[
-
内容大纲
自第2版出版以来，永磁电机技术的重要性及其对机电驱动的影响呈指数级增长。永磁无刷电机市场的增长速度远远快于整个运动控制市场。这种快速增长促进电气、机电工程师和学生必须及时了解现代电机和驱动器的全新发展，包括其控制、仿真和计算机辅助设计。
《永磁电机设计与应用（原书第3版）》展示了永磁电机的构造，并为电机设计和应用提供了现成的解决方案，反映了机电驱动用永磁电机的开发与创新。《永磁电机设计与应用（原书第3版）》为确定和评估系统性能、效率、可靠性和成本提供了基本方程和计算方法；探索了永磁电机现代计算机辅助设计，包括有限元方法，并阐述了如何依据电气驱动中的特定需求选择适当的永磁电机。每章都提供了大量案例、模型和图表，从而有助于读者清晰地理解电机的运行和特性。
全球节能趋势的日益增长使得永磁电机驱动时代加速到来。《永磁电机设计与应用（原书第3版）》将为工程师、研究人员和研究生提供开发突破所需要的全面理解，并将这项激动人心的技术推向前沿。 -
作者介绍
杰克·F.吉拉斯（Jacek F.Gieras），拥有波兰波兹南技术大学电气工程（电机）工学博士和理学博士学位。他的研究领域包含电机、控制器、电磁学、电力系统、飞机电气系统和铁路工程。1987年，被提升为正教授。自1998年以来，一直任职于美国联合技术公司（UTC）。同时，他还是波兰比得哥什技术与生命科学大学的电气工程教授。他参与编写了12本著作，发表了250多篇论文，拥有70多项美国专利和20多项欧洲专利。他是IEEE会士，UTC航空航天系统会士（美国），国际电气工程学会的正式成员，以及众多国际会议的指导委员会成员。 -
目录
译者序
原书前言
第1章 绪论
1.1 电励磁与永磁励磁的区别
1.2 永磁电机的驱动方式
1.2.1 永磁有刷直流电机驱动
1.2.2 永磁同步电机驱动
1.2.3 永磁无刷直流电机驱动
1.2.4 步进电机驱动
1.3 提高电机效率
1.4 永磁电机的分类
1.5 永磁电机及其驱动器的发展趋势
1.6 永磁电机的应用
1.7 机电一体化技术
1.8 电机的机械基础
1.8.1 转矩与功率
1.8.2 齿轮组
1.8.3 齿轮组的效率
1.8.4 等效转动惯量
1.8.5 转子动力学
1.8.6 机械特性
1.9 转矩平衡方程
1.10 永磁电机的成本评估
案例
第2章 永磁材料与磁路
2.1 退磁曲线与磁性参数
2.2 永磁材料的发展史
2.3 永磁材料的特性
2.3.1 铝镍钴永磁材料
2.3.2 铁氧体永磁材料
2.3.3 稀土永磁材料
2.3.4 腐蚀与化学反应
2.3.5 市场问题
2.4 退磁曲线与回复线的相似性
2.5 永磁体工作图
2.5.1 永磁体工作图的组成
2.5.2 空载工作点
2.5.3 负载工作点
2.5.4 不同退磁曲线下的永磁体
2.6 主磁导与漏磁导
2.6.1 基于磁通路的磁导计算
2.6.2 简单实体的磁导计算
2.6.3 开放空间中棱柱体和圆柱体的漏磁导计算
2.7 永磁体等效磁路的计算
2.8 Mallinson-Halbach永磁体阵列与Halbach圆柱
案例
第3章 有限元分析
3.1 梯度、散度与旋度
3.2 毕奥-萨伐尔定律、法拉第定律和高斯定律
3.2.1 毕奥-萨伐尔定律
3.2.2 法拉第定律
3.2.3 高斯定律
3.3 高斯定理
3.4 斯托克斯定理
3.5 麦克斯韦方程组
3.5.1 麦克斯韦第一方程
3.5.2 麦克斯韦第二方程
3.5.3 麦克斯韦第三方程
3.5.4 麦克斯韦第四方程
3.6 矢量磁位
3.7 能量泛函
3.8 有限元公式
3.9 边界条件
3.9.1 迪利克雷边界条件
3.9.2 纽曼边界条件
3.9.3 互连边界条件
3.10 网格剖分
3.11 电磁场中的力和转矩
3.11.1 麦克斯韦张力张量法
3.11.2 磁共能法
3.11.3 洛伦兹力法
3.12 电感
3.12.1 定义
3.12.2 瞬态电感
3.12.3 稳态电感
3.12.4 同步电机的电抗
3.12.5 同步电抗
3.12.6 电枢反应电抗
3.12.7 漏电抗
3.13 交互式有限元计算过程
3.13.1 前处理器
3.13.2 求解器
3.13.3 后处理器
案例
第4章 永磁有刷直流电机
4.1 结构
4.1.1 转子开槽型永磁直流电机
4.1.2 转子无槽型永磁直流电机
4.1.3 动圈式圆柱形电机
4.1.4 盘式电机
4.2 基本方程
4.2.1 端电压
4.2.2 电枢绕组电动势
4.2.3 电磁转矩
4.2.4 电磁功率
4.2.5 转子与换向器线速度
4.2.6 输入与输出功率
4.2.7 损耗
4.2.8 极距
4.2.9 气隙磁通密度
4.2.10 电枢线电流密度
4.2.11 电枢绕组电流密度
4.2.12 电枢绕组电阻
4.2.13 电枢绕组电感
4.2.14 机械时间常数
4.3 尺寸方程
4.4 电枢反应
4.5 换向器
4.6 起动
4.7 速度控制
4.7.1 电枢端电压速度控制
4.7.2 电枢变阻器速度控制
4.7.3 并励磁场控制
4.7.4 斩波器可变电压速度控制
4.8 伺服电机
4.9 磁路
4.9.1 每极磁动势
4.9.2 气隙磁导
4.9.3 漏磁导
4.10 应用
4.10.1 玩具
4.10.2 汽车起动机
4.10.3 水下航行器
4.10.4 直线作动器
4.10.5 轮椅
4.10.6 火星机器人车辆
案例
第5章 永磁同步电机
5.1 结构
5.2 基本关系
5.2.1 转速
5.2.2 气隙磁通密度
5.2.3 感应电压（电动势）
5.2.4 电枢线电流密度和电流密度
5.2.5 电磁功率
5.2.6 同步电抗
5.2.7 超瞬态同步电抗
5.2.8 瞬态同步电抗
5.2.9 电磁转矩
5.2.10 励磁磁场的波形系数
5.2.11 电枢反应的波形系数
5.2.12 反应系数
5.2.13 等效场的磁动势
5.2.14 电枢反应电抗
5.3 相量图
5.4 特性
5.5 起动
5.5.1 异步起动
5.5.2 辅助电机起动
5.5.3 变频起动
5.6 电抗
5.6.1 解析法
5.6.2 有限元法
5.6.3 实验法
5.7 转子结构
5.7.1 Merrill转子
5.7.2 嵌入式永磁电机
5.7.3 表贴式永磁电机
5.7.4 表面埋入式永磁电机
5.7.5 轮辐式永磁电机
5.8 同步电机和感应电机比较
5.9 尺寸选择步骤及主要尺寸
5.10 性能计算
5.11 永磁电机的动态模型
5.12 电磁噪声与振动
5.12.1 径向力
5.12.2 定子铁心的变形
5.12.3 定子的固有频率
5.13 应用
5.13.1 开环控制
5.13.2 高性能闭环控制
5.13.3 高性能自适应模糊控制
案例
第6章 永磁直流无刷电机
6.1 基本方程
6.1.1 端电压
6.1.2 瞬时电流
6.1.3 电动势
6.1.4 逆变器交流输出电压
6.1.5 可控整流器直流母线电压
6.1.6 电磁转矩
6.1.7 同步电机的电磁转矩
6.1.8 永磁无刷直流电机的电磁转矩
6.1.9 无刷电机的线速度和转速
6.1.10 集中型电枢绕组
6.2 永磁无刷电机的换向
6.2.1 单极性驱动
6.2.2 双极性驱动（两相导通）
6.2.3 双极性驱动（三相导通）
6.3 永磁无刷电机的感应电动势和转矩
6.3.1 同步电机
6.3.2 永磁无刷直流电机
6.4 转矩-转速特性
6.5 绕组损耗
6.6 转矩波动
6.6.1 转矩波动的来源
6.6.2 瞬时转矩的数值计算方法
6.6.3 瞬时转矩的解析计算方法
6.6.4 转矩波动的抑制
6.7 无刷直流电机转子位置检测
6.7.1 霍尔传感器
6.7.2 编码器
6.7.3 旋转变压器
6.8 无位置传感器电机
6.9 永磁无刷电机运动控制
6.9.1 变频器供电
6.9.2 伺服放大器
6.9.3 微控制器
6.9.4 DSP控制
6.10 通用无刷电机电磁驱动器
6.11 智能电机
6.12 应用
6.12.1 纯电动和混合动力电动汽车
6.12.2 变速冷却风扇
6.12.3 计算机硬盘驱动器
6.12.4 CD播放器
6.12.5 工业自动化
6.12.6 X-Y二维驱动台
6.12.7 太空任务工具
案例
第7章 轴向磁通电机
7.1 力和转矩
7.2 性能
7.3 内永磁盘式转子双边电机
7.3.1 定子铁心
7.3.2 主要尺寸
7.4 单定子双边电机
7.5 单边电机
7.6 无铁心双边电机
7.7 多盘电机
7.8 应用
7.8.1 电动汽车
7.8.2 无齿轮电梯曳引系统
7.8.3 无人潜艇推进
7.8.4 船舶对转推进系统
案例
第8章 高功率密度无刷电机
8.1 设计注意事项
8.2 要求
8.3 多相电机
8.4 容错永磁无刷电机
8.5 表贴式永磁转子与凸极转子
8.6 电磁效应
8.6.1 电枢反应
8.6.2 阻尼条
8.6.3 大型电机中的绕组损耗
8.6.4 降低损耗
8.7 冷却
8.8 圆柱形转子电机结构
8.8.1 电枢反应降低的电机
8.8.2 具有模块化定子的电机
8.8.3 不同转子配置的大型永磁电机
8.9 盘式转子的电机结构
8.10 横向磁通电机
8.10.1 工作原理
8.10.2 电动势和电磁转矩
8.10.3 电枢绕组电阻
8.10.4 电枢反应和漏电抗
8.10.5 磁路
8.10.6 优缺点
8.11 应用
8.11.1 船舶推进
8.11.2 潜艇推进
8.11.3 混合动力电动公交
8.11.4 轻轨系统
案例
第9章 高速电机
9.1 使用高速电机的原因
9.2 机械要求
9.3 高速永磁无刷电机的结构
9.4 高速永磁无刷电机的设计
9.5 超高速电机
9.6 应用
9.6.1 高速航空航天驱动器
9.6.2 高速电主轴驱动器
9.6.3 飞轮储能
9.6.4 牙科机头
9.6.5 剪羊毛机头
案例
第10章 特殊结构的无刷电机
10.1 单相电机
10.1.1 非均匀气隙的单相两极电机
10.1.2 振荡起动的单相多极电机
10.1.3 单相高性价比的永磁无刷电机
10.2 汽车应用的执行机构
10.3 集成起动发电机
10.4 大直径电机
10.5 三轴力矩电机
10.6 无槽电机
10.7 尖端驱动风扇电机
案例
第11章 步进电机
11.1 步进电机的特点
11.2 基本方程
11.2.1 步进
11.2.2 稳态转矩
11.2.3 大同步转矩
11.2.4 转子振荡频率
11.3 永磁步进电机
11.4 磁阻步进电机
11.5 混合步进电机
11.5.1 全步进
11.5.2 半步进
11.5.3 微步进
11.5.4 实用混合步进电机
11.5.5 双极和单极步进电机
11.6 步进电机运动方程
11.7 有转子位置传感器的永磁步进电机
11.8 单相步进电机
11.9 电压方程和电磁转矩
11.10 特性
11.10.1 矩-角特性
11.10.2 转矩-电流特性
11.10.3 转矩-频率特性
11.11 应用
案例
第12章 微电机
12.1 微电机的定义
12.2 永磁无刷微电机
12.2.1 圆柱形微电机
12.2.2 带平面线圈磁性微电机的制造
12.2.3 盘式微电机
12.3 应用
12.3.1 电动导管
12.3.2 胶囊内窥镜
案例
第13章 优化
13.1 优化问题的数学公式
13.2 非线性规划方法
13.2.1 直接搜索方法
13.2.2 随机方法
13.2.3 梯度方法
13.2.4 约束优化方法
13.3 基于群体的增量学习方法
13.4 响应面方法
13.4.1 响应面设计
13.4.2 响应面拟合误差估计
13.5 永磁电机现代优化方法
13.5.1 永磁有刷直流电机
13.5.2 永磁同步电机
案例
第14章 维护
14.1 电机基本要求
14.2 可靠性
14.3 电机故障
14.4 小型永磁无刷电机的可靠性计算
14.5 振动与噪声
14.5.1 声音的产生与辐射
14.5.2 机械模型
14.5.3 电磁振动与噪声
14.5.4 机械振动与噪声
14.5.5 空气噪声
14.5.6 有刷直流电机
14.5.7 永磁同步电机
14.5.8 噪声抑制
14.6 状态监测
14.7 保护
14.8 电磁和射频干扰
14.8.1 有刷电机
14.8.2 电子换向无刷电机
14.9 润滑
14.9.1 轴承
14.9.2 滚动轴承的润滑
14.9.3 多孔金属轴承的润滑
案例
附录
附录A 交流定子绕组漏电感
A.1 定子绕组因数
A.2 槽比漏磁导
A.3 端部绕组比漏磁导
A.4 谐波比漏磁导
A.5 齿顶比漏磁导
A.6 每相漏电抗
附录B 交流电机损耗
B.1 电枢绕组损耗
B.2 定子铁损
B.3 转子铁损
B.4 铁损的FEM模型
B.5 导电护套的损耗
B.6 无刷电机的永磁体损耗
B.7 旋转损耗
B.8 高速电机中的风摩损耗
B.9 高次时间谐波造成的损耗
符号和缩略语
参考文献
同类热销排行榜
- C语言与程序设计教程(高等学校计算机类十二五规划教材)16
- 电机与拖动基础(教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会规划工程应用型自动化专业系列教材)13.48
- 传感器与检测技术(第2版高职高专电子信息类系列教材)13.6
- ASP.NET项目开发实战(高职高专计算机项目任务驱动模式教材)15.2
- Access数据库实用教程(第2版十二五职业教育国家规划教材)14.72
- 信号与系统(第3版下普通高等教育九五国家级重点教材)15.08
- 电气控制与PLC(普通高等教育十二五电气信息类规划教材)17.2
- 数字电子技术基础(第2版)17.36
- VB程序设计及应用(第3版十二五职业教育国家规划教材)14.32
- Java Web从入门到精通(附光盘)/软件开发视频大讲堂27.92
推荐书目
-
孩子你慢慢来/人生三书 华人世界率性犀利的一枝笔，龙应台独家授权《孩子你慢慢来》20周年经典新版。她的《...
-
时间简史(插图版) 相对论、黑洞、弯曲空间……这些词给我们的感觉是艰深、晦涩、难以理解而且与我们的...
-
本质(精) 改革开放40年，恰如一部四部曲的年代大戏。技术突变、产品迭代、产业升级、资本对接...