现代永磁电机理论与设计

与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁 电机具有结构简单、运行可靠，体积小、质量轻，损 耗小、效率高，电机的形状和尺寸可以灵活多样等显 著优点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天 、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。 唐任远编著的《现代永磁电机理论与设计》是沈 阳工业大学特种电机研究所多年来从事水磁电机研究 和开发的科研成果的整理和总结。书中阐述了近年来 形成的适于运用计算机的永磁电机研究分析方法，它 以等效磁路解析求解为主、结合电磁场数值计算等现 代设计方法。书中分析了多种基本类型现代永磁电机 的运行原理、结构、计算方法和设计特点。书中以稀 土永磁电机为重点，但其基本内容同样适用于铝镍钴 永磁、铁氧体永磁等其他永磁电机。 全书力求贯彻理论联系实际的原则，既阐明基本 原理和基本概念，又提供在设计、制造和运行中需要 的基本公式、参考数据和曲线，同时力求反映所述永 磁电机的新技术、新成就和实际应用动态。其中有四 种基本类型永磁电机附有可供实用的电磁计算程序和 算例，还提供了两种永磁电机电磁计算的计算机源程 序。 本书可供从事永磁电机研究、设计、制造、试验 和运行的科技人员参考；也可作为高等学校电机和电 器专业的研究生教材；还可作为电工类专业、自动控 制类专业的师生和有关技术人员的教学参考书或继续 教育教材。

唐任远(Tang Renyuan)1931年生于上海，1952年毕业于上海交通大学电机系．现任沈阳工业大学教授、博士生导师、特种电机研究所所长，兼任中国电工技术学会理事、永磁电机专业委员会主任委员，全国稀土永磁电机协作网副理事长。 自1978年以来，长期从事稀土永磁电机的研究和开发。1980年以来，主持完成了国内第一台通过鉴定的稀土永磁发电机，获原第一机械工业部重大科技成果奖。与东方电机厂、哈尔滨电机厂和上海电机厂联合研制成功的40—160kVA稀土永磁副励磁机，提高了发电厂的运行可靠性，取得了显著的经济效益，鉴定为国际上容量最大的稀土永磁副励磁机，技术性能达到国际先进水平，分别获得国家科技进步二等奖和机械工业部科技进步二等奖。主持研制成功了“自起动永磁同步电动机”、“永磁宽调速伺服电动机”等多项成果。 唐任远教授对稀土永磁电机的等效磁路模拟和计算、电磁场分析与计算、优化设计、动态性能仿真、CAD、结构工艺和测试方法等理论和设计的研究取得了令人瞩目的成就。主持完成的国家自然科学基金项目《中型稀土永磁电机设计方法及其原理的研究》达到了国际先进水平，获得了辽宁省和沈阳市科技进步一等奖。 唐任远教授在国内外已发表的学术论文共133篇，其中19篇在国际著名学术刊物上发表。出版了由他主编和主译的著作有6部。先后指导博士生、硕士生66名，教研成果突出，获得了辽宁省优秀教学成果二等奖。连续十年被评为辽宁省劳动模范，两次被评为沈阳市特等劳动模范，荣获全国“五一”劳动奖章，并被授予全国优秀科技工作者、辽宁省优秀专家等多项荣誉称号。

前言 主要符号表 第1章 绪论 1 永磁电机的发展概况 2 永磁电机的主要特点和应用 2.1 永磁同步发电机 2.2 高效永磁同步电动机 2.3 调速永磁同步电动机和无刷直流电动机 2.4 永磁直流电动机 2.5 永磁特种电机 3 永磁电机的研究推动了电机学科的发展 第2章 永磁材料的性能和选用 1 永磁材料磁性能的主要参数 1.1 退磁曲线 1.2 回复线 1.3 内禀退磁曲线 1.4 稳定性 2 铝镍钴永磁材料 3 铁氧体永磁材料 4 稀土永磁材料 4.1 稀土钴永磁材料 4.2 钕铁硼永磁材料 5 粘结永磁材料 5.1 粘结铁氧体永磁 5.2 粘结稀土钴永磁 5.3 粘结钕铁硼永磁 6 永磁材料的选择和应用注意事项 6.1 永磁材料的选择 6.2 应用注意事项 第3章 永磁电机磁路计算基础 1 永磁电机的等效磁路 1.1 永磁体等效成磁通源或磁动势源 1.2 外磁路的等效磁路 1.3 永磁电机的等效磁路 1.4 主磁导和漏磁导 1.5 漏磁系数和空载漏磁系数 2 等效磁路的解析法 2.1 等效磁路各参数的标幺值 2.2 等效磁路的解析解 2.3 解析法的应用 3 等效磁路的图解法 4 永磁体的最佳工作点 4.1 最大磁能的永磁体最佳工作点 4.2 最大有效磁能的永磁体最佳工作点 4.3 永磁体最佳工作点的应用 5 永磁体体积的估算 第4章 永磁电机电磁场数值计算 1 电磁场有限元法基本原理 1.1 条件变分问题及其离散化 1.2 边界条件的确定 1.3 网格剖分与运动问题的处理 2 永磁电机电磁场数值计算的特点 2.1 永磁体的面电流模型 2.2 永磁体平行充磁和径向充磁的模拟 2.3 永磁电机的局部失磁问题 3 永磁电机参数计算 3.1 气隙磁通密度 3.2 空载励磁电动势 3.3 电枢反应电抗与负载励磁电动势 3.4 漏磁系数和波形系数 …… 第5章 永磁直流电动机 第6章 永磁同步电动机基本理论和异步起动永磁同步电动机 第7章 调速永磁同步电动机 第8章 永磁同步发电机 第9章 盘式永磁电动机 第10章 永磁电机电磁计算CAD 第11章 永磁电机测试技术 附录1 导线规格表 附录2 导磁材料磁化曲线表和损耗曲线表 附录3 磁路和参数计算用图 附录4 常用定、转子槽比漏磁导计算 参考文献