汽車電機及驅動技術（簡體書）

本書內容涉及汽車用傳統的直流電機、感應電機和新型的永磁同步電機、開關磁阻電機與雙凸極電機等。還利用一章介紹了電力電子器件、典型功率變換器、磁性材料等專業知識，以適應車輛工程專業學生和大部分汽車行業從業人員知識背景。本書主要按照汽車電機的原理上的分類進行介紹，在應用上，重點結合電動汽車的特殊應用背景介紹電動汽車驅動電機，還深入淺出的介紹了起動發電機、廢氣渦輪電動發電機、48V電源系統、永磁發電機等新型的電機，尤其是還對幾種典型的汽車電機進行了案例化的設計。

新能源汽車關鍵技術，深入淺出

前言
常用縮略語和基本符號表
第1章緒論1
1.1電機在汽車中的應用1
1.2汽車電機的發展2
1.2.1誕生期2
1.2.2初步繁榮期3
1.2.3電動汽車再次復興3
1.3電動汽車對電機的要求及發展趨勢4
1.4電動汽車電機的分類和發展現狀6
1.4.1電動汽車電機的分類6
1.4.2各類型汽車電機7
1.4.3電動汽車電機的技術條件10
1.5起動發電機的分類和研究現狀11
1.5.1起動發電機的分類11
1.5.2起動發電機的研究現狀13
1.6電動汽車驅動方式的選擇15
思考題17
第2章電力電子器件與能量轉換電路18
2.1汽車電力電子技術18
2.1.1汽車電力電子技術的由來18
2.1.2功率半導體器件的定義19
2.1.3電力電子系統的組成20
2.1.4功率半導體器件的分類20
2.2功率二極管22
2.2.1功率二極管的結構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23
2.3晶閘管24
2.3.1晶閘管的結構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電力場效應晶體管 （MOSFET）27
2.4.1結構與工作原理27
2.4.2工作特性28
2.4.3主要參數與安全工作區29
2.5絕緣柵雙極型晶體管 （IGBT）29
2.5.1結構與工作原理29
2.5.2工作特性30
2.5.3擎住效應和安全工作區31
2.5.4IGBT驅動電路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 無源逆變電路42
2.8.1脈寬調製（PWM）型逆變電路基本原理42
2.8.2正弦脈寬調製方法46
2.8.3電流滯環控制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電機磁性材料的測試64
3.3機電能量轉換65
3.3.1機電能量轉換基本原理65
3.3.2電感及儲能66
思考題68
第4章汽車直流電機69
4.1汽車直流電機的原理69
4.2汽車直流電機的結構71
4.2.1定子71
4.2.2轉子73
4.2.3電樞繞組74
4.2.4直流電機的勵磁79
4.3汽車直流電機的電磁特性79
4.3.1直流電機的磁場79
4.3.2直流電機的感應電動勢和電磁轉矩82
4.3.3直流電機的基本方程85
4.3.4直流電機的運行特性88
4.4直流電動機的調速控制92
思考題95
第5章汽車交流電機繞組和磁場96
5.1汽車交流電機的原理和結構96
5.1.1電動勢的產生96
5.1.2交流電機結構97
5.2交流電機的繞組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髮卡繞組107
5.3正弦磁場下交流繞組的感應電動勢109
5.3.1導體的感應電動勢109
5.3.2整距線圈的感應電動勢110
5.3.3短距線圈的感應電動勢111
5.3.4線圈組的電動勢111
5.3.5相電動勢和線電動勢112
5.4交流發電機工作特性113
思考題115
第6章汽車感應電機116
6.1感應電機的原理和結構116
6.1.1感應電機的工作原理116
6.1.2感應電機的結構117
6.1.3感應電機的結構參數119
6.1.4感應電機的運行狀態120
6.2感應電動機的磁動勢和磁場121
6.3三相感應電動機的參數測定123
6.3.1空載試驗與勵磁參數的測定123
6.3.2堵轉試驗及短路參數124
6.4功率關係、功率方程和轉矩方程126
6.4.1功率關係126
6.4.2功率方程127
6.4.3轉矩方程127
6.5感應電機的電磁轉矩及機械特性128
6.5.1電磁轉矩的物理表達式128
6.5.2機械特性128
6.5.3電磁轉矩的實用表達式131
6.6感應電機的調速131
6.6.1調速方法簡介131
6.6.2變頻調速方法134
思考題135
第7章汽車永磁電機136
7.1永磁無刷直流電機和永磁同步電機的對比136
7.2永磁同步電機的基本結構與原理137
7.2.1永磁同步電機的基本結構137
7.2.2永磁同步電機的工作原理141
7.2.3永磁同步電機的數學模型142
7.3永磁同步電機的控制技術146
7.3.1永磁同步電機變換器及控制策略146
7.3.2磁場定向控制150
7.3.3永磁同步電機的弱磁控制151
7.3.4永磁同步電機的無位置傳感技術153
7.4永磁無刷直流電機的基本結構與原理159
7.4.1永磁無刷直流電機的基本結構159
7.4.2永磁無刷直流電機的極槽配合159
7.4.3永磁無刷直流電機的運行原理164
7.4.4永磁無刷直流電機的數學模型167
7.5永磁無刷直流電機的控制技術168
7.5.1逆變器與開關策略168
7.5.2提前角控制170
7.6輪轂電機技術172
7.6.1輪轂電機的研究背景172
7.6.2輪轂電機的研究現狀173
7.6.3輪轂電機的特點分析174
7.7混合勵磁電機技術175
7.7.1混合勵磁電機的優點175
7.7.2混合勵磁電機的研究現狀176
7.8永磁同步磁阻電機技術179
7.8.1永磁同步磁阻電機的提出179
7.8.2永磁同步磁阻電機的研究現狀180
思考題183
第8章汽車磁阻類電機185
8.1磁阻類電機概述185
8.1.1磁阻類電機的提出185
8.1.2磁阻類電機的分類187
8.2開關磁阻電機的基本結構與原理188
8.2.1開關磁阻電機的基本結構188
8.2.2開關磁阻電機的基本原理190
8.2.3開關磁阻電機的基本電磁原理192
8.2.4開關磁阻電機的物理狀態197
8.2.5開關磁阻電機的數學模型199
8.3開關磁阻電機的控制策略200
8.3.1開關磁阻電機傳動系統200
8.3.2開關磁阻電機的控制方式201
8.3.3開關磁阻電機的功率變換器204
8.4雙凸極電機的基本結構與原理206
8.4.1雙凸極電機的基本結構206
8.4.2雙凸極電機的磁路特性207
8.4.3雙凸極電機的原理209
8.4.4多相雙凸極電機的結構211
8.4.5混合勵磁雙凸極電機的結構219
8.4.6電勵磁雙凸極電機的數學模型221
8.5雙凸極電機的控制技術222
8.5.1單相工作模式與雙相工作模式222
8.5.2雙凸極電機電動發電機轉換控制223
8.5.3電勵磁雙凸極電動發電機系統的硬件設計228
8.5.4系統控制器軟件設計235
思考題238
第9章汽車電機仿真239
9.1模型的建立239
9.1.1模型的結構建立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電動汽車髮卡繞組PMSM有限元模型241
9.2電機模型的穩態場分析242
9.2.1電機磁力線和磁通密度分佈243
9.2.2電機氣隙磁密244
9.3電機模型的瞬態場分析244
9.3.1電機的輸出轉矩244
9.3.2電機的齒槽轉矩246
9.3.3電機的反電動勢及諧波246
9.4髮卡繞組與圓線繞組PMSM的熱場247
9.4.1電機熱場分析方法247
9.4.2電機熱場模型的建立249
9.4.3髮卡繞組PMSM定子鐵耗分析250
9.4.4髮卡繞組PMSM與圓線繞組PMSM熱場對比251
思考題254
參考文獻255