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第1章 引言 1

1.1交流调速系统的应用 1

1.1.1交流调速系统在工业上的应用 1

1.1.2交流调速在航空航天领域的应用 2

1.2交流调速技术的发展 2

1.2.1功率变换技术的发展 3

1.2.2功率电子器件的发展 4

1.2.3数字控制器件的发展 5

1.3本书的结构与内容 7

习题 8

第2章 交流调速方法与调速特性 9

2.1交流电动机的调速原理 9

2.1.1交流电动机的同步旋转磁场 9

2.1.2同步电动机的调速原理 11

2.1.3异步电动机的调速原理 11

2.1.4开关磁阻电动机的调速原理 13

2.2交流电动机的调速方法与调速特性 13

2.2.1交流电动机的变频调速特性 13

2.2.2异步电动机的变极调速方法与特性 15

2.2.3异步电动机的变转差调速方法与特性 18

2.2.4小结 21

2.3交流电动机的等效变换 21

2.3.1直流电动机的控制原理 21

2.3.2同步电动机的等效变换 22

2.3.3异步电动机的等效变换 23

2.3.4小结 25

2.4航空航天交流调速系统的控制问题 26

2.4.1航空航天交流调速系统的特点 26

2.4.2航空伺服控制系统 27

2.4.3多余度结构和容错控制 27

2.4.4无位置传感器系统的应用 28

本章小结 29

习题 29

第3章 静止变频器控制技术 30

3.1静止变频器的类型 30

3.1.1传统静止变频器类型 30

3.1.2新型静止变频器类型 33

3.1.3电压源和电流源变频器 35

3.2方波逆变器 36

3.2.1零式方波逆变器 36

3.2.2三相桥式方波逆变器 37

3.2.3方波逆变器的谐波分析 41

3.3正弦脉宽调制变频器 43

3.3.1正弦脉宽调制变频器的工作原理 43

3.3.2 SPWM信号的采样方法 47

3.3.3 SPWM的电压与频率控制 48

3.3.4准正弦波脉宽调制法 50

3.3.5正弦电流跟踪型脉宽调制方法 51

3.4空间矢量脉宽调制变频器 53

3.4.1 SVPWM控制的基本原理 53

3.4.2基于矢量相位的SVPWM控制方法 57

3.4.3减小谐波影响的SVPWM控制方法 59

3.5脉宽调制变频器输出的谐波分析 63

3.5.1采用规则采样法对输出波形的影响分析 63

3.5.2桥臂器件开关死区对输出波形的影响分析 65

本章小结 68

习题 69

第4章 无刷直流电动机与运行特性 70

4.1无刷直流电动机的原理 70

4.1.1结构特点和工作原理 70

4.1.2电机的基本模型 72

4.1.3电机的基本特性 74

4.2无刷直流电动机的换相方法 75

4.2.1三相半桥Y形结构电机的换相控制 75

4.2.2三相桥Y形结构电机的换相控制 76

4.2.3三相桥△形结构电机的换相控制 81

4.2.4不同结构电机的特性比较 86

4.3无刷直流电动机脉动转矩分析 87

4.3.1反电势波形对脉动转矩的影响 87

4.3.2换相角误差对脉动转矩的影响 93

4.3.3电子换相引起的脉动转矩 96

4.4双重绕组无刷直流电动机及其控制 101

4.4.1双重绕组无刷直流电动机的结构特点 101

4.4.2双重绕组无刷直流电动机的数学模型 103

4.4.3双重绕组无刷直流电动机的机械特性 104

本章小结 105

习题 106

第5章 无刷直流电动机调速系统 107

5.1无刷直流电动机的运行控制 107

5.1.1调速和起动控制 107

5.1.2制动运行的控制 109

5.1.3前端电压斩波控制的电动机四象限运行 112

5.1.4前端电流滞环控制的电动机四象限运行 115

5.2无刷直流电动机闭环调速系统 116

5.2.1 PWM控制的单闭环调速系统 116

5.2.2 PWM控制的双闭环调速系统 119

5.2.3前端电压斩波控制的调速系统 121

5.2.4前端电流滞环控制的调速系统 123

5.3无刷直流电动机转子位置测量技术 125

5.3.1位置传感器的分辨率 125

5.3.2转子位置传感器类型 127

5.3.3无位置传感器的换相控制 129

5.4双通道的无刷直流电动机调速系统 132

5.4.1双通道调速系统结构 132

5.4.2双通道调速系统的均衡控制 133

5.4.3双通道双闭环系统的动态模型 136

5.4.4系统的容错性能 137

5.5航空多余度机电作动器 140

5.5.1双余度结构的机电作动器 140

5.5.2四余度结构的机电作动器 143

5.5.3四余度机电作动器的容错特性与可靠性 145

本章小结 147

习题 148

第6章 异步电动机变频调速系统 149

6.1异步电动机变频调速稳态特性 149

6.1.1自然机械特性 149

6.1.2变频调速的基本控制方式 150

6.1.3电压频率协调控制的机械特性 151

6.2变频调速的运行控制 154

6.2.1电压频率协调控制的低速电压补偿 154

6.2.2变频调速的起动控制 157

6.2.3变频调速的制动控制 159

6.3转速开环的变频调速系统 161

6.3.1电压单闭环控制的调速系统 161

6.3.2升速与降速控制方法 162

6.3.3系统动态数学模型 166

6.4转速闭环的转差角速度控制的变频调速系统 168

6.4.1转差角速度控制的基本原理 168

6.4.2转差角速度控制的变频调速系统 170

6.4.3系统动态结构图 171

6.4.4转差角速度控制调速系统的特点 171

本章小结 172

习题 173

第7章 同步电动机矢量控制调速系统 174

7.1同步电动机的数学模型 174

7.1.1同步电动机的基本电磁关系 174

7.1.2交流绕组的坐标变换 177

7.1.3同步电动机d、 q、 o坐标系的数学模型 181

7.2同步电动机的矢量控制 183

7.2.1磁链、磁动势的空间矢量关系 183

7.2.2转子磁链定向的矢量控制 184

7.2.3气隙磁链定向的矢量控制 187

7.2.4定子磁链定向的矢量控制 189

7.2.5同步电动机的转子位置测量 191

7.3永磁同步电动机矢量控制调速系统 194

7.3.1调速基本原理 194

7.3.2单闭环调速系统 195

7.3.3双闭环调速系统 197

7.3.4电流滞环控制的调速系统 201

7.3.5航空双通道交流伺服控制系统 201

7.4电磁式同步电动机矢量控制调速系统 204

7.4.1磁链开环的矢量控制调速系统 204

7.4.2磁链闭环的矢量控制调速系统 206

7.4.3同步电动机的功率因数控制 208

本章小结 210

习题 211

第8章 异步电动机矢量控制调速系统 212

8.1异步电动机的动态数学模型 212

8.1.1异步电动机基本电磁关系 213

8.1.2异步电动机在同步旋转坐标系上的数学模型 216

8.1.3在其他坐标系上的数学模型 219

8.2异步电动机的矢量控制方法 221

8.2.1转子磁链定向的数学模型 221

8.2.2异步电动机矢量控制方法 222

8.2.3异步电动机转子磁链模型 224

8.3异步电动机转子磁链定向控制的调速系统 226

8.3.1磁链开环的转差型矢量控制调速系统 226

8.3.2磁链闭环的电压型矢量控制调速系统 228

8.3.3磁链闭环的电流滞环矢量控制调速系统 231

8.4异步电动机直接转矩控制的调速系统 233

8.4.1直接转矩控制系统的原理 233

8.4.2直接转矩控制系统 235

8.4.3直接转矩控制系统的特性分析 238

本章小结 239

习题 239

第9章 开关磁阻电动机调速系统 240

9.1开关磁阻电动机的结构和工作原理 240

9.1.1开关磁阻电动机的结构 240

9.1.2常用的功率控制电路 243

9.1.3开关磁阻电动机的基本电磁关系 244

9.2 SR电动机的电流和转矩特性 247

9.2.1开关磁阻电动机的电流波形 247

9.2.2 不考虑饱和效应的SR电动机的转矩特性 249

9.2.3考虑饱和效应的SR电动机的转矩特性 252

9.3 SR电动机的运行控制 255

9.3.1 SR电动机的控制方法 256

9.3.2 SR电动机的调速控制 258

9.3.3 SR电动机的起动与制动控制 260

9.4 SR电动机转速闭环控制的调速系统 262

9.4.1 SR电动机线性化动态模型 262

9.4.2单闭环调速系统 264

9.4.3双闭环调速系统 266

9.5开关磁阻电机在航空中的应用 268

9.5.1航空开关磁阻起动/发电机系统（SR-S/ G系统） 268

9.5.2大功率机电作动器 270

本章小结 270

习题 270

参考文献 271