直線感應(yīng)電動機的理論和電磁設(shè)計方法

前言

　　作者通過大量試驗和長期的深入研究，對直線感應(yīng)電動機獨有的許多現(xiàn)象和問題，如端部效應(yīng)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(guān)于直線感應(yīng)電動機縱向動態(tài)端部效應(yīng)和橫向端部效應(yīng)的四個系數(shù)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(guān)系得出了能正確反映這一影響的直線感應(yīng)電動機等值電路參數(shù)的一些計算公式。作者在1992年根據(jù)“場路”復(fù)量功率相等的關(guān)系，提出了直線感應(yīng)電動機等值電路的通用推導(dǎo)方法，該方法考慮了端部效應(yīng)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(yīng)的影響，又把次級漏抗和次級導(dǎo)體集膚效應(yīng)的計算問題解決了。它適應(yīng)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(yīng)電動機特性的計算?！　”緯谌碌膬?nèi)容反映了這些研究結(jié)果。　　本書第一章除了對直線感應(yīng)電動機的發(fā)展、原理、類型和應(yīng)用等做了扼要的敘述外，還對它與普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機之間的區(qū)別和它所獨有的許多現(xiàn)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?！　∮捎谥本€感應(yīng)電動機的特點，它的氣隙磁場和軛磁場比普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機的要復(fù)雜得多。第二章在參考國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上對它們進行了詳細的分析，得出的許多關(guān)于它們的計算公式和結(jié)果。對設(shè)計和計算直線感應(yīng)電動機的性能有實用意義。直線感應(yīng)電動機的理論比較復(fù)雜，需要用電磁場理論才能進行分析，關(guān)于這方面的資料國內(nèi)外（特別是國外）已發(fā)表了很多，其中以S.Yamamura和M.Poloujadoff的有關(guān)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(jù)本書第三章的方法對直線感應(yīng)電動機的等值電路進行推導(dǎo)。第五章是以S.Yamamura和M.Poloujadoff的研究為基礎(chǔ)，詳細說明直線感應(yīng)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(yīng)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(jié)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(yīng)電動機（復(fù)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(yīng)電動機為推進動力的磁懸浮列車的研究具有參考價值。

內(nèi)容概要

　　書中扼要敘述了直線感應(yīng)電動機的發(fā)展、原理、類型和應(yīng)用，對其特有的許多現(xiàn)象和問題做了詳細地論述?！吨本€感應(yīng)電動機的理論和電磁設(shè)計方法》用電磁場理論系統(tǒng)地分析了各種類型直線感應(yīng)電動機的磁場和電磁力。根據(jù)“場路”復(fù)量功率相等的關(guān)系，通過等值電路通用的推導(dǎo)方法和參數(shù)計算，把端部效應(yīng)、次級漏抗、次級導(dǎo)體集膚效應(yīng)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(shè)計方法。
　　《直線感應(yīng)電動機的理論和電磁設(shè)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。

書籍目錄

前言
第一章 緒論
　1.1 直線感應(yīng)電動機的發(fā)展和應(yīng)用
　1.2 直線感應(yīng)電動機的原理和類型
　1.3 直線感應(yīng)電動機與普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)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(yīng)電動機的優(yōu)點和缺點
　1.6 行波電流層的概念
　1.7 品質(zhì)因數(shù)G的概念
　1.8 基本電磁場方程式
第二章 直線感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電動機的空載氣隙磁場
第三章 直線感應(yīng)電動機的等值電路(計及端部效應(yīng))及其通用推導(dǎo)方法
　3.1 直線感應(yīng)電動機內(nèi)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(yīng)影響的等值電路的通用推導(dǎo)方法
　3.4 基于一維場分析并計及端部效應(yīng)影響的等值電路(初級繞組為“全填充槽”)
　3.5 基于一維場分析并計及端部效應(yīng)影響的等值電路(初級繞組為“半填充槽”)
　3.6 基于二維場分析并計及端部效應(yīng)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(yīng)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(qū)動時電機工作特性的計算
第五章 短初級雙邊直線感應(yīng)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
第六章 長初級雙邊直線感應(yīng)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(yīng)電動機的多層行波電磁場理論
第八章 三相直線感應(yīng)電動機的各種運行狀態(tài)及計算
第九章 直線感應(yīng)電動機的電磁設(shè)計方法
附錄Ⅰ 運動導(dǎo)電媒質(zhì)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

章節(jié)摘錄

　　直線感應(yīng)電動機是由普通旋轉(zhuǎn)交流感應(yīng)電動機演變而來的，從結(jié)構(gòu)類型看雖然它與普通交流感應(yīng)電動機不同，但是它們的基本原理是一樣的?！　∑毡閼?yīng)用的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機是鼠籠式感應(yīng)電動機，如圖1.1（a）所示。它由兩部分組成：一是靜止不動的所謂定子；另一是作旋轉(zhuǎn)運動的所謂轉(zhuǎn)子。定子上嵌有三相繞組，當把三相交流電流接通到該繞組時，在電機氣隙中就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，在這個磁場的作用下，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出電流，轉(zhuǎn)子電流和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生的電磁力矩，使轉(zhuǎn)子沿著磁場旋轉(zhuǎn)的方向作旋轉(zhuǎn)運動。如果用一片整塊的導(dǎo)體替換原來的鼠籠條，則圖1.1（a）變?yōu)閳D1.1（b），此時上述作用原理仍然不變?！　‖F(xiàn)在設(shè)想把圖1.1（b）沿徑向剖開并將它拉直，則得圖1.1（c），這就是由普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機直接演變而來的最原始的直線感應(yīng)電動機。由定子演變而來的一邊稱為初級或原邊，由轉(zhuǎn)子演變而來的一邊稱為次級或副邊。如果把三相交流電流接通到初級三相繞組上，在電機氣隙中就會產(chǎn)生直線移動磁場，在這個移動磁場的作用下，次級導(dǎo)體片中感應(yīng)出電流，這個電流與移動磁場相互作用產(chǎn)生的電磁推力，使次級沿著直線移動磁場移動的方向作直線運動，如圖1.1（d）所示。為了得到比較長的直線運動，必須延長次級或初級，如圖1.1（e）和圖1.1（f）所示。圖1.1（e）為短初級單邊直線感應(yīng)電動機，圖1.1（f）為長初級單邊直線感應(yīng)電動機。設(shè)想把圖1.1（e）次級的導(dǎo)體片與其鐵心分離，并把次級鐵心縮短到與初級等長，同時，在次級鐵心上開槽并放置三相繞組（與初級的一樣），則得短初級雙邊直線感應(yīng)電動機，如圖1.1（g）所示。同樣，由圖1.1（f）可以得出如圖1.1（h）所示的長初級雙邊直線感應(yīng)電動機。請注意：在圖1.1（g）和圖1.1（h）中的導(dǎo)體片為次級，其余部分為初級。

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