开关磁阻电机设计与应用PDF电子书下载

第1章 开关磁阻电机的构造和工作原理 1

1．1 开关磁阻电机驱动系统的组成 1

1．1．1 开关磁阻电机 1

1．1．2 功率变换器 3

1．1．3 控制器和位置检测器 4

1．2 开关磁阻电机的工作原理 4

1．3 开关磁阻电机的发展概况和发展趋势 7

1．4．1 单相开关磁阻电机 12

1．4 开关磁阻电机的相数和结构 12

1．4．2 两相开关磁阻电机 13

1．4．3 三相开关磁阻电机 15

1．4．4 四相开关磁阻电机 17

1．4．5 五相或五相以上开关磁阻电机 17

第2章 开关磁阻电机的有限元分析 19

2．1 引言 19

2．2 SR电机磁场二维有限元分析 19

2．2．1 计算模型和基本假设 19

2．2．2 计算结果和实验验证 21

2．3 SR电机磁场的三维有限元分析 25

2．3．1 计算模型 25

2．3．2 双标量位法简介及基本假设 26

2．3．3 边界条件确定 27

2．3．4 计算结果和试验 28

第3章 开关磁阻电机四条重要磁化曲线的解析计算 30

3．1 引言 30

3．2 θu位置下磁化曲线的计算 31

3．2．1 磁导分量的计算 32

3．2．2 θu位置绕组电感 36

3．3θ1位置下磁化曲线的计算 36

3．3．1 磁导分量的计算 39

3．3．2 θ1位置下绕组电感 43

3．4 θhr位置下磁化曲线的计算 44

3．5 θa位置下磁化曲线的计算 47

3．6 计算实例 48

附录3A 磁路图参数 50

4．1．1 电动势平衡方程式 53

4．1 SR电机的基本方程式 53

第4章 开关磁阻电机的基本方程和性能计算 53

4．1．2 转矩平衡方程式 54

4．2 线性模型 55

4．2．1 绕组电感 55

4．2．2 绕组磁链 56

4．2．3 绕组电流 57

4．2．4 电磁转矩 59

4．3 准线性模型 60

4．4 非线性模型 61

4．4．1 非线性磁参数法 62

4．4．2 快速非线性法 65

4．4．3 快速非线性仿真法 70

4．4．4 计算实例 76

第5章 开关磁阻电机的磁通波形和损耗计算 79

5．1 开关磁阻电机的磁通波形 79

5．1．1 引言 79

5．1．2 电压方程和基本频率 79

5．1．3 理想线性模型下的磁通波形 80

5．1．4 磁通波形数学模型的矩阵表达 83

5．1．5 磁通波形的非线性仿真 90

5．2 开关磁阻电机的损耗计算 94

5．2．1 引言 94

5．2．2 铁心损耗计算 95

5．2．3 其他损耗计算 107

5．2．4 实验验证 108

6．1 极数、相数和极弧 110

第6章 开关磁阻电机的设计 110

6．1．1 极弧确定的必要条件 111

6．1．2 极弧对电机特性影响的线性分析 112

6．1．3 极弧对电机特性影响的非线性计算分析 114

6．2 结构参数对转矩波动的影响 117

6．2．1 研究方法 117

6．2．2 结构参数对转矩波动的影响 118

6．3 主要尺寸与电磁负荷的关系 119

6．4 主要尺寸的确定 124

6．5．1 绕组端电压 125

6．5 其他参数的确定 125

6．5．2 气隙 126

6．5．3 转子轭高 126

6．5．4 轴径 127

6．5．5 定子轭高 127

6．5．6定子槽深 127

6．5．7每相绕组串联匝数 127

6．5．8电流密度和槽满率 128

6．6电磁设计例 128

6．7电磁设计例小结 134

6．8计算机辅助设计 135

6．8．1 SRDCAD 2.0软件结构简介 137

6．8．2对硬件和软件环境的要求 138

6．9优化设计 139

6．9．1目标函数 139

6．9．2优化变量 139

6．9．3约束条件 139

6．9．5控制参数的处理 141

6．9．4优化点的确定 141

6．9．6性能计算和优化方法 142

6．9．7优化实例 142

6．10起动性能 143

6．10．1一相起动 143

6．10．2两相起动 144

7．1定子固有频率的计算 145

7．1．1计算模型和基本假设 145

第7章 开关磁阻电机噪声抑制 145

7．1．2定子的能量分析 146

7．1．3计算实例 151

7．2开关磁阻电机的噪声及其抑制 152

7．2．1引言 153

7．2．2噪声的主要根源 153

7．2．3径向磁吸力引起的电磁噪声和振动 155

7．2．4噪声和振动的控制 167

附录7A 样机参数 170

8．1．1间接法 171

8．1磁链特性的测量 171

第8章 开关磁阻电机的实验和测量 171

8．1．2交流法 172

8．2静态转矩特性测量 172

8．3稳态运行性能测量 173

8．4机械损耗测量 174

8．4．1概述 174

8．4．2测量方法 174

8．4．3机械损耗测量结果 175

8．5．1铜耗测量 178

8．5铜耗和铁耗测量 178

8．5．2铁耗测量 179

第9章 永磁式开关磁阻电机 179

9．1引言 179

9．2基本结构和电磁转矩 179

9．3磁场二维有限元分析 182

9．4稳态性能仿真 187

9．5设计和实践 191

9．6．1电磁转矩 195

9．6永磁式SR电机的一些讨论 195

9．6．2效率 196

9．6．3结构 196

第10章 开关磁阻电机的应用 197

10．1引言 197

10．2开关磁阻电机一些应用实例 198

10．2．1在电动车中的应用 198

10．2．2在航空业中的应用 203

10．2．3在食品加工机械中的应用 206

10．2．4在洗衣机中的应用 207

10．2．5在龙门刨床中的应用 208

10．2．6在毛巾印花机中的应用 209

10．2．7在其他领域中的一些应用 211

附录 214

附录A 实验样机结构参数 214

附录B 四个特殊转子位置的磁化曲线计算程序 215

参考文献 230