电力拖动控制系统PDF电子书下载

绪论 1

第1章 电力拖动基础 5

1.1 电力拖动系统的运动方程 5

1.1.1 电力拖动系统的构成 5

1.1.2 机械传动机构与工作机械的折算 5

1.1.3 电力拖动系统的运动方程 7

1.1.4 速度控制的本质是对转矩的控制 8

1.2 电力拖动系统的机械特性 9

1.2.1 机械特性 9

1.2.2 负载的机械特性 10

1.2.3 电动机的固有机械特性 10

1.2.4 电力拖动系统稳定运行条件 10

1.3 他励直流电动机的起动、调速与制动 11

1.3.1 他励直流电动机的人工机械特性 11

1.3.2 他励直流电动机的调速 12

1.3.3 他励直流电动机的起动 13

1.3.4 他励直流电动机的制动 15

1.4 异步电动机的起动、调速与制动 18

1.4.1 异步电动机的机械特性 18

1.4.2 异步电动机的起动 19

1.4.3 异步电动机的调速 20

1.4.4 异步电动机的制动 20

思考题与习题 23

第2章 直流电动机V-M不可逆调速系统 25

2.1 直流调速系统概述 25

2.1.1 直流调速系统的类型 25

2.1.2 G-M系统 27

2.1.3 V-M系统 29

2.1.4 直流脉宽调制（PWM）系统 30

2.2 V-M系统的机械特性 31

2.2.1 电流连续时的机械特性 31

2.2.2 电流断续时的机械特性 33

2.3 开环V-M调速系统及调速指标 35

2.3.1 开环V-M调速系统 35

2.3.2 调速系统的稳态指标 38

2.4 单闭环V-M调速系统及静特性 40

2.4.1 有静差转速单闭环V-M调速系统 40

2.4.2 闭环V M系统的静特性 42

2.5 单闭环V-M调速系统的动态分析 44

2.5.1 闭环V-M调速系统各环节的动态数学模型 44

2.5.2 单闭环V-M调速系统的动态结构图 47

2.5.3 稳定条件 48

2.6 无静差单闭环V-M调速系统 49

2.6.1 无静差单闭环V-M调速系统 49

2.6.2 稳态抗扰分析 50

2.6.3 限流截止负反馈 52

2.6.4 电流检测电路 53

2.7 双闭环直流电动机V-M调速系统 55

2.7.1 转速电流双闭环V-M系统的构成及原理 55

2.7.2 稳态结构图及静特性 57

2.7.3 动态结构图及动态性能 58

思考题与习题 60

第3章 直流电动机V-M可逆调速系统 62

3.1 V-M可逆系统主电路结构形式及工作状态 62

3.1.1 单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路 62

3.1.2 两组晶闸管供电的可逆电路 63

3.1.3 反并联可逆电路的工作状态 65

3.2 可逆电路中的环流及其抑制办法 66

3.2.1 环流及其种类 66

3.2.2 直流平均环流产生的原因及消除办法 67

3.2.3 瞬时脉动环流产生的原因及抑制办法 68

3.3 有环流V-M可逆调速系统 70

3.3.1 α=β配合控制的反并联连接的有环流可逆调速系统 70

3.3.2 正向回馈制动过程分析 71

3.3.3 可控环流可逆调速系统 74

3.4 逻辑控制无环流可逆调速系统 75

3.4.1 系统原理图 76

3.4.2 逻辑控制器DLC 77

思考题与习题 80

第4章 直流电动机直流斩波调速系统 81

4.1 直流斩波调速系统主电路 82

4.2 直流斩波调速系统 87

思考题与习题 88

第5章 异步电动机调压调速系统 90

5.1 交流调速系统概述 90

5.1.1 交流调速的发展概况 90

5.1.2 交流调速系统的分类 91

5.1.3 异步电动机调速系统的分类 92

5.2 异步电动机调压调速系统 93

5.2.1 异步电动机调压时的开环机械特性 93

5.2.2 调压调速主电路 94

5.2.3 调压调速系统的系统原理图 96

5.2.4 系统稳态结构图及其静特性 96

5.2.5 交流调压调速系统的制动 98

5.2.6 交流调压调速系统的效率及电机冷却 99

5.2.7 系统的动态结构图 100

5.3 异步电动机调压调速系统的应用与节能 102

5.4 电磁转差离合器调速系统 103

思考题与习题 105

第6章 绕线转子异步电动机的串级调速系统 107

6.1 串级调速的原理与类型 107

6.1.1 绕线转子异步电动机串级调速原理 107

6.1.2 绕线式异步电动机串级调速系统的类型及其控制原理 110

6.2 次同步速串级调速系统 112

6.2.1 次同步速串级调速系统的构成 112

6.2.2 串级调速系统的机械特性 113

6.2.3 逆变变压器 115

6.2.4 串调系统的能量传递关系与效率 115

6.2.5 串调装置的容量与电机的起动 116

6.2.6 次同步速串级调速系统的回馈制动 118

6.3 超同步速串级调速系统 119

6.3.1 超同步速串级调速的工作原理 119

6.3.2 超同步速串调系统的控制原理及能量传递 121

6.3.3 双馈同步调速系统 121

思考题与习题 123

第7章 异步电动机变频调速基础 125

7.1 异步电动机变频调速的控制特性与机械特性 125

7.1.1 变频时的电压控制方式及控制特性 125

7.1.2 变频调速时的机械特性 128

7.2 异步电动机变频调速主电路类型 132

7.2.1 变频调速主电路的分类 132

7.2.2 异步机变频调速系统常用的几种主电路 133

7.3 正弦脉宽调制（SPWM）技术 136

7.3.1 正弦脉宽调制的理论基础 136

7.3.2 SPWM波形生成的方法 146

思考题与习题 148

第8章 异步电动机他控式变频调速系统 150

8.1 转速开环的交-直-交电流源型变频调速系统 150

8.1.1 调速系统的控制策略及系统原理图 150

8.1.2 晶闸管电流源型逆变器工作原理 151

8.1.3 控制系统工作原理 153

8.1.4 回馈制动及系统优缺点 155

8.2 转差频率控制的交-直-交电流源型变频调速系统 156

8.2.1 转差频率控制的理论基础（基本原理） 156

8.2.2 转差频率控制的变频调速系统 158

8.3 电压源型交-直-交SPWM变频调速系统 160

8.4 异步电动机电压源型交-交变频调速系统 163

8.4.1 交-交变频电路概述 163

8.4.2 电压源型交-交变频调速系统主电路 165

8.4.3 电压源型交-交变频电路触发脉冲的控制方式 166

8.4.4 异步电动机电压源型他控式交-交变频调速系统 167

思考题与习题 168

第9章 特种同步电动机自控式变频调速系统（带有位置检测器的变频调速系统） 170

9.1 永磁无刷直流电动机 170

9.1.1 永磁无刷直流电动机的构成 170

9.1.2 永磁无刷直流电动机的工作原理 171

9.1.3 位置检测器 176

9.1.4 永磁无刷直流电动机的控制系统 180

9.2 开关磁阻电动机 183

9.2.1 开关磁阻电动机的结构及其动作原理 184

9.2.2 开关磁阻电动机的工作原理 185

9.2.3 开关磁阻电动机的控制原理 187

9.2.4 开关磁阻电动机的主电路及系统原理图 190

9.3 同步电动机交-直-交自控式变频调速系统（直流无换向器电机） 192

9.3.1 直流无换向器电机的构成 192

9.3.2 直流无换向器电机的工作原理 193

9.3.3 逆变器晶闸管的换流 195

9.3.4 无换向器电机的工作特性及调速系统 197

9.4 同步电动机交-交自控式变频调速系统（交流无换向器电机） 198

思考题与习题 201

第10章 同步电动机矢量控制变频调速系统 203

10.1 同步电动机矢量控制思想的引入 203

10.2 同步电动机的坐标变换 204

10.2.1 电机坐标变换的概念 204

10.2.2 综合矢量 205

10.2.3 绕组有效匝数相等条件下变换关系 207

10.3 同步电动机变频调速概述及矢量控制原理 209

10.3.1 同步电动机变频调速概述 209

10.3.2 同步电动机矢量控制原理 211

10.4 永磁同步电动机按励磁轴线定向的矢量控制调速系统 214

10.5 励磁式同步电动机按气隙磁势轴线定向的矢量控制调速系统 216

思考题与习题 218

第11章 异步电机矢量控制变频调速系统 220

11.1 异步电动机的多变量数学模型和坐标变换 220

11.1.1 异步电动机基本方程的矩阵表示法 220

11.1.2 功率不变条件下的坐标变换 222

11.1.3 异步电动机在d、q、0坐标系下的数学模型 224

11.1.4 异步电动机在M、T坐标系下的数学模型 226

11.2 异步电动机矢量控制原理 228

11.2.1 异步电动机矢量控制的数学模型 228

11.2.2 异步电动机矢量控制原理 229

11.2.3 磁通观察器 230

11.3 转差频率控制交-直-交电流源型变频调速系统的矢量控制 231

11.4 磁链闭环控制的电流跟踪型PWM异步电动机变频调速系统 233

11.5 空间矢量脉宽调制（SVPWM） 234

11.5.1 电压源型逆变器的电压空间矢量 234

11.5.2 产生任意电压空间矢量的PWM调制原理 235

11.5.3 产生任意电压空间矢量的调制方法 236

11.5.4 SVPWM的最大输出电压 238

11.6 异步电动机采用SVPWM的变频调速系统 240

11.6.1 异步电动机他控式SVPWM变频调速系统 240

11.6.2 异步电动机SVPWM矢量控制变频调速系统 241

思考题与习题 243

参考文献 245