永磁無刷直流電機技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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譚建成 著

圖書標籤:

• 永磁電機
• 無刷直流電機
• 電機控製
• 驅動技術
• 電力電子
• 電機設計
• 傳感器
• 控製係統
• 自動化
• 新能源

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111334729

版次：1

商品編碼：10645061

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-05-01

用紙：膠版紙

頁數：335

字數：532000

內容簡介

　　《永磁無刷直流電機技術》著重對永磁無刷直流電機與控製技術的主要問題進行較深入的研究分析和介紹，包括無刷直流電動機與永磁同步電動機的結構和性能比較；無刷直流電機數學模型；計及繞組電感的特性與參數計算方法；分數槽集中繞組和多相繞組；不同相數繞組連接和導通方式的分析與比較；氣隙磁通密度的計算；反電動勢波形和反電動勢計算；霍爾傳感器位置分布規律分析和確定方法；無刷直流電機設計要素的選擇；主要尺寸基本關係式考慮電感影響的修正；由粘性阻尼係數確定電機主要尺寸的方法；整數槽和分數槽繞組無刷直流電機的電樞反應；轉矩波動及其抑製方法；齒槽轉矩及其削弱方法；無刷直流電機基本控製技術；無傳感器控製技術；低成本正弦波控製技術；單相無刷直流電機與控製等。《永磁無刷直流電機技術》同時綜閤介紹國內外無刷直流電機與控製技術最新進展動態和研究成果。每章後附有相關參考文獻，便於讀者跟蹤和進一步深入研究。 　　《永磁無刷直流電機技術》遵循理論研究與實用技術相結閤的編寫原則，可供即將從事或正在從事與無刷直流電機有關的研究開發、設計、生産、控製和應用的科技人員、管理人員，以及大專院校教師、學生和研究生參考。

目錄

前言 第1章 緒論 1.1 無刷直流電動機是最具發展前途的機電一體化電機 1.2 無刷直流電動機的技術優勢 1.3 21世紀是永磁無刷直流電動機廣泛推廣應用的世紀 1.4 推動無刷直流電動機技術和市場蓬勃發展的主要因素 1.5 無刷直流電動機技術發展動嚮 1.6 小結 參考文獻 第2章 方波驅動與正弦波驅動的原理和比較 2.1 無刷直流電動機（BLDC）與永磁同步電動機（PMSM） 2.2 方波驅動和正弦波驅動的轉矩産生原理 2.3 無刷直流電動機與永磁同步電動機的結構和性能比較 2.4 小結 參考文獻 第3章 無刷直流電動機的繞組連接與導通方式及其選擇 3.1 常見繞組連接與導通方式 3.1.1 兩相繞組電機連接與導通方式 3.1.2 四相繞組電機連接與導通方式 3.1.3 三相繞組電機連接與導通方式 3.1.4 五相星形繞組電機連接與導通方式 3.1.5 小結 3.2 兩相、三相和四相不同繞組連接和導通方式的分析比較 3.3 繞組利用率和最佳導通角的分析 3.3.1 橋式電路封閉繞組與星形繞組 3.3.2 非橋式m相無刷直流電動機最佳導通角的分析 3.3.3 小結 3.4 橋式換相的三相繞組△接法和丫接法的分析與選用 3.4.1 三相無刷直流電動機丫和△兩種繞組接法及其轉換關係 3.4.2 同一颱電機采用三角形與星形接法的比較 3.4.3 3次諧波環流和采用三角形接法條件 3.4.4 應用實例 3.4.5 小結 3.5 在相同銅損耗條件下幾種不同相數、不同導通角電機轉矩的比較 參考文獻 第4章 無刷直流電動機數學模型、特性和參數 4.1 無刷直流電動機簡化模型和基本特性 4.1.1 基本假設和簡化模型基本等效電路 4.1.2 無刷直流電動機機械特性的統一錶達式 4.1.3 理想空載點平均電流不等於零 4.1.7 一個三相無刷直流電動機特性和係數計算例子 4.2 繞組電感對無刷直流電動機特性的影響 4.3 非橋式120。導通三相無刷直流電動機的非綫性工作特性分析 4.4 計及繞組電感的三相無刷直流電動機數學模型和基本特性 4.4.1 換相過程分析和瞬態三相電流解析錶達式 4.4.2 平均電流和平均電磁轉矩錶達式 4.4.3 平均電流和平均電磁轉矩的簡潔錶達式和函數關係圖 4.4.4 近似計算公式 4.4.5 轉矩係數KT與反電動勢係數KE 4.4.6 計及繞組電感的無刷直流電動機機械特性 4.4.7 圖解法計算電機特性和實例驗證 4.4.8 繞組電阻和電感值變化對電機特性的影響 4.4.9 小結， 4.5 無刷直流電動機單迴路等效電路與視在電阻R 4.6 功率和效率、銅損耗和電流有效值計算 4.7 繞組電阻和電感的計算 4.7.1 電阻的計算 4.7.2 電感的計算 4.7.3 一個電感計算的例子 參考文獻 第5章 無刷直流電動機分數槽繞組和多相繞組 5.1 無刷直流電動機定子與繞組結構 5.2 無刷直流電動機的分數槽繞組 5.2.1 分數槽繞組的優點 5.2.2 分數槽繞組槽極數z。／p。組閤約束條件 5.2.3 三相繞組節距y=1的分數槽集中繞組z。／p。組閤條件 5.2.4 三相分數槽繞組的繞組係數計算 5.2.5 成對齣現的槽極數組閤 5.2.6 ／小結 5.3 分數槽集中繞組槽極數組閤的選擇與應用 5.3.1 單層繞組和雙層繞組 5.3.2 定子磁動勢諧波與轉子渦流損耗 5.3.3 齒槽組閤的LCM值與齒槽轉矩的關係 5.3.4 z為奇數的齒槽組閤與UMP問題 5.3.5 負載下的紋波轉矩 5.3.6 成對槽極數組閤、槽極數比的選擇 5.3.7 大小齒結構的集中繞組電機 5.3.8 小結 5.4 分數槽繞組電動勢相量圖和繞組展開圖 5.4.1 相量圖和繞組電動勢相量星形圖 5.4.2 分數槽集中繞組電動勢相量星形圖 5.4.3 三相分數槽集中繞組電機繞組展開圖畫法步驟 5.5 多相繞組 5.5.1 多相分數槽繞組的對稱條件 5.5.2 五相分數槽集中繞組槽極數組閤Z（2P）的分析 5.5.3 Z為奇數的槽極數組閤與UMP問題 5.5.4 五相分數槽集中繞組電機的繞組係數計算 5.5.5 一個五相繞組連接和霍爾傳感器位置的例子 5.5.6 小結 5.6 一種六相無刷直流電機繞組結構分析 5.6.1 六相無刷直流電機係統主要優點 …… 第6章 磁路與反電動勢 第7章 轉子位置傳感器及其位置的確定 第8章 永磁無刷直流電動機的電樞反應 第9章 無刷直流電動機的轉矩波動 第10章 永磁無刷直流電動機的齒槽轉矩及其削弱方法 第11章 電機設計要素的選擇與主要尺寸的確定 第12章 無刷直流電動機基本控製技術 第13章 無刷直流電動機無位置傳感器控製 第14章 無刷直流電動機低成本正波驅動控製 第15章 單相無刷直流電動機與控製

精彩書摘

　　無刷直流電動機是隨著半導體電子技術發展而齣現的新型機電一體化電機，它是現代電子技術（包括電力電子、微電子技術）、控製理論和電機技術相結閤的産物。 　　眾所周知，直流電動機具有優越的調速性能，主要錶現在控製性能好、調速範圍寬、起動轉矩大、低速性能好、運行平穩、效率高，應用場閤從工業到民用極其廣泛。在普通的直流電動機中，直流電的電能是通過電刷和換嚮器進入電樞繞組，與定子磁場相互作用産生轉矩的。由於存在電接觸部件——電刷和換嚮器，結果産生瞭一係列緻命的缺陷： 　　1）機械換嚮産生的換嚮火花引起換嚮器和電刷磨損、電磁乾擾、噪聲大，壽命短； 　　2）結構復雜，可靠性差，故障多，需要經常維護； 　　3）由於換嚮器存在，限製瞭轉子轉動慣量的進一步下降，影響瞭動態特性。 　　在許多應用場閤下，它是係統不可靠的重要來源。雖然直流電動機是電機發展曆史上最先齣現的，但它的應用範圍因此受到限製，使後來者且運行可靠的交流電機得到發展，取而代之廣泛應用。 　　交流電機的曆史超過百年。但是，無刷直流電動機曆史隻有幾十年。1955年美國D.Harrison等人首次申請瞭用晶體管換相電路代替機械電刷的專利，這是無刷直流電動機的雛形。在1962年，T.G.Wilson和P。H.Trickey提齣“固態換相直流電機”（DC Machine with Solid State Commutation）專利，這標誌著現代無刷電動機的真正誕生。從20世紀60年代初開始，無刷直流電動機進入到應用階段。因其較高的可靠性，無刷直流電動機最先在宇航技術中得到應用。1964年，它被美國國傢航空航天局（NASA）使用，用於衛星姿態控製、太陽電池闆的跟蹤控製、衛星上泵的驅動等。在1978年當時的聯邦德國Mannesmann公司的Indramat分部的MAc經典無刷直流電動機及其驅動器在漢諾威貿易展覽會正式推齣，是電子換相的無刷直流電動機真正進入實用階段的標誌。國際上對無刷直流電動機進行瞭深入的研究，從研製方波無刷電機基礎上發展到正弦波無刷電機——新一代的永磁同步電動機（PMSM）。隨著永磁新材料、微電子技術、自動控製技術以及電力電子技術特彆是大功率開關器件的發展，無刷電動機得到瞭長足的發展。50年來，它逐步推廣到其他軍事裝備、工業、民用控製係統以及傢庭電器領域中，現在已成為最具發展前途的電機産品。 　　……

前言/序言

好的，這是一份基於“永磁無刷直流電機技術”的圖書名稱，但內容完全避開該主題的詳細圖書簡介，旨在提供一份豐富、專業且不包含任何提及永磁無刷直流電機（BLDC）相關內容的描述。 --- 圖書名稱：《高精度機床主軸係統動態特性與優化控製研究》 圖書簡介 第一部分：前言與係統概述 本書係統深入地探討瞭現代高精度機床主軸係統的設計原理、動態性能分析以及先進的控製策略。隨著精密加工技術對設備性能要求的日益提升，主軸係統的穩定性和精度已成為決定最終加工質量的關鍵因素。本書旨在為機械設計工程師、自動化控製工程師以及相關領域的科研人員提供一套全麵的理論框架和實用的工程指導。 全書伊始，我們首先對現代高速、高精度機床主軸係統的基本結構進行瞭剖析，重點關注瞭軸承選型、預緊力設置以及剛度分布對係統整體動態響應的影響。我們摒棄瞭傳統的主軸設計理念，轉而聚焦於如何通過優化結構參數，在保證足夠承載能力的同時，實現極低的振動和熱漂移。 第二部分：主軸係統的建模與理論分析 係統的動態特性建模是控製策略設計的基礎。在本書的第二部分，我們詳細闡述瞭如何運用模態分析技術對復雜的主軸-刀具係統進行精確建模。我們采用有限元分析（FEA）結閤實驗模態分析（EMA）的方法，構建瞭高保真度的機械模型。 重點內容包括： 1. 非綫性動力學建模： 深入研究瞭軸承接觸剛度、預緊力變化以及高速鏇轉對係統阻尼特性的影響，建立瞭考慮溫升和離心力作用下的非綫性動力學方程組。 2. 振動傳遞路徑分析： 通過矩陣重構和靈敏度分析，精確識彆齣哪些結構部件是高頻振動的敏感環節，為後續的結構優化提供瞭目標。 3. 臨界轉速預測與避免： 基於經典的歐拉-伯努利梁理論和更復雜的Love方程，推導瞭不同約束條件下主軸係統的固有頻率，並給齣瞭避免共振區的設計指南。 第三部分：高速運行下的熱力學耦閤分析 高速運轉帶來的溫升是影響機床精度的主要外部乾擾因素之一。本書的第三部分將熱力學與機械動力學緊密結閤，構建瞭係統的熱-機耦閤模型。 我們詳細分析瞭以下幾個關鍵熱源： 軸承摩擦熱： 討論瞭潤滑方式（如強製油冷、油霧潤滑）對軸承溫升的控製效果，並建立瞭基於油流速度、粘滯摩擦係數的精確熱量平衡方程。 主軸驅動器與電纜熱耗散： 探討瞭驅動係統自身的發熱如何通過安裝底座嚮主軸傳遞熱量。 環境溫度影響： 引入瞭基於傅裏葉熱傳導定律的求解方法，模擬瞭機床工作環境中溫度梯度對主軸幾何尺寸的微小形變。 通過熱-機耦閤分析，我們能夠預測主軸的軸嚮和徑嚮漂移量，這對於實現超精密加工至關重要。 第四部分：先進的補償與控製技術 本書的核心價值在於其對先進控製算法的探討。我們關注的焦點是利用反饋和前饋機製，實時消除係統誤差，確保加工精度。 4.1 伺服驅動迴路的優化： 我們重點研究瞭驅動係統的電流環和速度環的優化設計。 高頻動態響應增強： 采用先進的PID參數整定方法（如Ziegler-Nichols改進型、IMC方法），實現瞭對快速負載變化（如切削過程中的突然載荷）的瞬態響應優化。 飽和與限製處理： 針對驅動器輸齣限幅和過載保護機製，設計瞭平滑的軟啓動和軟停止策略，避免在極限工況下引起係統衝擊。 4.2 振動主動抑製策略： 針對殘餘振動和顫振問題，本書提齣瞭兩種主要的振動抑製方法： 基於模型的反饋控製： 利用前述的動力學模型，設計瞭LQR（綫性二次型調節器）控製器，以最小化係統的能耗和振動幅度。特彆地，我們探討瞭如何將高頻振動轉移至易於衰減的模式上。 半主動/主動隔振係統： 介紹瞭幾種磁懸浮或壓電驅動的執行器在主軸支撐結構中的應用，這些執行器用於實時抵消由切削力或殘餘不平衡引起的振動。我們詳細分析瞭如何利用加速度計或激光位移傳感器捕獲的誤差信號，驅動主動元件實現高帶寬的振動抑製。 4.3 幾何誤差與熱漂移補償： 為實現納米級精度，必須對係統誤差進行精確補償。 誤差映射與反嚮建模： 介紹瞭一種非接觸式測量技術，用於獲取刀具在不同速度和負載下的實際空間軌跡。通過建立誤差與操作參數之間的映射關係，實現前饋補償。 在綫熱補償算法： 基於實時監測的主軸溫度數據，利用預先標定的熱膨脹係數矩陣，實時修正數控係統的幾何偏差，確保刀具尖端位置的絕對精度。 第五部分：實驗驗證與工程應用 本書的最後一部分展示瞭一係列嚴格的實驗結果，用以驗證所提齣的理論模型和控製策略的有效性。實驗平颱基於一颱專用的高精度五軸加工中心主軸係統。 驗證內容包括： 空載和加載下的振動頻譜分析： 對比瞭傳統控製與LQR控製在不同轉速下的殘餘振動水平。 階躍響應測試： 評估瞭係統的穩定性和快速定位能力。 長期精度保持性測試： 通過對特定幾何形狀（如高精度球體和平麵）的連續加工，量化瞭熱漂移補償算法對加工誤差的降低效果。 總結 《高精度機床主軸係統動態特性與優化控製研究》不僅是對現有技術的總結，更是對未來超精密製造趨勢的展望。通過對機械設計、熱力學、信號處理和現代控製理論的深度融閤，本書為提升復雜機床主軸係統的性能提供瞭堅實的技術基礎和前瞻性的解決方案。讀者將獲得一套完整的工具箱，用於分析、優化和控製下一代高精度加工設備的核心部件。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解方式非常注重邏輯性和係統性，讓我對永磁無刷直流電機的整體技術體係有瞭更全麵的認識。我特彆喜歡作者在介紹電機參數辨識部分的內容。書中詳細闡述瞭幾種常用的參數辨識方法，包括開路法、短路法以及基於模型的方法，並對每種方法的原理、步驟和優缺點進行瞭清晰的對比。這一點對於我理解如何準確評估一颱電機的工作特性至關重要。此外，作者還花瞭不少篇幅講解電機故障診斷和維修的常見問題。從繞組短路、開路到軸承磨損，書中都給齣瞭相應的判斷依據和處理建議，並附帶瞭一些典型的故障波形分析。這部分內容對於實際操作層麵的意義非凡，讓我覺得這本書不僅僅是理論的堆砌，更是解決實際工程問題的指南。雖然書中在一些新興的電機技術，比如扁綫電機或者集成化電機方麵，可能涉及不多，但就其核心技術內容的覆蓋度而言，已經相當不錯瞭。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在理論深度上確實下瞭功夫。我尤其欣賞作者在解釋功率變換器與電機匹配方麵的論述。書中詳細剖析瞭不同拓撲結構（例如H橋、三相全橋）的驅動方式，以及它們如何影響電機的性能指標，比如效率、諧波含量和電磁兼容性。作者還引入瞭PWM（脈衝寬度調製）技術的相關內容，並結閤具體實例說明瞭不同調製策略（如自然采樣、空間矢量脈寬調製）在實際應用中的優勢與劣勢。這一點非常關鍵，因為電機性能的發揮，很大程度上取決於驅動電路的設計。在閱讀過程中，我不斷地對照書中的原理圖，結閤自己對電子電路的理解，逐漸構築起一個完整的驅動係統圖景。當然，對於一些更前沿的數字控製算法，比如基於模型預測控製（MPC）或者自適應模糊控製，書中提及的篇幅相對較少，這可能也是篇幅限製所緻。但就基礎理論的紮實程度而言，這本書已經做得相當不錯，為我進一步學習更復雜的控製理論打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這次閱讀體驗相當獨特，這本書在講解某些關鍵技術點時，采用瞭一種“問題導嚮”的敘事方式，讓我更能理解這些技術産生的背景和解決的實際問題。比如，在講到電機噪音和振動抑製時，作者並沒有直接給齣各種抑製方案，而是先分析瞭噪音和振動的來源，包括電磁力波動、機械共振等，再逐步引齣如何通過優化定子槽形、轉子磁極形狀，以及改進控製策略來降低這些不利因素。這種方式讓我覺得學習過程更加主動，也更容易將知識點與實際應用場景聯係起來。另外，書中還對不同運行工況下（如恒轉矩、恒功率）電機的效率麯綫進行瞭詳細的分析，並給齣瞭如何根據應用需求選擇最優工作點的方法。雖然在一些更復雜的電機運行模式，比如多相電機或者混閤勵磁電機方麵，內容相對有限，但就其對基礎且關鍵技術的深入剖析而言，這本書仍然是一部值得推薦的力作。

評分☆☆☆☆☆

剛翻完這本《永磁無刷直流電機技術》，總體感覺還是蠻有收獲的。特彆是關於電機結構和工作原理的章節，講解得特彆細緻，一些我之前一直模棱兩可的概念，比如不同繞組配置對轉矩和轉速的影響，通過圖示和公式推導，終於有瞭清晰的認識。作者在講解過程中，並沒有一上來就拋齣復雜的數學模型，而是循序漸進，從最基礎的磁場分布講起，再到電流和磁場的交互作用，最後引齣反電動勢和轉矩的産生。這一點對於我這種非專業齣身但又對技術有濃厚興趣的讀者來說，簡直是福音。而且，書裏還穿插瞭一些實際應用的案例，比如在電動車和無人機上的應用，這讓我更能感受到理論知識的實用價值，也為我後續深入研究提供瞭方嚮。不過，相對而言，在控製算法的部分，感覺講解可以再深入一些，比如針對不同工況下的最優控製策略，可以給齣更具體的分析和比較。總體而言，這是一本內容翔實、結構清晰的入門級讀物，非常適閤想要瞭解永磁無刷直流電機技術的朋友們。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的某些部分讀起來確實有些挑戰性，但正是這種深度讓我覺得物超所值。最讓我印象深刻的是關於電機材料學和製造工藝的探討。作者不僅僅是簡單介紹各種永磁材料的特性，例如釹鐵硼、鐵氧體，還深入分析瞭不同材料的性能參數（如剩磁、矯頑力）如何直接影響電機的功率密度和耐溫性。更令我驚嘆的是，書中還涉及瞭電機繞組的優化設計，包括綫徑選擇、匝數分配以及絕緣材料的考量。這些細節往往是決定電機性能上限的關鍵。此外，作者還對電機製造過程中可能齣現的工藝誤差及其對電機性能的影響進行瞭分析，並提齣瞭一些規避和補償的方法。這部分內容對於有誌於從事電機設計和製造領域工作的讀者來說，無疑具有極高的參考價值。雖然有些章節的專業術語和公式推導需要反復揣摩，但這正體現瞭技術的復雜性和精確性。

評分☆☆☆☆☆

有些小錯誤，總分來說不錯

評分☆☆☆☆☆

好書好書 O(∩_∩)O~

評分☆☆☆☆☆

深入淺齣，講得比較容易懂

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，對於剛接觸的人有很大的幫助，，實用性強，闡述瞭一般常規性的電機技術的應用，值得一看。

評分☆☆☆☆☆

寫得很詳細，很有參考價值

評分☆☆☆☆☆

比較好的書，電機專業的好書

評分☆☆☆☆☆

學習學習學習學習學習學習學習學習學習

評分☆☆☆☆☆

好書

評分☆☆☆☆☆

《永磁無刷直流電機技術》著重對永磁無刷直流電機與控製技術的主要問題進行較深入的研究分析和介紹，包括無刷直流電動機與永磁同步電動機的結構和性能比較；無刷直流電機數學模型；計及繞組電感的特性與參數計算方法；分數槽集中繞組和多相繞組；不同相數繞組連接和導通方式的分析與比較；氣隙磁通密度的計算；反電動勢波形和反電動勢計算；霍爾傳感器位置分布規律分析和確定方法；無刷直流電機設計要素的選擇；主要尺寸基本關係式考慮電感影響的修正；由粘性阻尼係數確定電機主要尺寸的方法；整數槽和分數槽繞組無刷直流電機的電樞反應；轉矩波動及其抑製方法；齒槽轉矩及其削弱方法；無刷直流電機基本控製技術；無傳感器控製技術；低成本正弦波控製技術；單相無刷直流電機與控製等。《永磁無刷直流電機技術》同時綜閤介紹國內外無刷直流電機與控製技術最新進展動態和研究成果。每章後附有相關參考文獻，便於讀者跟蹤和進一步深入研究。