机电能量转换

本书主要介绍机电能量转换的基本原理及应用，共7章，分别为：机电能量转换装置及发展、基本电磁定律和磁场储能、机电能量转换原理、机电系统运动方程、坐标变换与原型电机、传统电机的分析、磁阻电机的分析，其中一些内容融入了作者近年的研究成果。 本书可作为高等院校机电类相关专业的研究生教材，也可作为电气工程、电机及控制等相关方向科研、工程技术人员的参考书。

陈志辉，南京航空航天大学电气工程系教授，博士生导师，长期从事电气工程学科的教学与科研工作，发表论文多篇，获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖各一项，获省部级科技奖励6项，并获得过江苏省青年科技奖。

第1章 机电能量转换装置及发展
1.1 机电能量转换装置的分类
1.2 机电能量转换装置的发展
习题与思考题1
第2章 基本电磁定律和磁场储能
2.1 静磁场中的基本定律
2.1.1 洛伦兹力定律
2.1.2 毕奥-萨伐尔定律
2.1.3 安培环路定律
2.2 磁导率和磁场强度
2.3 判断电磁力的相互作用原理和对齐原理
2.3.1 相互作用原理
2.3.2 对齐原理
2.4 磁路与气隙中的边缘效应
2.5 电磁感应定律
2.6 磁滞曲线
2.7 永磁体的特性
2.8 小结
习题与思考题2
第3章 机电能量转换原理
3.1 机电能量转换过程的能量关系
3.2 保守系统和状态函数
3.3 单边激励机电装置的分析
3.3.1 输入耦合场的净电能
3.3.2 磁场储能
3.3.3 磁场力
3.3.4 借助图形分析磁场力
3.4 双边激励机电装置的分析
3.4.1 输入耦合场的净电能
3.4.2 磁场储能
3.4.3 电磁转矩
3.4.4 多边激励机电装置
3.5 以电场作为耦合场的机电装置
3.5.1 电场能和电场力
3.5.2 电场型电机的分析
3.5.3 电场型机电装置与磁场型机电装置的比较
3.6 永磁系统中的力与转矩
3.7 机电能量转换的条件
3.8 旋转电机的电磁转矩
3.8.1 隐极电机的分析
3.8.2 凸极电机的分析
3.8.3 电机产生平均电磁转矩的条件
3.9 麦克斯韦应力张量
3.10 电磁铁动铁的受力分析
3.10.1 电磁力有限元暂态仿真法
3.10.2 虚功法
3.10.3 电磁力公式法
3.10.4 磁能密度法
3.11 小结
习题与思考题3
第4章 机电系统运动方程
4.1 机电类比
4.1.1 机械系统和机械元件模型
4.1.2 电路的对偶关系
4.1.3 机械系统和电系统的类比关系
4.1.4 机械系统的模拟电路
4.2 机电系统的能量与拉格朗日函数
4.2.1 拉格朗日方程反演
4.2.2 广义坐标与拉格朗日函数
4.3 拉格朗日方程与汉密尔顿运动方程
4.3.1 变分的概念
4.3.2 拉格朗日方程的推导
4.3.3 汉密尔顿运动方程
4.3.4 拉格朗日方程应用条件
4.4 拉格朗日方程应用
4.5 小结
习题与思考题4
第5章 坐标变换与原型电机
5.1 机电能量转换装置的运动方程分类
5.2 三相电机的气隙磁通势
5.3 综合矢量
5.4 电机常用坐标系统
5.4.1 αβ0坐标系统
5.4.2 dq0坐标系统
5.4.3 120坐标系统
5.4.4 FB0坐标系统
5.4.5 功率不变约束下的αβ0变换和dq0变换
5.5 电机统一理论
5.6 小结
习题与思考题5
第6章 传统电机的分析
6.1 直流电机
6.1.1 理想他励直流电机的运动方程
6.1.2 复合励磁方式的直流电机运动方程
6.1.3 直流电机的补偿绕组及换向极
6.2 感应电机
6.2.1 基于三相物理量的感应电机运动方程
6.2.2 基于两相静止坐标系的感应电机运动方程
6.2.3 基于两相同步旋转dq0坐标系的感应电机运动方程
6.2.4 转子磁链定向的MT0坐标系下的感应电机运动方程
6.2.5 感应电机矢量控制策略
6.2.6 感应电机直接转矩控制（DTC）策略
6.3 同步电机
6.3.1 基于三相物理量的同步电机运动方程
6.3.2 基于两相旋转坐标系的同步电机运动方程
6.3.3 永磁同步电机运动方程
6.4 小结
习题与思考题6
第7章 磁阻电机的分析
7.1 开关磁阻电机
7.1.1 运动方程
7.1.2 开关磁阻电机的控制仿真与分析
7.2 双凸极电机
7.2.1 运动方程
7.2.2 双凸极电机的控制仿真与分析
7.3 小结
习题与思考题7
参考文献