電機及其傳動系統(tǒng)

本書第1章和第2章講述了電機的基本結(jié)構(gòu)和基本電磁學定律，第3章講述了直流電機的基本工作原理和調(diào)速方法，第4～7章講述了交流電機的基本工作原理和調(diào)速方法，第8章簡要地介紹了本書涉及的電力電子技術(shù)，第9章介紹了一種新穎的基于仿真技術(shù)的電機傳動系統(tǒng)設計方法。

譯者序

前言

致謝

作者簡介

第1章電機的物理基礎(chǔ)1

1.1引言1

1.2感應和相互作用定律：定性討論1

1.3感應和相互作用定律：深入討論3

1.3.1線圈中的感應電壓3

1.3.2感應電流和相互作用定律5

1.3.3一個簡單的電動機：運動中的相互作用定律5

1.3.4感應定律和相互作用定律的共同作用7

1.4電機系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換8

1.4.1利用相互作用定律計算轉(zhuǎn)矩8

1.4.2基于能量守恒原理的能量轉(zhuǎn)換分析10

1.4.3線性系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換13

1.5磁路的非線性現(xiàn)象15

1.5.1線性鐵心的解16

1.5.2非線性鐵心的解16

1.5.3考慮磁滯因素18

1.6結(jié)束語19

習題20

參考文獻21

第2章交流電機原理22

2.1引言22

2.2交流電機繞組的布置22

2.2.1集中繞組22

2.2.2短距繞組24

2.2.3分布式繞組26

2.2.4正弦分布式繞組27

2.3多相電機的繞組28

2.3.1三相集中繞組29

2.3.2三相正弦分布式繞組29

2.4增加極數(shù)31

2.4.1單相多極繞組31

2.4.2三相繞組布置31

2.4.3多極電機的旋轉(zhuǎn)磁場32

2.5繞組布置實例33

2.6繞組的電感34

2.6.1簡單圓形轉(zhuǎn)子電機的自感和互感34

2.6.2凸極轉(zhuǎn)子電機的自感和互感36

2.6.3分布式繞組的電機互感38

2.6.4交流電機的分析方法40

習題41

第3章直流電機原理43

3.1引言43

3.2簡單的直流電機43

3.2.1直流電機的感應電壓及其整流43

3.2.2換向過程及要求46

3.3直流電機中主磁場和電樞的相互作用47

3.4他勵直流電機的動態(tài)模型48

3.5穩(wěn)態(tài)性質(zhì)及其傳動系統(tǒng)的原理53

3.5.1穩(wěn)態(tài)運行53

3.5.2傳動系統(tǒng)53

3.6直流電機的閉環(huán)速度控制55

3.6.1基本調(diào)壓速度控制環(huán)55

3.6.2帶有電流內(nèi)環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)57

3.7調(diào)速系統(tǒng)的變流器電路59

3.8結(jié)束語59

習題60

參考文獻60

第4章感應電機模型61

4.1引言61

4.2在abc坐標系上的電機方程61

4.3電機方程的坐標變換64

4.3.1坐標變換的原理64

4.3.2磁鏈方程和電壓方程的變換65

4.3.3電機轉(zhuǎn)矩方程的變換67

4.4穩(wěn)態(tài)模型的推導68

4.5等效電路參數(shù)的確定及處理70

4.6結(jié)束語75

習題75

參考文獻77

第5章感應電機的穩(wěn)態(tài)控制方法78

5.1引言78

5.2穩(wěn)態(tài)模型分析78

5.3控制方法簡介83

5.4定子電壓控制83

5.5定子頻率控制84

5.6恒V/f控制85

5.7定子電流控制89

5.8結(jié)束語93

習題93

參考文獻94

第6章感應電機的高性能控制方法95

6.1引言95

6.2磁場定向（矢量）控制95

6.2.1其他實現(xiàn)方法100

6.2.2其他類型的磁場定向控制101

6.3直接轉(zhuǎn)矩控制101

6.3.1直接轉(zhuǎn)矩控制的原理101

6.3.2定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩估計器103

6.4結(jié)束語105

習題105

參考文獻106

第7章同步電機的高性能控制方法107

7.1引言107

7.2三相永磁同步電機模型107

7.2.1在ABC三相坐標系中的電機模型108

7.2.2轉(zhuǎn)矩方程推導109

7.2.3轉(zhuǎn)子參考坐標系中的電機方程111

7.2.4穩(wěn)態(tài)模型112

7.3PMSM的轉(zhuǎn)矩控制113

7.3.1轉(zhuǎn)矩和速度控制原理113

7.3.2實際問題114

7.4結(jié)束語115

習題116

參考文獻117

第8章電機驅(qū)動用電力電子電路118

8.1引言118

8.2交流電源變換118

8.2.1三相AC-DC整流器119

8.2.2AC-AC變換：三相交-交變流器122

8.3直流電源的變換124

8.3.1兩電平VSC開關(guān)單元125

8.3.2可控直流電壓125

8.3.3可控交流電壓126

8.3.4可控交流電流128

8.3.5AC-DC-AC變流器129

8.4電力電子電路的實際問題131

8.4.1轉(zhuǎn)矩波動131

8.4.2開關(guān)損耗131

8.4.3噪聲和電磁輻射132

8.5結(jié)束語132

習題133

參考文獻134

第9章基于仿真技術(shù)的電機傳動系統(tǒng)設計135

9.1引言135

9.2基于仿真技術(shù)的優(yōu)化設計方法136

9.2.1目標函數(shù)的設計137

9.2.2非線性優(yōu)化算法的必要條件137

9.3電機傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設計實例138

9.3.1間接矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計138

9.3.2多目標優(yōu)化143

9.3.3多最優(yōu)解145

9.4結(jié)束語149

參考文獻150

附錄A：動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字仿真151

A.1引言151

A.2動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示法151

A.3Euler數(shù)字積分法152

A.4結(jié)束語153

習題153

參考文獻154

附錄B：功率半導體器件155

B.1引言155

B.2不控型開關(guān)器件155

B.3半控型開關(guān)器件156

B.4全控型開關(guān)器件157

B.5結(jié)束語157

參考文獻158

附錄C：三角恒等式159

C.1基本運算159

C.2和差與乘積159

C.3組合公式1602100433B