永磁无刷直流电机技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

谭建成 著

图书标签:

• 永磁电机
• 无刷直流电机
• 电机控制
• 驱动技术
• 电力电子
• 电机设计
• 传感器
• 控制系统
• 自动化
• 新能源

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111334729

版次：1

商品编码：10645061

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-05-01

用纸：胶版纸

页数：335

字数：532000

内容简介

　　《永磁无刷直流电机技术》着重对永磁无刷直流电机与控制技术的主要问题进行较深入的研究分析和介绍，包括无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较；无刷直流电机数学模型；计及绕组电感的特性与参数计算方法；分数槽集中绕组和多相绕组；不同相数绕组连接和导通方式的分析与比较；气隙磁通密度的计算；反电动势波形和反电动势计算；霍尔传感器位置分布规律分析和确定方法；无刷直流电机设计要素的选择；主要尺寸基本关系式考虑电感影响的修正；由粘性阻尼系数确定电机主要尺寸的方法；整数槽和分数槽绕组无刷直流电机的电枢反应；转矩波动及其抑制方法；齿槽转矩及其削弱方法；无刷直流电机基本控制技术；无传感器控制技术；低成本正弦波控制技术；单相无刷直流电机与控制等。《永磁无刷直流电机技术》同时综合介绍国内外无刷直流电机与控制技术最新进展动态和研究成果。每章后附有相关参考文献，便于读者跟踪和进一步深入研究。 　　《永磁无刷直流电机技术》遵循理论研究与实用技术相结合的编写原则，可供即将从事或正在从事与无刷直流电机有关的研究开发、设计、生产、控制和应用的科技人员、管理人员，以及大专院校教师、学生和研究生参考。

目录

前言 第1章 绪论 1.1 无刷直流电动机是最具发展前途的机电一体化电机 1.2 无刷直流电动机的技术优势 1.3 21世纪是永磁无刷直流电动机广泛推广应用的世纪 1.4 推动无刷直流电动机技术和市场蓬勃发展的主要因素 1.5 无刷直流电动机技术发展动向 1.6 小结 参考文献 第2章 方波驱动与正弦波驱动的原理和比较 2.1 无刷直流电动机（BLDC）与永磁同步电动机（PMSM） 2.2 方波驱动和正弦波驱动的转矩产生原理 2.3 无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较 2.4 小结 参考文献 第3章 无刷直流电动机的绕组连接与导通方式及其选择 3.1 常见绕组连接与导通方式 3.1.1 两相绕组电机连接与导通方式 3.1.2 四相绕组电机连接与导通方式 3.1.3 三相绕组电机连接与导通方式 3.1.4 五相星形绕组电机连接与导通方式 3.1.5 小结 3.2 两相、三相和四相不同绕组连接和导通方式的分析比较 3.3 绕组利用率和最佳导通角的分析 3.3.1 桥式电路封闭绕组与星形绕组 3.3.2 非桥式m相无刷直流电动机最佳导通角的分析 3.3.3 小结 3.4 桥式换相的三相绕组△接法和丫接法的分析与选用 3.4.1 三相无刷直流电动机丫和△两种绕组接法及其转换关系 3.4.2 同一台电机采用三角形与星形接法的比较 3.4.3 3次谐波环流和采用三角形接法条件 3.4.4 应用实例 3.4.5 小结 3.5 在相同铜损耗条件下几种不同相数、不同导通角电机转矩的比较 参考文献 第4章 无刷直流电动机数学模型、特性和参数 4.1 无刷直流电动机简化模型和基本特性 4.1.1 基本假设和简化模型基本等效电路 4.1.2 无刷直流电动机机械特性的统一表达式 4.1.3 理想空载点平均电流不等于零 4.1.7 一个三相无刷直流电动机特性和系数计算例子 4.2 绕组电感对无刷直流电动机特性的影响 4.3 非桥式120。导通三相无刷直流电动机的非线性工作特性分析 4.4 计及绕组电感的三相无刷直流电动机数学模型和基本特性 4.4.1 换相过程分析和瞬态三相电流解析表达式 4.4.2 平均电流和平均电磁转矩表达式 4.4.3 平均电流和平均电磁转矩的简洁表达式和函数关系图 4.4.4 近似计算公式 4.4.5 转矩系数KT与反电动势系数KE 4.4.6 计及绕组电感的无刷直流电动机机械特性 4.4.7 图解法计算电机特性和实例验证 4.4.8 绕组电阻和电感值变化对电机特性的影响 4.4.9 小结， 4.5 无刷直流电动机单回路等效电路与视在电阻R 4.6 功率和效率、铜损耗和电流有效值计算 4.7 绕组电阻和电感的计算 4.7.1 电阻的计算 4.7.2 电感的计算 4.7.3 一个电感计算的例子 参考文献 第5章 无刷直流电动机分数槽绕组和多相绕组 5.1 无刷直流电动机定子与绕组结构 5.2 无刷直流电动机的分数槽绕组 5.2.1 分数槽绕组的优点 5.2.2 分数槽绕组槽极数z。／p。组合约束条件 5.2.3 三相绕组节距y=1的分数槽集中绕组z。／p。组合条件 5.2.4 三相分数槽绕组的绕组系数计算 5.2.5 成对出现的槽极数组合 5.2.6 ／小结 5.3 分数槽集中绕组槽极数组合的选择与应用 5.3.1 单层绕组和双层绕组 5.3.2 定子磁动势谐波与转子涡流损耗 5.3.3 齿槽组合的LCM值与齿槽转矩的关系 5.3.4 z为奇数的齿槽组合与UMP问题 5.3.5 负载下的纹波转矩 5.3.6 成对槽极数组合、槽极数比的选择 5.3.7 大小齿结构的集中绕组电机 5.3.8 小结 5.4 分数槽绕组电动势相量图和绕组展开图 5.4.1 相量图和绕组电动势相量星形图 5.4.2 分数槽集中绕组电动势相量星形图 5.4.3 三相分数槽集中绕组电机绕组展开图画法步骤 5.5 多相绕组 5.5.1 多相分数槽绕组的对称条件 5.5.2 五相分数槽集中绕组槽极数组合Z（2P）的分析 5.5.3 Z为奇数的槽极数组合与UMP问题 5.5.4 五相分数槽集中绕组电机的绕组系数计算 5.5.5 一个五相绕组连接和霍尔传感器位置的例子 5.5.6 小结 5.6 一种六相无刷直流电机绕组结构分析 5.6.1 六相无刷直流电机系统主要优点 …… 第6章 磁路与反电动势 第7章 转子位置传感器及其位置的确定 第8章 永磁无刷直流电动机的电枢反应 第9章 无刷直流电动机的转矩波动 第10章 永磁无刷直流电动机的齿槽转矩及其削弱方法 第11章 电机设计要素的选择与主要尺寸的确定 第12章 无刷直流电动机基本控制技术 第13章 无刷直流电动机无位置传感器控制 第14章 无刷直流电动机低成本正波驱动控制 第15章 单相无刷直流电动机与控制

精彩书摘

　　无刷直流电动机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机，它是现代电子技术（包括电力电子、微电子技术）、控制理论和电机技术相结合的产物。 　　众所周知，直流电动机具有优越的调速性能，主要表现在控制性能好、调速范围宽、起动转矩大、低速性能好、运行平稳、效率高，应用场合从工业到民用极其广泛。在普通的直流电动机中，直流电的电能是通过电刷和换向器进入电枢绕组，与定子磁场相互作用产生转矩的。由于存在电接触部件——电刷和换向器，结果产生了一系列致命的缺陷： 　　1）机械换向产生的换向火花引起换向器和电刷磨损、电磁干扰、噪声大，寿命短； 　　2）结构复杂，可靠性差，故障多，需要经常维护； 　　3）由于换向器存在，限制了转子转动惯量的进一步下降，影响了动态特性。 　　在许多应用场合下，它是系统不可靠的重要来源。虽然直流电动机是电机发展历史上最先出现的，但它的应用范围因此受到限制，使后来者且运行可靠的交流电机得到发展，取而代之广泛应用。 　　交流电机的历史超过百年。但是，无刷直流电动机历史只有几十年。1955年美国D.Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利，这是无刷直流电动机的雏形。在1962年，T.G.Wilson和P。H.Trickey提出“固态换相直流电机”（DC Machine with Solid State Commutation）专利，这标志着现代无刷电动机的真正诞生。从20世纪60年代初开始，无刷直流电动机进入到应用阶段。因其较高的可靠性，无刷直流电动机最先在宇航技术中得到应用。1964年，它被美国国家航空航天局（NASA）使用，用于卫星姿态控制、太阳电池板的跟踪控制、卫星上泵的驱动等。在1978年当时的联邦德国Mannesmann公司的Indramat分部的MAc经典无刷直流电动机及其驱动器在汉诺威贸易展览会正式推出，是电子换相的无刷直流电动机真正进入实用阶段的标志。国际上对无刷直流电动机进行了深入的研究，从研制方波无刷电机基础上发展到正弦波无刷电机——新一代的永磁同步电动机（PMSM）。随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了长足的发展。50年来，它逐步推广到其他军事装备、工业、民用控制系统以及家庭电器领域中，现在已成为最具发展前途的电机产品。 　　……

前言/序言

好的，这是一份基于“永磁无刷直流电机技术”的图书名称，但内容完全避开该主题的详细图书简介，旨在提供一份丰富、专业且不包含任何提及永磁无刷直流电机（BLDC）相关内容的描述。 --- 图书名称：《高精度机床主轴系统动态特性与优化控制研究》 图书简介 第一部分：前言与系统概述 本书系统深入地探讨了现代高精度机床主轴系统的设计原理、动态性能分析以及先进的控制策略。随着精密加工技术对设备性能要求的日益提升，主轴系统的稳定性和精度已成为决定最终加工质量的关键因素。本书旨在为机械设计工程师、自动化控制工程师以及相关领域的科研人员提供一套全面的理论框架和实用的工程指导。 全书伊始，我们首先对现代高速、高精度机床主轴系统的基本结构进行了剖析，重点关注了轴承选型、预紧力设置以及刚度分布对系统整体动态响应的影响。我们摒弃了传统的主轴设计理念，转而聚焦于如何通过优化结构参数，在保证足够承载能力的同时，实现极低的振动和热漂移。 第二部分：主轴系统的建模与理论分析 系统的动态特性建模是控制策略设计的基础。在本书的第二部分，我们详细阐述了如何运用模态分析技术对复杂的主轴-刀具系统进行精确建模。我们采用有限元分析（FEA）结合实验模态分析（EMA）的方法，构建了高保真度的机械模型。 重点内容包括： 1. 非线性动力学建模： 深入研究了轴承接触刚度、预紧力变化以及高速旋转对系统阻尼特性的影响，建立了考虑温升和离心力作用下的非线性动力学方程组。 2. 振动传递路径分析： 通过矩阵重构和灵敏度分析，精确识别出哪些结构部件是高频振动的敏感环节，为后续的结构优化提供了目标。 3. 临界转速预测与避免： 基于经典的欧拉-伯努利梁理论和更复杂的Love方程，推导了不同约束条件下主轴系统的固有频率，并给出了避免共振区的设计指南。 第三部分：高速运行下的热力学耦合分析 高速运转带来的温升是影响机床精度的主要外部干扰因素之一。本书的第三部分将热力学与机械动力学紧密结合，构建了系统的热-机耦合模型。 我们详细分析了以下几个关键热源： 轴承摩擦热： 讨论了润滑方式（如强制油冷、油雾润滑）对轴承温升的控制效果，并建立了基于油流速度、粘滞摩擦系数的精确热量平衡方程。 主轴驱动器与电缆热耗散： 探讨了驱动系统自身的发热如何通过安装底座向主轴传递热量。 环境温度影响： 引入了基于傅里叶热传导定律的求解方法，模拟了机床工作环境中温度梯度对主轴几何尺寸的微小形变。 通过热-机耦合分析，我们能够预测主轴的轴向和径向漂移量，这对于实现超精密加工至关重要。 第四部分：先进的补偿与控制技术 本书的核心价值在于其对先进控制算法的探讨。我们关注的焦点是利用反馈和前馈机制，实时消除系统误差，确保加工精度。 4.1 伺服驱动回路的优化： 我们重点研究了驱动系统的电流环和速度环的优化设计。 高频动态响应增强： 采用先进的PID参数整定方法（如Ziegler-Nichols改进型、IMC方法），实现了对快速负载变化（如切削过程中的突然载荷）的瞬态响应优化。 饱和与限制处理： 针对驱动器输出限幅和过载保护机制，设计了平滑的软启动和软停止策略，避免在极限工况下引起系统冲击。 4.2 振动主动抑制策略： 针对残余振动和颤振问题，本书提出了两种主要的振动抑制方法： 基于模型的反馈控制： 利用前述的动力学模型，设计了LQR（线性二次型调节器）控制器，以最小化系统的能耗和振动幅度。特别地，我们探讨了如何将高频振动转移至易于衰减的模式上。 半主动/主动隔振系统： 介绍了几种磁悬浮或压电驱动的执行器在主轴支撑结构中的应用，这些执行器用于实时抵消由切削力或残余不平衡引起的振动。我们详细分析了如何利用加速度计或激光位移传感器捕获的误差信号，驱动主动元件实现高带宽的振动抑制。 4.3 几何误差与热漂移补偿： 为实现纳米级精度，必须对系统误差进行精确补偿。 误差映射与反向建模： 介绍了一种非接触式测量技术，用于获取刀具在不同速度和负载下的实际空间轨迹。通过建立误差与操作参数之间的映射关系，实现前馈补偿。 在线热补偿算法： 基于实时监测的主轴温度数据，利用预先标定的热膨胀系数矩阵，实时修正数控系统的几何偏差，确保刀具尖端位置的绝对精度。 第五部分：实验验证与工程应用 本书的最后一部分展示了一系列严格的实验结果，用以验证所提出的理论模型和控制策略的有效性。实验平台基于一台专用的高精度五轴加工中心主轴系统。 验证内容包括： 空载和加载下的振动频谱分析： 对比了传统控制与LQR控制在不同转速下的残余振动水平。 阶跃响应测试： 评估了系统的稳定性和快速定位能力。 长期精度保持性测试： 通过对特定几何形状（如高精度球体和平面）的连续加工，量化了热漂移补偿算法对加工误差的降低效果。 总结 《高精度机床主轴系统动态特性与优化控制研究》不仅是对现有技术的总结，更是对未来超精密制造趋势的展望。通过对机械设计、热力学、信号处理和现代控制理论的深度融合，本书为提升复杂机床主轴系统的性能提供了坚实的技术基础和前瞻性的解决方案。读者将获得一套完整的工具箱，用于分析、优化和控制下一代高精度加工设备的核心部件。 ---

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的某些部分读起来确实有些挑战性，但正是这种深度让我觉得物超所值。最让我印象深刻的是关于电机材料学和制造工艺的探讨。作者不仅仅是简单介绍各种永磁材料的特性，例如钕铁硼、铁氧体，还深入分析了不同材料的性能参数（如剩磁、矫顽力）如何直接影响电机的功率密度和耐温性。更令我惊叹的是，书中还涉及了电机绕组的优化设计，包括线径选择、匝数分配以及绝缘材料的考量。这些细节往往是决定电机性能上限的关键。此外，作者还对电机制造过程中可能出现的工艺误差及其对电机性能的影响进行了分析，并提出了一些规避和补偿的方法。这部分内容对于有志于从事电机设计和制造领域工作的读者来说，无疑具有极高的参考价值。虽然有些章节的专业术语和公式推导需要反复揣摩，但这正体现了技术的复杂性和精确性。

评分☆☆☆☆☆

这次阅读体验相当独特，这本书在讲解某些关键技术点时，采用了一种“问题导向”的叙事方式，让我更能理解这些技术产生的背景和解决的实际问题。比如，在讲到电机噪音和振动抑制时，作者并没有直接给出各种抑制方案，而是先分析了噪音和振动的来源，包括电磁力波动、机械共振等，再逐步引出如何通过优化定子槽形、转子磁极形状，以及改进控制策略来降低这些不利因素。这种方式让我觉得学习过程更加主动，也更容易将知识点与实际应用场景联系起来。另外，书中还对不同运行工况下（如恒转矩、恒功率）电机的效率曲线进行了详细的分析，并给出了如何根据应用需求选择最优工作点的方法。虽然在一些更复杂的电机运行模式，比如多相电机或者混合励磁电机方面，内容相对有限，但就其对基础且关键技术的深入剖析而言，这本书仍然是一部值得推荐的力作。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在理论深度上确实下了功夫。我尤其欣赏作者在解释功率变换器与电机匹配方面的论述。书中详细剖析了不同拓扑结构（例如H桥、三相全桥）的驱动方式，以及它们如何影响电机的性能指标，比如效率、谐波含量和电磁兼容性。作者还引入了PWM（脉冲宽度调制）技术的相关内容，并结合具体实例说明了不同调制策略（如自然采样、空间矢量脉宽调制）在实际应用中的优势与劣势。这一点非常关键，因为电机性能的发挥，很大程度上取决于驱动电路的设计。在阅读过程中，我不断地对照书中的原理图，结合自己对电子电路的理解，逐渐构筑起一个完整的驱动系统图景。当然，对于一些更前沿的数字控制算法，比如基于模型预测控制（MPC）或者自适应模糊控制，书中提及的篇幅相对较少，这可能也是篇幅限制所致。但就基础理论的扎实程度而言，这本书已经做得相当不错，为我进一步学习更复杂的控制理论打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解方式非常注重逻辑性和系统性，让我对永磁无刷直流电机的整体技术体系有了更全面的认识。我特别喜欢作者在介绍电机参数辨识部分的内容。书中详细阐述了几种常用的参数辨识方法，包括开路法、短路法以及基于模型的方法，并对每种方法的原理、步骤和优缺点进行了清晰的对比。这一点对于我理解如何准确评估一台电机的工作特性至关重要。此外，作者还花了不少篇幅讲解电机故障诊断和维修的常见问题。从绕组短路、开路到轴承磨损，书中都给出了相应的判断依据和处理建议，并附带了一些典型的故障波形分析。这部分内容对于实际操作层面的意义非凡，让我觉得这本书不仅仅是理论的堆砌，更是解决实际工程问题的指南。虽然书中在一些新兴的电机技术，比如扁线电机或者集成化电机方面，可能涉及不多，但就其核心技术内容的覆盖度而言，已经相当不错了。

评分☆☆☆☆☆

刚翻完这本《永磁无刷直流电机技术》，总体感觉还是蛮有收获的。特别是关于电机结构和工作原理的章节，讲解得特别细致，一些我之前一直模棱两可的概念，比如不同绕组配置对转矩和转速的影响，通过图示和公式推导，终于有了清晰的认识。作者在讲解过程中，并没有一上来就抛出复杂的数学模型，而是循序渐进，从最基础的磁场分布讲起，再到电流和磁场的交互作用，最后引出反电动势和转矩的产生。这一点对于我这种非专业出身但又对技术有浓厚兴趣的读者来说，简直是福音。而且，书里还穿插了一些实际应用的案例，比如在电动车和无人机上的应用，这让我更能感受到理论知识的实用价值，也为我后续深入研究提供了方向。不过，相对而言，在控制算法的部分，感觉讲解可以再深入一些，比如针对不同工况下的最优控制策略，可以给出更具体的分析和比较。总体而言，这是一本内容翔实、结构清晰的入门级读物，非常适合想要了解永磁无刷直流电机技术的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

不错哦，没有推荐错！

评分☆☆☆☆☆

学习一下无刷电机

评分☆☆☆☆☆

很高

评分☆☆☆☆☆

内容比较充实,理论内容很多,实际应用内容相对较少

评分☆☆☆☆☆

只是有些东西写得太浅了点

评分☆☆☆☆☆

无刷直流电机。。。还没开始看 封面不错 京东送货很快

评分☆☆☆☆☆

工作需要，买来学习充电。

评分☆☆☆☆☆

包装有待改进

评分☆☆☆☆☆

最近在弄电机方面的项目，多看下电机的特性，以便能更好的控制。