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| 編輯推薦： |
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本书的读者对象为从事特种永磁电机研究、设计与使用的科技工作者，也可以作为高年级研究生的辅助教材或参考书。读者需具备一定的电机基础理论、电机系统分析方法、有限元计算以及电机驱动控制等方面的相关知识。
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| 內容簡介： |
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本书系统地阐述了多单元永磁同步电机的理论、设计、分析、测试及运行基础问题，全书共分为8章，主要内容包括：第1章阐述多单元永磁同步电机发展现状和目前所面临的关键问题；第2章阐述多单元永磁同步电机的数学模型；第3章阐述多单元永磁同步电机的转矩特性及转矩波形；第4章阐述多单元永磁同步电机的主要损耗；第5章阐述多单元永磁同步电机转矩波动抑制策略；第6章阐述多单元永磁同步电机温升计算及间接测量；第7章阐述多单元永磁同步电动机的协同控制技术；第8章阐述多单元永磁同步电机的定位力矩和波动力矩等。本书所提出的理论与方法以及得出的结论均为创新性成果，既丰富了电机专业的理论与技术，也对永磁同步电机的发展具有重要的推动作用。
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| 關於作者： |
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赵博，男，山东理工大学教授，长期从事电机与电气专业领域高等学校教学和科研工作，负责多项国家和省部级重点科研项目。
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| 目錄：
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目 录
第1章 多单元永磁同步电机发展现状和关键问题 1
1.1 大型多单元永磁同步电机的由来 1
1.2 大型永磁电机与多单元永磁电机的发展现状 2
1.2.1 大型永磁同步电机的发展现状 2
1.2.2 多单元电机和多相电机的发展现状 5
1.2.3 多单元电机和多相电机的容错运行 8
1.3 多单元永磁同步电机的关键问题 8
1.3.1 多单元永磁同步电机的绕组排布 8
1.3.2 多单元永磁同步电机的电感参数 9
1.3.3 多单元永磁同步电机的转矩波动 10
1.3.4 大型多单元永磁同步电机的测试问题 11
1.4 本书所阐述的关键问题 12
第2章 多单元永磁同步电机的数学模型 14
2.1 引言 14
2.2 多单元永磁同步电机系统结构与绕组连接方式 14
2.3 多单元永磁同步电机数学方程 16
2.3.1 多单元永磁同步电机的磁链方程 16
2.3.2 多单元永磁同步电机运行时的电压方程 19
2.4 多单元永磁同步电机的电感参数 20
2.4.1 绕组函数表达式 20
2.4.2 一个单元电机内的绕组自感表达式 25
2.4.3 一个单元电机内的绕组互感表达式 26
2.4.4 一个单元电机内的三相绕组电感矩阵 34
2.5 多单元永磁同步电机中不同单元间的互感矩阵 34
2.6 多单元永磁同步电机绕组电感数值计算 36
2.6.1 单元电机内部绕组电感计算 36
2.6.2 不同单元电机间绕组互感计算 39
2.6.3 多单元电机端部绕组互感计算 41
第3章 多单元永磁同步电机的转矩特性及转矩波动 42
3.1 引言 42
3.2 多单元永磁同步电机的转矩特性 42
3.2.1 部分单元电机运行时的基本电磁转矩方程 42
3.2.2 全部单元电机运行时的基本电磁转矩方程 43
3.2.3 多单元永磁同步电机基本电磁转矩计算及试验 44
3.3 多单元永磁同步电机容错运行时的转矩波动分析 47
3.3.1 一个单元电机运行时电磁转矩波动 47
3.3.2 两个单元电机运行时电磁转矩波动 49
3.3.3 三个单元电机运行时电磁转矩波动 52
3.3.4 四个单元电机运行时电磁转矩波动 54
3.3.5 五个单元电机运行时电磁转矩波动 56
3.4 不同数量单元运行时电磁转矩波动比较 57
3.5 部分单元运行时电磁转矩波动的测试 57
3.6 磁极嵌入深度对电磁转矩波动影响 60
第4章 多单元永磁同步电机的主要损耗分析 62
4.1 引言 62
4.2 定子成型绕组的铜耗分析 62
4.2.1 成型绕组的铜耗计算 63
4.2.2 多匝成型绕组附加铜耗的抑制 66
4.3 永磁体磁极涡流损耗分析 71
4.3.1 空载时的磁极涡流损耗 71
4.3.2 负载时的磁极涡流损耗 73
4.4 定子铁心损耗分析 74
4.4.1 空载时定子铁心损耗计算 74
4.4.2 空载时定子铁心损耗试验 77
4.4.3 负载时定子铁心损耗计算 78
4.5 定子端板涡流损耗分析 79
第5章 多单元永磁同步电机转矩波动抑制策略 81
5.1 引言 81
5.2 谐波电流注入法抑制转矩波动 81
5.2.1 正序谐波电流注入抑制转矩波动 82
5.2.2 负序谐波电流注入抑制转矩波动 84
5.2.3 正、负序谐波电流同时注入抑制转矩波动 86
5.2.4 谐波电流注入对转矩波动抑制的效果 87
5.3 新型绕组连接方式抑制转矩波动机理 89
5.3.1 新型绕组连接方式 89
5.3.2 新型绕组连接方式下的互感分析 90
5.4 新型绕组连接方式抑制转矩波动的数值分析 95
5.4.1 仅1号单元运行时的转矩波动规律 95
5.4.2 仅5号单元运行时的转矩波动规律 96
5.4.3 部分单元相邻运行时的转矩波动规律 97
5.4.4 部分单元间隔运行时的转矩波动规律 97
第6章 多单元永磁同步电机温升计算及间接测量 99
6.1 引言 99
6.2 多单元永磁同步电机温度场数学模型 99
6.2.1 三维瞬态温度场有限元模型 99
6.2.2 等效导热系数的处理 100
6.2.3 绕组铜耗热源的施加 101
6.2.4 定子铁耗离散热源加载方法 102
6.2.5 边界条件的确定方法 103
6.3 多单元永磁同步电机瞬态温度场计算 106
6.3.1 空载运行时温度场计算 106
6.3.2 堵转运行时温度场计算 108
6.3.3 额定运行时温度场计算 109
6.4 多单元永磁同步电机的温升试验 111
6.4.1 空载运行时温升试验 111
6.4.2 堵转运行时温升试验 113
6.5 多单元永磁同步电机温升的间接测试方法 115
6.5.1 温升间接测试方法原理研究 115
6.5.2 温升间接测试结果与计算对比 117
第7章 多单元永磁同步电动机的协同控制技术 119
7.1 引言 119
7.2 多单元永磁同步电机的协同控制 119
7.3 多单元永磁同步电机故障运行时的协同控制 122
7.4 多单元永磁同步电机协同控制试验研究 124
第8章 多单元永磁同步电机中的定位力矩和波动力矩 129
8.1 引言 129
8.2 多单元永磁同步电机中的定位力矩 129
8.2.1 永磁同步电机中的磁滞力矩 130
8.2.2 永磁同步电机中的齿槽转矩波动 133
8.2.3 永磁同步电机转子静态转矩平衡点 137
8.2.4 永磁同步电机定位力矩中的非理想分量 138
8.2.5 永磁同步电机定位力矩抑制 139
8.3 永磁同步电机中的波动力矩 139
8.3.1 正弦波电流供电时的波动力矩 140
8.3.2 波动力矩与电流误差的关系 141
8.4 磁路饱和效应对波动力矩的影响 145
8.4.1 饱和效应对电机内磁场的影响 145
8.4.2 由绕组反电势分析饱和效应影响 148
8.4.3 饱和效应引起波动力矩的数值仿真 149
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| 內容試閱：
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前言
多单元永磁同步电机系统，采用多个单元电机协同控制，可以实现整机的大功率输出，充分利用了现有功率等级器件，实现数十甚至数百兆瓦的电驱动功率输出。多单元永磁电机克服了功率器件不能满足大功率驱动的瓶颈问题，同时还具有容错运行能力，因此是大功率永磁电机的发展方向，目前用于舰船推进等兆瓦级永磁同步电机几乎无例外地采用多单元设计方案。然而，由于系统组成的特殊性，多单元永磁电机具有其特殊的理论与技术问题，目前只见到部分相关论文，没有形成完整的理论与技术体系，更未见有相关的专著出版，对大功率永磁同步电机的研究、设计、分析、测试和使用缺乏指导性的书籍。
该书有如下特色：
1．理论与实践相结合。本书是集多年的科研工作基础上，总结归纳多单元永磁电机的特殊问题，进行了系统深入全面的研究，形成了该电机的理论基础，对该类电机系统的研发、设计和使用具有指导意义。
2．内容系统、全面、完整。本书覆盖了电机本体基础理论、设计方法、驱动与控制策略、分析与计算方法、性能评测等问题，形成了完整的体系，不但丰富了电机专业的理论和技术，而且对此类电机研究的方法具有参考价值。
3．创新性强。本书建立了完整的理论与技术体系，包括了多项创新性成果，提出了新的理论、新的技术和新的方法，对于深刻理解该类电机的内部物理过程与现象、揭示其中的科学规律具有重要的作用，能有力地促进我国永磁电机技术的发展。
本书系统地阐述了多单元永磁同步电机的理论、设计、分析、测试及运行基础问题，揭示了多单元永磁同步电机内部物理现象及耦合规律，提出了多单元电机精确数学模型的建立方法、提出了单元电机绕组对称的设计方法、绕组参数计算方法、建立了电机容错运行转矩波动的抑制策略，形成了多单元永磁同步电机系统分析体系，建立了多单元永磁同步电机驱动与控制策略，提出了容错运行控制方法，针对大型电机特性测试难度大的问题，提出了电机系统特性的预测与评估方法。本书将多年的研究成果和工程经验总结成册，形成了多单元电机及驱动系统的完整理论和技术体系，所提出的理论与方法以及得出的结论均为创新性成果，丰富了电机专业的理论和技术、对于永磁同步电机的发展具有重要的推动作用，具有重要的应用价值和前景。
在多单元永磁同步电机领域内，国内至今仍无学术专著出版面世。本书的问世将填补这一空白，全书共分8章。主要内容包括：第1章阐述多单元永磁同步电机发展现状和目前所面临的关键问题；第2章阐述多单元永磁同步电机的数学模型；第3章阐述多单元永磁同步电机的转矩特性及转矩波形；第4章阐述多单元永磁同步电机的主要损耗；第5章阐述多单元永磁同步电机转矩波动抑制策略；第6章阐述多单元永磁同步电机温升计算及间接测量；第7章阐述多单元永磁同步电动机的协同控制技术；第8章阐述多单元永磁同步电机的定位力矩和波动力矩等。
多单元永磁同步电机是大型电驱动系统的核心部件，本书作者及所在研究团队经过了多年的理论研究和工程实践，对其设计理念、控制策略、容错运行、测试方法、损耗抑制等多个方面体会深刻，取得的理论与技术成果在多项工程实践中得到了应用。
本书的读者对象为从事特种永磁电机研究、设计与使用的科技工作者，也可以作为高年级研究生的辅助教材或参考书。读者需具备一定的电机基础理论、电机系统分析方法、有限元计算以及电机驱动控制等方面的相关知识。
本书第1、2、3、8章由赵博编写，第4、5章由赵玫编写，第6、7章由刘剑编写。全书由赵博和赵玫统稿。哈尔滨工业大学的李勇教授、尚静教授，山东理工大学的张存山教授在百忙之中对全书进行了审阅。在本书的编写过程中，陆永平教授、胡建辉副教授、刘承军副教授、赵猛副教授、王骞副教授、江善林副研究员、王宝超老师等提出了许多宝贵意见，此外，在成书过程中，还得到了哈尔滨工业大学微特电机与控制研究所全体老师、研究生的帮助，以及西莫电机论坛各位版主的支持。电子工业出版社的王羽佳编辑为本书的出版做了大量工作。在此一并表示感谢！
本书的编写参考了大量近年来出版的相关技术资料，吸取了许多专家和同仁的宝贵经验，在此向他们深表谢意。
本书的编写也得到了国家自然科学基金面上项目新型双定子螺旋复合运动永磁执行器运行机理和解耦控制研究（51577037）的资助，特在此对国家自然科学基金委表示感谢。
由于作者学识有限，书中误漏之处难免，望广大读者批评指正。
作 者
2019年11月
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