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第1章 绪论1

1.1 永磁辅助同步磁阻电机的发展历程1

1.2 永磁辅助同步磁阻电机的研究现状4

第2章 永磁辅助同步磁阻电机的参数及特性11

2.1 电机基本结构及运行原理11

2.2 电机的磁路模型13

2.2.1 空载磁路模型13

2.2.2 交轴磁路模型16

2.2.3 直轴磁路模型17

2.3 电感参数的仿真与测试18

2.3.1 d、q轴电感参数的仿真计算18

2.3.2 d、q轴电感参数的测试19

2.3.3 磁路饱和对d、q轴电感的影响21

2.4 电机结构对参数及性能的影响23

2.4.1 永磁体层数对参数的影响23

2.4.2 气隙对电感参数的影响26

2.4.3 绕组形式对电机参数的影响27

2.4.4 永磁含有率对参数的影响28

2.4.5 永磁体用量对电机参数及性能的影响29

2.4.6 永磁体剩磁对电机参数及性能的影响32

2.5 电机参数对输出转矩及功率的影响34

2.5.1 最小直轴磁链对输出特性的影响34

2.5.2 凸极比对输出特性的影响35

第3章 永磁辅助同步磁阻电机的充磁及抗退磁42

3.1 充磁的基本原理42

3.1.1 永磁体磁化原理42

3.1.2 充磁磁场产生方式43

3.1.3 电机充磁工艺45

3.2 永磁辅助同步磁阻电机的充磁问题46

3.2.1 转子充磁受力分析46

3.2.2 减小转子充磁偏转转矩的方法48

3.3 退磁的基本原理49

3.3.1 磁滞回线及退磁曲线49

3.3.2 回复线50

3.3.3 内禀退磁曲线51

3.4 退磁磁路模型51

3.5 电机结构对抗退磁的影响53

3.5.1 永磁体层数对抗退磁的影响53

3.5.2 充磁方向对抗退磁的影响55

3.5.3 永磁体厚度对抗退磁的影响58

3.5.4 极弧系数对抗退磁的影响61

3.5.5 永磁体沉入深度对抗退磁的影响62

3.5.6 隔磁桥厚度对抗退磁的影响63

3.5.7 绕组形式对抗退磁的影响65

3.5.8 定子裂比对抗退磁的影响66

3.5.9 极对数对抗退磁的影响67

3.5.10 各层永磁体抗退磁一致性改善的示例69

第4章 永磁辅助同步磁阻电机振动和噪声71

4.1 噪声的一般概念及噪声源71

4.1.1 振动、声波、噪声71

4.1.2 电机的噪声源74

4.2 永磁辅助同步磁阻电机电磁振动和噪声产生原理75

4.2.1 能量传递过程75

4.2.2 定子固有振动特性76

4.2.3 定、转子磁动势和气隙磁导78

4.2.4 电磁力解析表达式80

4.2.5 电机电磁力及振动和噪声仿真分析84

4.2.6 转矩脉动对电机振动和噪声的影响86

4.2.7 变频器供电对电机噪声的影响89

4.2.8 偏心对电机振动和噪声的影响92

4.2.9 磁饱和、磁致伸缩等对电机振动和噪声的影响96

4.3 永磁辅助同步磁阻电机振动和噪声抑制技术97

4.3.1 整数槽绕组与分数槽绕组的选择97

4.3.2 定子齿靴切边设计100

4.3.3 永磁体槽不对称设计101

4.3.4 极弧优化和磁极削角102

4.3.5 变频器降噪控制技术107

4.3.6 其他电机本体降噪技术111

4.4 机械和空气动力源的振动和噪声114

4.4.1 机械噪声114

4.4.2 空气动力噪声116

第5章 永磁辅助同步磁阻电机的驱动控制118

5.1 矢量控制118

5.1.1 坐标变换118

5.1.2 数学模型120

5.1.3 电压空间矢量调制技术121

5.2 永磁辅助同步磁阻电机电流控制策略124

5.2.1 单位功率因数控制124

5.2.2 MTPA控制125

5.2.3 最大效率控制127

5.3 永磁辅助同步磁阻电机弱磁控制技术130

5.3.1 电压极限圆和电流极限圆130

5.3.2 弱磁控制原理133

5.3.3 弱磁控制方法134

5.3.4 弱磁效果分析138

5.4 永磁辅助同步磁阻电机无传感器控制技术140

5.4.1 基于电机数学模型的开环估计法140

5.4.2 模型参考自适应141

5.4.3 滑模观测器146

5.4.4 扩展卡尔曼滤波器148

5.4.5 旋转高频电压注入法149

5.4.6 脉振高频电压注入法151

5.4.7 PWM载波成分法154

5.5 永磁辅助同步磁阻电机参数自整定策略155

5.5.1 永磁辅助同步磁阻电机控制环路设计155

5.5.2 永磁辅助同步磁阻电机参数辨识160

第6章 永磁辅助同步磁阻电机的应用165

6.1 在空调压缩机中的应用165

6.1.1 变频压缩机的特性要求165

6.1.2 在变频压缩机中的应用166

6.2 在新能源电动汽车中的应用174

6.2.1 新能源电动汽车的类型与特点174

6.2.2 新能源电动汽车电机驱动系统174

6.2.3 新能源电动汽车电机的特性要求174

6.2.4 应用案例175

6.3 在工业领域中的应用181

6.3.1 电机能效标准181

6.3.2 工业电机应用案例181

6.4 总结与展望184

附录185

附录A 电机测试方法185

A.1 感应电动势常数测试方法185

A.2 转子的转动惯量测试方法185

A.3 电气时间常数测试方法187

A.4 转矩波动系数测试方法188

A.5 齿槽转矩测量方法188

A.6 温升测试方法189

A.7 噪声测试方法189

附录B 常用硅钢片磁化曲线及铁损曲线193

附录C 常用永磁体的性能参数及退磁曲线图表197

参考文献206