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本書從結(jié)構(gòu)設(shè)計、磁場與力矩建模、轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測、運動控制等多個層面，系統(tǒng)介紹了三自由度永磁球形電動機的統(tǒng)一理論、研究體系與方法，是編者團隊十多年研究成果的提煉和總結(jié)。
球形電動機面世幾十年來，由于研究工作者遵循各自的研究對象與方法，導致球形電動機理論研究缺乏系統(tǒng)性。本書在回顧球形電動機主要研究內(nèi)容及基礎(chǔ)核心問題的基礎(chǔ)上，以幾種規(guī)格、拓撲結(jié)構(gòu)樣機的研究內(nèi)容為主線，按照理論分析、仿真對比、實驗驗證的思路，論述了球形電動機研究的理論體系及方法。
本書適用于從事電機設(shè)計、電機電磁場分析、特種電機及電機控制等研究方向的博士與碩士研究生，以及電機工程和相關(guān)領(lǐng)域的科研人員。

本書在對編者團隊十多年研究成果總結(jié)、提煉的基礎(chǔ)上，針對永磁結(jié)構(gòu)的球形電動機，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、磁場與力矩建模、轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測、運動控制等方面展開敘述，旨在建立球形電動機研究的統(tǒng)一理論、研究體系及方法，為球形電動機相關(guān)研究人員開展研究提供參考，也為球形電動機的發(fā)展、未來走向工程應用提供基礎(chǔ)。
本書的主要內(nèi)容如下：
1）從球形電動機的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計、轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測、運動控制3個方面對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了綜述。
2）給出了本書研究的永磁球形電動機的基本拓撲結(jié)構(gòu)與參數(shù)，針對單定轉(zhuǎn)子磁極對矩角特性進行了建模，介紹了兩種永磁球形電動機的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法。
3）通過建模、仿真、實驗驗證的方法，對永磁球形電動機的磁場和力矩建模方法進行介紹。
4）針對永磁球形電動機的轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測方法展開敘述，主要介紹幾種非接觸式球形電動機姿態(tài)檢測方法，并設(shè)計了對比實驗，分析它們的優(yōu)缺點，為球形電動機的閉環(huán)運動控制提供基礎(chǔ)。
5）針對永磁球形電動機的運動控制展開敘述，首先建立動力學模型，介紹由轉(zhuǎn)矩模型求解驅(qū)動電流的方法，然后介紹幾種運動控制策略，用仿真和實驗說明了控制策略的有效性。
本書由王群京、李國麗主編，周睿、文彥、鞠魯峰、周嗣理、高世豪參編。其中，第1章由周嗣理、文彥、鞠魯峰、李國麗編寫，第2章由鞠魯峰編寫，第3章由周睿編寫，第4章由李國麗、高世豪編寫，第5章由文彥編寫，王群京、李國麗對全書進行了統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中，參考了有關(guān)文獻內(nèi)容，在此一并表示謝意！
由于編者的水平有限，書中難免存在不妥之處，歡迎讀者批評指正。
本書的研究工作得到國家自然科學基金重點項目“復雜電機系統(tǒng)關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研究” （51637001，2017—2021年）和團隊自2002年以來承擔的國家863計劃項目（2007AA04Z214）等十多個國家自然科學基金面上項目、青年基金項目、安徽省自然基金項目的共同資助。

編者2022年2月

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