高性能交流传动系统

书籍目录

译者序

前言

第1章绪论1

1.1电气传动系统简介1

1.2电动机1

1.3电力电子变流器2

1.3.1调速传动系统中的逆变器2

1.4控制器3

1.5负载3

1.5.1典型负载的转矩速度曲线3

1.6负载的动态特性和稳态特性5

1.7多象限运行系统7

1.8工作制及电动机额定值7

1.9问题9

参考文献10

第2章异步电动机及同步电动机模型的建立11

2.1异步电动机的原理11

2.2异步电动机的等效电路12

2.3两相异步电动机的动态模型13

2.3.1通过变换获得恒定的电感15

2.3.2三相电动机的动态模型16

2.4参考坐标系的选择18

2.4.1任意参考坐标系内的建模18

2.5其他参考坐标系内的建模20

2.5.1定子参考坐标系模型21

2.5.2转子参考坐标系模型21

2.5.3同步旋转参考坐标系模型21

2.6异步电动机的空间矢量模型22

2.7异步电动机的速度控制28

2.8状态空间模型28

2.9同步电动机的建模31

2.9.1非凸极式同步电动机中转矩的产生31

2.9.2凸极式同步电动机33

2.10同步电动机的动态模型34

2.11同步电动机的空间矢量模型36

参考文献37

第3章异步电动机传动系统的矢量控制38

3.1异步电动机的速度控制38

3.1.1压频控制方式38

3.1.2磁通及转矩控制方式39

3.2矢量控制简介40

3.3空间矢量41

3.4空间矢量在不同参考坐标系间的变换42

3.5矢量控制原理45

3.6直接矢量控制47

3.6.1直接转矩控制中的感应线电压及电流(转子磁通量)48

3.6.2直接转矩控制中的定子磁通模型49

3.6.3直接转矩控制中的感应电动势及电流50

3.7采用空间矢量模型(VSM)的电压源型逆变器(VSI)的直接矢量控制51

3.7.1转矩控制55

3.8间接矢量控制或前馈控制55

3.9案例分析60

参考文献61

第4章异步电动机的直接转矩控制及无传感器控制62

4.1简介62

4.1.1无传感器控制62

4.2直接转矩控制基础63

4.2.1转矩和磁通控制63

4.3直接转矩控制的控制策略64

4.4基于直接转矩控制方案的开关表68

4.4.1直接自适应控制方案69

4.4.2直接转矩控制的特点70

4.5异步电动机的无传感器控制70

参考文献77

第5章永磁电动机的控制78

5.1简介78

5.2电动机设计80

5.3永磁电动机的模型81

5.4无刷直流电动机的模型82

5.5逆变器的驱动模式85

5.5.1120°开关模式86

5.5.2电压和电流PWM控制模式86

5.5.3半波逆变器电流控制86

5.6PWM逆变器的速度控制88

5.7永磁同步电动机的矢量控制88

5.8控制方式90

5.8.1恒转矩角度控制91

5.8.2单位功率因数控制91

5.8.3每安培最大转矩控制92

5.8.4弱磁控制93

5.9永磁电动机的直接转矩控制93

5.10永磁电动机的无传感器控制96

5.10.1由测量的电压和电流获得位置96

5.10.2由测量的电感变化获得位置97

5.11无刷直流电动机的无传感器控制98

参考文献100

第6章开关磁阻电动机传动系统(SRM)101

6.1简介101

6.2结构101

6.2.1线性开关磁阻电动机103

6.3基本运行原理103

6.4开关磁阻电动机的设计105

6.4.1极数选择105

6.4.2定子及转子极角的选择105

6.4.3电动机尺寸的选择107

6.5开关磁阻电动机用变换器107

6.5.1非对称桥式变换器108

6.5.2六开关变换器109

6.5.3可变直流降压型变换器110

6.6升降压型变换器114

6.7开关磁阻电动机的解析模型115

6.8开关磁阻电动机传动系统的控制116

6.9带有速度/位置传感器的通用开关磁阻电动机驱动系统118

6.9.1电流调节器的设计118

6.9.2转矩控制119

6.10开关磁阻电动机传动系统的直接转矩控制119

6.11开关磁阻电动机传动系统的无传感器控制122

6.11.1由电感变化得到的位置信息122

6.11.2基于带有外部信号输入的电感测量估算方法123

参考文献124

第7章多相交流传动系统的控制126

7.1简介126

7.2五相异步电动机的模型126

7.3任意参考坐标系下的电动机模型129

7.4五相异步电动机的矢量控制130

7.5五相逆变器131

7.5.1五相电压源型逆变器的空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）133

7.6五相永磁电机135

参考文献136

第8章交流电动机的模糊控制和神经网络控制138

8.1简介138

8.2模糊控制的基本原理139

8.3模糊控制系统140

8.3.1模糊化140

8.3.2模糊规则140

8.3.3模糊推理机140

8.3.4去模糊化方法141

8.3.4.1中心区域方法(COA)141

8.3.4.2平均最大值方法141

8.3.4.3中心最大值法142

8.4异步电动机速度的模糊控制器142

8.4.1模糊集和模糊规则143

8.5神经网络控制144

8.5.1人工神经元144

8.5.2人工神经网络145

8.5.3前馈神经网络145

8.5.3.1神经网络的学习146

8.5.3.2反向传播学习算法147

参考文献148

作者简介

本书以综合的视角解读了高性能交流传动系统。全书共分8章，主要阐述了电气传动系统基本理论、异步电机及同步电机模型的建立、感应式电动机传动系统的矢量控制、异步电机的直接转矩控制和无速度传感器控制、永磁电机的控制、开关磁阻式电动机传动系统（SRM）、多相交流传动系统的控制、交流电机的模糊控制和神经网络控制等。此外，还给出了相应的案例分析。全书各部分内容相互渗透，有机结合，有助于读者正确理解高性能交流传动系统。本书既可作为大专院校教师、研究生、本科类的教材使用，同时也可作为工业领域专业研发人员的参考资料。另外，本书针对无速度传感器控制及直接转矩控制方式的内容也可供专注于该领域的研究人员作为参考。

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