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第1章 永磁材料、永磁体、磁路和磁铁工作图 1

1.1 永磁材料 1

1.1.1 物质的磁化 3

1.1.2 磁滞回环和去磁曲线B（H） 4

1.1.3 回复线 6

1.1.4 本征去磁曲线J（H） 7

1.2 永磁体 8

1.2.1 如何选择永磁材料 9

1.2.2 如何估算永磁体的中性截面积和沿着磁化方向的长度 9

1.3 磁路、磁铁工作图和永磁体的最佳工作点 16

1.4 永磁体的稳定 20

1.4.1 永磁体的理化稳定性 20

1.4.2 永磁体在电动机运行过程中的稳定问题 22

第2章 空心杯电枢有刷直流永磁电动机 25

2.1 空心杯电枢有刷直流永磁电动机的结构 25

2.2 一般有刷直流电动机的电枢绕组 27

2.3 空心杯电枢绕组 37

2.3.1 直绕组 38

2.3.2 斜绕组 40

2.3.3 菱形绕组 40

2.3.4 六角形绕组 41

2.4 空心杯电枢有刷直流永磁电动机的基本公式推导 42

2.4.1 直绕组的基本公式 44

2.4.2 斜绕组的基本公式 46

2.4.3 菱形绕组的基本公式 49

2.4.4 六角形绕组的基本公式 58

2.5 空心杯电枢有刷直流永磁电动机的稳态运行性能 61

2.5.1 机械特性n（T） 61

2.5.2 输出功率特性曲线P2（T） 63

2.5.3 效率特性曲线η（T） 65

2.6 起动过程 67

2.7 空心杯电枢有刷直流永磁电动机的发热和冷却 69

2.7.1 最大耗散功率 70

2.7.2 最大负载电流 71

2.7.3 发热和热时间常数 73

2.7.4 冷却 76

2.7.5 间歇运行状态 77

2.8 电枢反应 78

2.9 换向 81

2.9.1 换向元件内的电动势 83

2.9.2 换向元件内的电阻 85

2.9.3 换向元件内的电流 86

2.9.4 换向区域的宽度 87

2.9.5 改善换向的方法 88

2.10 空心杯电枢有刷直流永磁电动机的设计考虑 93

2.10.1 主要技术要求 93

2.10.2 主要尺寸的决定 103

2.10.3 所需永磁体体积的估算 106

2.11 设计例题 108

第3章 无槽无刷直流永磁电动机 123

3.1 无槽无刷直流永磁电动机的结构 123

3.2 无刷直流永磁电动机的运行机制 124

3.2.1 有转子位置传感器的无刷直流永磁电动机的运行机制 124

3.2.2 无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机的运行机制 130

3.3 基本公式的推导 133

3.3.1 星形连接的三相对称菱形电枢绕组的基本公式 133

3.3.2 三角形连接的三相对称菱形电枢绕组的基本公式 146

3.4 无槽无刷直流永磁电动机的稳态运行性能 164

3.4.1 机械特性n（T） 164

3.4.2 输出功率特性曲线P2（T） 168

3.4.3 效率特性曲线η（T） 169

3.5 起动过程和振荡特性 171

3.6 无槽无刷直流永磁电动机的发热特性 173

3.6.1 最大耗散功率 173

3.6.2 最大负载电流 174

3.6.3 发热和热时间常数 175

3.7 无槽无刷直流永磁电动机的设计考虑 176

3.7.1 无槽无刷直流永磁电动机的主要尺寸的决定 176

3.7.2 估算所需永磁体的体积 177

3.8 设计例题 179

第4章 直流永磁电动机的振动和噪声 192

4.1 有刷直流永磁电动机的噪声 193

4.1.1 有刷直流永磁电动机的机械噪声 193

4.1.2 有刷直流永磁电动机的电磁噪声 204

4.2 无刷直流永磁电动机的噪声 209

4.2.1 高次谐波电磁转矩脉动 210

4.2.2 齿槽效应力矩 212

4.2.3 高次谐波电磁转矩与齿槽效应力矩之间的关系 213

4.2.4 减小无刷直流永磁电动机的齿槽效应力矩和电磁转矩脉动的方法 213

4.2.5 磁场取向电磁转矩脉动 222

4.2.6 换相电磁转矩脉动 232

4.2.7 脉宽调制（PWM）驱动过程中引发的振动和噪声 236

4.2.8 单向磁拉力 236

4.3 振动和噪声的测量 242

4.3.1 噪声的测量 242

4.3.2 振动的测量 249

4.3.3 振动和噪声测量的实施 255

第5章 直流永磁电动机的锁相伺服控制 256

5.1 锁相回环的基本概念 257

5.1.1 锁相回环的传递函数 258

5.1.2 锁相回环的根轨迹图 266

5.1.3 锁相回环的跟踪性能 271

5.1.4 锁相回环的过渡过程 273

5.1.5 锁相回环的锁定和捕捉 276

5.1.6 锁相回环设计的若干问题 285

5.2 锁相伺服系统的基本理论 289

5.2.1 锁相伺服系统的基本环节 290

5.2.2 锁相伺服系统的传递函数 295

5.2.3 锁相伺服系统的扰动 297

5.2.4 速度的捕获和锁定 299

5.2.5 电动机速度控制系统设计的若干问题 300

5.2.6 系统的补偿 305

5.3 采用锁相伺服系统来稳定直流永磁电动机转速的实例 308

5.3.1 连续线性调节的锁相伺服系统 309

5.3.2 脉宽调制（PWM）方式的锁相伺服系统 314

5.3.3 无刷直流永磁电动机的无转子位置传感器的驱动 317

附录A 二阶常系数线性微分方程式 325

A.1 几个典型的物理现象 325

A.1.1 弹簧的机械振动 325

A.1.2 R-L-C电路的电磁振荡 327

A.2 二阶常系数线性齐次微分方程式的解法 328

A.2.1 解的性质 328

A.2.2 特征方程式法 329

A.3 二阶常系数线性非齐次微分方程式的解法 331

A.4 弹簧的机械振动和R-L-C电路的电磁振荡的分析 334

A.4.1 分析弹簧的机械振动 334

A.4.2 分析R-L-C电路的电磁振荡 338

附录B 控制系统的一些基本概念和分析方法 340

B.1 分贝和对数坐标 340

B.1.1 分贝 340

B.1.2 对数坐标 341

B.2 拉普拉斯正变换和反变换 345

B.3 传递函数 350

B.4 方框图 353

B.5 频率响应 354

B.6 系统的稳定性 356

B.6.1 系统稳定性与特征方程式根的关系 356

B.6.2 对数频率特性法 358

B.7 根轨迹法 359

B.7.1 根轨迹法的基本数学关系 360

B.7.2 绘制根轨迹图的基本规则 361

B.7.3 用根轨迹法来分析和设计系统 368

B.8 闭环系统的时间域响应 371

B.8.1 时间域响应的特性参数 372

B.8.2 二阶系统的阶跃响应特性 374

B.8.3 系统的瞬变参数 375

附录C 直流永磁电动机的选择 377

附录D 旋转编码器 382

D.1 光电编码器 382

D.1.1 增量式光电编码器 383

D.1.2 绝对式光电编码器 385

D.2 磁性编码器 387

D.2.1 磁阻传感器 387

D.2.2 磁鼓 388

D.3 旋转变压器 389

D.3.1 电磁感应式无接触旋转变压器 390

D.3.2 磁阻式无接触旋转变压器 391

主要参考文献 393