现代变流技术与电气传动PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1资源、环境与变流技术 1

1.1.1电能产生与输送 1

1.1.2电能优化利用 3

1.1.3保护环境 4

1.2变流技术与电力电子学 4

1.3电力电子器件 5

1.3.1增强平面穿通型IGBT 7

1.3.2沟道穿通型IGBT 8

1.3.3反向阻断IGBT 8

1.4变流技术与电气传动 9

1.4.1控制直流电机电枢电压的传动系统 11

1.4.2改变定子频率的电气传动系统 11

1.4.3改变异步电机滑差的电气传动系统 11

第2章 机电能量变换过程的数学描述 13

2.1机电能量变换的基本概念 13

2.1.1一般化物理模型与基本频率关系 13

2.1.2一般化数学模型 14

2.1.3坐标变换与线性化 17

2.1.4状态空间的电机数学模型 18

2.1.5复平面上的电机数学模型 20

2.2三相交流异步感应电机的数学模型 23

2.2.1二相等效电机的微分方程式 23

2.2.2异步感应电机的空间矢量方程式 23

2.2.3等效电路 23

2.3永磁同步电机的数学模型 24

2.3.1永久磁铁及其特性 24

2.3.2永磁同步电机的物理模型 28

2.3.3永磁同步电机的等效电路 31

第3章 机电能量变换过程控制与变流器 33

3.1概述 33

3.1.1开关函数及其实现 33

3.1.2变流器电路拓扑 36

3.1.3变流器数学模型 39

3.2交-直变流器 48

3.2.1网侧变流器概述 48

3.2.2电压型四象限脉冲整流器 51

3.2.3电流型四象限脉冲整流器 65

3.3交-直-交变流器 69

3.3.1采用电压型交-直-交变流器的传动系统主电路 69

3.3.2直-交变流器（逆变器） 75

3.4软开关变流器 79

3.4.1概述 79

3.4.2电压源逆变器的软开关技术 81

3.5直-直变流器 94

3.5.1PWM直-直变流器的电路拓扑 94

3.5.2开关模式直-直变流器的一周期控制技术 112

3.6矩阵变流器 113

3.6.1自然换流的交-交变流器 114

3.6.2强迫换流的交-交变流器——矩阵变流器 114

3.6.3稀疏变流器 129

3.7多电平变流器 134

3.7.1概述 134

3.7.2基本的多电平逆变器的拓扑 135

3.7.3多电平变流器的新拓扑 139

3.7.4多电平逆变器的控制策略 142

3.8升降压逆变器 147

3.8.1升-降压逆变器 148

3.8.2阻抗源（Z—）逆变器的电路拓扑与工作原理 151

3.8.3阻抗源（Z—）逆变器的控制 153

3.8.4阻抗源逆变器的脉宽调制 157

3.8.5三电平阻抗源（Z—）逆变器 161

3.8.6阻抗源B4逆变器 162

第4章 变流器开环控制策略与脉宽调制 167

4.1方波逆变器 167

4.2脉宽调制（PWM）概述 170

4.2.1脉宽调制的基本原理 170

4.2.2电压源逆变器的电压控制PWM 171

4.3基于载波的开环脉宽调制 175

4.3.1分谐波控制与正弦脉宽调制（SPWM） 175

4.3.2基于规则采样的脉宽调制 177

4.3.3空间矢量脉宽调制SVPWM 177

4.3.4修正的分谐波控制与广义断续脉宽调制 180

4.3.5过调制 183

4.3.6载波型PWM与空间矢量PWM之间的关系 185

4.4随机化载波的开环脉宽调制策略 193

4.5优化的脉宽调制技术 196

4.6电流控制技术 196

第5章 变流器闭环控制策略 199

5.1概况 199

5.1.1控制电压的直流变速电传动 199

5.1.2控制定子频率的交流变速电传动系统 199

5.1.3控制异步电机滑差的交流变速传动系统 201

5.2磁场定向控制 205

5.2.1转子磁场定向控制 206

5.2.2定子磁场定向控制 230

5.3直接转矩控制 234

5.3.1直接转矩控制的基础理论 234

5.3.2基于滞环（bang-bang）调节器的控制策略 240

5.3.3离散空间矢量调制的直接转矩控制策略（DSVM—DTC） 250

5.3.4异步电机DTC控制策略的改进 257

5.4转子磁场定向控制与直接转矩控制方案的对比 262

第6章 现代控制技术 267

6.1概述 267

6.1.1交流电机调速控制中应用现代控制理论的依据 267

6.1.2现代电机控制技术的数学基础 271

6.1.3自适应控制 274

6.2辨识与自适应控制 281

6.2.1电机参数对控制性能的影响 282

6.2.2异步感应电机的自适应控制 284

6.2.3异步感应电机的自校正控制 288

6.3模糊控制 296

6.3.1模糊控制 297

6.3.2人工神经网络控制 308

6.3.3神经网络-模糊控制 319

6.4滑模变结构控制 328

6.4.1基本概念 328

6.4.2滑模变结构控制在电机调速中的应用 335

6.5非线性解耦控制 339

6.5.1非线性几何控制技术 339

6.5.2磁场定向（矢量）控制的局限性 343

6.5.3基于微分几何的精确线性化 345

6.5.4可线性化系统的自适应控制 349

第7章 无速度传感器的电传动系统 353

7.1异步感应电机的无速度传感器控制系统 353

7.1.1速度估算方法 353

7.1.2无速度传感器控制系统一些特殊问题 361

7.1.3无速度传感器直接转矩控制系统的设计 367

7.2永磁同步电机无传感器控制系统几个关键问题研究 368

7.2.1速度和位置检测方法 368

7.2.2转子初始位置检测策略 371

7.2.3无速度传感器永磁同步电机传动系统的一些问题 373

第8章 电磁瞬态效应与电磁兼容 375

8.1低频电磁干扰 377

8.1.1低频电磁干扰对电网的污染 377

8.1.2减轻电网污染的措施 378

8.2高频电磁干扰 380

8.2.1PWM电压脉冲波 380

8.2.2瞬时过电压与电机绝缘 382

8.2.3轴电压和轴承电流 385

8.2.4传导电磁干扰 388

8.3电磁兼容 398

8.3.1基本概念 398

8.3.2电磁兼容措施 399

参考文献 405