1.4 本书的总体思路与框架

本书的目的是将电机气隙磁场调制统一理论系统地介绍给读者，并力图尝试采用这一理论来解释电机工作原理、分析电机工作特性，指导电机拓扑创新等，希望起到抛砖引玉之效，吸引更多学者的关注和参与，共同促进电机气隙磁场调制统一理论的完善及推广应用，与经典电机理论形成互补，丰富和发展电机学理论，推动电机学科的发展。

本书拟在揭示常见电机中磁场调制现象的基础上，建立电机气隙磁场调制统一理论，然后利用该理论来定性分析常见电机（包括传统直流电机、感应电机、同步电机等）的工作原理，定量计算其关键参数，指导电机拓扑创新等。总体框架如下：

第1章绪论，通过回顾电机及其理论发展历史，分析经典电机理论的局限性，说明建立电机气隙磁场调制理论的出发点和必要性。

第2章对常见电机中的气隙磁场调制现象进行分析，以揭示磁场调制现象在电机中的普遍存在性。

第3章是本书的核心和重点，将具有一个定子、一个转子和一层气隙的单元电机抽象为励磁源、调制器和滤波器三个要素的级联，通过绕组函数建立了励磁源和滤波器的数学描述，并进一步构建了调制算子函数，从而为电机三要素建立了统一数学模型，形成了电机气隙磁场调制统一理论；为便于理解，将其与电力电子开关变换器做对偶比较；最后以几种常见电机为例分析了气隙磁场调制统一理论的适用性。

第4章则分析了不同调制行为及其转矩成分之间的关系，对比分析了凸极磁阻、多层磁障和短路线圈三种调制器的特点以及彼此之间的等效性和互换性。

第5章则应用磁场调制理论对多种常见电机进行定性分析和定量计算，并与有限元数值计算结果和实验结果进行了对比，以说明磁场调制理论的正确性、可行性以及统一性。

第6章介绍了在磁场调制统一理论指导下的电机拓扑结构创新，在阐明电机拓扑结构创新的一般原则和方法的基础上，举例介绍了近年来出现的基于磁场调制原理的新型电机。

第7章则介绍了气隙磁场调制统一理论在电机径向力分析、变极绕组设计等方面的应用。

需要指出的是，如无特别说明，本书中的“电机”均指以磁场为媒介进行机电能量转换的电磁电机，使用静电场作为机电能量转换媒介的电容电机不在本书讨论范围之内。对电容电机的分析可以按照磁场调制理论的基本思路，通过磁场与电场的对偶性展开。