1.4 本書的總體思路與框架

本書的目的是將電機氣隙磁場調制統一理論系統地介紹給讀者，并力圖嘗試采用這一理論來解釋電機工作原理、分析電機工作特性，指導電機拓撲創新等，希望起到拋磚引玉之效，吸引更多學者的關注和參與，共同促進電機氣隙磁場調制統一理論的完善及推廣應用，與經典電機理論形成互補，豐富和發展電機學理論，推動電機學科的發展。

本書擬在揭示常見電機中磁場調制現象的基礎上，建立電機氣隙磁場調制統一理論，然后利用該理論來定性分析常見電機（包括傳統直流電機、感應電機、同步電機等）的工作原理，定量計算其關鍵參數，指導電機拓撲創新等。總體框架如下：

第1章緒論，通過回顧電機及其理論發展歷史，分析經典電機理論的局限性，說明建立電機氣隙磁場調制理論的出發點和必要性。

第2章對常見電機中的氣隙磁場調制現象進行分析，以揭示磁場調制現象在電機中的普遍存在性。

第3章是本書的核心和重點，將具有一個定子、一個轉子和一層氣隙的單元電機抽象為勵磁源、調制器和濾波器三個要素的級聯，通過繞組函數建立了勵磁源和濾波器的數學描述，并進一步構建了調制算子函數，從而為電機三要素建立了統一數學模型，形成了電機氣隙磁場調制統一理論；為便于理解，將其與電力電子開關變換器做對偶比較；最后以幾種常見電機為例分析了氣隙磁場調制統一理論的適用性。

第4章則分析了不同調制行為及其轉矩成分之間的關系，對比分析了凸極磁阻、多層磁障和短路線圈三種調制器的特點以及彼此之間的等效性和互換性。

第5章則應用磁場調制理論對多種常見電機進行定性分析和定量計算，并與有限元數值計算結果和實驗結果進行了對比，以說明磁場調制理論的正確性、可行性以及統一性。

第6章介紹了在磁場調制統一理論指導下的電機拓撲結構創新，在闡明電機拓撲結構創新的一般原則和方法的基礎上，舉例介紹了近年來出現的基于磁場調制原理的新型電機。

第7章則介紹了氣隙磁場調制統一理論在電機徑向力分析、變極繞組設計等方面的應用。

需要指出的是，如無特別說明，本書中的“電機”均指以磁場為媒介進行機電能量轉換的電磁電機，使用靜電場作為機電能量轉換媒介的電容電機不在本書討論范圍之內。對電容電機的分析可以按照磁場調制理論的基本思路，通過磁場與電場的對偶性展開。