爪极电机的结构理论及应用 王群京 汽车用爪极发电机控制系统的现状 发展趋势 汽车用爪极发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312018640

商品编码：26861191316

开本：32开

出版时间：2006-01-01

页数：235

基本信息

书名:爪极电机的结构、理论及应用

定价：18.00元

作者:王群京，等

出版社：中国科学技术大学出版社

出版日期：2006-01-01

ISBN：9787312018640

编码：ljy

页码：235

版次：1版

装帧：平装

开本：32开

目录

前言
第1章 爪极电机的种类
第一节 爪极发电机
第二节 爪极式永磁电动机
第三节 爪极式电励磁电动机
第2章 汽车用爪极发电机简介
第一节 交流发电机的分类
第二节 汽车用爪极发电机结构简介
第三节 汽车用爪极发电机工作原理
第3章 汽车用爪极发电机的电磁场计算
第一节 电磁场的计算方法
第二节 用二维方法计算汽车用爪极发电机电磁场
第三节 用二维方法和三维方法计算汽车用爪极发电机电磁场
第四节 用三维方法计算汽车用爪极发电机电磁场
第五节 汽车用爪极发电机耦合电路模型
第六节 用电磁耦合网络模型仿真汽车用爪极发电机
第4章 汽车用爪极发电机的电感计算
第一节 能量摄动法
第二节 汽车用爪极发电机绕组电感计算
第三节 汽车用爪极发电机换相电感计算
第5章 汽车用爪极发电机电磁力、电磁噪声和位移计算
第一节 汽车用爪极发电机电磁力计算
第二节 汽车用爪极发电机电磁噪声计算
第三节 汽车用爪极发电机定子位移计算
第6章 汽车用爪极发电机效率计算
第一节 汽车用爪极发电机损耗计算
第二节 汽车用爪极发电机效率计算
第7章 一种汽车用混合励磁爪极发电机
第一节 一种汽车用混合励磁爪极发电机结构
第二节 汽车用混合励磁爪极发电机参数计算
第8章 汽车用爪极发电机控制系统
第一节 汽车用爪极发电机滑模观测器
第二节 双电压汽车用爪极发电机系统
第三节 转速给定控制方法的新型控制系统
第四节 汽车用爪极发电机控制系统展望
参考文献

内容提要

第1章将爪电机分为爪极电动机和爪极发电机，在此基础上分别介绍了几种爪极电机的结构。第2章介绍了交流发电机的分类、汽车用爪极发电机的结构及其工作原理。第3章阐述了用各种方法计算机汽车用爪极发电机的电磁场及各种参数等。第4章详细给出了能量摄动法的公式，并在计算爪极发电机的绕组电感，同时介绍了如何用励磁电流方法和电枢电压方法获得换相电感。第5章介绍了汽车用爪极发电机的电磁力、电磁噪声以及定子位移的理论分析和计算。第6章介绍了用三维有限元方法计算汽车用爪极发电机涡流以及涡流损耗，并通过损耗计算得到发电机的效率。第7章介绍了一种正在研究的汽车用混合励磁爪极发电机的结构，并采用三维有限元方法和三维等效磁网络方法计算发电机的参数。第8章介绍了国际研究的一种汽车用爪极发电机滑模型测器、汽车用双电压爪极发电机系统以及转速给定控制方法的新型控制系统，最后介绍了汽车用爪极发电机控制系统的现状及发展趋势。

《爪极电机设计与性能优化》 内容简介： 《爪极电机设计与性能优化》是一部深入探讨爪极电机（也称为永磁同步爪极电机，Permanent Magnet Vernier Motor, PMVM）从基本原理、结构设计到先进控制策略的专著。本书旨在为读者提供一个系统、全面且具有高度实践指导意义的爪极电机技术指南，覆盖了该领域的核心理论、关键技术以及最新发展动态，尤其侧重于如何通过精细的设计与优化来提升电机的性能指标。 第一章 爪极电机基本原理与分类 本章将从最基础的层面出发，详细阐述爪极电机的独特工作原理。我们将解析爪极电机之所以能够实现高转矩密度和宽调速范围的关键——“爪极效应”，并将其与传统同步电机进行对比，突出其优势所在。通过深入剖析磁场叠加、谐波分量以及虚拟极对的概念，帮助读者建立对爪极电机内部磁场分布和能量转换过程的清晰认知。 在此基础上，本章还将对不同类型的爪极电机进行分类介绍。根据转子结构的不同，我们将区分永磁体配置（如表面贴装型、内置型）、爪极形状（如直爪、曲爪）、以及定子绕组结构（如集中绕组、分布式绕组）等，并分析不同结构所带来的性能差异和适用场景。此外，还将介绍一些变型的爪极电机，例如带轭爪极电机，以及它们在特定应用中的潜力。 第二章 爪极电机结构设计理论 结构设计是爪极电机性能的基础。《爪极电机设计与性能优化》将在本章中详细解析爪极电机结构设计的各项要素。 定子结构设计： 涵盖槽口形状、槽深、定子轭厚度、铁心材料选择等关键参数的确定。我们将分析这些参数如何影响电磁损耗、饱和度以及输出性能。同时，会介绍如何优化定子轭设计以减小磁通泄漏，提高效率。 转子结构设计： 重点将放在永磁体的布置、形状、尺寸以及固定方式。我们将深入研究不同永磁体材料（如钕铁硼、铁氧体）的特性及其对电机性能的影响，并探讨如何优化永磁体排布以产生更优的磁场分布，降低剩磁损失。对于内置式永磁体结构，还会涉及加强件的设计，以应对高速运行时的离心力。 爪极设计： 这是爪极电机最核心的结构特征。本章将详细介绍爪极的形状、尺寸、角度以及它们与定子齿的配合关系。我们将通过理论分析和仿真手段，研究不同爪极构型对虚拟极对数、磁阻变化以及转矩波动的影响，并提供设计优化指南。 气隙设计： 气隙是影响电机性能的关键物理参数。本章将探讨气隙大小、均匀性以及气隙中磁场分布的计算方法，并分析气隙对电机电磁转矩、反电动势以及效率的影响。 材料选择： 详细讨论定子铁心材料（如硅钢片、非晶合金）、永磁体材料、绕组导线（如漆包线、绝缘铜带）、绝缘材料和结构件材料的选择原则，以及它们对电机性能、成本和可靠性的影响。 第三章 爪极电机电磁场分析与仿真 精确的电磁场分析是爪极电机设计与性能优化的重要保障。本章将介绍多种电磁场分析方法，并侧重于有限元分析（FEA）在爪极电机设计中的应用。 基本电磁场理论回顾： 简要回顾麦克斯韦方程组、磁路法等基础理论，并将其应用于爪极电机。 有限元分析（FEA）方法： 详细介绍使用FEA软件（如Ansys Maxwell, COMSOL Multiphysics等）进行爪极电机二维和三维电磁场建模的方法。包括几何建模、材料属性设置、网格划分、边界条件施加以及求解器选择。 关键性能参数的 FEA 计算： 演示如何利用FEA软件计算电机的反电动势、电感、转矩（平均转矩、脉动转矩）、磁通密度分布、损耗（铁损、铜损）等关键性能指标。 结构对电磁性能的影响分析： 通过FEA仿真，系统地分析定子齿槽结构、转子永磁体排布、爪极形状等设计参数变化对电机电磁性能的影响，为结构优化提供定量依据。 动态性能分析： 介绍如何利用FEA与电路仿真相结合，进行电机的动态性能分析，如转速响应、转矩响应以及在不同负载和运行条件下的性能表现。 第四章 爪极电机性能优化技术 性能优化是提升爪极电机竞争力的核心。《爪极电机设计与性能优化》将在此章节深入探讨各种优化技术。 多目标优化算法： 介绍如何利用遗传算法（GA）、粒子群优化算法（PSO）、响应面法（RSM）等智能优化算法，结合电磁场仿真，实现爪极电机性能指标（如效率、功率密度、转矩密度、转矩脉动、损耗等）的多目标优化。 结构参数优化： 详细阐述如何通过优化爪极角度、转子永磁体厚度、定子轭厚度等关键结构参数，来达到最佳的性能平衡。 材料优化： 探讨新型高性能材料（如更高磁能积的永磁体、低损耗硅钢片、导热性能更好的结构材料）在爪极电机中的应用潜力，以及如何通过材料组合优化提升电机整体性能。 绕组优化： 分析不同绕组连接方式（如Y接、Δ接）、线圈节距、槽满率等对电机反电动势谐波、电感和铜损的影响，并提出优化设计方法。 永磁体退磁分析与抑制： 详细分析导致永磁体退磁的原因（如高温、反向磁场），并提出通过优化永磁体尺寸、材料选择、以及合理的设计来抑制退磁的策略。 第五章 爪极电机制造工艺与可靠性 精良的制造工艺是实现高性能爪极电机的保障。本章将关注爪极电机的制造细节和质量控制。 定子铁心制造： 介绍冲压、叠片、焊接等工艺，以及如何保证铁心尺寸精度和叠压质量，降低涡流损耗。 转子制造： 详细阐述永磁体的装配工艺，包括粘接、嵌入、包覆等方法，以及如何确保永磁体的位置精度和机械强度。 绕组工艺： 介绍绕线、绝缘处理、槽满率控制等关键工艺，以及如何保证绕组的电气性能和机械强度。 装配工艺： 讨论定子与转子的装配精度要求，气隙的控制，以及最终的动平衡校正。 质量控制与检测： 介绍爪极电机在生产过程中的质量检测方法，包括外观检查、电气性能测试（如空载、负载特性）、绝缘耐压测试、温升测试等，确保产品符合设计要求。 可靠性设计与分析： 结合制造工艺，探讨影响爪极电机长期可靠性的因素，如机械振动、热应力、绝缘老化等，并提出相应的改进措施。 第六章 爪极电机控制策略 爪极电机独特的电磁特性决定了其需要专门的控制策略来充分发挥其优势。《爪极电机设计与性能优化》将在此章节介绍先进的控制技术。 基本控制原理： 回顾矢量控制（FOC）等经典电机控制方法，并分析其在爪极电机上的适用性。 弱磁控制策略： 详细介绍爪极电机实现宽调速范围所需的弱磁控制技术，包括如何通过控制d轴电流实现超速运行，以及相关的稳定性分析。 转矩脉动抑制： 探讨降低爪极电机转矩脉动的方法，包括基于电流谐波补偿的控制、基于模型预测的控制以及特定结构下的优化控制。 反电动势谐波补偿： 分析反电动势谐波对控制精度的影响，并介绍相应的补偿技术。 智能化与自适应控制： 介绍将模糊逻辑、神经网络等人工智能技术应用于爪极电机控制，以实现更精确、更鲁棒的性能。 实际应用中的控制挑战与解决方案： 结合具体应用场景，讨论在实际系统中可能遇到的控制难题，如参数辨识、系统鲁棒性、以及不同运行模式下的切换策略。 第七章 爪极电机应用领域与发展趋势 本章将展望爪极电机在各个领域的广阔应用前景，并预测未来的发展趋势。 电动汽车驱动： 详细分析爪极电机在电动汽车中的优势，如高转矩密度、宽调速范围、高效率等，并对比其与其他驱动电机类型的优劣。 工业自动化： 介绍爪极电机在机器人、伺服系统、精密机床等领域的应用，以及其在节能降耗方面的潜力。 新能源发电： 探讨爪极电机在风力发电、水力发电等领域的应用，特别是其在高功率密度和低转速下的表现。 航空航海： 展望爪极电机在航空航天和船舶动力系统中的发展空间，及其对轻量化和高效率的要求。 新兴应用： 介绍一些尚未广泛普及但具有巨大潜力的爪极电机应用，如家用电器、电动工具等。 未来发展趋势： 预测爪极电机在材料科学、制造技术、控制算法等方面的未来发展方向，包括更高效率、更低成本、更智能化、更绿色环保等。 《爪极电机设计与性能优化》 是一本集理论深度、技术广度与实践指导性于一体的学术专著。本书适合从事电机设计、制造、研究以及应用的工程师、科研人员和高等院校相关专业学生阅读。通过研读本书，读者将能够深刻理解爪极电机的核心技术，掌握先进的设计与优化方法，并能将理论知识转化为实际应用，推动爪极电机技术的发展与创新。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一部分——“王群京 汽车用爪极发电机控制系统的现状 发展趋势 汽车用爪极发”——更是激发了我对技术前沿的探求欲。控制系统，顾名思义，是赋予电机智能和活力的“大脑”。一个优秀的控制系统，能够最大限度地发挥电机的性能，并确保其安全稳定地运行。 我对书中关于“现状”的描述充满了期待，它会描绘出当前汽车用爪极发电机控制系统所处的技术水平，可能包括哪些主流的控制策略、关键的控制算法、以及常用的硬件平台。而“发展趋势”则更能引发我的思考，未来几年，这项技术会朝着哪个方向发展？会有哪些颠覆性的创新出现？比如，是否会引入人工智能、机器学习等技术来优化控制？这些前瞻性的内容，对于我理解行业走向，甚至对未来的职业规划，都具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，特别是“王群京 汽车用爪极发电机控制系统的现状 发展趋势”这一部分，无疑点出了其在汽车工程领域的应用导向。我深知，再优秀的电机，也需要一个智能高效的控制系统来驾驭。因此，我对书中关于控制系统的论述尤为关注。 我希望能看到书中对当前汽车用爪极发电机控制系统所采用的各种技术进行梳理和评价，比如PWM控制、矢量控制等，以及它们各自的优缺点。同时，我也对未来的发展趋势充满了好奇，书中是否会预测到新的控制算法、更高级的感知技术，甚至是与整车动力总成协同优化的策略？这些信息对于理解汽车行业的技术演进方向，具有非常重要的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我被它严谨的学术风格和对具体技术细节的深度挖掘所吸引。作为一名对汽车动力系统有着浓厚兴趣的研究者，我一直在关注能够推动行业进步的新技术。爪极电机，这个名字听起来就充满了独特的机械美感和先进的工程设计理念，我非常希望能通过这本书，深入理解它的内部结构是如何实现的，以及背后蕴含的物理原理。 书中关于“结构理论”的部分，我希望能够看到详细的数学模型、力学分析，以及不同结构设计所带来的性能差异。例如，爪极的形状、尺寸、材料选择，以及它们如何影响电磁场的分布和电机的效率。我期待这本书能够提供足够详实的图纸和数据，让我能够直观地感受到设计的精妙之处，并从中学习到解决复杂工程问题的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名非常直接地指出了其核心内容——爪极电机。我对这种电机类型在汽车领域中的应用前景感到非常好奇。毕竟，在传统汽车领域，直流发电机和交流发电机已经成熟应用了很久。而随着新能源汽车的发展，对电机性能的要求也越来越高，比如更高的功率密度、更高的效率、更宽的调速范围等等。爪极电机，作为一种新兴的电机技术，它的出现是否能够解决这些痛点？ 我尤其期待书中能够详细阐述爪极电机相对于传统电机的优势和劣势，以及它在实际应用中可能遇到的挑战。例如，它的制造工艺是否复杂？成本如何？可靠性如何？在极端工况下的表现又怎样？如果书中能对这些问题进行深入的分析，并给出相应的解决方案或者发展方向，那将对我的认知有极大的提升。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到这本书，我的第一印象就是厚重，沉甸甸的纸张和精美的装帧，让人感受到一种严谨和专业。作为一个对汽车技术，尤其是新能源汽车领域抱有极大兴趣的读者，我一直在寻找能够深入理解核心技术的书籍。这本书的书名——《爪极电机的结构理论及应用》——瞬间就抓住了我的眼球。爪极电机，这个名字听起来就充满了力量感和创新性，它究竟是如何工作的？它的结构又有哪些独到之处？这些疑问驱使着我迫不及待地翻开这本书。 从目录上看，它似乎涵盖了从最基础的理论原理，到具体的结构设计，再到实际的应用场景，仿佛是一条完整的知识链条。我特别关注那些关于“结构理论”的部分，因为我总觉得，技术的精髓往往隐藏在最基础的结构和原理之中。如果一个东西的“为什么”能被彻底弄懂，那么“怎么做”也就变得相对容易了。我希望这本书能够提供清晰的数学模型、严谨的物理推导，以及丰富的图示和实例，帮助我不仅“知其然”，更能“知其所以然”。