永磁電機(jī)槽極配合及實(shí)用設(shè)計(jì)

前言
第1章　永磁電機(jī)槽極配合與電機(jī)性能1
1.1　電機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量特性1
1.2　電機(jī)結(jié)構(gòu)與槽極配合3
1.3　電機(jī)槽極配合與電機(jī)性能、工藝的關(guān)系4
1.4　電機(jī)槽極配合對(duì)電機(jī)主要參數(shù)的影響4
第2章　永磁電機(jī)槽極配合與繞組6
2.1　電機(jī)槽極配合6
2.2　電機(jī)繞組形式7
2.2.1　單節(jié)距繞組7
2.2.2　多節(jié)距繞組8
2.2.3　整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組8
2.3　電機(jī)繞組的分布形式11
2.3.1　單層繞組和雙層繞組11
2.3.2　槽極配合的分布12
2.4　電機(jī)繞組的顯極與庶極16
2.4.1　繞組顯極和庶極的名稱(chēng)由來(lái)16
2.4.2　顯極與庶極的繞組排列18
2.4.3　顯極與庶極的特點(diǎn)18
2.4.4　顯極與庶極的繞組接法19
2.5　電機(jī)的節(jié)距和極距20
2.5.1　節(jié)距和極距定義20
2.5.2　單層繞組的節(jié)距20
2.5.3　雙層繞組的節(jié)距22
2.5.4　單層和雙層繞組的應(yīng)用23
2.6　電機(jī)繞組的分區(qū)23
2.6.1　繞組分區(qū)簡(jiǎn)介23
2.6.2　分區(qū)中的繞組分布25
2.6.3　分區(qū)繞組的特點(diǎn)26
2.6.4　對(duì)稱(chēng)分區(qū)繞組與非對(duì)稱(chēng)分區(qū)繞組的概念27
2.7　分?jǐn)?shù)槽集中繞組的對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)28
2.8　電機(jī)槽極配合與電機(jī)磁路的關(guān)系30
2.9　少極電機(jī)的槽數(shù)37
2.9.1　電機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)極數(shù)的關(guān)系37
2.9.2　少極電機(jī)的槽極比38
2.10　電機(jī)繞組排列42
2.10.1　電勢(shì)星形法繞組排列設(shè)計(jì)42
2.10.2　繞組形式的分類(lèi)43
2.10.3　大節(jié)距整數(shù)槽繞組排列和接線(xiàn)44
2.10.4　分?jǐn)?shù)槽集中繞組排列和接線(xiàn)47
2.10.5　分?jǐn)?shù)槽集中繞組排列簡(jiǎn)圖畫(huà)法49
2.11　電機(jī)設(shè)計(jì)軟件中的繞組排列51
第3章　永磁電機(jī)槽極配合與運(yùn)行和質(zhì)量特性56
3.1　電機(jī)運(yùn)行特性56
3.1.1　電機(jī)運(yùn)行的機(jī)械特性56
3.1.2　電機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量特性57
3.2　槽極配合與齒槽轉(zhuǎn)矩58
3.2.1　槽極配合與齒槽轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)介58
3.2.2　齒槽轉(zhuǎn)矩的波形58
3.2.3　齒槽轉(zhuǎn)矩的計(jì)算60
3.2.4　齒槽轉(zhuǎn)矩的容忍度61
3.2.5　齒槽轉(zhuǎn)矩的計(jì)算精度62
3.2.6　齒槽轉(zhuǎn)矩峰值的概念64
3.2.7　齒槽轉(zhuǎn)矩的評(píng)價(jià)因子65
3.2.8　齒槽轉(zhuǎn)矩的圓心角69
3.2.9　定子斜槽70
3.2.10　轉(zhuǎn)子分段直極錯(cuò)位72
3.2.11　轉(zhuǎn)子分段直極錯(cuò)位的形式75
3.2.12　齒槽轉(zhuǎn)矩波形的對(duì)稱(chēng)度76
3.2.13　齒槽轉(zhuǎn)矩單峰波形的對(duì)稱(chēng)度79
3.2.14　波形的對(duì)稱(chēng)度對(duì)直極錯(cuò)位段數(shù)的影響79
3.2.15　轉(zhuǎn)子直極錯(cuò)位的分段選取法86
3.3　影響電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的主要因素87
3.3.1　槽極配合與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系87
3.3.2　電機(jī)結(jié)構(gòu)與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系101
3.3.3　磁鋼極弧系數(shù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響102
3.3.4　定子槽口對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響112
3.3.5　磁鋼凸極對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響115
3.4　槽極配合的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)130
3.4.1　轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的概念130
3.4.2　轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大小的定義130
3.4.3　轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大小的容許值132
3.4.4　斜槽、轉(zhuǎn)子分段直極錯(cuò)位的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)132
3.4.5　齒槽轉(zhuǎn)矩周期數(shù)與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的關(guān)系 135
3.4.6　轉(zhuǎn)矩波動(dòng)波形136
3.4.7　轉(zhuǎn)矩波動(dòng)波形與電機(jī)的多種因素138
3.4.8　齒槽轉(zhuǎn)矩不等于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)141
3.4.9　齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的一些分析142
3.4.10　轉(zhuǎn)子直極錯(cuò)位與電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)145
3.4.11　兼顧齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的方法154
3.5　槽極配合與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)154
3.5.1　電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)154
3.5.2　電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的求取154
3.5.3　電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形討論159
3.5.4　電機(jī)的空載與負(fù)載的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 164
3.5.5　電機(jī)槽極配合的圓心角θ對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響164
3.5.6　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的設(shè)置技術(shù)166
3.5.7　測(cè)試電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)控制電機(jī)的性能166
3.6　槽極配合的電機(jī)諧波166
3.6.1　諧波的基本介紹166
3.6.2　用MotorSolve軟件求取諧波的方法167
3.6.3　電機(jī)評(píng)價(jià)因子與電機(jī)諧波的關(guān)系168
3.6.4　削弱電機(jī)高次諧波的方法168
3.7　槽極配合對(duì)電機(jī)最大輸出功率的影響169
3.7.1　電機(jī)槽極比與最大輸出功率倍數(shù)的關(guān)系169
3.7.2　槽數(shù)相同，極數(shù)減少，最大輸出功率增加169
3.7.3　極數(shù)確定，槽數(shù)增加，最大輸出功率增加170
3.8　評(píng)價(jià)因子、圓心角與電機(jī)大小無(wú)關(guān)171
第4章　電機(jī)繞組系數(shù)和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算172
4.1　電機(jī)繞組系數(shù)計(jì)算172
4.1.1　電機(jī)繞組系數(shù)的概念172
4.1.2　分?jǐn)?shù)槽集中繞組的繞組系數(shù)174
4.1.3　大節(jié)距繞組的繞組系數(shù)191
4.1.4　單節(jié)距電機(jī)的繞組系數(shù)207
4.2　電機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算212
4.2.1　永磁同步電機(jī)的內(nèi)功率因數(shù)角212
4.2.2　內(nèi)功率因數(shù)角γ求取方法一213
4.2.3　內(nèi)功率因數(shù)角γ求取方法二214
4.2.4　電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的求取214
4.2.5　MotorSolve 2D轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)分析222
4.2.6　Motor-CAD 2D轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)分析224
4.2.7　電機(jī)實(shí)例計(jì)算227
4.2.8　電機(jī)軟件計(jì)算230
4.2.9　轉(zhuǎn)矩角、內(nèi)功率因數(shù)角導(dǎo)入2D計(jì)算的誤差分析與修正方法237
第5章　永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與技巧246
5.1　電機(jī)結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)和設(shè)計(jì)方法 246
5.1.1　電機(jī)設(shè)計(jì)分析的方法介紹246
5.1.2　電機(jī)的測(cè)評(píng)247
5.1.3　電機(jī)的改制250
5.1.4　電機(jī)系列設(shè)計(jì)251
5.1.5　有參照電機(jī)的全新設(shè)計(jì)255
5.1.6　沒(méi)有參照電機(jī)的全新設(shè)計(jì)257
5.2　電機(jī)的軟件快速設(shè)計(jì)265
5.3　永磁無(wú)刷電機(jī)簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)步驟（采用RMxprt軟件）292
5.4　永磁同步電機(jī)簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)步驟（采用RMxprt軟件）296
第6章　永磁電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)應(yīng)用299
6.1　少槽電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì) 299
6.1.1　單節(jié)距少槽電機(jī)299
6.1.2　大節(jié)距少極電機(jī)323
6.2　DDR力矩電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)331
6.2.1　DDR電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)思想分析331
6.2.2　24槽不同極數(shù)的槽極配合的分析332
6.2.3　48槽不同極數(shù)的槽極配合的分析337
6.2.4　DDR電機(jī)實(shí)例設(shè)計(jì)與分析339
6.3　無(wú)框力矩電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)349
6.3.1　無(wú)框電機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)350
6.3.2　電機(jī)形式的判定351
6.3.3　電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的分析352
6.3.4　科爾摩根TBM7615-A樣機(jī)的分析354
6.3.5　設(shè)計(jì)要點(diǎn)354
6.3.6　材料與參數(shù)的確定355
6.3.7　電機(jī)槽極配合的分析355
6.3.8　TWO-76D2-280電機(jī)設(shè)計(jì)思路356
6.3.9　電機(jī)槽極配合的選取357
6.3.10　定子斜槽359
6.3.11　定子開(kāi)輔助槽359
6.3.12　熱分析及電機(jī)絕緣等級(jí)359
6.3.13　無(wú)框永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)思路360
6.3.14　無(wú)框永磁同步電機(jī)模塊建立360
6.3.15　無(wú)框永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)360
6.3.16　電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)分析363
6.3.17　電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)計(jì)算365
6.3.18　無(wú)框永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩分析365
6.3.19　無(wú)框永磁同步電機(jī)性能圖表和2D分析圖表及分析368
6.3.20　設(shè)計(jì)電機(jī)性能對(duì)比370
6.3.21　無(wú)框電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)小結(jié)371
6.4　電動(dòng)車(chē)電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)372
6.4.1　電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的槽極配合372
6.4.2　電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的槽極比373
6.4.3　槽極配合在電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)中的應(yīng)用374
6.4.4　槽極配合在電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)上的應(yīng)用分析375
6.4.5　電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)設(shè)計(jì)分析之一388
6.4.6　電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)設(shè)計(jì)分析之二403
6.5　特殊槽極配合電機(jī)的設(shè)計(jì)409
6.5.1　5.5kW 27槽8極電機(jī)分析410
6.5.2　24槽8極和27槽8極電機(jī)的性能分析設(shè)計(jì)410
6.5.3　12槽10極5.5kW電機(jī)設(shè)計(jì)示例418
6.6　主軸電機(jī)槽極配合的設(shè)計(jì)425
6.6.1　主軸電機(jī)概述425
6.6.2　主軸電機(jī)的分類(lèi)426
6.6.3　伺服電機(jī)與主軸電機(jī)的區(qū)別427
6.6.4　主軸電機(jī)的形狀428
6.6.5　主軸電機(jī)的冷卻方式428
6.6.6　電主軸電機(jī)的應(yīng)用429
6.6.7　主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)430
6.6.8　主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量433
6.6.9　主軸電機(jī)的槽極配合434
6.6.10　主軸電機(jī)性能與負(fù)載和工作狀態(tài)分析436
6.6.11　主軸電機(jī)的參數(shù)436
6.6.12　主軸電機(jī)的編碼器437
6.6.13　主軸電機(jī)的工作頻率439
6.6.14　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)一439
6.6.15　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)二446
6.6.16　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)三455
6.6.17　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)四463
6.6.18　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)五469
6.6.19　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)六472
6.6.20　主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)七485
6.6.21　交流主軸電機(jī)實(shí)例分析505
6.6.22　感應(yīng)少槽少極電機(jī)的分析516
參考文獻(xiàn)523