第2版前言在本书第1版问世近三年后，我们欣喜地迎来了再版的机会。首先对读者朋友们表示衷心的感谢，正是你们的厚爱与支持，促成了本书的重新修订与完善。第2版在第1版的基础上，修订了其中的错误或不当之处，对原有内容进行了调整和删减，并增加了新的内容，力求呈现最新研究成果。第2版的编写分工如下：王秀和负责第3、4、6、7、9章和附录，杨玉波负责第1、8、10章；张岳负责第11章，赵文良负责第2章，邢泽智负责第5章。作为本书撰写和修订基础的一些科研工作，得到了国家自然科学基金委员会等科研管理部门的项目资助。王道涵、唐旭、张冉、田蒙蒙、闫博、任杰、刘峰、李娴博士，彭博、曾文欣、徐定旺、冀溥、赵军伟、刘琳、李莹、孟笑雪、于浩霞、陈天民、陈洪萍、李昌、王康、刘晓盼、张超、马冠群、张鑫、赵方伟、赵俊杰、祁振宁、李长斌、彭一峰、魏宏烨硕士在攻读博士或硕士学位期间参与了本书部分成果的研究工作。在读博士研究生谷新伟、周涵和刘晋鹏在成书过程中做了许多工作。在本书的撰写和修订过程中，得到了山东山博电机集团有限公司、山东翔讯科技有限公司、山东得普达电机股份有限公司、山东力久特种电机股份有限公司、山东威马泵业股份有限公司和山东大学电机与电器研究所各位同事的大力支持和帮助。在此一并表示衷心感谢！由于作者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。王秀和2025年5月

这本书是我看到的最好的永磁同步电机书籍之一。王秀和教授长期从事永磁电机共性基础理论和关键技术研究，以及高性能永磁电机的研究开发工作，成果卓著。这本书延续了王老师著作的一贯高水准，其严谨治学和深厚功底在这本书里尽锝体现。2版是1版的升华，增加了不少最新的研究成果，可以作为电机研究和从业的宝典使用，尤其是永磁电机。

永磁同步电机结构简单紧凑，功率密度、转矩密度、效率和功率因数高，转速与供电频率成正比，控制性能好，在工农业生产、国防工业、航空航天、机器人、新能源、电动汽车等领域得到越来越广泛的应用。本书是作者多年从事永磁同步电机研究和产品开发的成果总结。本书首先介绍了永磁材料的特性、性能特点与防护，以及永磁同步电机的磁路计算方法；然后分析了永磁同步电机的轴电压、齿槽转矩、电磁振动、不可逆退磁等共性问题；最后介绍了异步起动永磁同步电机、变频调速永磁同步电机、圆筒型永磁同步直线电机、高速永磁同步电机等的结构特点、性能分析方法和电磁设计方法。本书既可供从事永磁同步电机研究、产品研发的科研人员、工程技术人员使用，也可作为高等学校相关专业的研究生教材，以及继续教育教材。

王秀和，分别于1989年、1993年在山东工业大学获得学士和硕士学位，1996年在沈阳工业大学获得博士学位。1996至今在山东大学工作，现任山东大学教授、博士生导师、山东省永磁电机工程技术研究中心主任，享受国务院特殊津贴，入选新世纪优秀人才、山东省有突出贡献的中青年专家。在永磁电机共性基础理论和关键技术研究领域，创建了永磁电机齿槽转矩理论，提出了系统的齿槽转矩解析分析方法，构建了齿槽转矩与电机参数之间的关系，并据此提出了多种有效削弱齿槽转矩的方法，对齿槽转矩的研究和削弱具有重要指导意义；创建了永磁电机固有轴电压理论，提出了系统的固有轴电压解析分析方法，给出了固有轴电压的产生判据，明确了固有轴电压与电机参数之间的关系，提出了多种有效削弱固有轴电压的方法，为固有轴电压的研究和削弱奠定了坚实的理论和技术基础；建立了计及电机定子实际复杂结构、材料各向异性及铁心与机壳不等长等因素的定子固有振动频率快速准确解析计算方法，以及能完整、唯一、准确、快速地确定电机内所有电磁力波的解析计算方法，实现了电磁振动的快速解析计算；建立了基于永磁体区域细分与退磁状态记忆模型、永磁体不可逆退磁模型、多场耦合解析分析模型的变频器_永磁同步电机系统的动态不可逆退磁解析分析模型与计算方法，实现了计及电机性能与永磁体退磁状态相互影响、退磁累积效应的永磁同步电机动态不可逆退磁过程模拟计算。在高性能电机产品研发方面，与电机生产企业合作开发了低压变频调速永磁同步电动机系列、氢燃料电池用高速永磁同步电机系列、风机用高速永磁同步电动机系列、油井柱塞泵用潜油圆筒形永磁直线同步电动机系列、无永磁高效同步磁阻电机系列等十余个系列共四百多个规格的电机产品，均实现了批量生产和推广应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。先后主持包括国家自然科学基金重点项目在内的科研项目四十余项；发表学术论文二百余篇；主编学术专著《永磁电机》(1~3版)、《异步起动永磁同步电动机：理论、设计与测试》《永磁同步电机基础理论、共性问题与电磁设计》（1、2版）、十二五国家级规划教材《电机学》(1~3版)，主译英文著作一部；获授权发明专利50余项；以第一完成人获山东省科技进步二等奖2项、自然科学奖二等奖1项、提名国家科学技术奖科技进步二等奖1项，山东省省级教学成果二等奖1项。

目录第2版前言第1版前言第1章永磁材料1.1永磁材料的发展概述1.2材料磁性的产生机理1.3永磁材料的特性曲线1.4永磁材料的性能参数1.5常用永磁材料及其性能1.6永磁材料的磁性能稳定性1.7永磁材料的制备1.8永磁材料的失效与防护1.8.1稀土永磁材料的失效类型1.8.2稀土永磁材料的腐蚀形式1.8.3钕铁硼永磁的失效与防护1.8.4钐钴永磁的防护参考文献第2章永磁同步电机的磁路计算2.1永磁同步电机的磁路结构2.2永磁同步电机的等效磁路2.3永磁同步电机的外磁路计算2.3.1主磁路的计算2.3.2漏磁路的计算2.4永磁体工作点的确定方法2.4.1永磁体工作图法2.4.2解析法参考文献第3章永磁同步电机的轴电压3.1轴电压概述3.2永磁电机的轴电压及产生机理3.2.1固有轴电压3.2.2共模轴电压3.3永磁磁场固有轴电压的解析分析方法3.4极槽配合对永磁磁场固有轴电压的影响3.5抑制分数槽绕组永磁电机永磁磁场固有轴电压的极弧系数选择方法3.6抑制分数槽绕组永磁电机永磁磁场固有轴电压的转子分段斜极方法3.6.1削弱固有轴电压的转子分段斜极方法3.6.2计算实例3.7转子偏心对永磁磁场固有轴电压的影响3.7.1转子偏心时永磁磁场固有轴电压解析分析3.7.2结论3.7.3计算实例3.8三相对称电枢反应磁场固有轴电压的分析3.8.1不计饱和的电枢反应磁场轴电压分析3.8.2计及饱和的电枢反应磁场轴电压分析3.8.3计算实例3.9三相不对称电枢反应磁场固有轴电压的分析3.10共模轴电压的计算3.10.1SVPWM控制产生的共模电压3.10.2共模电压的抑制3.10.3共模等效电路3.10.4共模等效电路的电容参数计算3.10.5共模轴电压计算3.11轴承的保护措施与保护方案参考文献第4章永磁同步电机的齿槽转矩4.1永磁同步电机齿槽转矩的统一解析分析方法4.1.1齿槽转矩的产生机理4.1.2齿槽转矩的解析分析方法4.1.3齿槽转矩的削弱方法4.1.4极槽配合、槽口宽度、斜极和斜槽对齿槽转矩的影响4.2基于分段斜极的齿槽转矩削弱方法4.3基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱方法4.3.1基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱4.3.2磁极边缘形状对齿槽转矩的影响4.3.3在表面式调速永磁同步电机中的应用4.3.4在内置式调速永磁同步电机中的应用4.4基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱方法4.4.1基于不等槽口宽配合的齿槽转矩削弱4.4.2在表面式调速永磁同步电机中的应用4.5基于磁极偏移的齿槽转矩削弱方法4.6基于不等厚永磁磁极的齿槽转矩削弱方法4.7基于不同极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法4.8基于开辅助槽的齿槽转矩削弱方法4.9基于不同极弧系数的齿槽转矩削弱方法4.10改变转子齿槽参数的齿槽转矩削弱方法4.10.1转子槽数对齿槽转矩的影响4.10.2改变转子齿槽参数削弱齿槽转矩的方法4.11基于不均匀气隙的内置式调速永磁同步电机齿槽转矩削弱方法4.12转子静态偏心对表面式永磁同步电机齿槽转矩的影响参考文献第5章永磁同步电机的电磁振动5.1概述5.2电磁力波的快速准确计算方法5.2.1电磁力波5.2.2空载电磁力波计算5.2.3负载电磁力波的计算5.3定子固有振动频率的计算5.3.1基于单环型机电类比法的定子固有振动频率计算5.3.2基于能量法的定子固有振动频率计算方法5.3.3计算实例5.3.4定子铁心结构参数对固有振动频率的影响5.4电磁振动的计算方法5.5电磁振动削弱方法5.6转子偏心时电磁力波的分析与电磁振动削弱参考文献第6章永磁同步电机的不可逆退磁6.1永磁体不可逆退磁的产生机理6.2不可逆退磁的影响因素6.3计及温度影响的永磁体内禀退磁曲线6.4不可逆退磁对异步起动永磁同步电机性能的影响6.5异步起动永磁同步电机起动过程中最严重不可逆退磁的发生规律6.6变频器供电表贴式永磁同步电机的不可逆退磁6.6.1负载突变对不可逆退磁的影响6.6.2变速调节对不可逆退磁的影响6.6.3控制参数对不可逆退磁的影响6.6.4变频器谐波电流对不可逆退磁的影响6.6.5弱磁控制下永磁同步电机的动态不可逆退磁分析6.6.6三相短路故障下永磁同步电机的动态不可逆退磁分析6.6.7长期运行工况下永磁同步电机的动态不可逆退磁分析6.7不可逆退磁对变频器供电表贴式永磁同步电机电磁性能的影响6.7.1不同温度和电流时的不可逆退磁分布6.7.2不可逆退磁对电磁性能的影响6.7.3不可逆退磁前后的起动性能对比参考文献第7章永磁同步电机稳态运行理论与电磁关系7.1永磁同步电机的工作原理7.2空载磁场与空载感应电动势7.3电枢反应磁场与电枢反应电抗7.4内置式永磁同步电机电枢反应磁密波形系数的解析计算7.5永磁同步电机的电压方程和相量图7.6永磁同步电机的功率方程和功角特性7.7dq坐标系下调速永磁同步电机的数学模型7.8调速永磁同步电机的矢量控制7.8.1矢量控制原理7.8.2永磁同步电机矢量控制运行时的基本电磁关系7.8.3常用的矢量控制方法7.8.4调速永磁同步电机矢量控制系统参考文献第8章异步起动永磁同步电机8.1异步起动永磁同步电机的结构与工作原理8.1.1结构8.1.2工作原理8.1.3优势与存在的问题8.2异步起动永磁同步电机的转子磁路结构8.3异步起动永磁同步电机的磁路计算8.3.1计算极弧系数的确定8.3.2空载漏磁系数的确定8.3.3最大退磁时永磁体平均工作点的计算8.4异步起动永磁同步电机起动过程的转矩分析8.4.1起动过程的转矩8.4.2改善转矩特性的方法8.5异步起动永磁同步电机的数学模型与仿真计算8.6异步起动永磁同步电机的运行特性8.7提高稳态性能的方法8.8笼型转子异步起动永磁同步电机的电磁设计8.8.1异步起动永磁同步电机的额定数据和主要性能指标8.8.2定子冲片尺寸和气隙长度的确定8.8.3定子绕组的设计8.8.4转子设计8.9异步起动永磁同步电机的电磁计算程序和计算实例8.9.1额定数据和技术要求8.9.2主要尺寸8.9.3永磁体计算8.9.4定转子冲片8.9.5绕组计算8.9.6磁路计算8.9.7参数计算8.9.8工作特性计算8.9.9起动性能计算参考文献第9章变频调速永磁同步电机9.1变频调速永磁同步电机的结构和性能特点9.1.1结构9.1.2性能特点9.2两种特殊电枢绕组9.2.1双层同心式不等匝绕组9.2.2分数槽绕组9.3表贴式结构与内置式结构的对比9.4气隙磁密波形优化9.5基于有限元法的交、直轴电枢反应电感计算9.6计及变频器控制策略的电机性能计算方法9.7低速直驱永磁同步电机9.8电磁设计9.9表贴式调速永磁同步电机的电磁计算程序和计算实例9.9.1额定数据和技术要求9.9.2主要尺寸9.9.3永磁体计算9.9.4定转子冲片9.9.5绕组计算9.9.6磁路计算9.9.7参数计算9.9.8工作特性计算参考文献第10章圆筒型永磁同步直线电机10.1圆筒型永磁同步直线电机的结构、工作原理与分类10.2圆筒型永磁同步直线电机的电动势和推力计算10.3圆筒型永磁同步直线电机的极槽配合和绕组排布10.4圆筒型永磁同步直线电机推力波动与削弱方法10.4.1空载电动势谐波与推力波动削弱10.4.2齿槽力及其削弱10.4.3端部力及其削弱10.4.4总推力波动的削弱10.5圆筒型永磁同步直线电机的电磁设计参考文献第11章高速永磁同步电机11.1高速电机概述11.2高速电机的主要结构类型11.3高速电机的特殊问题11.4高速永磁电机系统的关键技术11.4.1高速电机的轴承11.4.2高速永磁电机的损耗计算11.4.3高损耗密度高速永磁电机的热分析11.4.4高速永磁同步电机的控制与功率变换技术11.5高速永磁电机的设计原则与方法11.5.1高速电机主要尺寸的确定方法11.5.2定子设计11.5.3转子设计11.5.4高速电机机械性能分析方法11.5.5高速电机的冷却系统设计11.6高速永磁电机的多物理场协同设计与仿真11.7基于代理模型的高速永磁电机多学科协同设计与优化方法参考文献附录附录A导线规格表附录B常用导磁材料的磁化曲线和损耗曲线图表附录C常用铸铝转子槽下部比漏磁