电力拖动控制系统PDF电子书下载

1单闭环直流调速系统 1

1.1直流调速系统用的可控直流电源 1

1.1.1旋转变流机组 2

1.1.2静止可控整流器 2

1.1.3直流斩波器和脉宽调制变换器 3

1.2 V-M系统的开环机械特性及稳定性能指标 4

1.2.1 V-M系统的开环机械特性 4

1.2.2转速控制要求和稳态调速指标 6

1.3转速负反馈单闭环调速系统的组成及其特性分析 8

1.3.1系统的组成及静特性分析 8

1.3.2开环系统的机械特性与闭环系统静特性的比较 9

1.3.3转速闭环调速系统的基本性质 11

1.3.4转速负反馈单闭环调速系统的稳态参数计算 13

1.4带电流截止负反馈环节的转速闭环调速系统 15

1.4.1系统的组成和工作原理 15

1.4.2系统的静特性及参数选择 16

1.5带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统 18

1.5.1电压负反馈调速系统 18

1.5.2带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统 19

1.6单闭环调速系统的动态分析 20

1.6.1系统的动态数学模型 20

1.6.2单闭环系统的稳定条件 24

1.7无静差调速系统 25

1.7.1积分控制规律 25

1.7.2采用比例积分调节器的单闭环无静差调速系统 26

本章小结及学习要求 31

思考题与习题 31

2多环控制的直流调速系统与调节器的工程设计方法 33

2.1双闭环调速系统的构成及静特性 33

2.1.1单闭环系统存在的问题 33

2.1.2转速、电流双闭环调速系统的组成 34

2.1.3双闭环直流调速系统稳态结构图和静特性 35

2.1.4各变量的稳态工作点和稳态参数计算 37

2.2双闭环直流调速系统的动态性能 37

2.2.1双闭环直流调速系统的动态数学模型 37

2.2.2双闭环直流调速系统的起动过程 38

2.2.3动态性能和两个调节器的作用 40

2.3双闭环调速系统的工程设计 42

2.3.1设计方法与步骤 42

2.3.2系统的动态性能指标 42

2.3.3典型Ⅰ型系统参数和性能指标的关系 44

2.3.4典型Ⅱ型系统参数和性能指标的关系 48

2.3.5调节器结构的选择和传递函数的近似处理——非典型系统的典型化 52

2.4按工程设计方法设计双闭环系统的电流调节器和转速调节器 57

2.4.1电流调节器的设计 58

2.4.2转速调节器的设计 63

2.4.3转速调节器退饱和时转速超调量的计算 66

2.4.4设计举例 70

2.5转速超调的抑制——转速微分负反馈 74

2.5.1问题的提出 74

2.5.2带转速微分负反馈双闭环直流调速系统的基本原理 74

2.5.3退饱和时间与退饱和转速 76

2.5.4转速微分反馈参数的工程设计方法 77

2.5.5带转速微分负反馈双闭环直流调速系统的抗扰性能 78

2.6多环控制的直流调速系统 79

2.6.1带电流变化率内环的三环直流调速系统 79

2.6.2弱磁控制的直流调速系统 82

本章小结及学习要求 85

思考题与习题 86

3直流可逆调速系统 88

3.1可逆方案 88

3.1.1电枢反接可逆线路 88

3.1.2励磁反接可逆线路 90

3.2晶闸管直流可逆调速系统的回馈制动 90

3.3有环流可逆调速系统 91

3.3.1可逆调速系统中的环流 91

3.3.2直流平均环流与配合控制 92

3.3.3瞬时脉动环流及其抑制 94

3.3.4直流可逆调速系统的制动分析 95

3.4可控环流的可逆调速系统 97

3.5逻辑控制的无环流可逆调速系统 100

3.5.1系统的组成及工作原理 100

3.5.2可逆系统对无环流逻辑控制器的要求 101

3.5.3无环流逻辑控制器DLC的实现 102

本章小结及学习要求 106

思考题与习题 106

4直流脉宽调速系统 108

4.1脉宽调制变换器 108

4.1.1不可逆脉宽调制变换器 108

4.1.2可逆脉宽调制变换器 111

4.2脉宽调制变换器的控制电路 115

4.2.1三角波振荡器 115

4.2.2脉冲形成及脉冲分配器 117

4.2.3电力晶体管基极驱动电路 118

4.3双闭环直流脉宽调速系统 119

4.3.1脉宽调速系统的开环机械特性 119

4.3.2双闭环直流脉宽调速系统 121

4.3.3脉宽调速系统最佳开关频率的确定 122

4.3.4泵升电压限制电路 123

4.4直流脉宽调速系统实例 124

4.4.1采用模拟电路的直流脉宽调速系统 124

4.4.2由集成PWM控制器控制的不可逆调速系统 125

4.4.3由单片微机控制的不可逆调速系统 128

本章小结及学习要求 129

思考题与习题 130

5直流调速系统仿真 131

5.1 SimPower System模型库简介 131

5.2单闭环直流调速系统的仿真 137

5.2.1开环直流调速系统的仿真 137

5.2.2单闭环有静差转速负反馈调速系统的建模与仿真 142

5.2.3单闭环无静差转速负反馈调速系统的建模与仿真 145

5.2.4单闭环电流截止转速负反馈调速系统的建模与仿真 148

5.2.5单闭环电压负反馈调速系统的建模与仿真 150

5.2.6单闭环电压负反馈和带电流正反馈调速系统的建模与仿真 151

5.2.7单闭环转速负反馈调速系统定量仿真 152

5.3双闭环及PWM直流调速系统仿真 154

5.3.1双闭环直流调速系统的建模与仿真 154

5.3.2 PWM直流调速系统的建模与仿真 157

本章小结及学习要求 160

思考题与习题 161

6交流异步电动机转差功率消耗性调速系统 162

6.1交流调速系统概述 162

6.1.1交流调速的发展 162

6.1.2交流调速的基本方法 163

6.2闭环控制的异步电动机变压调速系统 165

6.2.1异步电动机变压调速电路 165

6.2.2异步电动机改变电压时的机械特性 166

6.2.3闭环控制的变压调速系统及其静特性 168

6.2.4闭环变压调速系统的近似动态结构图 170

6.3电磁转差离合器调速系统 173

本章小结及学习要求 175

思考题与习题 176

7交流异步电动机转差功率回馈型调速系统 177

7.1异步电动机串级调速原理 177

7.1.1异步电动机转子附加电动势的作用 177

7.1.2电气串级调速系统 178

7.2串级调速系统的性能 180

7.2.1串级调速时异步电动机的机械特性 180

7.2.2串级调速装置的容量 184

7.2.3串级调速系统的效率和功率因数 185

7.3闭环控制的串级调速系统 188

7.3.1双闭环串级调速系统的组成 188

7.3.2串级调速系统的动态数学模型 189

7.3.3双闭环串级调速系统调节器的设计 192

7.3.4串级调速系统的控制方式 192

7.4串级调速系统的改进线路 194

7.4.1逆变器的不对称控制——纵续连接线路 194

7.4.2斩波控制串级调速系统 195

7.4.3直流回路无平波电抗器的串级调速系统 197

本章小结及学习要求 198

思考题与习题 198

8交流异步电动机转差功率不变型调速系统 200

8.1变压变频调速的基本控制方式 200

8.1.1基频以下调速 200

8.1.2基频以上调速 201

8.2异步电动机电压、频率协调控制时的机械特性 202

8.2.1正弦波恒压恒频供电时异步电动机的机械特性 202

8.2.2基频以下电压、频率协调控制时的机械特性 203

8.2.3基频以上变频调速时的机械特性 206

8.2.4正弦波恒流供电时的机械特性 207

8.3静止式电力电子变压变频装置 208

8.3.1间接变压变频装置（交-直-交变压变频装置） 209

8.3.2直接变压变频装置（交-交变压变频装置） 210

8.3.3电压源型变频器和电流源型变频器 211

8.3.4 180°导通型和120°导通型逆变器 213

8.3.5正弦波脉宽调制（SPWM）变压变频器 216

8.4转速开环、恒压频比控制的调速系统 229

8.4.1电压源型晶闸管变频调速系统 229

8.4.2电流源型晶闸管变频调速系统 232

8.5转速闭环、转差频率控制的变压变频调速系统 233

8.5.1转差频率控制的基本概念 234

8.5.2转差频率控制的规律 235

8.5.3转差频率控制的变压变频调速系统 237

8.6异步电动机的多变量数学模型和坐标变换 238

8.6.1异步电动机动态数学模型的性质 238

8.6.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型 239

8.6.3坐标变换和变换矩阵 243

8.6.4异步电动机在二相坐标系上的数学模型 249

8.7按转子磁场定向矢量控制的变压变频调速系统 254

8.7.1异步电动机的坐标变换结构图和等效直流电动机模型 254

8.7.2矢量控制系统的构想 254

8.7.3矢量控制的基本方程式 255

8.7.4磁链开环、转差型矢量控制系统 256

8.7.5转速、磁链闭环控制的矢量控制系统 257

本章小结及学习要求 260

思考题与习题 261

9交流调速系统仿真 262

9.1交流异步电动机转差功率消耗性调速系统的仿真 262

9.1.1交流调速系统仿真中常用模块 262

9.1.2单闭环交流电动机调压调速系统的建模与仿真 264

9.2交流异步电动机转差功率回馈型调速系统仿真 267

9.3交流异步电动机转差功率不变型调速系统仿真 269

9.3.1 SPWM内置波调速系统的建模与仿真 269

9.3.2 SPWM外置波调速系统的建模与仿真 272

9.3.3电流滞环跟踪控制调速系统的建模与仿真 273

9.3.4转速开环恒压频比的交流调速系统的建模与仿真 276

9.3.5转速、磁链闭环控制的矢量控制系统的建模与仿真 278

本章小结及学习要求 283

思考题与习题 283

附录一 自测题一 284

附录二 自测题二 289

参考文献 294