轨道交通直线感应电机与控制/直线电机系列丛书

吕刚教授长期从事轨道交通直线电机系统领域的研究，取得了丰硕的理论研究成果和工程实践经验。曾主持国家重大科技成果转化、国家自然科学基金和中国中车集团重点研发等多个高水平纵向科研项目；也与中国中车集团、中国航天科工集团、北京地铁、广州地铁等多个单位合作。
本书是作者抢先发售对轨道交通直线电机理论和应用进行凝练和提升，形成了从基础理论到工程实践的完整体系，代表了作者在该领域的*新科研成果，反映了轨道交通直线感应电机系统理论的科学创新和工程实践的深刻凝练，具有很好重要的学术理论和工程应用价值。

在现代轨道交通的背景下，本书从直线电机的类型、拓扑结构、供电、驱动方式以及应用车辆的特征等方面，详细阐述了轨道交通直线电机的相关理论与应用。以轨道交通直线感应电机为描述对象，阐述了其工作原理、拓扑结构以及特殊的电磁现象。从“路”和“场”的角度，分别给出了以初级等效长度、复电磁功率和磁通密度模型等三种思路获取直线感应电机等效电路的方法，以及直线感应电机的一维、二维和三维电磁场理论。深入分析了直线感应电机的参数辨识，阐述了该电机的一维、二维和三维控制策略。*后，介绍了直线电机城市轨道交通系统，重点分析了初级横向偏移、次级断续等复杂工况下电机的特性和暂态过程。
本书可供高等院校电机、电气传动专业的教师和研究生，以及电机工程、载运工具运用工程等相关行业的科技人员参考。

吕刚，北京交通大学教授、博士生导师、IET Fellow。担任世界交通运输大会轨道交通学部牵引传动委员会主席、IEEE PES 电驱动技术分委会常务理事、中国电工技术学会直线电机专委会委员、中国工业节能协会绿色电机系统专委会委员等。英国剑桥大学、谢菲尔德大学访问学者，江西理工大学兼职教授。
主持国家重大科技成果转化项目、国家自然科学基金、中车集团重点项目、中国航天科工项目和教育部博士点基金等40余项。共发表轨道交通直线电机系统领域高水平学术论文70余篇，其中在IEEE Tans.和IET Proc.期刊发表SCI论文30余篇，EI论文40余篇；国家发明20余件，软件著作权1件，其中3项发明转化，提供的直线电机技术在国内多个“首条”轨道交通线路中应用。主编轨道交通电机与传动系统领域专著4部，其中3部中文，1部英文。起草和实施标准1部。获得英国工程技术学会颁发的Fellowship of the Institution of Engineering and Technology、交通运输部的交通运输重大科技创新成果奖等。

序
前言
章综述
11直线电机在轨道交通中
应用的综述
12直线感应电机在城市轨道
交通中的应用
121短初级直线感应
电机
122长初级直线感应
电机
13电励磁式直线同步电机在
轨道交通中的应用
131常导型直线同步电机
132无铁心超导直线
电机
14永磁直线同步电机在城市
轨道交通中的应用
141“半悬浮”MBahn
列车
142M3磁悬浮列车
143Inductrack永磁磁悬浮
系统
15参考文献
第2章直线感应电机
21直线感应电机的拓扑结构
22直线感应电机的四象限
运行
221电动运行状态
222制动运行状态
23短初级直线感应电机的电磁
特殊现象
231端部效应
232边缘效应
233趋肤效应和气隙漏
磁通
234绕组特性
24具有半填充槽的初级绕组
25设计依据与端部效应补偿
251最佳品质因数
252端部效应的补偿
26端部效应的实验室模拟
方法
261等值条件
262初级保持不变时的
模拟
263采用带有盘式次级的
弧形电动机的模拟
27参考文献
第3章基于“路”的直线感应电机
特性分析
31直线感应电机等效电路
综述
32基于初级等效长度的等效
电路
321考虑端部效应的励磁
电感
322考虑端部效应的励磁
电阻
323推力的计算
324法向力的计算
325法向转矩的计算
33基于复电磁功率的等效
电路
331直线感应电机内部
电磁功率的计算
332虚拟的初级对称
相电动势的计算
333端部效应的数学
分析
334边缘效应的数学
分析
335等效电路参数的
计算公式
336电机特性计算
34基于磁通密度模型的等效
电路
341转差率对纵向磁通
密度的影响
342考虑转差率对纵向磁通密
度分布影响的模型
343空间二维力的推导与
表达
344空间三维力的推导与
表达
345计算与实验结果
比较
35参考文献
第4章基于“场”的直线感应电机
特性分析
41基于“场”的直线感应电机
分析方法综述
42直线感应电机的一维电磁
模型与特性分析
421电磁场分析模型
422端部效应
423边缘效应
43直线感应电机的二维电磁
模型与特性分析
431纵向磁动势分布的
建模
432基于空间高次谐波的
二维电磁模型
44直线感应电机的三维电磁
模型与特性分析
441横向磁动势分布的
建模
442基于空间高次谐波的
三维电磁模型
443次级趋肤效应及
铁轭饱和
444不同次级拓扑结构
445直线感应电机三维
力特性与转矩分析
45直线感应电机有限元法建模
与特性计算
451二维涡流场通用
模型
452二维涡流场离散电磁模
型与电机特性计算
453三维涡流场通用
模型
454三维涡流场离散电磁模
型与电机特性计算
46参考文献
第5章直线感应电机的初始参数
辨识
51引言
52直线感应电机初级与次级的
漏感
53考虑PWM逆变器的直线
感应电机模型
54直线感应电机的参数确定
541初级电阻和电感的
估计
542等效电阻与等效电感
543励磁电感、次级电阻
和次级电感
544互感多项式的数值
解法
55多个直线感应电机的仿真
分析
551β选择对计算误差的
影响
552与传统测试方法的
性能对比
553初级电阻和电感精度的
影响因素及分析
554误差统计与分析
56实验测定的次级电阻
57参考文献
第6章直线感应电机的控制
策略
61直线感应电机控制策略的
综述
611恒转差频率控制
612矢量控制
62直线感应电机的推力控制
621数学模型及其坐标
变换
622端部效应对有功功率
和推力的影响
623磁链控制器与推力
控制器设计
624电流控制器设计
625端部效应对励磁支路
和推力的影响分析
626典型电机及其控制的
仿真结果分析
63直线感应电机的二维力解耦
控制
631直线感应电机推力与
法向力的简要表达
632推力与法向力的关系
与特点
633电流指令和频率指令
的重构
64直线感应电机的准三维力
解耦控制
641推力与法向力、侧向力
之间的关系和特点
642准三维力解耦控制
系统
65直线感应电机最优控制
651引言
652水平力和法向力的
表达
653直线感应电机吸收功率
与车辆运行阻力
654考虑法向力的最优
控制
655与恒定磁通控制系统
的对比和结果分析
66参考文献
第7章直线电机城市轨道交通
系统
71概况
72直线电机城市轨道交通系统
的特点
721直线感应牵引电机
运载系统的优点
722直线感应牵引电机
驱动的缺点
73直线感应牵引电机
731直线感应牵引电机
原理
732直线感应牵引电机
特点、结构与参数
733直线感应牵引电机
冷却方式
734感应板
735直线感应牵引电机
驱动特点
74直线电机车辆供电
75直线电机车辆牵引与制动
751牵引传动系统
752直线感应牵引电机
控制策略
753直线电机车辆制动
76直线感应牵引电机悬挂
技术
761MK系列转向架直线
电机定子悬挂技术
762日本直线电机转向架
定子悬挂技术
77直线电机车辆
771车辆系统
772加拿大UTDC的轻轨
车辆
773日本福冈机场线
车辆
78参考文献
第8章轨道交通直线感应电机的
特殊性
81复杂线路对直线感应电机
的影响
82初级横向偏移时直线感应
电机的特性
821初级横向偏移的直线
感应有限元模型
822气隙磁场和次级涡流
的畸变
823推力、法向力和侧向力
密度分布
824四象限运行时三维力特性
及其对行车的影响
83次级断续时直线感应电机的
特性
831次级断续时电机的
分段式等效电路
832等效电路参数在次级
断续时的不同变化
833次级断续时直线感应
电机的特性分析
834次级断续时电机的
有限元模型
835次级断续时电机的气隙
磁场和涡流分布
836次级断续时直线感应电
机的暂态特性分析
84参考文献