第1章 混合励磁电机的基本概念及研究现状 1
1.1 混合励磁电机的基本概念 1
1.2 混合励磁电机的分类 2
1.3 混合励磁电机的研究现状 2
1.3.1 混合励磁同步电机的研究现状 2
1.3.2 混合励磁双凸极电机的研究现状 11
1.4 混合励磁电机的特点与基本要求 15
1.5 混合励磁电机的应用前景 16
1.5.1 航空电源系统 16
1.5.2 风力发电系统 18
1.5.3 电动汽车驱动系统 19
1.6 小结 20
第2章 转子磁分路式混合励磁同步电机 21
2.1 转子磁分路式混合励磁同步电机结构的提出 21
2.1.1 永磁同步电机的典型结构 21
2.1.2 转子磁分路式径向结构混合励磁同步电机 22
2.1.3 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机 27
2.2 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机的等效磁路 30
2.2.1 双向励磁下的等效磁路 31
2.2.2 径向磁路磁化特性 32
2.2.3 轴向磁路磁化特性 34
2.2.4 径／轴向磁场分布与磁路特点 36
2.3 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机调磁特性的影响因素 43
2.3.1 转子磁分路作用的基本约束关系 43
2.3.2 转子长径比对电机调磁特性的影响 44
2.3.3 极对数对电机调磁特性的影响 45
2.3.4 永磁体结构对电机调磁特性的影响 47
2.3.5 主气隙／附加气隙长度比对电机调磁特性的影响 51
2.3.6 转子导磁体延伸段截面积对电机调磁特性的影响 54
2.4 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机的三维场分析与结构优化 56
2.4.1 三维静磁场分布 56
2.4.2 导磁桥结构优化 59
2.4.3 转子N极、S极导磁体结构（延伸端及过渡段）优化与等截面原则 62
2.4.4 不同磁钢宽度下的气隙磁场调节性能 66
2.4.5 漏磁特性与补偿磁钢的作用 68
2.5 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机的电枢反应 72
2.5.1 直轴与交轴电枢反应磁通路径 72
2.5.2 基于电枢反应计算确定励磁磁势的基本方法 74
2.6 转子磁分路式切向结构混合励磁同步电机的运行特性 79
2.6.1 瞬态场路耦合模型 79
2.6.2 空载特性 80
2.6.3 外特性 81
2.6.4 短路特性 82
2.7 基于三维有限元分析结果的MATLAB/Simulink建模方法 85
2.7.1 基于三维静磁场分析的主气隙磁通变化特性 85
2.7.2 基于三维瞬态场路耦合分析的同步电抗计算 85
2.7.3 MATLAB/Simulink建模方法 88
2.8 小结 92
第3章 并列式混合励磁同步电机 94
3.1 并列式混合励磁同步电机的结构 94
3.2 并列式混合励磁同步电机的磁路特点与运行原理 97
3.3 并列式混合励磁同步电机中永磁同步电机 98
3.3.1 切向结构永磁同步电机的结构 98
3.3.2 切向结构永磁同步电机磁钢厚度和气隙磁密的关系 99
3.3.3 切向结构永磁同步电机的非导磁衬套 103
3.3.4 切向结构永磁同步电机辅助磁极的优化 107
3.3.5 切向结构永磁同步电机的优化 115
3.3.6 设计实例 116
3.4 电励磁同步电机部分的三维场分析与设计规律 127
3.4.1 不同励磁磁势下气隙磁场的变化规律 127
3.4.2 铁心长度与气隙磁场调节范围的关系 129
3.5 轴向漏磁现象及其对磁场特性的特殊影响 133
3.5.1 轴向漏磁通的存在与路径 133
3.5.2 双向励磁下轴向漏磁分布与三维场有限元分析 134
3.5.3 轴向漏磁对电励磁部分调磁性能的影响 137
3.5.4 轴向漏磁对永磁部分气隙磁场的影响 138
3.6 并列式混合励磁同步发电机的运行特性 139
3.6.1 并列式混合励磁同步发电机的结构尺寸 139
3.6.2 电励磁同步发电机的空载和负载特性 146
3.6.3 并列式HESM运行模态的分析 152
3.6.4 并列式混合励磁同步发电机中的永磁同步电机和电励磁同步电机的三种组合方式 158
3.6.5 实验验证 161
3.7 并列式混合励磁无刷直流发电机瞬态场仿真与实验验证 164
3.7.1 空载特性 165
3.7.2 外特性 167
3.7.3 永磁部分与电励磁部分转子相对位置问题 167
3.8 小结 169
第4章 并列式混合励磁双凸极电机 171
4.1 并列式混合励磁双凸极电机的结构与原理 171
4.1.1 三相双凸极电机结构 171
4.1.2 双凸极电机的基本概念和定义 174
4.1.3 并列式混合励磁双凸极电机的数学模型 177
4.2 并列式混合励磁双凸极电机的静态特性 181
4.2.1 空载磁场 182
4.2.2 空载磁链、感应电势、电感特性 183
4.3 并列式混合励磁双凸极无刷直流发电机 197
4.3.1 双凸极无刷直流发电机发电方式及运行原理 198
4.3.2 电励磁双凸极无刷直流发电机的外特性和短路特性 232
4.3.3 并列式混合励磁双凸极电机发电工作的运行模式 237
4.3.4 混合励磁双凸极无刷直流发电机的工作特性 240
4.4 并列式混合励磁双凸极无刷直流电动机的工作特性 247
4.4.1 双凸极无刷直流电动机的构成 247
4.4.2 双凸极无刷直流电动机的运行原理 249
4.4.3 单极性PWM控制时的电流拖尾现象 264
4.4.4 并列式混合励磁双凸极无刷直流电动机的机械特性和调速特性 273
4.4.5 双凸极无刷直流电动机的效率特性 281
4.5 小结 284
参考文献 288