旋转电机第三功能 基于旋转电磁效应的机电热换能器 electric-mechanical-thermal transducer based on rotational electromageticPDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 电加热方式概述 1

1.2.1 电阻加热方式及其应用 1

1.2.2 电弧加热方式及其应用 4

1.2.3 介质加热方式及其应用 5

1.2.4 红外线加热方式及其应用 6

1.2.5 电子射线加热方式及其应用 7

1.2.6 电磁感应加热方式及其应用 8

1.3 旋转电机第三功能 11

1.3.1 能量守恒原理 11

1.3.2 机电热换能器的结构 12

1.3.3 机电热换能器的工作原理 15

1.4 本章小结 16

第2章 机电热换能器的电磁热学基础 17

2.1 引言 17

2.2 电磁理论基础 17

2.2.1 麦克斯韦方程组 17

2.2.2 磁场的基本性质与磁路定律 18

2.2.3 铁磁物质的磁化特性 19

2.2.4 旋转磁场 24

2.2.5 损耗 26

2.3 传热学基础 32

2.3.1 相关物理量介绍 32

2.3.2 热交换的形式 32

2.4 常用的计算方法 36

2.4.1 路算法 36

2.4.2 场路结合法 37

2.4.3 场算法 38

2.5 本章小结 40

第3章 机电热换能器的数学模型 41

3.1 引言 41

3.2 换能器的等效磁路 41

3.3 换能器磁路计算中的主要参数 43

3.4 换能器稳态运行相量图 47

3.5 换能器电磁场方程 49

3.5.1 二维电磁场方程 49

3.5.2 三维电磁场方程 54

3.6 本章小结 61

第4章 机电热换能器电磁场的数值分析 62

4.1 引言 62

4.2 基于有限元法的换能器热功率计算 62

4.2.1 磁滞热功率 62

4.2.2 涡流热功率 63

4.2.3 电流热功率 63

4.2.4 总热功率 63

4.3 基于有限元法的换能器热功率算例 64

4.3.1 磁滞热功率 65

4.3.2 涡流热功率 66

4.3.3 电流热功率 67

4.3.4 总热功率 67

4.4 换能器的电磁场特性分析 68

4.4.1 闭口槽换能器的电磁场分析 68

4.4.2 开口槽换能器的电磁场分析 72

4.4.3 温度对换能器热功率的影响 75

4.5 本章小结 76

第5章 机电热换能器的电磁设计 77

5.1 引言 77

5.2 换能器定子热功率透入深度 77

5.2.1 透入深度的定义 77

5.2.2 透入深度对热功率设计的影响 80

5.3 换能器结构参数的选取 80

5.3.1 定子热功率的解析表达式 80

5.3.2 结构参数与热功率的关系 81

5.3.3 不同结构参数样机的热功率比较 85

5.4 换能器定子结构的选取 86

5.4.1 无槽和闭口槽结构的热功率分析 86

5.4.2 开槽结构的热功率分析 88

5.4.3 铜套结构的热功率分析 91

5.4.4 不同定子结构样机的热功率比较 92

5.5 换能器热功率分布规律 93

5.5.1 定子侧铜和铁中热功率的比例 93

5.5.2 定子铁芯中热功率的分布 94

5.5.3 转子和永磁体中的热功率 95

5.6 无槽机电热换能器电磁计算程序和算例 97

5.7 本章小结 101

第6章 机电热换能器的热系统分析 102

6.1 引言 102

6.2 空气隙机电热换能器的热系统分析 102

6.2.1 集中参数热网络模型 102

6.2.2 稳态热分析 108

6.3 水隙机电热换能器的热系统分析 115

6.3.1 热功率-换热耦合算法 116

6.3.2 功率调整率 120

6.3.3 相关参数对功率调整率的影响 124

6.4 本章小结 129

第7章 机电热换能器的旋转电磁效应 130

7.1 引言 130

7.2 磁场对纯水和氯化钠溶液特性的影响 130

7.2.1 磁场对纯水作用的分子动力学模拟 130

7.2.2 磁场对氯化钠溶液电导率影响的实验研究 133

7.3 磁场对氯化钠溶液电导率的影响机理 137

7.3.1 电解质溶液的电导率 137

7.3.2 “离子氛”理论 137

7.3.3 离子水化理论 138

7.3.4 外磁场对磁矩的作用 139

7.3.5 影响机理 140

7.4 旋转电磁效应抑垢实验及机理分析 142

7.4.1 实验条件及方案 142

7.4.2 水质变化 144

7.4.3 水垢样厚度变化 145

7.4.4 水垢样成分比较 146

7.4.5 旋转电磁效应抑垢机理 148

7.5 旋转电磁效应对金属流动腐蚀的影响 152

7.5.1 腐蚀试样及腐蚀介质 152

7.5.2 实验方法 153

7.5.3 旋转电磁效应对流动腐蚀的影响 154

7.5.4 流动腐蚀过程 162

7.6 旋转电磁效应对金属电化学腐蚀的影响 164

7.6.1 腐蚀试样及腐蚀介质 164

7.6.2 实验方法 164

7.6.3 旋转电磁效应对电化学腐蚀的影响 164

7.6.4 电化学腐蚀机理 170

7.7 本章小结 173

第8章 机电热换能器的测试技术 174

8.1 引言 174

8.2 换能器转矩及热功率特性的测试技术 174

8.2.1 转矩及热功率特性 174

8.2.2 转矩及热功率的测试 174

8.3 换能器换热性能的测试技术 179

8.3.1 测试系统的构成及原理 179

8.3.2 测试结果及分析 180

8.4 本章小结 185

第9章 机电热换能器系统 186

9.1 引言 186

9.2 机电热换能器系统构成 186

9.3 电磁自热器 187

9.3.1 应用背景 187

9.3.2 基本结构和工作原理 187

9.3.3 能耗评价 189

9.3.4 阻垢、抑垢效果评价 193

9.4 风热转换器 196

9.4.1 应用背景 196

9.4.2 基本结构和工作原理 197

9.5 无焰加热器 201

9.5.1 应用背景 201

9.5.2 基本结构和工作原理 201

9.6 海水淡化器 204

9.6.1 应用背景 204

9.6.2 基本结构和工作原理 205

9.7 本章小结 209

参考文献 210

名词索引 217