描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787547846360
-全新电机设计理念、设计方法
-介绍MaxwellMotoerSolve 的应用
-复杂问题简单化，从生产出发解决实际问题
-方法简单、快捷、有效、准确
-实例丰富，可直接用于“实战”
《永磁同步电机实用设计及应用技术》是一本实用的电机设计工程书，从工程技术设计角度出发，研究和讨论了永磁同步电机设计时必须涉及的实际问题及其解决问题的实用设计方法和技巧。
本书着重介绍了永磁同步电机的设计要素和设计准则、电机设计软件的操作方法、对电机设计时的各种参数进行深入的分析和讲解，还特别介绍了电机设计软件的快速设计方法和各种设计技巧。应用这些设计方法，就可以在很短时间内，快速、准确地把永磁同步电机的方案设计出来。本书用多个的永磁同步电机快速设计实例，讲述如何对各种不同的永磁同步电机用不同的方法、从不同的设计角度进行分析、判断，从而用*简捷、实用的方法对永磁同步电机进行设计，加深并巩固读者对永磁同步电机的快速设计方法和技巧的认识。
第1章 永磁同步电机概述
1.1 永磁同步电机简介
1.2 永磁同步电机的结构
1.3 永磁同步电机的性能比较
1.4 永磁同步电机的基本工作模式
1.5 永磁同步电机的运行特性
1.6 永磁同步电机的能量转换
1.7 永磁同步电机的转矩
1.8 永磁同步电机的感应电动势
1.9 永磁同步电机的磁链和磁链常数
1.10 永磁同步电机的电磁功率
1.11 永磁同步电机技术要求
1.12 永磁同步电机负载
1.12.1 拖拉负载的电机输出功率计算
1.12.2 旋转负载的电机输出功率计算
1.12.3 电机其他负载的转矩计算方法和间接确定
1.12.4 电机的功率增长率
1.13 永磁同步电机的磁路
1.14 永磁同步电机与无刷电机
第2章 永磁同步电机的设计和要素
2.1 永磁同步电机实用快速设计
2.2 Maxwell软件简介
2.2.1 永磁同步电机工程模型的引入
2.2.2 永磁同步电机的参数设定
2.2.3 永磁同步电机的参数输入
2.2.4 永磁同步电机的参数计算
2.2.5 永磁同步电机计算结果的查看
2.2.6 RMxprt导入Maxwell 2D有限元模块
2.3 MotorSolve软件简介
2.4 永磁同步电机设计要素
2.4.1 永磁同步电机内外特征的关系
2.4.2 永磁同步电机电源输入形式
2.4.3 永磁同步电机的输入电源
2.4.4 交流电源的整流
2.4.5 整流电源的滤波
2.4.6 逆变器和逆变电压的输入和输出
2.4.7 不同控制模式的电机输入电压之间关系
第3章 永磁同步电机的基本特性
3.1 永磁同步电机的机械特性
3.1.1 电机的机械特性
3.1.2 电机的工作点和选用
3.1.3 电机的额定工作点
3.1.4 电机的最大输出功率
3.1.5 电机的峰值转矩
3.1.6 电机的不弱磁最高转速
3.1.7 电机的不弱磁提速
3.1.8 电机的弱磁提速
3.1.9 电机的弱磁最高转速
3.1.10 电机的效率与效率平台
3.1.11 电机的风摩耗和设置原则
3.1.12 永磁同步电机的运行分析
3.2 电机的电气特性
3.2.1 电机的感应电动势
3.2.2 电机的转矩和转矩常数
第4章 永磁同步电机内部特征的控制
4.1 电机单位体积与电机温升
4.1.1 电机单位体积的转矩
4.1.2 电机单位面积的转矩
4.1.3 电机的转切应力密度
4.1.4 电机的功率密度
4.1.5 电机单位体积的热损耗功率
4.1.6 电机1h绝对温升和电机热平衡温升的转换
4.1.7 电机的热稳定
4.1.8 电机的热传导
4.1.9 电机的比热系数KB
4.1.10 电机温升折算系数KZ
4.1.11 电机的运行时间和运行模式
4.2 电机的电流密度
4.2.1 电机电流密度的控制
4.2.2 电机电流密度的计算
4.2.3 MotorSolve电流密度的计算
4.2.4 电流密度与绝缘等级的关系
4.3 电机的槽满率和槽利用率
4.3.1 定子的槽满率
4.3.2 槽满率对电机设计主要因素的影响
4.3.3 RMxprt的槽满率
4.3.4 MotorSolve的槽满率和线圈填充系数
4.3.5 槽满率的比较
4.3.6 影响槽满率的因素
4.3.7 槽率满的选取方法
4.3.8 各种工艺的最高槽满率
4.3.9 RMxprt中特殊槽形的简捷计算
4.3.10 电机最大槽满率的设置方法
4.3.11 关于RMxprt自动生成槽楔的问题
4.4 电机的转动惯量
4.4.1 电机的转动惯量简介
4.4.2 电机转动惯量对电机的影响
4.4.3 电机外接负载的转动惯量与匹配
4.4.4 永磁同步电机转动惯量的求取
4.4.5 不同形状负载的转动惯量
4.5 电机的电阻与电感
4.5.1 电机的电阻
4.5.2 Maxwell求电机的电感
4.5.3 MotorSolve中求电机的电阻和电感
4.5.4 永磁同步电机直、交轴电感的计算
4.5.5 电阻和电感对永磁同步电机性能的影响
第5章 永磁同步电机结构和性能控制
5.1 永磁同步电机结构的设计
5.1.1 永磁同步电机的结构形式
5.1.2 电机定子外径的选取
5.1.3 电机的裂比
5.1.4 电机的机座号
5.1.5 电机极、槽的选取
5.1.6 分数槽集中绕组的极、槽配合求法
5.1.7 永磁同步电机的转速与极数关系
5.1.8 冲片槽形和圆底槽的设置
5.1.9 2D导出电机结构dxf平面图方法
5.1.10 电机的磁通和磁通密度
5.1.11 T形拼块式定子冲片
5.1.12 电机磁钢的选取和形状设计
5.1.13 转子磁钢退磁
5.1.14 MotorSolve中电机磁钢退磁分析方法
5.1.15 电机轴径的计算
5.2 电机绕组和绕组设计
5.2.1 电机的绕组
5.2.2 电机绕组排列
5.2.3 电势星形法绕组排列设计
5.2.4 RMxprt绕组排列编辑器
5.2.5 RMxprt绕组排列设计示例
5.2.6 绕组形式对电机性能的影响
5.2.7 绕组人工编辑（Editor）的方法
5.2.8 RMxprt显示一相绕组的方法
5.2.9 电机绕组的分区
5.2.10 用分区法绕组排线、接线图的做法
5.3 电机的齿槽转矩
5.3.1 齿槽转矩的大小和平稳性
5.3.2 齿槽转矩的削弱方法
5.3.3 定子和转子的斜槽
5.3.4 磁钢的极弧圆偏心对齿槽转矩的影响
5.3.5 电机转子分段直极错位
5.3.6 定子槽口形状对齿槽转矩的影响
5.3.7 T形拼块式定子冲片对齿槽转矩的削弱
5.3.8 槽数和极数的配合对齿槽转矩的影响
5.3.9 集中绕组和分布绕组的齿槽转矩
5.3.10 定子齿开槽对齿槽转矩的影响
5.3.11 气隙、气隙磁通密度和齿磁通密度对齿槽转矩的影响
5.3.12 机械不平衡和磁不平衡对齿槽转矩的影响
5.3.13 齿槽转矩的综合削弱法
5.3.14 Maxwell和MotorSolve对齿槽转矩的计算
5.4 电机自定义的设置
5.4.1 模型的周期数
5.4.2 槽形弧底
5.4.3 导线电阻率和导线密度
5.4.4 铜导线的电阻率
5.5 电机的转矩波动
5.5.1 电机齿槽转矩和气隙磁通对转矩波动的影响
5.5.2 永磁同步电机的谐波对转矩波动的影响
5.6 电机的参数化分析和优化
5.6.1 电机的参数化分析
5.6.2 RMxprt参数化操作
5.6.3 参数化分析输出曲线
5.6.4 电机的参数化综合分析和优化
第6章 永磁同步电机快速设计方法和技巧
6.1 永磁同步电机快速设计思路
6.2 电机的设计符合率和容错性
6.2.1 电机的设计精度和设计符合率
6.2.2 永磁同步电机的容错性
6.3 永磁同步电机的目标设计法
6.4 永磁同步电机的目标推算法
6.4.1 电机之间的主要关系
6.4.2 同步系列电机三步推算法
6.5 永磁同步电机的实验测试设计法
6.5.1 电机实验测试设计法介绍
6.5.2 电机实验测试设计法的实施
6.6 永磁直流同步电机软件快速设计和技巧
第7章 永磁同步电机设计实例
7.1 永磁同步电机冲片系列设计
7.1.1 系列永磁同步电机
7.1.2 电机冲片设计
7.1.3 用80冲片设计永磁同步电机
7.1.4 相同冲片的系列电机设计
7.2 拼块式冲片永磁同步电机设计
7.2.1 交流永磁同步电机简介
7.2.2 电机仿制的具体操作
7.2.3 电机主要技术指标的确定和分析
7.2.4 电机转子结构的选取
7.2.5 最大转矩和最大电流的设置和计算分析
7.2.6 电机设计几个问题的讨论
7.2.7 T形拼块式电机的快速设计
7.2.8 T形拼块式表贴式电机的设计
7.2.9 T形拼块式内嵌式电机的设计
7.3 永磁同步电机全新设计与系列电机的推算
7.3.1 永磁同步电机的分析
7.3.2 永磁同步电机全新设计
7.3.3 永磁同步电机槽自定义设计
7.3.4 同机座号系列电机的设计方法
7.3.5 不同机座号电机的推算方法
7.3.6 冲片相同电机的快速推算法
7.4 电动汽车永磁同步电机设计
7.4.1 3kW电动车电机的设计、分析
7.4.2 MotorSolve电机的设计、分析
7.4.3 38kW混合动力汽车电机的设计、分析
7.4.4 120kW汽车电机的设计、分析
7.5 DDR永磁同步电机设计
7.5.1 DDR260永磁同步电机的设计
7.5.2 D102A电机的设计
7.5.3 30极27槽和36槽电机的分析
7.6 谐波减速永磁同步电机设计
7.6.1 谐波减速器工作原理
7.6.2 谐波减速永磁同步电机的设计
7.6.3 谐波减速永磁同步电机驱动器的控制
7.6.4 编码器的调整
7.7 永磁同步电机不同控制模式的计算
7.7.1 永磁同步电机的控制模式
7.7.2 永磁同步电机快速设计控制模式的选取
7.7.3 永磁同步电机不同控制模式计算实例
7.7.4 永磁同步电机不同控制模式设计电压的分析
7.8 永磁同步电机和无刷电机对等性设计
7.8.1 永磁同步电机相当无刷电机
7.8.2 永磁同步电机和无刷电机的对等性设计
7.9 弱磁提速永磁同步电机的设计
7.9.1 永磁同步电机的弱磁提速
7.9.2 弱磁提速永磁同步电机设计分析
7.9.3 弱磁提速永磁同步电机设计实例
7.9.4 电机弱磁最高转速的计算
7.9.5 输出功率大于或小于基点的弱磁方法
7.9.6 电机弱磁最高转速的磁钢去磁分析
7.9.7 电机定、转子模型DXF导入和导出
7.9.8 电机的谐波分析
7.9.9 电机的发热分析
第8章 永磁同步电机机械特性测量与调整
8.1 永磁同步电机性能参数的分析
8.2 永磁同步电机的稳态机械特性的测量
8.2.1 对测试报告恒转矩、恒功率测试的解读
8.2.2 电机峰值转矩和峰值功率测试的解读
8.2.3 大功率永磁同步电机的测试
8.2.4 负载转矩的间接测量
8.3 永磁同步电机电阻、电感、感应电动势的测试
8.3.1 电阻测试方法
8.3.2 线电感测试方法
8.3.3 交、直轴电感测试方法
8.3.4 道尔顿法求电机电感
8.3.5 感应电动势测试
8.4 永磁同步电机性能调整
8.4.1 感应电动势与感应电动势常数调整
8.4.2 电机电流密度的调整
8.4.3 电机最大输出功率的调整
8.5 永磁同步电机绕组的温升测量
8.5.1 绕组温升的电阻法测量
8.5.2 温升计算程序编制介绍
8.6 永磁同步电机齿槽转矩的测量
8.6.1 水平杠杆测量法测量永磁同步电机的齿槽转矩
8.6.2 垂直杠杆测量法测量永磁同步电机的齿槽转矩
8.6.3 力矩盘测量齿槽转矩
8.6.4 定位转矩测试表测量齿槽转矩
8.6.5 齿槽转矩测试仪测试电机齿槽转矩
8.6.6 齿槽转矩测试仪测试功能
8.6.7 电机定位转矩、静转矩和齿槽转矩的关系
8.7 永磁同步电机齿轮箱效率的测量
8.7.1 齿轮箱减速的传动比
8.7.2 齿轮箱效率的功率测试法
8.7.3 齿轮箱效率的转矩常数测试法
参考文献
永磁同步电机的机电一体化程度相当高，比无刷电机、步进电机在运行和伺服性能上具有更多优点，在许多应用场合，永磁同步电机正逐步替代无刷电机和其他类型的电机。
这些年，许多电机专家对永磁同步电机的运行原理、控制技术、生产工艺进行了研究，使我国永磁同步电机生产和应用得到蓬勃发展。永磁同步电机成为一种非常热门的新兴电机，在国防军事、科学研究、通信、汽车、医用器械、计算机、机械、纺织、工业自动化等方面都有广泛应用。
由于永磁同步电机的生产需要，如何很好、快速、简捷设计永磁同步电机对于企业的电机设计工作者而言尤为需要，但专业介绍永磁同步电机实用设计的书不多。
与直流电机和无刷电机相比，永磁同步电机的设计是“高、大、上”，电机设计涉及的理论非常深奥，迷惘于永磁同步电机设计许多相关的复杂理论。如何转为工程设计应用理论和方法，把永磁同步电机设计的“复杂设计问题简单化”，把重点放到“解决实际问题上”，立足于讨论用什么具体实用方法去设计永磁同步电机，力求把阐述的电机设计理论和方法必须能用到电机设计工作中去，能为广大电机设计人员掌握和应用，这是作者多年思考和努力的问题及愿望。
作者从事多年的电机设计和研究，在永磁同步电机实用设计方面做了一些尝试，找出电机内部简单、基本的内在关系，从这些关系出发，提出一套实用的永磁同步电机设计方法，并用场、路结合的方法对永磁同步电机进行核算、分析，从而快速、有效、准确地设计永磁同步电机。
本书对永磁同步电机的基本结构、性能参数、电机内部和外部特征进行了详细的讨论和分析，介绍了永磁直流同步电机的设计要素和设计准则，研究和讨论了永磁同步电机设计时必须涉及的问题，其中包括： 永磁同步电机的设计要素、永磁同步电机的特性和机械特性曲线的分析、电机的工作点和选用、电机的最大输出功率、峰值转矩、最高转速、电机的不弱磁和弱磁提速的分析和计算方法、弱磁最高转速的求取、电机的效率与效率平台、电机的风摩耗和设置原则、感应电动势和感应电动势常数的设置技术和求取方法、电机的转矩和转矩常数及计算、永磁同步电机的矢量转换、电机的功率因数、不同控制模式的电机输入电压之间关系、PWM的调制比及其计算、电机单位体积与电机的温升、电机电流密度与绝缘等级的控制、电机槽满率和槽利用率的分析与控制、电机的转动惯量、电机的电阻与电感、电机绕组和绕组设计、电机的齿槽转矩、齿槽转矩错位的分析与计算、电机谐波和转矩波动、电机自定义设置、电机的参数化分析和优化方法的分析与操作、电机设计符合率和容错性、永磁同步电机和无刷电机设计上的等同性等。本书对这些问题都做了专题分析和讨论，提出了许多新的观点，介绍了在设计电机时对这些参数处理的实用、有效方法，内容丰富、观点新颖、方法实用、简捷快速。
本书介绍了运用电机基本理论和电机设计软件相结合的快速设计方法和技巧，如电机实用磁链计算法、目标设计法、目标推算法、电机实验测试设计法、电机设计软件快速目标设计三步法、电机参数化分析等方法，可以在很短时间内，快速、准确地把永磁同步电机的方案设计出来。掌握了这些方法，永磁同步电机设计就变得非常简捷。
本书介绍了用Maxwell、 MotorSolve软件进行电机快速设计的具体操作方法，运用这些电机设计软件按照一定的设计顺序和方法，能够简捷地把永磁同步电机设计出来，并进行各种参数的分析和优化，达到很好的设计符合率。
本书介绍了多个永磁直流同步电机快速设计实例，综合本书讲解的永磁同步电机设计各种相关快速设计理念和设计方法，读者可以从不同的设计角度进行分析、判断，从而选择最简捷、实用的方法应用于实际的永磁同步电机设计中，由此进一步加深并巩固读者对永磁同步电机的快速设计方法和技巧的认识。设计实例包含了永磁同步电机的目标推算法的应用，定子冲片合理设计方法，既快捷又准确地对电机进行全新设计和系列化设计。设计实例介绍了拼块式定子冲片的永磁同步电机的设计、电动汽车电机设计、DDR直驱电机设计、不同控制模式永磁同步电机设计分析、永磁同步电机和无刷电机对等性的设计分析、谐波齿轮电机的设计、电机和控制器通信操作的方法、编码器安装调整方法，还介绍了弱磁提速永磁同步电机的设计，讲解了电机单位损耗温升法对电机体积的计算方法，电机结构的综合考虑方法，自定义槽对电机的影响，用多种软件对电机进行弱磁最高转速的分析计算，电机弱磁工况下的转子磁钢退磁分析，定、转子模型的DXF导出和导入，电机谐波分析和用多种软件对电机温升分析。以上多个设计实例，电机功率从数十瓦至数百千瓦，涵盖了永磁同步电机的多种应用行业，这些设计实例的设计介绍内容丰富、翔实，都是经验之谈，这是永磁同步电机设计方法的导读，对读者而言非常具有参考意义，读者从中可以得到更深的电机设计体会。
本书还介绍了永磁直流同步电机重要性能参数的实用测量和电机性能调整方法，便于读者判别永磁同步电机主要参数的设计符合率，进行电机性能调整，从而达到永磁同步电机的性能要求。
本书是一本永磁同步电机设计指导参考书，站在电机设计者的角度，从解决永磁同步电机的快速设计实际出发，讲述的设计方法和技巧通俗、易懂，富有新意，没有晦涩的内容与语言，有些内容是传统的电机设计著作中没有提及和分析过的，反映了本书作者多年设计电机丰富实际工作的经验和研究成果。这对即将从事或正在从事永磁同步电机开发、生产的应用人员、高等院校师生的电机设计工作会有很大的帮助，能提高电机设计能力和水平，达到能够“实战”的目的，使设计人员少走弯路。读者阅读本书后，会觉得永磁同步电机设计不是一种“高、大、上”的高深理论和技术，这仅是一种技巧和方法，设计一个永磁同步电机方案会觉得不是一件很困难的工作，高中以上文化水平的读者就可以用较短的时间，快捷、方便、独立设计出较完美的永磁同步电机。
本书仅是作者对永磁同步电机设计经历主观认识的阐述，对电机的认识是沧海一粟，有许多局限性，水平有限，只是起到抛砖引玉的作用，错误和不当之处请读者和同行批评、指正。如果读者能够用作者介绍的理论、经验、方法去分析和设计一个完整的永磁同步电机，作者就觉得无限的宽慰了。
作者编写本书乃至出版，得到了许多同行、专家和厂家的大力支持，常州御马精密冲压件有限公司、常州亚美柯宝马电机有限公司、苏州绿的谐波传动科技股份有限公司、常州旭泉精密电机有限公司、江苏开璇智能科技有限公司、常州富山智能科技有限公司、绍兴市上虞华灵电器厂对作者写本书给予了极大的鼓励和支持，为此作者表示诚挚的感谢。
本书由南京大学黄润生教授、哈尔滨工业大学李铁才教授、上海交通大学姜淑忠教授、常州工学院蒋渭忠教授主审，广州大学王孝伟教授、常州工学院张建生院长对本书进行了技术性审核。感谢谭洪涛、郑江的技术支持和帮助。全书由邱国平、冷小强、吴震、吕智、王镇、薛岽、宋斌、赵均军合作编写，全书图表由段亚凤、刘婧燕完成。其他参加本书编写人员在相关章节中标明。
全书文图由陈启柑整理和审阅。
主编 邱国平
于江苏省常州戚墅堰
2019年10月
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