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第一章 稀土永磁材料及稀土永磁磁路 1

第一节 稀土永磁体的磁特性及其物理描述 1

一、物质的磁性 1

二、磁畴概要 2

三、磁化过程及起始磁化曲线 3

四、稀土永磁体的主要磁特性及其物理描述 4

第二节 稀土永磁材料 15

一、概述 15

二、烧结稀土永磁体的成型过程及其基本磁特性 17

三、粘结稀土永磁体的成型过程及其基本磁特性 18

四、具有实用前景的其它稀土永磁材料 22

第三节 稀土永磁体的工作状态及永磁磁路的基本结构形式 22

一、永磁磁路的基本工作原理 22

二、稀土永磁体的工作状态 27

三、稀土永磁磁路的基本结构形式 32

四、混合式磁体结构 38

第二章 稀土永磁直流电机 40

第一节 概述 40

一、稀土永磁直流电动机基本类别 41

第二节 稀土永磁直流电动机 41

二、稀土永磁直流电动机运行特性 45

三、稀土永磁直流电动机设计特点 48

第三节 聚磁结构的稀土永磁直流电动机 65

一、磁路工作点求解 65

二、侧极结构参数 68

三、侧极与主极匹配关系 70

第四节 稀土永磁车用直流起动电动机 70

一、起动电机的运行特点 72

二、稀土永磁起动电机的设计方法 75

一、交轴电枢磁势的利用——辅助极 77

第五节 具有复励特性的稀土永磁直流电动机 77

二、气隙磁场的图解分析法 78

三、具有复励特性的稀土永磁汽车起动电动机实例分析 80

四、讨论 82

第六节 稀土永磁直流测速发电机 84

一、稀土永磁直流测速发电机基本类型 84

二、稀土永磁直流测速发电机运行特性 86

三、稀土永磁直流测速发电机设计特点 89

第七节 稀土永磁直流发电机 90

一、稀土永磁直流发电机运行特性 92

第八节 稀土永磁直流驱动电动机设计实例 93

二、稀土永磁直流发电机设计特点 93

一、主要技术指标 94

二、主要尺寸确定 94

三、磁路计算 95

四、电路计算 99

五、换向计算 100

六、负载磁路求解 102

七、损耗计算 103

一、优越性及其应用 105

第一节 概述 105

第三章 稀土永磁无刷直流电动机 105

二、工作原理及基本结构 106

第二节 稀土永磁无刷直流电动机的基本公式 111

一、方波电动机 111

二、普通无刷直流电动机 116

三、稀土永磁无刷直流电动机的数学模型 117

第三节 稀土永磁无刷直流电动机运行与特性分析 120

一、稀土永磁无刷直流电动机电枢反应的特点 120

二、稀土永磁无刷直流电动机正反转的实现 121

三、稀土永磁无刷直流电动机的运行特性 125

第四节 稀土永磁无刷直流电动机的转矩脉动 127

一、电磁因素引起的转矩脉动 128

二、电流换向引起的转矩脉动 134

三、齿槽引起的转矩脉动 142

四、电枢反应的影响 142

五、机械加工的影响 142

第五节 转子位置传感器 143

一、霍尔元件式位置传感器 143

二、电磁式位置传感器 144

三、光电式位置传感器 145

第六节 无位置传感器稀土永磁无刷直流电动机 145

一、换向方法 146

二、系统构成 147

三、起动过程 148

第七节 稀土永磁无刷直流电动机的控制器 150

一、开关主电路 150

二、驱动电路 152

三、控制电路 154

四、控制器实例 155

第八节 稀土永磁无刷直流电动机设计 159

一、稀土永磁无刷直流电动机的设计特点 159

二、设计实例 164

一、稀土永磁交流伺服系统的优点 176

第九节 稀土永磁交流伺服系统 176

二、方波电流驱动与正弦波电流驱动伺服电动机 177

三、稀土永磁无刷直流伺服系统的构成 179

第四章 稀土永磁同步电动机 183

第一节 稀土永磁同步电动机特点 183

一、稀土永磁同步电动机与电磁式同步电动机的比较 183

二、稀土永磁同步电动机与鼠笼异步电机比较 188

三、电流轨迹图 189

一、永磁体放置方式 191

第二节 稀土永磁同步电动机的结构形式 191

二、鼠笼条 197

第三节 稀土永磁同步电动机的空载磁路及空载运行 198

一、稀土永磁同步电动机空载磁路特点 199

二、空载磁路图及永磁体工作图 201

三、稀土永磁同步电动机的空载运行 202

第四节 稀土永磁同步电动机的稳态运行特性 205

一、向量图 205

二、功角特性 208

三、功率因数 210

五、V形曲线 213

四、效率 213

第五节 稀土永磁同步电动机的电枢反应及电抗参数 214

一、稀土永磁同步电动机电枢反应特点 214

二、稀土永磁同步电动机电枢反应折合系数Kad，Kaq的计算 216

三、电枢反应电抗 221

四、斜槽对电抗参数的影响 223

第六节 稀土永磁同步电动机起动过程分析与计算 225

一、起动过程分析 225

二、起动转矩计算 231

三、挤流效应与饱和效应 235

一、稀土永磁同步电动机的设计特点和方法 238

第七节 稀土永磁同步电动机设计 238

二、稀土永磁同步电动机电磁设计 241

第八节 设计实例 257

一、设计任务书 257

二、电机转子结构形式选定 257

三、基本尺寸选定 257

四、转子冲片设计和永磁体确定 259

五、磁路计算 262

六、绕组设计 265

七、阻抗计算 266

八、工作特性计算 267

九、校核计算 268

十、起动特性计算 270

第五章 稀土永磁同步发电机 273

第一节 概述 273

一、稀土永磁同步发电机的结构特点 273

二、稀土永磁同步发电机的主要优、缺点 278

第二节 稀土永磁同步发电机的性能、参数和特性 280

一、电抗参数和矢量图 280

二、外特性和电压变化率 282

三、短路特性 282

四、功角特性 283

五、损耗与效率 284

第三节 稀土永磁同步发电机的电压调节 285

一、串联电容调压 285

二、附加直流磁化绕组调压 285

三、利用电力电子变换器调压 286

四、双转子或双定子调压 287

五、组合励磁稀土永磁同步发电机 287

第四节 稀土永磁同步发电机的电磁设计 289

一、转子结构选择 290

二、发电机主要结构尺寸和稀土永磁体尺寸的确定 290

三、稀土永磁体的工作点和气隙磁感应强度的选择 294

第五节 转子漏磁导计算 295

一、基本概念 295

二、稀土永磁同步发电机径向磁化结构转子漏磁导计算 297

三、稀土永磁同步发电机切向磁化结构转子漏磁导计算 298

第六节 稀土永磁同步发电机的永磁体工作图 301

一、基准值的确定 302

二、作图步骤 302

第七节 校核计算 305

第八节 稀土永磁同步发电机外特性计算 307

二、主要尺寸、电枢绕组及槽形 308

一、技术要求 308

第九节 稀土永磁同步发电机设计实例 308

三、永磁体特性和尺寸 310

四、电枢绕组电阻和漏电抗 312

五、转子漏磁导 314

六、磁路计算和空载特性 315

七、电枢反应折合系数 317

八、永磁体工作图 318

九、参数的校核与计算 320

十、外特性 321

参考文献 323