书名：电机气隙磁场调制统一理论及应用  
定价：148.0  
ISBN：9787111667407  
作者：程明 等著  

本书系统地介绍了电机气隙磁场调制统一理论及应用方法, 是作者团队十多年研究成果的提炼和总结。 在揭示气隙磁场调制现象普遍性的基础上, 完整地阐述了电机气隙磁场调制统一理论, 结合实例介绍了如何利用磁场调制理论来分析计算电机性能, 给出了指导电机拓扑创新的一般性原则和方法, 并通过多个新型电机实例予以佐证。

本书首次将电机气隙磁场调制现象抽象化和理论化, 创立了电机气隙磁场调制理论, 为电机的分析和计算提供了全新的视角和方法, 丰富了电机学理论, 是一本难得的佳作。

序言

前言

第 1 章　 绪论 1 

1. 1　 电机发展历史回顾 1

1. 2　 经典电机学理论的局限性 4 

1. 2. 1　 电机理论呈现碎片化 4 

1. 2. 2　 原理分析存在局限性 5 

1. 2. 3　 性能分析缺乏统一性 5 

1. 3　 磁场调制电机及其理论的发展概况 6 

1. 4　 本书的总体思路与框架 9 

参考文献 10 

第 2 章　 电机中的气隙磁场调制现象 16 

2. 1　 磁场调制式磁齿轮 16 

2. 1. 1　 基本结构与工作原理 17 

2. 1. 2　 磁场调制效应的定性分析 19 

2. 1. 3　 其他类型的磁齿轮 22 

2. 2　 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构及静态特性 24 

2. 2. 1　 外转子聚磁式同轴磁齿轮结构 25

2. 2. 2　 静态特性分析 25 

2. 3　 磁齿轮复合电机 30 

2. 3. 1　 磁齿轮复合电机拓扑结构 31

2. 3. 2　 磁齿轮复合电机比较分析 32 

2. 4　 外转子聚磁式磁场调制永磁电机 37 

2. 4. 1　 FCFMPM 电机基本结构 37

2. 4. 2　 FCFMPM 电机特性分析 38 

2. 4. 3　 FCFMPM 电机主要尺寸关系式 53 

2. 4. 4　 FCFMPM 样机设计与实验验证 55 

2. 4. 5　 与商业化小型风力发电机的比较 60 

2. 5　 初级永磁型游标直线电机 61

2. 5. 1　 LPPMV 电机的基本结构及运行原理 61 

2. 5. 2　 LPPMV 电机有限元计算 66 

2. 5. 3　 LPPMV 电机实验验证 73 

2. 6　 磁通切换永磁电机 75 

2. 6. 1　 FSPM 电机磁场调制机理 75 

2. 6. 2　 FSPM 电机电枢反应磁场调制机理 77 

2. 6. 3　 FSPM 电机转矩产生机理 81 

2. 7　 双馈电机 82 

2. 7. 1　 双馈电机的分类及工作原理 82 

2. 7. 2　 级联式无刷双馈电机 84 

2. 7. 3　 调制式无刷双馈电机 85 

2. 7. 4　 现有无刷双馈电机的共性特点与个性差别 91

2. 8　 电机原理的统一性 92

参考文献 94 

第 3 章　 电机气隙磁场调制统一理论 99

3. 1　 概述 99

3. 2　 经典绕组函数法及其局限性 100

3. 2. 1　 绕组磁动势分析 100

3. 2. 2　 经典绕组函数法 102

3. 2. 3　 经典绕组函数法的局限性 104

3. 3　 电机三要素 107

3. 3. 1　 励磁源 108

3. 3. 2　 调制器 109

3. 3. 3　 滤波器 110

3. 4　 三要素的数学表征 110 

3. 4. 1　 源磁动势 110 

3. 4. 2　 调制算子 114 

3. 4. 3　 滤波器 122 

3. 4. 4　 电机统一模型 124 

3. 5　 统一转矩分析 126 

3. 5. 1　 统一转矩方程 126 

3. 5. 2　 绕线转子凸极同步电机 128 

3. 5. 3　 同步磁阻电机 130 

3. 5. 4　 笼型感应电机 131 

3. 5. 5　 无刷双馈磁阻电机 132 

3. 5. 6　 无刷双馈感应电机 133 

3. 5. 7　 磁通切换电机 134 

3. 5. 8　 聚磁式场调制永磁电机 (永磁游标电机) 143 

参考文献 146 

第 4 章　 磁场调制行为分析 149 

4. 1　 概述 149 

4. 2　 电机内的磁场调制行为与转矩成分 149 

4. 2. 1　 同步调制和异步调制行为 150

4. 2. 2　 同步转矩和异步转矩分量 151

4. 3　 磁场调制行为及转矩成分的关系 152

4. 3. 1　 常见电机拓扑的磁场调制描述 152

4. 3. 2　 常见电机结构转矩成分解析 159

4. 3. 3　 实例分析———无刷双馈电机 161 

4. 4　 不同调制器的磁场调制行为分析对比 168 

4. 4. 1　 凸极磁阻调制器磁场调制行为 168 

4. 4. 2　 多层磁障调制器磁场调制行为 177 

4. 4. 3　 短路线圈调制器磁场调制行为 181 

4. 5　 不同调制器的等效性及互换性 192 

4. 5. 1　 不同调制器等效性和互换性分析 192 

4. 5. 2　 不同调制器互换及组合实例分析 195 

4. 5. 3　 不同调制器互换的性能对比 196 

参考文献 203 

第 5 章　 基于磁场调制理论的电机性能分析与计算 204 

5. 1　 概述 204 

5. 2　 无刷双馈电机 204 

5. 2. 1　 无刷双馈电机的定子绕组 205 

5. 2. 2　 无刷双馈电机的气隙磁场分布及电感特性 207 

5. 2. 3　4/ 2 对极无刷双馈磁阻电机的定量分析 217 

5. 3　6/ 8 极磁通反向永磁电机 231 

5. 3. 1　 结构参数对磁场调制效果的影响 233  　　　

5. 3. 2　 磁场调制行为 235 

5. 3. 3　 实验验证 238 

5. 4　 笼型感应电机及电励磁凸极同步电机的统一分析 241

5. 4. 1　 磁场调制行为 242 

5. 4. 2　 电磁特性分析 246 

5. 4. 3　 实验验证 250 

参考文献 252 

第 6 章　 电机拓扑结构创新 255 

6. 1　 创新方法 255

6. 1. 1　 改变励磁源 256 

6. 1. 2　 改变调制器 257 

6. 1. 3　 改变滤波器 257 

6. 1. 4　 改变三要素的相对位置 257 

6. 1. 5　 改变三要素的相对运动状态 258 

6. 2　 Π 型铁心双凸极永磁电机 259 

6. 2. 1　 电机结构与运行原理 259 

6. 2. 2　 性能分析与比较 266 

6. 2. 3　 样机与实验结果 268 

6. 3　 定子永磁型旋转变压器 270 

6. 3. 1　 基本结构与工作原理 270 

6. 3. 2　 奇数极的问题与磁场调制解决方法 274 

6. 4　 磁通反向永磁电机 278 

6. 4. 1　 基于磁场调制理论的空载感应电动势分析278

6. 4. 2　 空载感应电动势及其谐波分布 285 

6. 5　 整距绕组磁通切换永磁电机 287 

6. 5. 1　 电机结构与运行原理 287 

6. 5. 2　 关键尺寸参数设计 289 

6. 5. 3　 比较分析 292 

6. 6　 转子永磁型磁通切换电机 292 

6. 6. 1　 电机结构及基本电磁特性 293 

6. 6. 2　 转子永磁型磁通切换电机转矩产生机理 305 

6. 7　 双转子磁齿轮功率分配电机 313 

6. 7. 1　 MGPSM 电机的基本结构与工作原理 313 

6. 7. 2　 MGPSM 电机的工作模式 315 

6. 7. 3　 MGPSM 电机磁路不对称现象及影响 317 　　

6. 7. 4　 互补式 MGPSM 电机的原理与实验验证 321 

6. 8　 定子超导励磁磁场调制电机 331 

6. 8. 1　 定子超导励磁磁通切换电机 332 

6. 8. 2　 双定子磁场调制超导励磁电机 334 

6. 8. 3　 磁场调制超导电机的技术难点与展望 337 

参考文献 338 

第 7 章　 磁场调制理论的其他应用 343 

7. 1　 概述 343 

7. 2　 无刷双馈电机的径向力分析 344 

7. 2. 1　 电机内的电磁振动和噪声 344 

7. 2. 2　 电机内的径向力分析 344 

7. 2. 3　 电机内的径向力计算 345 

7. 2. 4　 无不平衡磁拉力的极对数组合 357 

7. 3　 无轴承单极和交替极永磁交流电机的悬浮绕组设计 357 

7. 3. 1　 绕组变极设计原理 358 

7. 3. 2　 方案 1: 跨距 y= 4 359 

7. 3. 3　 方案 2: 跨距 y= 5 362 

参考文献 365