大功率电子学和电机控制PDF电子书下载

第一章 大功率电子学和变流器综述 1

1-1 大功率电子学的定义和任务 1

1-2 大功率半导体元件 2

一、半导体功率二极管 2

二、晶闸管 5

三、双极型大功率晶体管（GTR） 12

四、功率场效应晶体管 15

五、绝缘基极双极型大功率晶体管（IGBT） 19

1-3 功率半导体器件的保护 23

一、过压保护 23

二、过流保护 25

三、电压及电流上升率的限制 26

四、晶闸管的串并联保护 27

五、大功率晶体管的缓冲电路 28

六、功率晶体管导通时的过载保护 30

1-4 换流概念和变流器的分类 31

一、换流概念 31

二、变流器的功能和分类 34

第二章 相控调压电路 35

2-1 单相交流调压 35

2-2 三相交流调压 36

2-3 交流调压电路运行时的无功功率和畸变功率 40

第三章 可控整流电路 42

3-1 单相可控整流 42

一、纯电阻负载时的基本关系 42

二、带电阻-电感混合负载的单相可控整流 43

3-2 三相可控整流 45

一、三相半波可控整流电路 45

二、三相桥式全控整流电路 47

3-3 有源逆变 48

3-4 二组晶闸管整流器反并联可逆电路 50

3-5 交-交直接变频器 52

一、交-交直接变频工作原理 52

二、正弦波交-交变频器 54

第四章 直流电压变换电路 56

4-1 单象限直流电压变换电路 56

一、直流降压变换电路 56

二、能量反向传递的直流降压变换电路 59

三、直流升压变换电路 60

4-2 二象限直流电压变换器 61

一、输出电流可反向的二象限直流电压变换器 61

二、输出电压可反向的二象限直流电压变换器 63

4-3 四象限直流电压变换器 65

4-4 直流电压变换器的控制方式 65

一、时间比控制方式 65

二、瞬时值控制方式 67

三、时间比同瞬时值相结合的控制方式 67

第五章 逆变电路 69

5-1 电压型单相半桥逆变电路 70

5-2 电压型单相全桥逆变电路 71

5-3 180°导通电压型三相半桥逆变电路 73

一、输出电压波形 75

二、逆变桥的输入电流 76

三、电感性负载时输出电流波形 77

5-4 逆变器的多重化 78

第六章 正弦脉宽调制技术（SPWM技术） 82

第七章 电力拖动系统概论 88

7-1 电力拖动系统的基础 88

一、机械特性 88

二、电力拖动系统的运动平衡方程式 89

三、电力拖动系统的稳定运行条件 90

7-2 电动机调速技术的方案选择 91

一、调速技术的分类 91

二、电动机调速系统的性能指标 93

三、自动调速系统的结构 96

四、现代交流调速系统 97

第八章 异步电动机交流调压调速 99

8-1 单相异步电动机交流调压调速 99

一、交流调压调速的原理和组成 99

二、单相异步电动机的调压调速系统 102

8-2 三相异步电动机调压调速系统 105

一、系统的组成 105

二、三相异步电动机调压调速系统 105

三、三相交流调压调速系统的应用 108

8-3 异步电动机的制动 110

一、制动的要求 110

二、电子制动器 111

8-4 异步电动机调压调速系统的性能分析 112

一、调压调速系统的数学模型 112

二、异步电动机调压调速系统的仿真 118

8-5 电磁转差离合器调速系统 126

一、工作原理 126

二、电磁转差离合器控制装置的工作原理 129

三、应用实例 131

第九章 异步电动机的变频调速系统 132

9-1 变频调速的原理和控制方式 132

一、变频调速的原理 132

二、异步电动机变频调速的控制方式 133

9-2 异步电动机频率开环调速系统 135

一、变频器主电路 136

二、单片机控制的PWM信号形成 136

三、功率开关元件的驱动电路 141

四、异步电动机频率开环调速系统 145

9-3 异步电动机转差频率控制的变频调速系统 148

一、异步电动机转差频率控制 148

二、采用转差频率控制的变频调速系统 150

9-4 异步电动机闭环变频调速系统 151

一、调速系统的动态性能指标 151

二、异步电动机闭环变频调速系统的组成 152

三、异步电动机闭环变频调速系统的开环、闭环传递函数 153

四、异步电动机闭环变频调速系统的性能分析 156

第十章 直流电动机调速系统 160

10-1 直流电动机调速时的机械特性 160

一、改变电枢电压U时的机械特性 160

二、改变电枢电路电阻R时的机械特性 161

三、改变励磁磁通Ф时的机械特性 162

10-2 通用直流调速装置 162

一、TZS01□／□-512系列 163

二、TZS02-□／□-511系列 163

三、TZS02□／□-512系列 163

四、TZS02-□／□-521系列 163

五、TZS02-□／□-522系列 164

六、TZS02-□／□-541系列 164

七、TZS02-□／□-542系列 164

10-3 通用直流调速装置的典型电路 164

一、TZS01-□／□-512系列成套装置 164

二、TZS02-□／□542系列可逆调速装置 165

三、微机控制晶闸管直流调速装置 167

四、脉宽控制直流调速装置 169

第十一章 无换向器电动机及其调速系统 171

11-1 无换向器电动机的基本原理 172

一、基本原理 172

二、无换向器电动机逆变器的换流问题 172

三、无换向器电动机的起动问题 174

四、无换向器电动机的位置检测 174

11-2 无换向器电动机的特性及调速方法 178

一、转矩公式及调速方法 178

二、转矩公式与机械特性 179

11-3 无换向器电动机调速系统 181

一、无换向器电动机调速系统的基本构成 181

二、无换向器电动机调速系统的设计特点 182

11-4 无刷直流电动机及其调速系统 184

一、工作原理、组成和分类 184

二、正反转控制 186

三、调速和稳速 186

四、制动 191

五、测速脉冲形成 192

六、无刷直流电动机及其调速系统的应用实例 193

第十二章 现代异步电动机调速系统 198

12-1 矢量变换控制的基本思想 198

12-2 矢量变换规律及其实现 200

一、三相——两相变换（3Ф/2Ф）或两相——三相变换（2Ф/3Ф） 200

二、矢量旋转变换（VR） 202

三、直角坐标——极坐标变换（K/P） 203

12-3 异步电动机的矢量变换控制方程式 203

12-4 异步电动机矢量变换控制系统 206

一、转子磁通空间位置的量测 206

二、异步电动机矢量变换控制系统 206

三、应用举例 208

12-5 异步电动机转矩直接控制调速系统 210

一、转矩直接控制的基本工作原理 210

二、异步电动机转矩直接控制系统的结构框图 216

第十三章 永磁同步位置伺服系统 218

13-1 永磁同步位置伺服系统的工作原理 218

一、交流电机电磁转矩的数学模型 218

二、位置伺服系统的磁场定向矢量控制原理 219

13-2 永磁同步位置伺服系统的实现 220

一、框图和组成 220

二、所涉及的IBM-PC微机硬件 221

三、接口电路 222

四、脉冲式PWM脉宽调制的变频装置 223

五、快速电流检测电路 225

六、位置检测电路 227

七、速度信号检测 228

八、D/A转换 228

13-3 位置伺服控制的双模调节原理 231

一、双模调节原理 231

二、双模调节结构图 233

参考文献 235