编辑推荐
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。
内容简介
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。
作者简介
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，入选教育部新世纪优秀人才、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、教育部自然科学奖二等奖1项、教育部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
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导的计算
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
