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绪论 1

0.1 交流调速技术的发展概况与发展趋势 1

0.1.1 直流调速技术存在的问题 1

0.1.2 交流调速技术的发展概况 2

0.1.3 现代交流调速技术的发展趋势 5

0.2 现代交流调速系统的类型 8

0.2.1 同步电动机调速系统的基本类型 9

0.2.2 异步电动机调速系统的基本类型 10

0.3 现代交流调速系统的调速方法和应用领域 10

0.3.1 现代交流调速系统的调速方法 10

0.3.2 交流调速系统的应用领域 11

第1章 异步电动机调压调速系统 12

1.1 异步电动机晶闸管调压调速系统工作原理 12

1.2 异步电动机调压调速时的机械特性 13

1.3 异步电动机调压调速的功率损耗 14

1.4 异步电动机PWM调压调速系统 15

1.5 闭环控制的异步电动机调压调速系统 16

1.5.1 闭环控制的异步电动机调压调速系统静态分析 17

1.5.2 闭环控制的异步电动机调压调速系统动态分析 18

1.6 异步电动机晶闸管软起动器 20

第2章 基于稳态数学模型的异步电动机变压变频调速系统 22

2.1 基于异步电动机稳态数学模型的变压变频调速系统控制方式 22

2.1.1 电压-频率协调控制方式 22

2.1.2 转差频率控制方式 26

2.2 电力电子变频调速装置及其电源特性 28

2.3 电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统 32

2.4 电流源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统 35

2.5 异步电动机转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 36

2.5.1 电流源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统的构成及工作原理 36

2.5.2 电压源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统 38

第3章 基于动态数学模型的异步电动机矢量控制变压变频调速系统 40

3.1 矢量控制的基本概念 40

3.1.1 直流电动机和异步电动机的电磁转矩 40

3.1.2 矢量控制的基本思想 42

3.2 异步电动机在不同坐标系上的数学模型 44

3.2.1 交流电动机的坐标系与空间矢量的概念 44

3.2.2 异步电动机在静止坐标系上的数学模型 46

3.2.3 坐标变换及变换矩阵 51

3.2.4 异步电动机在二相静止坐标系上的数学模型 60

3.2.5 异步电动机在任意二相旋转坐标系上的数学模型 66

3.2.6 异步电动机在二相同步旋转坐标系上的数学模型 67

3.2.7 异步电动机在二相坐标系上的状态方程 68

3.3 磁场定向和矢量控制的基本控制结构 70

3.3.1 转子磁场定向的异步电动机矢量控制系统 70

3.3.2 异步电动机的其他两种磁场定向方法 73

3.4 转子磁链观测器 75

3.4.1 计算转子磁链的电流模型法 75

3.4.2 计算转子磁链的电压模型法 77

3.5 异步电动机矢量控制系统 78

3.5.1 具有转矩内环的转速、磁链闭环异步电动机直接矢量控制系统 78

3.5.2 转差型异步电动机间接矢量控制系统 80

3.5.3 无速度传感器矢量控制系统 82

3.6 具有双PWM变换器的矢量控制系统 85

3.7 抗负载扰动调速系统 86

第4章 异步电动机直接转矩控制系统 88

4.1 概述 88

4.2 异步电动机直接转矩控制原理 89

4.2.1 通过异步电动机定子数学模型来了解直接转矩控制的基本思想 89

4.2.2 异步电动机定子磁链和电磁转矩控制原理 90

4.3 异步电动机DSC系统 96

4.3.1 异步电动机DSC系统的基本组成 96

4.3.2 在低速范围内DSC系统的转矩控制与调节方法 104

4.3.3 在弱磁范围内DSC系统的转矩控制及恒功率调节 109

4.4 异步电动机DTC系统 113

4.5 无速度传感器直接转矩控制系统 116

4.6 直接转矩控制系统存在的问题及改进方法 121

4.6.1 直接转矩控制系统存在的主要问题 121

4.6.2 改善和提高直接转矩控制系统性能的方法 122

4.7 直接转矩控制的仿真研究 129

第5章 异步电动机定子磁链轨迹控制 133

5.1 异步电动机定子磁链轨迹控制方法的提出背景 133

5.2 同步对称优化PWM的应用 135

5.3 定子磁链轨迹控制 137

5.4 SFTC的闭环调速系统 140

5.5 SFTC与常规矢量控制及直接转矩控制的比较 144

第6章 绕线式异步电动机的串级调速和双馈调速系统 146

6.1 串级调速和双馈调速的基本原理 146

6.1.1 绕线式异步电动机双馈调速的基本原理 146

6.1.2 绕线式异步电动机串级调速的基本原理 153

6.2 双馈调速系统和串级调速系统的稳态特性 155

6.2.1 双馈调速系统的稳态特性 155

6.2.2 串级调速系统的稳态特性 160

6.3 双馈调速和串级调速的闭环控制系统 174

6.3.1 双馈调速的简单闭环控制系统 175

6.3.2 串级调速的闭环控制系统 176

6.4 双馈调速系统和串级调速系统的其他形式 179

6.4.1 双馈调速系统的其他形式 179

6.4.2 超同步串级调速系统 181

6.5 绕线式异步电动机串级调速系统和双馈调速系统的设计 184

6.5.1 电动机及变流器的容量选择 184

6.5.2 主电路设计 185

6.5.3 起动装置的选择 187

6.6 绕线式异步电动机双馈调速系统和双馈矢量控制系统 189

6.6.1 绕线式异步电动机双馈调速系统 189

6.6.2 绕线式异步电动机双馈矢量控制系统 190

6.6.3 双馈电动机矢量控制的其他方案 194

第7章 同步电动机变压变频调速系统 195

7.1 同步电动机变压变频调速的特点及基本类型 195

7.2 同步电动机变压变频调速系统主电路晶闸管换流关断机理及其方法 197

7.2.1 同步电动机交-直-交型变压变频调速系统的逆变器中晶闸管换流关断的机理及其方法 197

7.2.2 交-交变频同步电动机调速系统主电路晶闸管的换流 200

7.3 他控变频同步电动机调速系统 202

7.3.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机调速系统 202

7.3.2 交-直-交型他控变频同步电动机调速系统 202

7.4 自控式变频同步电动机（无换向器电动机）调速系统 203

7.4.1 自控变频同步电动机（无换向器电动机）调速原理及特性 203

7.4.2 自控变频同步电动机调速系统 210

7.5 按气隙磁场定向的普通三相同步电动机矢量控制系统 213

7.5.1 普通三相同步电动机的多变量数学模型 213

7.5.2 按气隙磁场定向的三相同步电动机交-直-交变频矢量控制系统 215

7.6 正弦波永磁同步电动机变压变频调速系统 219

7.7 梯形波永磁同步电动机变压变频调速系统 228

第8章 交流调速系统的控制策略 231

8.1 交流电动机变压变频调速系统控制策略综述 231

8.2 交流电动机的逆系统控制方法 235

8.2.1 逆系统控制方法的理论基础 236

8.2.2 交流电动机动态模型的可逆性及其逆系统 237

8.2.3 闭环控制器的设计 239

8.3 内模控制方法在异步电动机调速中的应用 240

8.3.1 内模控制的基本原理和特点 241

8.3.2 定子电流的内模解耦控制 242

8.3.3 二自由度内模控制策略 244

8.3.4 异步电动机调速系统的二自由度内模控制方法 245

8.4 具有参数自校正功能的转差型矢量控制系统 248

8.5 智能控制方法在异步电动机调速系统中的应用 250

8.5.1 异步电动机的神经网络模型参考自适应控制方法 250

8.5.2 异步电动机调速系统的模糊控制方法 252

8.5.3 异步电动机的自适应模糊神经网络控制方法 256

参考文献 260