電機氣隙磁場調制統一理論是少有由中國學者創立的電機新理論；這一電機理論的新突破，不僅為電機的分析計算提供了新思路和新方法，而且給電機拓撲創新提供了一般性原則和方法。 唐任遠 等

●序言
前言
第1章 緒論1
1.1 電機發展歷史回顧1
1.2 經典電機學理論的局限性4
1.2.1 電機理論呈現碎片化4
1.2.2 原理分析存在局限性5
1.2.3 性能分析缺乏統一性5
1.3 磁場調制電機及其理論的發展概況6
1.4 本書的總體思路與框架9
參考文獻10
第2章 電機中的氣隙磁場調制現像16
2.1 磁場調制式磁齒輪16
2.1.1 基本結構與工作原理17
2.1.2 磁場調制效應的定性分析19
2.1.3 其他類型的磁齒輪22
2.2 外轉子聚磁式同軸磁齒輪結構及靜態特性24
2.2.1 外轉子聚磁式同軸磁齒輪結構25
2.2.2 靜態特性分析25
2.3 磁齒輪復合電機30
2.3.1 磁齒輪復合電機拓撲結構31
2.3.2 磁齒輪復合電機比較分析32
2.4 外轉子聚磁式磁場調制永磁電機37
2.4.1 FCFMPM電機基本結構37
2.4.2 FCFMPM電機特性分析38
2.4.3 FCFMPM電機主要尺寸關繫式53
2.4.4 FCFMPM樣機設計與實驗驗證55
2.4.5 與商業化小型風力發電機的比較60
2.5 初級永磁型遊標直線電機61
2.5.1 LPPMV電機的基本結構及運行原理61
2.5.2 LPPMV電計算66
2.5.3 LPPMV電機實驗驗證73
2.6 磁通切換永磁電機75
2.6.1 FSPM電機磁場調制機理75
2.6.2 FSPM電機電樞反應磁場調制機理77
2.6.3 FSPM電機轉矩產生機理81
2.7 雙饋電機82
2.7.1 雙饋電機的分類及工作原理82
2.7.2 級聯式無刷雙饋電機84
2.7.3 調制式無刷雙饋電機85
2.7.4 現有無刷雙饋電機的共性特點與個性差別91
2.8 電機原理的統一性92
參考文獻94
第3章 電機氣隙磁場調制統一理論99
3.1 概述99
3.2 經典繞組函數法及其局限性100
3.2.1 繞組磁動勢分析100
3.2.2 經典繞組函數法102
3.2.3 經典繞組函數法的局限性104
3.3 電機三要素107
3.3.1 勵磁源108
3.3.2 調制器109
3.3.3 濾波器110
3.4 三要素的數學表征110
3.4.1 源磁動勢110
3.4.2 調制算子114
3.4.3 濾波器122
3.4.4 電機統一模型124
3.5 統一轉矩分析126
3.5.1 統一轉矩方程126
3.5.2 繞線轉子凸極同步電機128
3.5.3 同步磁阻電機130
3.5.4 籠型感應電機131
3.5.5 無刷雙饋磁阻電機132
3.5.6 無刷雙饋感應電機133
3.5.7 磁通切換電機134
3.5.8 聚磁式場調制永磁電機(永磁遊標電機)143
參考文獻146
第4章 磁場調制行為分析149
4.1 概述149
4.2 電機內的磁場調制行為與轉矩成分149
4.2.1 同步調制和異步調制行為150
4.2.2 同步轉矩和異步轉矩分量151
4.3 磁場調制行為及轉矩成分的關繫152
4.3.1 常見電機拓撲的磁場調制描述152
4.3.2 常見電機結構轉矩成分解析159
4.3.3 實例分析——無刷雙饋電機161
4.4 不同調制器的磁場調制行為分析對比168
4.4.1 凸極磁阻調制器磁場調制行為168
4.4.2 多層磁障調制器磁場調制行為177
4.4.3 短路線圈調制器磁場調制行為181
4.5 不同調制器的等效性及互換性192
4.5.1 不同調制器等效性和互換性分析192
4.5.2 不同調制器互換及組合實例分析195
4.5.3 不同調制器互換的性能對比196
參考文獻203
第5章 基於磁場調制理論的電機性能分析與計算204
5.1 概述204
5.2 無刷雙饋電機204
5.2.1 無刷雙饋電機的定子繞組205
5.2.2 無刷雙饋電機的氣隙磁場分布及電感特性207
5.2.3 4/2對極無刷雙饋磁阻電機的定量分析217
5.3 6/8極磁通反向永磁電機231
5.3.1 結構參數對磁場調制效果的影響233
5.3.2 磁場調制行為235
5.3.3 實驗驗證238
5.4 籠型感應電機及電勵磁凸極同步電機的統一分析241
5.4.1 磁場調制行為242
5.4.2 電磁特性分析246
5.4.3 實驗驗證250
參考文獻252
第6章 電機拓撲結構創新255
6.1 創新方法255
6.1.1 改變勵磁源256
6.1.2 改變調制器257
6.1.3 改變濾波器257
6.1.4 改變三要素的相對位置257
6.1.5 改變三要素的相對運動狀態258
6.2 Π型鐵心雙凸極永磁電機259
6.2.1 電機結構與運行原理259
6.2.2 性能分析與比較266
6.2.3 樣機與實驗結果268
6.3 定子永磁型旋轉變壓器270
6.3.1 基本結構與工作原理270
6.3.2 奇數極的問題與磁場調制解決方法274
6.4 磁通反向永磁電機278
6.4.1 基於磁場調制理論的空載感應電動勢分析278
6.4.2 空載感應電動勢及其諧波分布285
6.5 整距繞組磁通切換永磁電機287
6.5.1 電機結構與運行原理287
6.5.2 關鍵尺寸參數設計289
6.5.3 比較分析292
6.6 轉子永磁型磁通切換電機292
6.6.1 電機結構及基本電磁特性293
6.6.2 轉子永磁型磁通切換電機轉矩產生機理305
6.7 雙轉子磁齒率分配電機313
6.7.1 MGPSM電機的基本結構與工作原理313
6.7.2 MGPSM電機的工作模式315
6.7.3 MGPSM電機磁路不對稱現像及影響317
6.7.4 互補式MGPSM電機的原理與實驗驗證321
6.8 定子超導勵磁磁場調制電機331
6.8.1 定子超導勵磁磁通切換電機332
6.8.2 雙定子磁場調制超導勵磁電機334
6.8.3 磁場調制超導電機的技術難點與展望337
參考文獻338
第7章 磁場調制理論的其他應用343
7.1 概述343
7.2 無刷雙饋電機的徑向力分析344
7.2.1 電機內的電磁振動和噪聲344
7.2.2 電機內的徑向力分析344
7.2.3 電機內的徑向力計算345
7.2.4 無不平衡磁拉力的極對數組合357
7.3 無軸承單極和交替極永磁交流電機的懸浮繞組設計357
7.3.1 繞組變極設計原理358
7.3.2 方案1：跨距y=4359
7.3.3 方案2：跨距y=5362
參考文獻365

本書繫統地介紹了電機氣隙磁場調制統一理論及應用方法，是作者團隊十多年研究成果的提煉和總結。在揭示氣隙磁場調制現像普遍性的基礎上，完整地闡述了電機氣隙磁場調制統一理論，結合實例介紹了如何利用磁場調制理論來分析計算電機性能，給出了指導電機拓撲創新的一般性原則和方法，並通過多個新型電機實例予以佐證。本書首次將電機氣隙磁場調制現像抽像化和理論化，創立了電機氣隙磁場調制理論，為電機的分析和計算提供了全新的視角和方法，豐富了電機學理論，是一本難得的佳作。本書適合電氣工程及相關領域的科研人員和研究生閱讀，也可供管理、設計、生產部門的人員參考。

程明 等 著