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編輯推薦：
本书是刘爱民老师、娄家川老师和张红奎老师在电机领域近10年研究的主要成果，深入浅出地讲解新型双凸极电机工作特性及电机控制的基本理论与方法。 系统阐述了双凸极电机转矩脉动的产生机理，从本体结构设计与控制策略两方面对转矩脉动进行抑制研究，通过理论分析、计算机仿真以及实验手段，成功构建了一套新型双凸极电机系统的完善理论体系。 全书逻辑严谨缜密，文路清晰流畅，内容饱满详实，自成体系，通俗易懂。 可作为高等学校电气工程及其自动化专业的教材，也希望本书对新型拓扑结构双凸极电机的探索以及所提出的转矩波动抑制技术可为电机领域相关技术人员提供一种新思路。
內容簡介：
双凸极电机具有结构简单、调速范围宽、成本低和可靠性高等优点，是一种极具市场竞争力的驱动电机。但因其特有的双凸极结构以及脉冲式绕组供电方式导致电机运行时会产生较大的转矩脉动，这也是扩大此类电机应用领域的主要障碍。本书分别从双凸极的新结构设计、理论分析、多参数本体算法优化以及控制策略等方面入手，系统地提出抑制电机转矩脉动的方案，获取一些有价值的创新和结论。希望本书在双凸极电机新型拓扑、基础理论以及抑制转矩脉动技术等方面的研究成果，可为电机领域相关技术人员提供一定的理论支持，加深对双凸极电机的理解与认识。同时，也希望能进一步挖掘双凸极电机的优势与应用潜力，为新能源汽车、船舶推进等电机驱动系统发展提供新的选择与参考。
關於作者：
刘爱民，博士，沈阳工业大学电气工程学院教授、博士生导师。主要从事特种电机设计研究、智能控制技术及水下机器人智能推进系统研究。在IEEE Transactions on Industry Applications、IEEE Transactions on Magnetics、中国电机工程学报等国内外重要学术期刊及国际会议发表论文40余篇，获得国家发明专利及实用新型专利30余项。承担国家自然科学基金面上项目2项、辽宁省自然科学基金课题1项、辽宁省省资源厅重点项目1项，横向课题开发应用10余项。作为第一负责人获得辽宁省科技进步三等奖一项、中国机械工业科学技术奖三等奖一项，参与获得省部级科技进步二等奖2项。娄家川，博士，毕业于沈阳工业大学电气工程专业，现任安徽理工大学电气与信息工程学院讲师。主要从事特种电机设计、智能控制等方面的研究工作。参与完成国家自然科学基金项目2项，并发表多篇包括IEEE Transactions on Industry Applications、中国电机工程学报等国内外知名高水平期刊论文。张红奎，博士，毕业于沈阳工业大学电力电子与电力传动专业，现任中煤科工集团沈阳研究院有限公司副研究员。主要从事防爆电气安全理论、检验技术与标准化的研究工作。主持并参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项科研项目，发表论文20余篇，授权国家专利32项，获山西省科技进步二等奖、中国煤炭工业协会科技进步二等奖等。
目錄
目录Contents前言第1章导论1.1双凸极电机研究背景与意义1.2双凸极电机发展历程及研究现状1.2.1开关磁阻电机的历史沿革1.2.2永磁双凸极电机的发展方向1.2.3电励磁双凸极电机的发展方向1.2.4混合励磁双凸极电机的研究进展1.3新结构线圈辅助励磁双凸极电机1.3.1线圈辅助励磁双凸极电机研究目的及意义1.3.2线圈辅助励磁双凸极电机特点1.3.3线圈辅助励磁双凸极电机与其他双凸极电机拓扑比较1.4双凸极电机转矩脉动抑制技术研究现状1.4.1本体优化设计对转矩脉动抑制影响分析1.4.2控制策略对转矩脉动抑制影响研究现状1.5双凸极电机的应用1.5.1在航空器中的应用1.5.2在风力发电机中的应用1.5.3在电动汽车中的应用1.6本章小结参考文献第2章双凸极电机拓扑结构及转矩脉动产生机理2.1双凸极电机的拓扑结构2.1.1三相开关磁阻电机2.1.2双凸极电机的典型结构2.1.3混合励磁双凸极电机的典型结构2.1.4开关磁阻电机工作原理2.1.5永磁双凸极电机工作原理2.1.6电励磁双凸极电机工作原理2.1.7混合励磁双凸极电机工作原理2.2双凸极电机的数学模型2.2.1机-电回路模型2.2.2电感线性及非线性模型2.2.3磁路分析模型2.2.4有限元分析模型2.3双凸极电机常用控制策略2.3.1传统控制策略2.3.2变结构控制2.3.3智能控制2.3.4转矩分配函数控制策略2.3.5直接转矩控制与直接瞬时转矩控制2.3.6自抗扰控制策略2.4双凸极电机转矩脉动产生机理及抑制技术2.4.1转矩脉动产生机理2.4.2优化电机定转子结构参数抑制脉动的方法2.4.3相电流模糊补偿控制减小转矩脉动2.4.4关断角对有效输出转矩和转矩脉动的影响2.5本章小结第3章线圈辅助励磁双凸极电机结构、原理及转矩特性3.1线圈辅助励磁双凸极电机拓扑结构及原理3.1.1电机拓扑结构3.1.2工作原理3.2基本数学模型3.2.1发电机数学模型3.2.2电动机数学模型3.3有限元分析及磁场分布3.3.1有限元求解和分析3.3.2磁密分布特性3.4线圈辅助励磁双凸极电机系统构成3.4.1新拓扑电机调速系统的主要构成3.4.2中央励磁电流调节励磁特性3.5线圈辅助励磁双凸极电机转矩特性3.5.1中央辅助励磁线圈的重要特性3.5.2电机的两种转矩特性各自正负性关系3.6线圈辅助励磁双凸极电机转矩脉动3.6.1双凸极结构及绕组供电方式导致转矩脉动3.6.2改善电感特性及调节气隙磁场抑制转矩脉动3.7本章小结参考文献第4章线圈辅助励磁双凸极电机参数设计与优化4.1线圈辅助励磁双凸极电机参数设计4.1.1算例电机技术指标与设计方案4.1.2电机参数设计4.1.3初始设计方案4.1.4关键结构参数对转矩性能的影响4.2线圈辅助励磁双凸极电机磁路解析法非线性建模4.2.1不对齐位置磁化曲线计算4.2.2临界对齐位置磁化曲线计算4.2.3对齐位置磁化曲线计算4.2.4半对齐位置磁化曲线计算4.2.5非线性模型4.3线圈辅助励磁双凸极电机多参数低转矩脉动本体优化4.3.1优化目标、变量、条件4.3.2天牛须搜索算法4.3.3遗传算法4.3.4粒子群优化算法4.3.5BAS算法、GA和PSO算法全局参数优化对比分析4.3.6BAS算法电磁方案4.4本章小结参考文献第5章线圈辅助励磁双凸极电机电磁性能及拓扑结构特性分析5.1辅助线圈励磁磁场对转矩特性的影响5.1.1静态场调磁能力分析5.1.2稳态性能分析5.2新结构性能特征对比分析5.2.1不同的if条件下线圈辅助励磁双凸极电机的转矩仿真5.2.2电励磁双凸极电机与永磁双凸极电机转矩特性分析5.2.3电励磁双凸极电机与永磁双凸极电机产生转矩脉动的原因5.2.4线圈辅助励磁双凸极电机与同容量三相6/4极和8/6极SRM转矩性能对比分析5.3线圈辅助励磁双凸极电机模态分析及振动预测方法5.3.1DSCEM振动分析研究方法5.3.2DSCEM模态分析5.3.3DSCEM振动预测方法5.4本章小结参考文献第6章线圈辅助励磁双凸极电机控制策略及转矩脉动抑制6.1基于感应电动势的无位置传感器控制策略6.1.1无位置传感器控制简介6.1.2无位置传感器控制策略6.1.3无位置传感器控制联合仿真6.2抑制转矩脉动控制策略6.2.1径向基函数神经网络结构及其原理6.2.2径向基函数神经网络学习算法及辨识系统6.2.3单神经元自适应PID在线补偿直接瞬时转矩控制6.3线圈辅助励磁双凸极电机控制系统动态仿真6.3.1控制系统模型搭建6.3.2动态仿真结果分析6.4本章小结第7章线圈辅助励磁双凸极电机控制系统平台设计与试验7.1电机系统硬件设计7.1.1DSP控制器7.1.2功率逆变电路及其驱动电路7.1.3电流采集单元7.1.4速度及转矩采集单元7.2系统软件设计7.3试验验证7.4本章小结第8章新结构双凸极电机高速化研究8.1HSM-CR结构与工作原理8.2HSM-CR设计与电磁场分析8.2.1HSM-CR设计8.2.2HSM-CR电磁场仿真分析8.3HSM-CR振动噪声与转子应力分析8.3.1HSM-CR定子模态分析8.3.2不同转子结构应力分析8.3.3HSM-CR的谐响应分析8.3.4HSM-CR噪声分析8.4HSM-CR高速运行损耗特性研究8.4.1铁耗的计算8.4.2绕组铜耗的计算8.4.3机械损耗的计算8.4.4杂散损耗的计算8.5HSM-CR高速运行温升研究8.5.1热源分布8.5.2对流换热系数8.5.3流体场基本方程8.5.4温升分析8.5.5热流耦合温升模型的建立8.5.6热流耦合温升计算8.6HSM-CR无位置传感器控制技术研究8.6.1三种无位置传感器模型搭建8.6.2三种无位置控制方法仿真结果对比8.7HSM-CR样机研制与硬件驱动平台搭建8.7.1实验平台设计8.7.2加载实验8.8本章小结
內容試閱
前言Preface本书为顺应现阶段双凸极电机的发展趋势，并依据国家自然科学基金项目多年的研究成果，从电机结构设计与转矩脉动抑制技术两方面进行编写，旨在提出一种高可靠性、高性能的双凸极电机，扩大双凸极电机的应用领域。同时，希望本书对新型拓扑结构电机的探索以及所提出的转矩脉动抑制技术可为电机领域相关技术人员提供一种新思路。 本书共分8章，首先介绍了双凸极电机的种类、现有控制方法和转矩脉动产生机理；其次阐述了线圈辅助励磁双凸极电机的结构、原理及转矩特性，通过非线性建模、算法优化实现电机参数设计与优化，并提出单神经元自适应PID与直接瞬时转矩控制相结合的方法进一步抑制转矩脉动；最后介绍研制电机样机、搭建控制系统实验平台、测试电机性能方面的内容。在第8章中，对新结构双凸极电机高速化进行了理论分析、计算机仿真以及实验研究。 本书由沈阳工业大学刘爱民、安徽理工大学娄家川和中煤科工集团沈阳研究院张红奎共同编写。刘爱民编写第1、2章，娄家川编写第3～6章，张红奎编写第7、8章。全书由娄家川统稿、刘爱民主审。
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