前言

常用縮略語(yǔ)和基本符號(hào)表

第1章緒論1

1.1電機(jī)在汽車中的應(yīng)用1

1.2汽車電機(jī)的發(fā)展2

1.2.1誕生期2

1.2.2初步繁榮期3

1.2.3電動(dòng)汽車再次復(fù)興3

1.3電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)的要求及發(fā)展趨勢(shì)4

1.4電動(dòng)汽車電機(jī)的分類和發(fā)展現(xiàn)狀6

1.4.1電動(dòng)汽車電機(jī)的分類6

1.4.2各類型汽車電機(jī)7

1.4.3電動(dòng)汽車電機(jī)的技術(shù)條件10

1.5起動(dòng)發(fā)電機(jī)的分類和研究現(xiàn)狀11

1.5.1起動(dòng)發(fā)電機(jī)的分類11

1.5.2起動(dòng)發(fā)電機(jī)的研究現(xiàn)狀13

1.6電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)方式的選擇15

思考題17

第2章電力電子器件與能量轉(zhuǎn)換電路18

2.1汽車電力電子技術(shù)18

2.1.1汽車電力電子技術(shù)的由來(lái)18

2.1.2功率半導(dǎo)體器件的定義19

2.1.3電力電子系統(tǒng)的組成20

2.1.4功率半導(dǎo)體器件的分類20

2.2功率二極管22

2.2.1功率二極管的結(jié)構(gòu)22

2.2.2功率二極管的特性23

2.2.3功率二極管的主要參數(shù)23

2.3晶閘管24

2.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)24

2.3.2晶閘管的工作原理25

2.3.3晶閘管的基本特性25

2.4電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 （MOSFET）27

2.4.1結(jié)構(gòu)與工作原理27

2.4.2工作特性28

2.4.3主要參數(shù)與安全工作區(qū)29

2.5絕緣柵雙極型晶體管 （IGBT）29

2.5.1結(jié)構(gòu)與工作原理29

2.5.2工作特性30

2.5.3擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)31

2.5.4IGBT驅(qū)動(dòng)電路33

2.6功率集成電路33

2.7DC-DC變換器36

2.7.1DC-DC變換的基本控制思路36

2.7.2Buck變換器38

2.7.3Boost變換器40

2.7.4Boost-Buck變換器41

2.8DC-AC 無(wú)源逆變電路42

2.8.1脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路基本原理42

2.8.2正弦脈寬調(diào)制方法46

2.8.3電流滯環(huán)控制PWM48

思考題49

第3章磁性材料與磁路50

3.1磁性材料基本概念50

3.1.1電磁基本概念50

3.1.2磁路及其基本定理52

3.2常用鐵磁材料56

3.2.1磁化及磁滯56

3.2.2常用軟磁材料60

3.2.3永磁材料61

3.2.4電機(jī)磁性材料的測(cè)試64

3.3機(jī)電能量轉(zhuǎn)換65

3.3.1機(jī)電能量轉(zhuǎn)換基本原理65

3.3.2電感及儲(chǔ)能66

思考題68

第4章汽車直流電機(jī)69

4.1汽車直流電機(jī)的原理69

4.2汽車直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)71

4.2.1定子71

4.2.2轉(zhuǎn)子73

4.2.3電樞繞組74

4.2.4直流電機(jī)的勵(lì)磁79

4.3汽車直流電機(jī)的電磁特性79

4.3.1直流電機(jī)的磁場(chǎng)79

4.3.2直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩82

4.3.3直流電機(jī)的基本方程85

4.3.4直流電機(jī)的運(yùn)行特性88

4.4直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制92

思考題95

第5章汽車交流電機(jī)繞組和磁場(chǎng)96

5.1汽車交流電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)96

5.1.1電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生96

5.1.2交流電機(jī)結(jié)構(gòu)97

5.2交流電機(jī)的繞組101

5.2.1交流繞組基本理論101

5.2.2三相單層繞組102

5.2.3三相雙層繞組105

5.2.4發(fā)卡繞組107

5.3正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)109

5.3.1導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)109

5.3.2整距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)110

5.3.3短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)111

5.3.4線圈組的電動(dòng)勢(shì)111

5.3.5相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)112

5.4交流發(fā)電機(jī)工作特性113

思考題115

第6章汽車感應(yīng)電機(jī)116

6.1感應(yīng)電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)116

6.1.1感應(yīng)電機(jī)的工作原理116

6.1.2感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)117

6.1.3感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)119

6.1.4感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)120

6.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)121

6.3三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定123

6.3.1空載試驗(yàn)與勵(lì)磁參數(shù)的測(cè)定123

6.3.2堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及短路參數(shù)124

6.4功率關(guān)系、功率方程和轉(zhuǎn)矩方程126

6.4.1功率關(guān)系126

6.4.2功率方程127

6.4.3轉(zhuǎn)矩方程127

6.5感應(yīng)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性128

6.5.1電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式128

6.5.2機(jī)械特性128

6.5.3電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式131

6.6感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速131

6.6.1調(diào)速方法簡(jiǎn)介131

6.6.2變頻調(diào)速方法134

思考題135

第7章汽車永磁電機(jī)136

7.1永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)的對(duì)比136

7.2永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理137

7.2.1永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)137

7.2.2永磁同步電機(jī)的工作原理141

7.2.3永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型142

7.3永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)146

7.3.1永磁同步電機(jī)變換器及控制策略146

7.3.2磁場(chǎng)定向控制150

7.3.3永磁同步電機(jī)的弱磁控制151

7.3.4永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感技術(shù)153

7.4永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理159

7.4.1永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)159

7.4.2永磁無(wú)刷直流電機(jī)的極槽配合159

7.4.3永磁無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行原理164

7.4.4永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型167

7.5永磁無(wú)刷直流電機(jī)的控制技術(shù)168

7.5.1逆變器與開(kāi)關(guān)策略168

7.5.2提前角控制170

7.6輪轂電機(jī)技術(shù)172

7.6.1輪轂電機(jī)的研究背景172

7.6.2輪轂電機(jī)的研究現(xiàn)狀173

7.6.3輪轂電機(jī)的特點(diǎn)分析174

7.7混合勵(lì)磁電機(jī)技術(shù)175

7.7.1混合勵(lì)磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)175

7.7.2混合勵(lì)磁電機(jī)的研究現(xiàn)狀176

7.8永磁同步磁阻電機(jī)技術(shù)179

7.8.1永磁同步磁阻電機(jī)的提出179

7.8.2永磁同步磁阻電機(jī)的研究現(xiàn)狀180

思考題183

第8章汽車磁阻類電機(jī)185

8.1磁阻類電機(jī)概述185

8.1.1磁阻類電機(jī)的提出185

8.1.2磁阻類電機(jī)的分類187

8.2開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理188

8.2.1開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)188

8.2.2開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本原理190

8.2.3開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本電磁原理192

8.2.4開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的物理狀態(tài)197

8.2.5開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型199

8.3開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制策略200

8.3.1開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)200

8.3.2開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制方式201

8.3.3開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的功率變換器204

8.4雙凸極電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理206

8.4.1雙凸極電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)206

8.4.2雙凸極電機(jī)的磁路特性207

8.4.3雙凸極電機(jī)的原理209

8.4.4多相雙凸極電機(jī)的結(jié)構(gòu)211

8.4.5混合勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的結(jié)構(gòu)219

8.4.6電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的數(shù)學(xué)模型221

8.5雙凸極電機(jī)的控制技術(shù)222

8.5.1單相工作模式與雙相工作模式222

8.5.2雙凸極電機(jī)電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換控制223

8.5.3電勵(lì)磁雙凸極電動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)228

8.5.4系統(tǒng)控制器軟件設(shè)計(jì)235

思考題238

第9章汽車電機(jī)仿真239

9.1模型的建立239

9.1.1模型的結(jié)構(gòu)建立239

9.1.2材料的定義及分配240

9.1.3繞組分相情況241

9.1.4電動(dòng)汽車發(fā)卡繞組PMSM有限元模型241

9.2電機(jī)模型的穩(wěn)態(tài)場(chǎng)分析242

9.2.1電機(jī)磁力線和磁通密度分布243

9.2.2電機(jī)氣隙磁密244

9.3電機(jī)模型的瞬態(tài)場(chǎng)分析244

9.3.1電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩244

9.3.2電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩246

9.3.3電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)及諧波246

9.4發(fā)卡繞組與圓線繞組PMSM的熱場(chǎng)247

9.4.1電機(jī)熱場(chǎng)分析方法247

9.4.2電機(jī)熱場(chǎng)模型的建立249

9.4.3發(fā)卡繞組PMSM定子鐵耗分析250

9.4.4發(fā)卡繞組PMSM與圓線繞組PMSM熱場(chǎng)對(duì)比251

思考題254

參考文獻(xiàn)255

......