态之间的可逆转换

2.5.3 损耗和效率

2.6 自控式永磁同步电动机

2.6.1 基本工作原理

2.6.2 变流技术

2.6.3 正弦脉宽调制(SPWM)

2.6.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)

2.6.5 转子位置传感器(无接触式旋转变压器)

2.6.6 自控式永磁同步电动机的磁场取向控制

2.7 自控式永磁同步电动机的设计

2.7.1 定转子铁心结构的选择

2.7.2 主要材料的选用

2.7.3 不同充磁方法的考虑

2.7.4 主要尺寸的决定

2.7.5 永磁同步电动机经受到的最大去磁作用

2.7.6 相对单位坐标系内的永磁同步电动机的磁铁工作图

2.7.7 校验转子永磁体的尺寸

2.8 设计例题

第3章 电动机的选用

3.1 驱动系统的稳态运行特性

3.1.1 电动机稳态运行时的基本电气方程式

3.1.2 电动机稳态运行时的机械特性

3.1.3 驱动系统的基本机械运动方程式

3.2 驱动系统的分析计算

3.2.1 惯量的计算

3.2.2 负载力矩和负载惯量的归算

3.2.3 五种典型的功率传输机构

3.2.4 负载惯量J1和电动机惯量JM的匹配

3.2.5 无刷直流永磁电动机和自控式永磁同步电动机的技术规格

3.2.6 电动机的估算实例

3.3 综合分析和比较

3.3.1 整体式电动机与分装式电动机的比较

3.3.2 内转子结构与外转予结构的比较

3.3.3 整体式控制器与分装式控制器的比较

3.3.4 不同逆变器的比较

3.3.5 不同控制方法(模式)的比较

3.3.6 开环控制与闭环控制的比较

3.3.7 二象限控制与四象限控制的比较

3.3.8 无线无刷直流永磁电动机与2-线无刷直流永磁电动机的比较

3.3.9 无刷直流永磁电动机(BLDCM)与自控式永磁同步电动机(PMSM)的比较

3.3.10 无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较

附录I 常用物理单位换算

附录II 常用软磁材料的特性曲线和参数

附录III 永磁材料的特性曲线和参数

Ⅲ.1 铝镍钴永磁

Ⅲ.2 钐钴永磁体

Ⅲ.3 钕铁硼永磁材料

附录IV 电枢绕组的导线规格

附录V 常用三角函数公式和平面几何定理

V.1 三角函数公式

V.2 平面几何定理

圭要参考文献

《现代无刷直流永磁电动机的原理和设计》以基本理论分析为依据，从工程设计和应用的观点出发，比较详尽地论述了无刷直流永磁电动机和自控式永磁同步电动机的结构特点、工作原理、基本概念和设计要点。在第1章中着重分析了电子换向(相)和电枢绕组的导通顺序、分数槽绕组、霍尔传感器件的应用、无转予位置传感器的无刷直流永磁电动机、电枢反应的去磁作用和以磁铁工作图为基础的电磁计算，并附有设计例题；在第2章中着重分析了永磁同步电动机的稳态运行、变流技术、正弦波脉宽调制(SPWM)、空间矢量脉宽调制(SVPWM)、无接触式旋转变压器的应用、磁场取向控制(FOC)、电枢反应的去磁作用和以相对单位坐标系内的磁铁工作图为基础的电磁计算，并附有设计例题；在第3 章中着重分析了不同运动形式下的负载惯量和负载力矩的计算和归算方法、几种典型功率传输机构中的电动机估算实例和不同电动机特性的综合分析和比较。《现代无刷直流永磁电动机的原理和设计》可供从事无刷直流永磁电动机和白控式永磁同步电动机的科研、开发、设计、制造、测试和应用等领域的科技人员参考，也可作为高等学校电机和自动控制等专业的本科生、研究生和教师的自学参考书。