现代永磁电机理论与设计

《现代永磁电机:理论与设计》(精装)是沈阳工业大学特种电机研究所近十几年来从事永磁电机研究和开发的科研成果的整理和总结。书中阐述了近年来形成的适于运用计算机的永磁电机研究分析方法，它以等效磁路解析求解为主、结合电磁场数值计算等现代设计方法。书中分析了多种基本类型现代永磁电机的运行原理、结构、计算方法和设计特点。书中以衡土永磁电机为重点，但其基本内容同样适用于铝镍钴永磁、铁氧体永磁等其他永磁电机。与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业和产和日常生活的各个领域。全书力求贯彻理论联系实际的原则，既阐明基本原理和基本概念，又提供在设计、制造和运行中需要的基本公式、参考数据和曲线，同时力求反映所述永磁电机的...

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《现代永磁电机:理论与设计》(精装)是沈阳工业大学特种电机研究所近十几年来从事永磁电机研究和开发的科研成果的整理和总结。书中阐述了近年来形成的适于运用计算机的永磁电机研究分析方法，它以等效磁路解析求解为主、结合电磁场数值计算等现代设计方法。书中分析了多种基本类型现代永磁电机的运行原理、结构、计算方法和设计特点。书中以衡土永磁电机为重点，但其基本内容同样适用于铝镍钴永磁、铁氧体永磁等其他永磁电机。与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业和产和日常生活的各个领域。全书力求贯彻理论联系实际的原则，既阐明基本原理和基本概念，又提供在设计、制造和运行中需要的基本公式、参考数据和曲线，同时力求反映所述永磁电机的新技术、新成就和实际应用动态。其中有四种基本类型永磁电机附有可供实用的电磁计算机程序和算例，下提供了两种永磁电机电磁计算机源程序。

唐任远 （Tan9 Renyuan)，193 1

年生于上海，1952年毕业于上海交通大学

电机系.现任沈阳工业大学教授、博士生导

师、特种电机研究所所长 兼任中国电工技

术学会理事、永磁电机专业委员会主任委

员.全国稀土永磁电机协作网副理事长。

自1978年以来 长期从事稀土永磁电

机的研究和开发。1980年以来 主持完成了

国内第―台通过鉴定的稀土永磁发电机，

获原第―机械工业部重大科技成果奖。与

东方电机厂、哈尔滨电机厂和上海电机厂

联合研制成功的40―160kVA稀土永磁副

励磁机，提高了发电厂的运行可靠性，取得

了显著的经济效益 鉴定为国际上容量最

大的稀土永磁副励磁机，技术性能达到国

际先进水平.分别获得国家科技进步二等

奖和机械工业部科技进步二等奖。主持研

制成功了“自起动永磁同步电动机”、“永磁

宽调速伺服电动机”等多项成果。

唐任远...

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唐任远 （Tan9 Renyuan)，193 1

年生于上海，1952年毕业于上海交通大学

电机系.现任沈阳工业大学教授、博士生导

师、特种电机研究所所长 兼任中国电工技

术学会理事、永磁电机专业委员会主任委

员.全国稀土永磁电机协作网副理事长。

自1978年以来 长期从事稀土永磁电

机的研究和开发。1980年以来 主持完成了

国内第―台通过鉴定的稀土永磁发电机，

获原第―机械工业部重大科技成果奖。与

东方电机厂、哈尔滨电机厂和上海电机厂

联合研制成功的40―160kVA稀土永磁副

励磁机，提高了发电厂的运行可靠性，取得

了显著的经济效益 鉴定为国际上容量最

大的稀土永磁副励磁机，技术性能达到国

际先进水平.分别获得国家科技进步二等

奖和机械工业部科技进步二等奖。主持研

制成功了“自起动永磁同步电动机”、“永磁

宽调速伺服电动机”等多项成果。

唐任远教授对稀土永磁电机的等效磁

路模拟和计算、电磁场分析与计算、优化设

计、动态性能仿真、CAD、结构工艺和测试

方法等理论和设计的研究取得了令人瞩目

的成就。主持完成的国家自然科学基金项

目《中型稀土永磁电机设计方法及其原理

的研究》达到了国际先进水平，获得了辽宁

省和沈阳市科技进步―等奖。

唐任远教授在国内外已发表的学术论文

共133篇.其中19篇在国际著名学术刊物上

发表。出版了由他主编和主译的著作有6部。

先后指导博士生、硕士生66名，教研成果突

出.获得了辽宁省优秀教学成果二等奖。连

续十年被评为辽宁省劳动模范，两次被评为

沈阳市特等劳动模范.荣获全国“”五―”劳

动奖章，并被授予全国优秀科技工作者、辽

宁省优秀专家等多项荣誉称号。

目 录
前言
主要符号表
第1章 绪论
1永磁电机的发展概况
2永磁电机的主要特点和应用
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目 录
前言
主要符号表
第1章 绪论
1永磁电机的发展概况
2永磁电机的主要特点和应用
2.1永磁同步发电机
2.2高效永磁同步电动机
2.3调速永磁同步电动机和无刷直流电动机
2.4永磁直流电动机
2.5永磁特种电机
3永磁电机的研究推动了电机学科的发展
第2章 永磁材料的性能和选用
1永磁材料磁性能的主要参数
1.1退磁曲线
1.2回复线
1.3内禀退磁曲线
1.4稳定性
2铝镍钻永磁材料
3铁氧体永磁材料
4稀土永磁材料
4.1稀土钻永磁材料
4.2钕铁硼永磁材料
5粘结永磁材料
5.1粘结铁氧体永磁
5.2粘结稀土钴永磁
5.3粘结钕铁硼永磁
6永磁材料的选择和应用注意事项
6.1永磁材料的选择
6.2应用注意事项
第3章 永磁电机磁路计算基础
1永磁电机的等效磁路
1.1永磁体等效成磁通源或磁动势源
1.2外磁路的等效磁路
1.3永磁电机的等效磁路
1.4主磁导和漏磁导
1.5漏磁系数和空载漏磁系数
2等效磁路的解析法
2.1等效磁路各参数的标么值
2.2等效磁路的解析解
2.3解析法的应用
3等效磁路的图解法
4永磁体的最佳工作点
4.1最大磁能的永磁体最佳工作点
4.2最大有效磁能的永磁体最佳工作点
4.3永磁体最佳工作点的应用
5永磁体体积的估算
第4章 永磁电机电磁场数值计算
1电磁场有限元法基本原理
1.1条件变分问题及其离散化
1.2边界条件的确定
1.3网格剖分与运动问题的处理
2永磁电机电磁场数值计算的特点
2.1永磁体的面电流模型
2.2永磁体平行充磁和径向充磁的模拟
2.3永磁电机的局部失磁问题
3永磁电机参数计算
3.1气隙磁通密度
3.2空载励磁电动势
3.3电枢反应电抗与负载励磁电动势
3.4漏磁系数和波形系数
3.5电磁转矩的电磁场数值计算
4通过电磁场数值计算进行永磁电机优化设计
4.1电机的电磁场逆问题研究
4.2通过电磁场数值计算进行永磁电机磁路结构形状和尺
寸的优化
5永磁电机的瞬态电磁场计算
5.1瞬态电磁场基本方程
5.2场路方程耦合及其空间与时间离散模型
第5章 永磁直流电动机
1概述
2永磁直流电动机基本方程和稳态运行特性
2.1电磁转矩和感应电动势
2.2基本方程
2.3稳态运行特性
2.4永磁电机运行特性的温度敏感性
3永磁直流电动机的磁极结构
4永磁电机磁路计算中的主要系数
4.1空载漏磁系数
4.2电枢计算长度
4.3计算极弧系数
4.4气隙系数
5永磁直流电动机的电枢反应
5.1交轴电枢磁动势和电枢反应
5.2直轴电枢磁动势和电枢反应
5.3少槽永磁直流电动机电枢反应的特点
5.4最大去磁时永磁体工作点校核计算
6永磁直流电动机的设计特点
6.1主要尺寸选择
6.2定子尺寸选择
6.3电枢冲片设计
7永磁直流电动机的动态特性
7.1永磁直流电动机的动态方程
7.2永磁直流电动机的传递函数和时间常数
7.3永磁直流电动机的转矩脉动和低速平稳性
8永磁直流电动机电磁计算程序和算例
第6章 永磁同步电动机基本理论和异步起动永磁同
步电动机
1概述
2永磁同步电动机的结构
2.1永磁同步电动机的总体结构
2.2永磁同步电动机转子磁路结构
2.3隔磁措施
3永磁同步电动机的稳态性能
3.1稳态运行和相量图
3.2稳态运行性能分析计算
3.3损耗分析计算
4永磁同步电动机磁路分析与计算
4.1磁路计算特点
4.2空载漏磁系数
4.3永磁体工作点的计算
5永磁同步电动机参数计算和分析
5.1空载反电动势
5.2交直轴电枢反应电抗
5.3交直轴电枢磁动势折算系数
6异步起动永磁同步电动机的起动过程
6.1起动过程中的电磁转矩
6.2起动过程中的定子电流
6.3牵入同步过程
7异步起动永磁同步电动机的设计特点
7.1主要尺寸和气隙长度的选择
7.2定转子槽数的选择
7.3转子设计
7.4永磁体设计
7.5电枢绕组设计
7.6提高异步起动永磁同步电动机功率密度和起动性能的
措施
7.7提高异步起动永磁同步电动机效率和功率因数的措施
8异步起动永磁同步电动机电磁计算程序和算例
第7章 调速永磁同步电动机
1矩形波永磁同步电动机的运行原理
2矩形波永磁同步电动机的调速运行和控制
2.1矩形波电流控制系统
2.2开―关（斩波）矩形波电流控制器
3正弦波永磁同步电动机的dq轴数学模型
4正弦波永磁同步电动机的矢量控制原理
4.1永磁同步电动机矢量控制原理简介
4.2正弦波永磁同步电动机矢量控制运行时的基本电磁关系
5正弦波永磁同步电动机的矢量控制方法
5.1id＝0控制
5.2最大转矩/电流控制
5.3弱磁控制
5.4最大输出功率控制
5.5定子电流的最佳控制
6正弦波永磁同步电动机控制系统
7调速永磁同步电动机的设计特点
7.1主要尺寸的选择
7.2转子磁路结构的选择
7.3永磁体设计
7.4定位力矩的抑制和低速平稳性的改善
7.5提高永磁同步电动机弱磁扩速能力的措施
第8章 永磁同步发电机
1概述
2永磁同步发电机转子磁路结构
2.1切向式转子磁路结构
2.2径向式转子磁路结构
2.3混合式转子磁路结构
2.4轴向式转子磁路结构
3永磁同步发电机的运行性能
3.1励磁电动势和气隙合成电动势
3.2交直轴电枢反应和电枢反应电抗
3.3固有电压调整率和降低措施
3.4短路电流倍数计算
3.5永磁同步发电机电动势波形
4永磁同步发电机电磁计算程序和算例
第9章 盘式永磁电动机
1盘式永磁电动机基本结构和特点
1.1盘式永磁直流电动机结构和特点
1.2盘式永磁同步电动机结构和特点
1.3盘式无刷直流电动机
2盘式永磁电动机空载磁场计算
2.1主磁路结构
2.2空载工作点确定
2.3盘式永磁直流电动机三维磁场分析
2.4空载漏磁系数计算
2.5气隙磁密分布系数
3线绕盘式永磁直流电动机的设计特点
3.1基本电磁关系
3.2主要尺寸
3.3磁极设计
4线绕盘式永磁直流电动机电磁计算程序和算例
第10章 永磁电机电磁计算CAD
1概述
2电磁计算源程序的编制
2.1计算机程序设计语言的选择
2.2计算机源程序与手算程序的区别
2.3程序的易读性和可维护性
3永磁直流电动机电磁计算源程序及说明
3.1源程序说明
3.2源程序
3.3算例
4异步起动永磁同步电动机电磁计算源程序及说明
4.1源程序说明
42源程序
4.3算例
第11章 永磁电机测试技术
1永磁同步电机电抗参数的测试
1.1用直接负载法测量永磁同步电机稳态饱和参数
1.2用直流衰减法测量永磁同步电机稳态和瞬态参数
1.3用电压积分法测量永磁同步电机稳态参数
1.4参数测试方法的比较
2永磁同步电动机转矩 转速曲线的测试
2.1转矩转速测试系统简介
2.2转矩转速变化曲线的测试
2.3转矩－转速特性曲线和转矩值的测试
2.4永磁同步电动机牵入同步能力的测试
附录1导线规格表
附录2导磁材料磁化曲线表和损耗曲线表
附录3磁路和参数计算用图
附录4常用定转子槽比漏磁导计算
参考文献
· · · · · · (收起)