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第1章 开关磁阻电机的构造和工作原理1

1．1 开关磁阻电机驱动系统的组成1

1．1．1 开关磁阻电机1

1．1．2 功率变换器3

1．1．3 控制器和位置检测器4

1．2 开关磁阻电机的工作原理4

1．3 开关磁阻电机的发展概况和发展趋势7

1．4．1 单相开关磁阻电机12

1．4 开关磁阻电机的相数和结构12

1．4．2 两相开关磁阻电机13

1．4．3 三相开关磁阻电机15

1．4．4 四相开关磁阻电机17

1．4．5 五相或五相以上开关磁阻电机17

第2章 开关磁阻电机的有限元分析19

2．1 引言19

2．2 SR电机磁场二维有限元分析19

2．2．1 计算模型和基本假设19

2．2．2 计算结果和实验验证21

2．3 SR电机磁场的三维有限元分析25

2．3．1 计算模型25

2．3．2 双标量位法简介及基本假设26

2．3．3 边界条件确定27

2．3．4 计算结果和试验28

第3章 开关磁阻电机四条重要磁化曲线的解析计算30

3．1 引言30

3．2 θu位置下磁化曲线的计算31

3．2．1 磁导分量的计算32

3．2．2 θu位置绕组电感36

3．3θ1位置下磁化曲线的计算36

3．3．1 磁导分量的计算39

3．3．2 θ1位置下绕组电感43

3．4 θhr位置下磁化曲线的计算44

3．5 θa位置下磁化曲线的计算47

3．6 计算实例48

附录3A 磁路图参数50

4．1．1 电动势平衡方程式53

4．1 SR电机的基本方程式53

第4章 开关磁阻电机的基本方程和性能计算53

4．1．2 转矩平衡方程式54

4．2 线性模型55

4．2．1 绕组电感55

4．2．2 绕组磁链56

4．2．3 绕组电流57

4．2．4 电磁转矩59

4．3 准线性模型60

4．4 非线性模型61

4．4．1 非线性磁参数法62

4．4．2 快速非线性法65

4．4．3 快速非线性仿真法70

4．4．4 计算实例76

第5章 开关磁阻电机的磁通波形和损耗计算79

5．1 开关磁阻电机的磁通波形79

5．1．1 引言79

5．1．2 电压方程和基本频率79

5．1．3 理想线性模型下的磁通波形80

5．1．4 磁通波形数学模型的矩阵表达83

5．1．5 磁通波形的非线性仿真90

5．2 开关磁阻电机的损耗计算94

5．2．1 引言94

5．2．2 铁心损耗计算95

5．2．3 其他损耗计算107

5．2．4 实验验证108

6．1 极数、相数和极弧110

第6章 开关磁阻电机的设计110

6．1．1 极弧确定的必要条件111

6．1．2 极弧对电机特性影响的线性分析112

6．1．3 极弧对电机特性影响的非线性计算分析114

6．2 结构参数对转矩波动的影响117

6．2．1 研究方法117

6．2．2 结构参数对转矩波动的影响118

6．3 主要尺寸与电磁负荷的关系119

6．4 主要尺寸的确定124

6．5．1 绕组端电压125

6．5 其他参数的确定125

6．5．2 气隙126

6．5．3 转子轭高126

6．5．4 轴径127

6．5．5 定子轭高127

6．5．6定子槽深127

6．5．7每相绕组串联匝数127

6．5．8电流密度和槽满率128

6．6电磁设计例128

6．7电磁设计例小结134

6．8计算机辅助设计135

6．8．1 SRDCAD 2.0软件结构简介137

6．8．2对硬件和软件环境的要求138

6．9优化设计139

6．9．1目标函数139

6．9．2优化变量139

6．9．3约束条件139

6．9．5控制参数的处理141

6．9．4优化点的确定141

6．9．6性能计算和优化方法142

6．9．7优化实例142

6．10起动性能143

6．10．1一相起动143

6．10．2两相起动144

7．1定子固有频率的计算145

7．1．1计算模型和基本假设145

第7章 开关磁阻电机噪声抑制145

7．1．2定子的能量分析146

7．1．3计算实例151

7．2开关磁阻电机的噪声及其抑制152

7．2．1引言153

7．2．2噪声的主要根源153

7．2．3径向磁吸力引起的电磁噪声和振动155

7．2．4噪声和振动的控制167

附录7A 样机参数170

8．1．1间接法171

8．1磁链特性的测量171

第8章 开关磁阻电机的实验和测量171

8．1．2交流法172

8．2静态转矩特性测量172

8．3稳态运行性能测量173

8．4机械损耗测量174

8．4．1概述174

8．4．2测量方法174

8．4．3机械损耗测量结果175

8．5．1铜耗测量178

8．5铜耗和铁耗测量178

8．5．2铁耗测量179

第9章 永磁式开关磁阻电机179

9．1引言179

9．2基本结构和电磁转矩179

9．3磁场二维有限元分析182

9．4稳态性能仿真187

9．5设计和实践191

9．6．1电磁转矩195

9．6永磁式SR电机的一些讨论195

9．6．2效率196

9．6．3结构196

第10章 开关磁阻电机的应用197

10．1引言197

10．2开关磁阻电机一些应用实例198

10．2．1在电动车中的应用198

10．2．2在航空业中的应用203

10．2．3在食品加工机械中的应用206

10．2．4在洗衣机中的应用207

10．2．5在龙门刨床中的应用208

10．2．6在毛巾印花机中的应用209

10．2．7在其他领域中的一些应用211

附录214

附录A 实验样机结构参数214

附录B 四个特殊转子位置的磁化曲线计算程序215

参考文献230