本书全面阐述了永磁电机电磁振动的产生机理，从理论层面深入分析了电磁力波及电磁振动的来源，揭示了电磁力波的谐波特征及对电机振动的影响规律；提出了永磁电机电磁振动的半解析计算方法，构建了高效高精度电磁振动计算平台；针对车用电机，阐明了分段斜极下电磁力波的变化规律及对电机扭振的影响，提出了考虑转子动力学的车用电机振动分析方法，并针对车用驱动电机振动噪声提出了相应的抑制方法；针对多相电机电磁振动的特殊问题，揭示了多相电机绕组耦合效应对电磁振动的作用机制，提出了切实可行的低振动多相电机绕组设计方法。
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1.湖北省科技进步一等奖，2017，2021年；
2.中国电力科技进步一等奖，2021年；
目录
第1章 电机电磁力波与电磁振动概述 1
1.1 电磁力波 2
1.1.1 电磁力波基本特性 2
1.1.2 高频电磁力波 3
1.1.3 切向与0 阶电磁力波 4
1.2 电磁振动计算 4
1.2.1 电磁场及电磁力计算 4
1.2.2 模态参数计算 6
1.2.3 电磁响应计算 9
1.3 电磁振动抑制 13
1.3.1 电机本体设计优化 14
1.3.2 调制技术优化 15
第2章 电机电磁力波理论 19
2.1 气隙磁场 20
2.1.1 磁动势 20
2.1.2 气隙磁通密度 23
2.2 气隙电磁力 32
2.2.1 气隙电磁力密度 32
2.2.2 电磁力密度谐波特性 34
2.2.3 偏心下电磁力谐波 42
2.3 齿槽结构对气隙电磁力的影响 43
2.3.1 定子齿电磁力计算 43
2.3.2 定子齿电磁力谐波特性 45
2.3.3 气隙与定子齿间的电磁力传递 47
2.4 0 阶电磁力 49
2.4.1 0 阶电磁力的产生机理 49
2.4.2 0 阶电磁力的频率特征 50
2.4.3 0 阶切向电磁力与电磁转矩的关系 53
第3章 电磁振动计算 55
3.1 电磁力半解析计算 56
3.1.1 磁导函数 56
3.1.2 电枢磁动势 59
3.1.3 气隙磁通密度 61
3.1.4 定子齿电磁力 63
3.1.5 高频电磁力 65
3.2 电机机械结构特性与振动传递机理 67
3.2.1 铁心及绕组的正交异性 67
3.2.2 电机模态分析 70
3.3 基于线性叠加原理的电磁振动快速计算 72
3.3.1 电磁振动计算的线性叠加原理 72
3.3.2 单转速工况下电磁振动计算 75
3.3.3 多转速工况下电磁振动计算 77
3.4 不同电磁力波的作用 81
3.4.1 0阶电磁力 81
3.4.2 切向电磁力 82
3.5 电机电磁振动计算与优化平台 84
3.5.1 基于多目标寻优的电磁力优化 84
3.5.2 电磁振动计算与优化平台 86
第4章 车用永磁电机电磁振动 89
4.1 内置式永磁电机的电磁力波 90
4.1.1 转子虚槽 90
4.1.2 多层磁障转子磁动势谐波 91
4.1.3 电磁力波 94
4.1.4 转子磁障对电磁力及振动的影响 95
4.1.5 转子斜极下的电磁力波 98
4.2 分段转子接触刚度分析与计算 103
4.2.1 分段转子结构 103
4.2.2 扭振激励因子 104
4.2.3 转子铁心的各向异性 106
4.2.4 分形维数 107
4.2.5 转子铁心段间接触分析 112
4.2.6 转子铁心段间等效接触层模型 114
4.2.7 转子铁心段间接触刚度验证 115
4.2.8 转轴与铁心过盈接触刚度计算与验证 116
4.3 基于接触分析的分段转子弯扭动力学模型 117
4.3.1 分段转子多自由度动力学模型 117
4.3.2 转子弯曲与扭转模态计算 121
4.3.3 模态试验与模型校准 123
4.4 基于灵敏度分析的分段转子结构动力学特性优化 124
4.4.1 分段转子弯曲模态参数灵敏度分析 126
4.4.2 分段转子扭转模态参数灵敏度分析 127
4.4.3 实验验证 128
4.5 分段斜极转子永磁电机电磁振动计算 133
4.5.1 转子径向振动 135
4.5.2 转子切向振动 137
4.5.3 融合定转子振动的电机振动噪声计算方法 140
4.6 基于谐波注入的车用电机电磁振动抑制 153
4.6.1 电流谐波影响下的电磁力分析 153
4.6.2 谐波注入的实施 155
4.6.3 实验验证 160
第5章 多相电机电磁振动 165
5.1 多相电机数学模型 166
5.1.1 相坐标系下的多相电机数学模型 166
5.1.2 多相电机相电感矩阵 167
5.1.3 多相电机矢量空间解耦模型 169
5.2 多相电机谐波平面电感 173
5.2.1 耦合效应对谐波平面电感的影响 175
5.2.2 考虑耦合效应的谐波平面电感计算 179
5.3 考虑耦合效应的多相电磁振动 181
5.3.1 不同耦合下的电流谐波 181
5.3.2 不同耦合下的电磁力波及振动 184
5.4 不同绕组相数下的电磁振动 187
5.4.1 正弦电流激励 187
5.4.2 高频电流激励 188
5.5 双定子轴向磁通电机电磁振动 190
5.5.1 双定子轴向磁通电机结构 191
5.5.2 低耦合分离型六相绕组结构和电磁力 192
5.5.3 分离型六相轴向磁通电机电磁振动 195
参考文献 205
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