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绪论1

第1章　无刷直流永磁电动机4

1.1　无刷直流永磁电动机的工作原理4

1.2　无刷直流永磁电动机的结构5

1.3 电枢绕组的连接方式和电子换向（相）7

1.3.1 电枢绕组的连接方式7

1.3.2　电子换向（相）8

1.4　分数槽电枢绕组14

1.4.1　分数槽绕组的基本概念15

1.4.2　分数槽绕组的对称条件16

1.4.3　分数槽电枢绕组的连接方法16

1.5　转子位置传感器（霍尔磁敏传感器）22

1.5.1　霍尔器件的工作原理22

1.5.2　霍尔器件的分类24

1.5.3　霍尔器件的空间配置27

1.5.4　霍尔转子位置传感器的制作28

1.5.5　霍尔转子位置传感器在无刷直流永磁电动机中的工作情况33

1.6　无刷直流永磁电动机的电枢反应37

1.7　无刷直流永磁电动机的正反转38

1.7.1　无刷直流永磁电动机正反转的原理39

1.7.2　无刷直流永磁电动机实现正反转的方法41

1.8　无刷直流永磁电动机的驱动控制实施例43

1.9　无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机47

1.9.1　基本数学方程式47

1.9.2　利用反电动势的过零点来测转子位置49

1.9.3　自启动问题54

1.9.4　无转子位置传感的无刷直流永磁电动机的基本框图56

1.9.5　控制软件的基本结构56

1.10　永磁体磁路系统的设计57

1.10.1　永磁材料的基本特性58

1.10.2　无刷直流永磁电动机的磁路结构与等效磁路图64

1.10.3　磁铁工作图73

1.10.4　含有永磁体的磁路计算的特点75

1.11 电路系统的计算78

1.11.1 电枢绕组和电子换相（向）电路形式的选择78

1.11.2　基本计算公式的推导79

1.11.3 电路参数wφ、rφ和qCU的计算94

1.12　设计举例96

第2章 自控式永磁同步电动机（PMSM）122

2.1　永磁同步电动机的典型结构123

2.2　永磁同步电动机的典型等效磁路图124

2.3　永磁同步电动机的电压平衡方程式和向量图126

2.4　稳态电磁参数128

2.5　永磁同步电动机的稳态运行性能135

2.5.1　永磁同步电动机稳态运行时的主要技术经济指标135

2.5.2　电动机运行状态与发电机运行状态之间的可逆转换138

2.5.3　损耗和效率139

2.6 自控式永磁同步电动机141

2.6.1　基本工作原理142

2.6.2　变流技术144

2.6.3　正弦脉宽调制（SPWM）167

2.6.4　空间矢量脉宽调制（SVPWM）174

2.6.5　转子位置传感器（无接触式旋转变压器）189

2.6.6 自控式永磁同步电动机的磁场取向控制198

2.7 自控式永磁同步电动机的设计211

2.7.1　定转子铁心结构的选择211

2.7.2　主要材料的选用214

2.7.3　不同充磁方法的考虑215

2.7.4　主要尺寸的决定216

2.7.5　永磁同步电动机经受到的最大去磁作用216

2.7.6　相对单位坐标系内的永磁同步电动机的磁铁工作图221

2.7.7　校验转子永磁体的尺寸228

2.8　设计例题232

第3章 电动机的选用255

3.1　驱动系统的稳态运行特性255

3.1.1 电动机稳态运行时的基本电气方程式255

3.1.2　电动机稳态运行时的机械特性256

3.1.3　驱动系统的基本机械运动方程式257

3.2　驱动系统的分析计算257

3.2.1　惯量的计算257

3.2.2　负载力矩和负载惯量的归算259

3.2.3　五种典型的功率传输机构260

3.2.4　负载惯量JL和电动机惯量JM的匹配265

3.2.5　无刷直流永磁电动机和自控式永磁同步电动机的技术规格268

3.2.6 电动机的估算实例270

3.3　综合分析和比较279

3.3.1　整体式电动机与分装式电动机的比较280

3.3.2　内转子结构与外转子结构的比较280

3.3.3　整体式控制器与分装式控制器的比较281

3.3.4　不同逆变器的比较282

3.3.5　不同控制方法（模式）的比较283

3.3.6　开环控制与闭环控制的比较286

3.3.7 二象限控制与四象限控制的比较287

3.3.8　8-线无刷直流永磁电动机与2-线无刷直流永磁电动机的比较288

3.3.9　无刷直流永磁电动机（BLDCM）与自控式永磁同步电动机（PMSM）的比较289

3.3.10　无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较290

附录Ⅰ 常用物理单位换算292

附录Ⅱ 常用软磁材料的特性曲线和参数296

附录Ⅲ　永磁材料的特性曲线和参数304

Ⅲ．1　铝镍钴永磁304

Ⅲ．2　钐钴永磁体305

Ⅲ．3　钕铁硼永磁材料306

附录Ⅳ　电枢绕组的导线规格310

附录Ⅴ　常用三角函数公式和平面几何定理312

Ⅴ．1　三角函数公式312

Ⅴ．2　平面几何定理314

主要参考文献320