PWM与数字化电动机控制技术应用PDF电子书下载

第1章　PWM技术基础 1

1.1 电气传动系统与PWM技术 1

1.1.1　电气传动的发展与趋势 1

1.1.2　脉宽调制技术的发展概述 2

1.2 直流电气传动中的PWM技术 4

1.2.1　直流PWM控制的基本原理 4

1.2.2　直流PWM控制的基本电路 6

1.3 交流电气传动中的SPWM技术 9

1.3.1　SPWM的基本方法 9

1.3.2　数字SPWM控制 13

1.4 空间矢量SVPWM技术 17

1.4.1　空间矢量SVPWM的基本概念 17

1.4.2　空间矢量SVPWM的实现 19

1.4.3　SVPWM算法流程 22

第2章　PWM功率开关电路设计 23

2.1 现代功率电子器件 23

2.1.1　功率MOSFET的应用特点 23

2.1.2　IGBT的应用特点 26

2.1.3　智能功率模块IPM 28

2.2　功率电子器件的驱动电路设计 29

2.2.1　MOS门功率器件的驱动条件 29

2.2.2　MOS门功率器件的基本驱动电路 30

2.2.3　MOS门功率器件的悬浮驱动 32

2.2.4　IGBT的专用驱动集成电路 34

2.3　缓冲电路设计 36

2.3.1　缓冲电路的基本概念 36

2.3.2　开通缓冲电路 37

2.3.3　分立式关断缓冲电路 38

2.3.4　桥式关断缓冲电路 39

2.3.5　缓冲电路的设计 39

2.4　PWM功率电路的保护设计电路 41

2.4.1　泵升电压及过电压保护电路 41

2.4.2　电流检测及过电流保护 42

第3章　直流电动机的PWM控制 45

3.1 不可逆直流PWM控制 45

3.1.1　无制动状态的不可逆PWM控制 45

3.1.2　具有制动回路的不可逆PWM控制 50

3.2 可逆直流PWM系统 52

3.2.1　双极性可逆PWM模式 52

3.2.2　单极性可逆PWM模式 55

3.2.3　单极性倍频可逆PWM模式 57

3.2.4　受限单极性可逆PWM模式 58

3.2.5　受限单极性倍频可逆PWM模式 59

3.2.6　各种可逆直流PWM模式的比较 59

3.3 直流电动机的单片机控制 60

3.3.1　PIC系列单片机结构及原理 61

3.3.2　单片机控制的电路及程序 67

第4章　无刷直流电动机及其PWM控制 73

4.1 无刷直流电动机的运行原理 73

4.1.1　无刷直流电动机的基本原理 73

4.1.2　恒定转矩的产生 75

4.1.3　平顶波反电动势波形的获得 76

4.2　无刷直流电动机的结构及设计特点 78

4.2.1　无刷直流电动机的总体结构 79

4.2.2　电动机定子结构特点 81

4.2.3　永磁转子结构形式 82

4.2.4　常用永磁材料 84

4.3 方波无刷直流电动机的转子位置传感 85

4.3.1　霍尔效应传感器 86

4.3.2　光电开关 87

4.3.3　位置传感器的安装位置 87

4.4 无刷直流电动机的换相电路实现及运行特性 88

4.4.1　换相逻辑 88

4.4.2　双向运行的实现 92

4.4.3　无刷直流电动机的运行特性 94

4.5 受限单极性PWM控制 97

4.5.1　下桥臂PWM调制方式 97

4.5.2　上桥臂PWM调制方式 104

4.5.3　上、下桥臂轮流PWM调制方式 107

4.5.4　受限单极性倍频PWM模式 114

4.6　单极性和双极性PWM控制 115

4.6.1　单极性PWM模式 115

4.6.2　单极性倍频PWM模式 117

4.6.3　双极性PWM模式 118

4.6.4　其他PWM模式 120

4.7　无位置传感无刷直流电动机 121

4.7.1　无位置传感的实现方法 121

4.7.2　反电动势过零检测的实现 123

4.7.3　无位置传感无刷直流电动机的起动 126

4.8 无刷直流电动机的典型集成控制电路 128

4.8.1　典型集成控制电路 128

4.8.2　无位置传感的集成控制电路 134

4.9　无刷直流电动机的DSC控制 140

4.9.1　dsPIC数字信号控制器结构及原理 140

4.9.2　无位置传感的无刷直流电动机的控制实现 145

第5章　永磁同步电动机系统及其SPWM控制 157

5.1 永磁同步电动机系统的构成及设计特点 157

5.1.1 永磁同步电动机系统的构成 157

5.1.2　永磁同步电动机本体设计特点 158

5.2　永磁同步电动机系统的位置传感 161

5.2.1 常用跟踪型位置传感器 161

5.2.2　一种新型的磁阻型旋转变压器 164

5.3 永磁同步电动机自同步运行的SPWM控制电路 169

5.3.1　位置信号变换电路 170

5.3.2　电流指令生成电路 172

5.3.3　电流环与SPWM电路 174

5.4　永磁同步电动机的简易驱动控制 175

5.4.1　基于开关霍尔传感器的正弦波驱动技术 175

5.4.2　基于线性霍尔传感器的正弦波驱动技术 177

5.5 永磁同步伺服电动机的矢量控制 178

5.5.1　矢量控制的原理及实现 178

5.5.2　id=0控制及系统模型 180

5.6　永磁同步伺服电动机的定位转矩及转矩波动 182

5.6.1 永磁同步电动机的定位转矩及抑制 182

5.6.2　永磁同步电动机的波动转矩及抑制 186

5.7　永磁同步伺服电动机的DSP控制 191

5.7.1　TMS320C2000系列DSP结构与原理 191

5.7.2　永磁同步电动机的DSP控制实现 200

第6章　感应电动机的SPWM控制 210

6.1　感应电动机的变压变频控制 210

6.1.1　VVVF控制的基本原理 210

6.1.2　VVVF控制的方式 210

6.1.3　VVVF控制的实现 214

6.2　感应电动机的矢量控制 216

6.2.1　矢量控制的坐标变换 216

6.2.2　矢量控制的基本原理 217

6.2.3　转子磁链的观测 219

6.2.4　矢量控制系统的构成及实现 219

参考文献 221