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第1章 概述 1

1.1 电力传动系统的发展 1

1.1.1 电力传动系统的构成及其特点 1

1.1.2 电力传动系统的发展 2

1.2 电力传动系统运动方程 4

1.2.1 运动方程 4

1.2.2 电力传动系统等效折算 5

1.3 负载转矩和飞轮矩折算 6

1.3.1 负载转矩的折算 6

1.3.2 飞轮矩的折算 8

1.4 电力传动系统的机械特性 9

1.4.1 负载特性 9

1.4.2 电动机机械特性 10

1.5 电力传动系统稳定运行条件 11

1.5.1 电力传动系统稳定的必要条件 11

1.5.2 电力传动系统稳定的充分条件 11

1.5.3 运行分析举例 12

1.6 电动机控制系统设计 13

1.6.1 电动机控制系统的发展 13

1.6.2 电动机控制系统分类及其特点 15

习题 18

第2章 直流电动机的原理及特性 19

2.1 直流电动机的工作原理 19

2.1.1 直流电动机的基本结构 19

2.1.2 直流电动机的工作原理 20

2.2 直流电动机的机械特性 23

2.2.1 他励电动机的机械特性 23

2.2.2 串励电动机的机械特性 25

2.2.3 复励电动机的机械特性 27

2.2.4 直流电动机的换向 27

2.3 直流电动机的起动、调速、控制与运行状态 28

2.3.1 直流电动机的起动 28

2.3.2 直流电动机的调速 29

2.3.3 直流电动机的控制 31

2.3.4 直流电动机的运行状态 35

习题 36

第3章 交流电动机的原理及特性 38

3.1 三相异步电动机的工作原理 38

3.1.1 三相异步电动机的基本结构 38

3.1.2 三相异步电动机的基本原理 41

3.2 三相异步电动机的机械特性 45

3.2.1 三相异步电动机的机械特性表达式 45

3.2.2 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性 48

3.3 三相异步电动机的起动、调速、控制与运行 49

3.3.1 三相笼型及线绕转子异步电动机的起动 49

3.3.2 三相异步电动机的调速 55

3.3.3 三相异步电动机的控制 60

3.3.4 三相异步电动机的运行状态 63

3.4 单相异步电动机 64

3.4.1 单相异步电动机的组成 64

3.4.2 单相异步电动机的种类及特点 64

3.5 同步电动机 65

3.5.1 同步电动机的工作原理与机械特性 65

3.5.2 同步电动机的起动方法 66

3.5.3 功角特性与功率因数调节 66

3.6 交直流电动机的特点及其发展 67

3.6.1 交直流电动机的特点 67

3.6.2 交流同步电动机的发展及应用 69

3.6.3 开关磁阻电动机的驱动系统 73

习题 74

第4章 控制电机的原理及特性 76

4.1 伺服电动机 76

4.1.1 直流伺服电动机 76

4.1.2 交流伺服电动机 77

4.2 力矩电动机 78

4.2.1 直流力矩电动机的结构和工作原理 78

4.2.2 直流力矩电动机的特点 79

4.3 测速发电机 80

4.3.1 直流测速发电机 80

4.3.2 交流异步测速发电机 81

4.4 自整角机 82

4.4.1 力矩式自整角机的工作原理 83

4.4.2 控制式自整角机的工作原理 83

4.5 步进电动机 85

4.5.1 步进电动机的基本结构、原理及运行方式 85

4.5.2 步进电动机的运行特性与开环控制 89

4.5.3 步进电动机的驱动控制电路 93

习题 95

第5章 直流传动控制系统 96

5.1 直流电动机调速系统的特性与优化 96

5.1.1 电枢电阻的调速特性 96

5.1.2 电枢电压的调速特性 97

5.2 单闭环直流调速系统 98

5.2.1 有静差调速系统 98

5.2.2 无静差调速系统 101

5.3 双闭环直流调速系统 102

5.3.1 双闭环调速系统的组成 102

5.3.2 双闭环调速系统的分析 103

5.3.3 双闭环调速系统的设计 105

5.4 可逆直流调速系统 109

5.4.1 可逆直流调速中的环流及其控制方法 109

5.4.2 电枢有环流可逆调速系统 110

5.4.3 电枢逻辑无环流可逆调速系统 114

5.5 直流脉宽调速系统 115

5.5.1 脉宽调速系统的基本工作原理和特点 116

5.5.2 脉宽调速系统的组成 117

5.5.3 脉宽调速系统的分析 120

5.5.4 脉宽调速系统的设计 121

5.6 微机直流调速系统 123

5.6.1 调速系统实现数字化的必要性 123

5.6.2 微机直流调速系统的主要特点 123

5.6.3 微机直流调速系统的硬件设计 124

5.6.4 微机直流调速系统的软件设计 125

习题 127

第6章 交流传动控制系统 129

6.1 交流传动系统 129

6.1.1 交流传动系统的发展 129

6.1.2 交流传动系统的基本类型 130

6.2 异步电动机的调速方法 130

6.2.1 异步电动机调速方法的理论基础 130

6.2.2 常用调速方法 132

6.2.3 选择调速方式的基本依据 133

6.3 异步电动机的变压变频调速控制 134

6.3.1 变压变频调速的基本原理和控制方式 135

6.3.2 变压变频器的基本组成和工作原理 137

6.3.3 转速开环异步电动机的变频调速系统 141

6.3.4 转速闭环异步电动机的变频调速系统 143

6.4 异步电动机矢量变换控制 145

6.4.1 矢量变换控制的基本原理 145

6.4.2 坐标变换与矢量变换 146

6.4.3 矢量变换控制调速系统 149

6.4.4 全数字化矢量变换控制调速系统设计 153

6.5 异步电动机的直接转矩控制 155

6.5.1 概述 155

6.5.2 直接转矩控制的基本结构 156

6.5.3 直接转矩控制的基本原理 158

6.5.4 直接转矩控制的调节方案 161

6.5.5 直接转矩控制的数字化 162

6.6 同步电动机的变压变频调速 163

6.6.1 同步电动机变频调速的控制方式和特点 163

6.6.2 同步电动机变频调速的工作特性 164

6.6.3 同步电动机的变压变频调速控制 166

6.7 同步电动机的矢量变换控制 167

6.7.1 矢量变换控制原理 167

6.7.2 同步电动机矢量变换控制系统 169

习题 170

第7章 同步发电机的励磁控制 171

7.1 同步发电机励磁控制的特点 171

7.1.1 同步发电机励磁控制系统的构成 172

7.1.2 同步发电机励磁控制的基本要求 173

7.1.3 同步发电机励磁控制的方式 175

7.1.4 全数字控制同步发电机晶闸管励磁系统的要求 175

7.2 同步发电机励磁系统的分类 176

7.2.1 励磁系统的分类 176

7.2.2 直流励磁机励磁系统 177

7.2.3 交流励磁机励磁系统 180

7.2.4 静止励磁机励磁系统 182

7.2.5 半导体励磁系统 183

7.3 同步发电机励磁控制器与励磁装置 185

7.3.1 比例-积分-微分控制器＋电力系统稳定器 185

7.3.2 线性最优励磁控制 186

7.3.3 非线性最优励磁控制 186

7.3.4 同步发电机励磁控制方法的特点 187

7.3.5 励磁电流及其调节 188

7.3.6 励磁控制装置 189

7.4 1000MW机组发电机励磁技术 196

7.4.1 大型机组励磁技术 196

7.4.2 4500kW无刷励磁机 197

习题 198

第8章 电动机智能控制技术与应用 199

8.1 概述 199

8.2 电动机智能控制的硬件基础 200

8.2.1 电动机的集成控制芯片 200

8.2.2 其他主要外围电路 201

8.3 电动机的模糊控制 204

8.3.1 模糊控制概述 204

8.3.2 电动机的模糊控制系统设计 206

8.4 电动机的神经网络控制 208

8.4.1 神经网络控制概述 208

8.4.2 神经网络控制在电动机传动系统中的应用 211

8.5 电动机的模糊神经网络控制 216

8.5.1 模糊神经网络控制概述 216

8.5.2 应用实例 218

习题 221

第9章 高效电动机与电动机系统节能技术及其应用 222

9.1 电动机起动技术与装置 222

9.1.1 电动机起动技术原理 222

9.1.2 晶闸管软起动器 226

9.1.3 液体电阻软起动器 231

9.1.4 热变液阻软起动器 232

9.1.5 开关变压器式软起动器 234

9.1.6 电抗器软起动器 237

9.1.7 磁控软起动器 238

9.2 电动机的固态软起动装置及应用 241

9.2.1 技术关键 241

9.2.2 软起动控制策略 243

9.2.3 电动机的固态软起动技术应用 246

9.3 高压变频器技术及产品 246

9.3.1 变频器产品及应用 246

9.3.2 高压变频器产品及应用 247

9.4 电动机系统节能技术 253

9.4.1 电动机系统节能标准 253

9.4.2 电动机系统节能技术 257

9.4.3 电动机系统节能产品 260

9.4.4 电动机系统节能评估、分析及产品认证 263

9.4.5 全寿命成本分析法 269

9.5 高效电动机 270

9.5.1 高效电动机的法规与标准 270

9.5.2 高效电动机的研发状况 271

9.5.3 三相异步电动机降低能耗提高效率的措施 272

9.5.4 永磁电动机 272

习题 274

附录 变量对照表 275

参考文献 280