直線感應電動機的理論和電磁設計方法

前言

第一章

緒論

1.1 直線感應電動機的發(fā)展和應用

1.2 直線感應電動機的原理和類型

1.3 直線感應電動機與普通旋轉感應電動機的區(qū)別

1.4 初級繞組串聯(lián)和并聯(lián)的問題

1.5 直線感應電動機的優(yōu)點和缺點

1.6 行波電流層的概念

1.7 品質因數G的概念

1.8 基本電磁場方程式

第二章

直線感應電動機的氣隙磁場和軛磁場

2.1 概述

2.2 初級繞組為單層同心式(“全填充槽”)時第二種縱向靜態(tài)端部效應對空載氣隙磁場和軛磁場的影響

2.2.1 由奇數極引起的第二種縱向靜態(tài)端部效應對氣隙磁場和軛磁場的影響

2.2.2 由縱向端面磁通引起的第二種縱向靜態(tài)端部效應對氣隙磁場和軛磁場的影響

2.2.3 由鐵心飽和引起的第二種縱向靜態(tài)端部效應對空載氣隙磁場和軛磁場的影響

2.3 初級繞組為雙層疊繞式(“半填充槽”)時第二種縱向靜態(tài)端部效應對空載氣隙磁場和軛磁場的影響

2.4 空載氣隙磁場的二維場分析

2.5 圓筒型直線感應電動機的空載氣隙磁場

第三章

直線感應電動機的等值電路(計及端部效應)及其通用推導方法

3.1 直線感應電動機內部電磁功率的計算

3.2 虛擬的初級對稱相電勢的計算

3.3 計及端部效應影響的等值電路的通用推導方法

3.4 基于一維場分析并計及端部效應影響的等值電路(初級繞組為“全填充槽”)

3.4.1 端部效應的概念及其對氣隙磁場的影響

3.4.2 縱向動態(tài)端部效應的數學分析

3.4.3 第二種橫向端部效應的數學分析

3.4.4 縱向動態(tài)端部效應系數計算公式的推導

3.4.5 第二種橫向端部效應系數計算公式的推導

3.4.6 計及端部效應影響的等值電路

3.5 基于一維場分析并計及端部效應影響的等值電路(初級繞組為“半填充槽”)

3.5.1 氣隙磁場方程式及其求解

3.5.2 等值電路參數的計算公式

3.5.3 計及端部效應影響的等值電路

3.6 基于二維場分析并計及端部效應影響的等值電路(初級繞組為“半填充槽”)

3.7 計算和試驗的比較

第四章

短初級雙邊直線感應電動機的二維場理論及其等值電路

4.1 電機的物理模型

4.2 物理模型的矢量磁位方程式

4.3 矢量磁位方程式的求解

4.4 電機的等值電路

4.5 恒流驅動時電機工作特性的計算

第五章

短初級雙邊直線感應電動機的三維場理論

5.1 電機的物理模型

5.2 物理模型的矢量磁位方程式

5.3 矢量磁位方程式的求解

5.3.1 三維解的推導

5.3.2 三維解的計算結果

第六章

長初級雙邊直線感應電動機的理論

6.1 近似等值電路

6.2 繞組為串聯(lián)的一維場理論

6.3 繞組為并聯(lián)的一維場理論

第七章

單邊直線感應電動機的多層行波電磁場理論

7.1 單邊直線感應電動機的物理模型

7.2 多層通用模型的電磁場方程式和它的解析解

7.3 區(qū)域n的功率、損耗和切向電磁力、法向電磁力的計算

7.4 多層通用模型的表面阻抗

7.5 用表面阻抗表示電磁功率和電磁力的計算公式

7.6 復合次級單邊直線感應電動機垂直力和電磁推力的簡化計算

7.7 鋼次級單邊直線感應電動機的電磁推力和垂直力的計算

第八章

三相直線感應電動機的各種運行狀態(tài)及計算

8.1 電動運行狀態(tài)

8.2 制動運行狀態(tài)

8.2.1 回饋制動狀態(tài)

8.2.2 反接制動狀態(tài)

8.2.3 直流能耗制動狀態(tài)

第九章

直線感應電動機的電磁設計方法

9.1 主要尺寸計算公式

9.2 設計方法

9.2.1 內功率因數cosθi的計算公式

9.2.2 電機力能指標ηccosρ、內功率因數和反電勢系數之間的關系

9.2.3 電機氣隙δ和次級導體板厚度d的另一關系式

9.3 電磁設計程序和實例計算

9.3.1 設計原始數據

9.3.2 電磁負荷的選取

9.3.3 同步速度的選擇

9.3.4 主要尺寸的確定

9.3.5 初級繞組和沖片的確定

9.3.6 氣隙和次級導體的尺寸

9.3.7 磁路計算

9.3.8 等值電路參數計算

9.3.9 起動特性計算

附錄Ⅰ

運動導電媒質中的電磁場方程

附錄Ⅱ

考慮鐵心飽和時空載氣隙磁場的求解

參考文獻

作者通過大量試驗和長期的深入研究，對直線感應電動機獨有的許多現象和問題，如端部效應和初級繞組兩個邊端極“半填充槽”等從理論上進行了詳細的分析和研究。作者于1983年提出的關于直線感應電動機縱向動態(tài)端部效應和橫向端部效應的四個系數計算公式，被同行專家評為是一種有所創(chuàng)新的計算方法。對初級繞組兩個邊端極“半填充槽”的問題，作者用電磁理論和能量相等的關系得出了能正確反映這一影響的直線感應電動機等值電路參數的一些計算公式。作者在1992年根據“場路”復量功率相等的關系，提出了直線感應電動機等值電路的通用推導方法，該方法考慮了端部效應的影響，并適用于從一維到三維的電磁場理論分析。用該方法得出的基于二維電磁場理論分析的T型等值電路，既考慮了端部效應的影響，又把次級漏抗和次級導體集膚效應的計算問題解決了。它適應范圍廣、精確程度高，特別適用于交通運輸（如磁懸浮列車）中的大功率直線感應電動機特性的計算。

本書第三章的內容反映了這些研究結果。

本書第一章除了對直線感應電動機的發(fā)展、原理、類型和應用等做了扼要的敘述外，還對它與普通旋轉感應電動機之間的區(qū)別和它所獨有的許多現象及問題進行了系統(tǒng)的闡述、分類和論證；對其優(yōu)點和缺點做了詳細的說明。

由于直線感應電動機的特點，它的氣隙磁場和軛磁場比普通旋轉感應電動機的要復雜得多。第二章在參考國內外文獻的基礎上對它們進行了詳細的分析，得出的許多關于它們的計算公式和結果。對設計和計算直線感應電動機的性能有實用意義。直線感應電動機的理論比較復雜，需要用電磁場理論才能進行分析，關于這方面的資料國內外（特別是國外）已發(fā)表了很多，其中以S.Yamamura和M.Poloujadoff的有關論著比較深入系統(tǒng)，第四章是基于前者的二維場理論，然后根據本書第三章的方法對直線感應電動機的等值電路進行推導。第五章是以S.Yamamura和M.Poloujadoff的研究為基礎，詳細說明直線感應電動機三維電磁場的分析方法。第六章用一維電磁理論對長初級雙邊直線感應電動機做了詳細的分析，得出了一些有實用意義的計算公式和結果。第七章系統(tǒng)地敘述了用多層行波電磁場理論分析單邊直線感應電動機（復合次級和鋼次級）的方法，得出的簡明實用的垂直力計算公式對以單邊直線感應電動機為推進動力的磁懸浮列車的研究具有參考價值。2100433B

書中扼要敘述了直線感應電動機的發(fā)展、原理、類型和應用，對其特有的許多現象和問題做了詳細地論述?！吨本€感應電動機的理論和電磁設計方法》用電磁場理論系統(tǒng)地分析了各種類型直線感應電動機的磁場和電磁力。根據“場路”復量功率相等的關系，通過等值電路通用的推導方法和參數計算，把端部效應、次級漏抗、次級導體集膚效應和初級繞組“半填充槽”影響等問題從理論上比較合理地解決了。此外，書中還提出了一種新的電磁設計方法。

《直線感應電動機的理論和電磁設計方法》可供高等院校電機、電氣傳動專業(yè)的師生和從事電機工程的科技人員參考。