现代交流调速技术

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目 录

前言

第1章 概论

1.1交流调速技术发展的概况与趋势

1.2交流调速方法

1.2.1异步电动机

1.2.2同步电动机

1.3交流调速的主要应用领域

第2章 电力电子器件

2.1半控型电力电子器件――晶闸管

2.1.1晶闸管的工作原理 特性与参数

2.1.2晶闸管的触发电路 并联与保护技术

2.2门极关断晶闸管（GTO晶闸管）

2.2.1GTO的结构与工作原理

2.2.2GTO的主要参数特性

2.2.3GTO的门极驱动电路

2.3功率晶体管（GTR）

2.3.1功率晶体管的开关特性

2.3.2GTR.的驱动电路

2.3.3GTR的保护电路

2.4功率MOS场效应晶体管（功率MOSFET）

2.4.1功率MOSFET的主要参数特性

2.4.2功率MOSFET的驱动电路

2.4.3功率MOSFET的保护技术

2.5绝缘栅双极晶体管（IGBT）

2.5.1IGBT的基本结构

2.5.2IGBT的工作原理和工作特性

2.5.3IGBT的擎住效应与安全工作区

2.5.41GBT的驱动与保护技术

2.6MOS控制晶闸管（MCT）

2.6.1MCT的结构原理及工作特性

2.6.2MCT与其他器件的比较

2.7功率集成电路（PIC）

2.7.1PIC技术

2.7.2智能功率模块（IPM）

第3章 交－直－交变频调速系统

3.1交－直－交变频器的基本电路

3.1.1交直－交电压型变频器

3.1.2交－直－交电流型变频器

3.2基本变频电路的多重化技术

3.3脉宽调制型变频器

3.4谐振型变频器

3.4.1谐振直流环节逆变器的基本原理

3.4.2谐振直流环节逆变电路举例

3.5电压 频率协调控制的交－直－交变频调速系统

3.6转差频率控制的交－直－交变频调速系统

3.6.1转差频率控制原理

3.6.2转差频率控制的变频调速系统及其近似动态结构图

3.7谐振型变频调速系统

第4章 脉宽调制控制技术

4.1PWM调制方法与控制技术

4.1.1三角波调制法及其控制模式

4.1.2单极性与双极性PWM模式

4.2SPWM逆变器的控制技术

4.2.1SPWM逆变器及其控制模式

4.2.2具有消除谐波功能的SPWM控制模式的优化

4.2.3用于SPWM控制的专用芯片与微处理器

4.3电流跟踪型PWM逆变器的控制技术

4.3.1电流跟踪型PWM逆变器运行原理

4.3.2开关频率恒定的电流跟踪型PWM控制技术

4.4自控式（磁通跟踪式）PWM逆变器的控制技术

4.4.1自控式（磁通跟踪式）PWM逆变器运行原理

4.4.2开关模式选择与控制方式

4.4.3减小谐波影响的PWM波形优化控制

4.5PWM变频调速控制系统

4.5.1PWM逆变器的主电路与驱动电路

4.5.2反馈信号的测取

4.5.3PWM控制信号的产生

4.5.4IGBT－SPWM变频调速系统

第5章 交－交变频调速系统

5.1交－交变频器的基本原理

5.1.1工作原理

5.1.2运行方式

5.1.3主电路型式

5.1.4触发控制方法

5.1.5最高输出频率

5.1.6晶闸管的电压 电流容量

5.2交－交变频器的若干类型

5.2.1矩形电压波交－交变频器

5.2.2正弦电压波交－交变频器

5.2.3正弦电流波交－交变频器

5.3交―交变频调速系统应用实例

5.3.1无速度传感器的异步电机交-交变频矢量控制系统

5.3.2交-交变频同步电机磁场定向控制系统

5.3.3三相数控型交-交变频控制方案分析

第6章 矢量控制技术

6.1旋转矢量控制的概念与原理

6.2矢量变换规律

6.3异步电动机的数学模型

6.4间接法矢量控制

6.4.1电流模型法

6.4.2电压模型法

6.5异步电动机矢量控制框图

6.6异步电动机矢量控制中两个关键问题

6.6.1异步电动机5种等效电路

6.6.2用T-I型瞬态等效电路分析瞬态电磁转矩

6.6.3T-I型等效电路法在线实时检测异步电机转子时间常数

6.7同步电动机矢量控制

6.7.1永磁同步电动机矢量控制

6.7.2直流励磁凸极同步电动机矢量控制

第7章 绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速系统

7.1绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速的基本原理

7.1.1双馈调速及串级调速的基本概念

7.1.2双馈调速电动机的特点

7.1.3双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系

7.2绕线转子异步电动机串级调速系统

7.2.1串级调速系统的分类

7.2.2异步电动机在串级调速时的机械特性

7.2.3串级调速系统的能量指标

7.2.4串级调速系统的主电路设计

7.2.5串级调速时异步电动机的起动

7.3绕线转子异步电动机的双馈调速系统

7.3.1双馈调速系统的构成

7.3.2异步电动机在双馈调速时的机械特性

7.3.3双馈调速系统的效率和功率因数

7.3.4双馈调速异步电动机的矢量控制

7.3.5双馈调速系统的主电路设计

7.3.6双馈调速异步电动机的起动

第8章 无换向器电动机调速系统

8.1概述

8.2无换向器电动机的基本原理

8.2.1工作原理

8.2.2电磁转矩

8.2.3无换向器电动机的换相

8.3无换向器电动机调速系统的结构

8.4无换向器电动机的运行性能

8.4.1无换向器电动机的运行特性

8.4.2无换向器电动机的四象限运行

8.5交-直-交电流型无换向器电动机调速系统

8.5.1控制系统

8.5.2变频器主电路参数的选择与计算

8.6交-交电流型无换向器电动机调速系统

8.6.1控制系统

8.6.2变频器主电路参数的选择与计算

8.7交-交电压型无换向器电动机调速系统

8.7.1控制系统

8.7.2变频器主电路参数的选择与计算

8.8提高过载能力及抑制转矩脉动的措施

第9章 开关磁阻电动机调速系统

9.1概述

9.1.1开关磁阻电动机调速系统在变速传动系统中的地位

9.1.2系统的组成和工作原理

9.1.3系统的结构与性能特点

9.1.4典型系统简介

9.2开关磁阻电动机

9.2.1开关磁阻电动机的结构与分类

9.2.2开关磁阻电动机的转矩分析

9.2.3开关磁阻电动机的电流分析

9.3控制方式

9.3.1控制参数与电机性能

9.3.2起动与制动控制

9.3.3闭环调速系统的构成

9.4控制器

9.4.1功率电路

9.4.2控制电路

9.4.3主要参数检测

9.5设计举例

9.5.1小功率简易调速系统

9.5.2中功率通用调速系统

附录 电气传动系统仿真软件 (Saber）

参考文献

作者简介

本书以介绍现代交流调速技术为宗旨，着眼于实际应用技术

并兼顾到今后的发展趋势。

全书共9章，第1章介绍了国内外交流调速技术的概况与发展

趋势、交流调速方法及主要应用领域。第2章介绍各种电力电子器

件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术。第3～5章分别

介绍了各种交－直－交变频器、交－交变频器及其组成的变频调速系

统。第6章介绍了矢量控制基本原理和异步电动机、同步电动机的

矢量控制技术。第7～9章分别介绍了各种电动机的不同类型调速

系统的基本原理、特性、控制方法及设计计算实例。

本书可供从事电气传动、电气自动化、机电一体化的研究开

发、生产、运行和维护的科技人员参考，也可供大专院校相关专业

的教师、研究生及高年级的学生阅读。

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