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第1章 优化设计 1

1.1 设计方法 1

1.2 目标函数的数学性质 2

1.3 牛顿法求解单目标优化 5

1.4 遗传算法：生物遗传学的回顾 7

1.5 标准遗传算法 9

1.6 实数编码遗传算法 14

1.7 多目标优化和最优前沿解 24

1.8 利用遗传算法求解多目标优化 26

1.9 设计问题中适应度函数的建立 29

1.10 设计实例 32

参考文献 38

习题 38

第2章 磁和等效磁路 39

2.1 安培定律、磁动势和针对磁路的基尔霍夫磁动势定律 39

2.2 磁通、高斯定律和磁路的基尔霍夫磁通定律 42

2.3 导磁材料和磁路欧姆定律 44

2.4 等效磁路的建立 51

2.5 磁路转换为电路：磁链和电感 54

2.6 磁路中的边缘磁通 59

2.7 等效磁路中的漏磁通 63

2.8 非线性磁路的数值解 73

2.9 永磁材料及其磁路表示 86

2.10 有限元分析 89

参考文献 90

习题 91

第3章 电感设计 93

3.1 常用的电抗器结构 93

3.2 直流线圈电阻 94

3.3 直流电感设计 97

3.4 实例研究 102

3.5 结束语 108

参考文献 108

习题 109

第4章 电磁力与电磁转矩 110

4.1 机电装置中的能量存储 110

4.2 磁能计算 111

4.3 根据磁能计算电磁力 114

4.4 磁共能 115

4.5 根据磁共能计算电磁力 118

4.6 保守场的条件 119

4.7 磁线性系统 120

4.8 电磁转矩 121

4.9 利用等效磁路计算电磁力 121

参考文献 124

习题 124

第5章 电磁铁设计 126

5.1 常用电磁铁结构 126

5.2 EI型铁心电磁铁的电路、磁路和电磁力分析 127

5.3 EI型铁心电磁铁设计 135

5.4 举例分析 140

参考文献 145

习题 146

第6章 铁心损耗 147

6.1 涡流损耗 147

6.2 磁滞损耗和B-H回线 153

6.3 铁心损耗的经验模型 157

6.4 铁心损耗的时域模型 162

参考文献 167

习题 168

第7章 变压器设计 169

7.1 常用变压器结构 169

7.2 T型等效电路模型 170

7.3 稳态分析 173

7.4 变压器的运行分析 175

7.5 心式变压器结构 182

7.6 心式变压器的MEC模型 189

7.7 铁心损耗 194

7.8 心式变压器的设计 195

7.9 设计实例研究 201

7.10 结束语 208

参考文献 209

习题 209

第8章 分布式绕组和旋转电机 210

8.1 分布式绕组的描述 210

8.2 绕组函数 218

8.3 气隙磁动势 221

8.4 旋转磁动势 224

8.5 磁链和电感 225

8.6 槽的影响和卡特系数 227

8.7 漏电感 229

8.8 电阻 233

8.9 参考坐标系理论介绍 234

8.10 转矩的表示 238

参考文献 243

习题 243

第9章 永磁交流电机设计 246

9.1 永磁同步电机 246

9.2 PMAC电机的运行特性 247

9.3 电机结构尺寸 255

9.4 定子绕组 259

9.5 材料参数 262

9.6 定子电流和控制规则 263

9.7 径向磁场分析 263

9.8 集总参数 267

9.9 铁心内磁场的分析 269

9.10 设计问题的公式化表达 273

9.11 实例分析 278

9.12 扩展 285

参考文献 286

习题 286

第10章 等效热路 288

10.1 热能、热流和传热方程 288

10.2 一维热流的等效热路 290

10.3 长方体区域的等效热路 296

10.4 圆柱形区域的等效热路 299

10.5 不均质区域 305

10.6 材料边界 311

10.7 等效热路 313

10.8 实例研究：电磁铁的热模型 317

参考文献 332

习题 332

第11章 导体的交流损耗 334

11.1 带状绕组的趋肤效应 334

11.2 圆柱形导体中的趋肤效应 340

11.3 单个导体的邻近效应 343

11.4 趋肤效应和邻近效应的独立性 345

11.5 一组导体内的邻近效应 347

11.6 均方场与漏磁导 350

11.7 选定形状的均方磁场 351

11.8 旋转电机中的导体损耗 355

11.9 UI型铁心电感的导体损耗 359

11.10 结束语 363

参考文献 364

习题 364

附录 365

附录A 导体数据和线规标准 365

附录B 铁氧体铁心的数据 366

附录C 铁磁材料的数据 368

附录D 永磁材料的数据 369

附录E 相量分析 370

附录F 三角恒等式 375