交流调速系统 第2版PDF电子书下载

目录 1

《电气自动化新技术丛书》序言 1

第4届《电气自动化新技术丛书》编辑委员会的话 1

第2版前言 1

第1版前言 1

第1章 绪论 1

1.1 交流调速系统的发展 1

1.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 2

1.2 交流调速系统的基本类型 2

1.2.2 同步电动机调速系统的基本类型 4

1.3 现代交流调速的技术基础 4

第2章 异步电动机转差功率消耗型调速系统 6

2.1 异步电动机恒频变压调速系统 6

2.1.1 异步电动机恒频变压调速电路 6

2.1.2 异步电动机改变电压时的机械特性 7

2.1.3 闭环控制的恒频变压调速系统及其静特性 12

2.2 异步电动机恒频变压调速时的转差功率损耗分析 13

2.3.1 软起动器 16

2.3 变压控制在软起动器和轻载减压节能运行中的应用 16

2.3.2 轻载减压节能运行 18

2.4 电磁转差离合器调速系统 20

第3章 异步电动机转差功率馈送型调速系统——绕线转子异步电动机双馈调速系统 23

3.1 异步电动机双馈调速工作原理 23

3.1.1 异步电动机转子附加电动势的作用 23

3.1.2 异步电动机双馈调速的五种工况 25

3.2 异步电动机在次同步电动状态下的双馈系统——串级调速系统 30

3.2.1 串级调速系统的工作原理 30

3.2.2 其他类型串级调速系统 34

3.3 异步电动机串级调速时的机械特性 35

3.3.1 异步电动机串级调速机械特性的特征 35

3.3.2 异步电动机串级调速时的转子整流电路 37

3.3.3 异步电动机串级调速机械特性方程式 41

3.4 串级调速系统的技术经济指标及其提高方案 47

3.4.1 串级调速系统的效率 47

3.4.2 串级调速系统的功率因数及其改善途径 48

3.4.3 斩波控制的串级调速系统 49

3.4.4 串级调速装置的电压和容量 51

3.5.1 双闭环控制串级调速系统的组成 53

3.5 双闭环控制的串级调速系统 53

3.5.2 串级调速系统的动态数学模型 54

3.5.3 调节器参数的设计 56

3.5.4 串级调速系统的起动方式 58

3.6 异步电机双馈调速系统 59

3.6.1 双馈调速系统的构成 60

3.6.2 双馈调速系统的矢量控制 61

第4章 异步电动机变压变频调速原理和转差功率不变型恒压频比调速系统 64

4.1 异步电动机变压变频调速的基本控制方式 64

4.1.1 基频以下调速 65

4.1.2 基频以上调速 66

4.2 异步电动机电压-频率协调控制时的稳态特性 66

4.2.1 异步电动机的稳态等效电路和感应电动势 66

4.2.2 恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性 67

4.2.3 基频以下电压-频率协调控制时的机械特性 68

4.2.4 基频以上恒压变频控制时的机械特性 72

4.3 笼型异步电动机恒压频比控制的调速系统 73

4.3.1 转速开环恒压频比控制调速系统的构成 74

4.3.2 转速开环恒压频比控制调速系统的控制作用 76

第5章 静止式变压变频器和PWM控制技术 78

5.1 静止式变压变频器的主要类型 78

5.1.1 交-直-交和交-交变压变频器 78

5.1.2 电压源型和电流源型逆变器 82

5.1.3 180°导通型和120°导通型逆变器 84

5.2 六拍交-直-交变频器输出电压的谐波分析 89

5.2.1 谐波分析 89

5.2.2 变频器输出谐波对异步电动机工作的影响 92

5.3 正弦脉宽调制（SPWM）控制技术 96

5.3.1 基本思想 97

5.3.2 正弦脉宽调制原理 98

5.3.3 SPWM波的基波电压 102

5.3.4 脉宽调制的制约条件 105

5.3.5 同步调制与异步调制 106

5.3.6 SPWM波形控制的实现 108

5.3.7 SPWM变压变频器的输出谐波分析 114

5.4 消除指定次数谐波的PWM（SHEPWM）控制技术 118

5.5 电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）控制技术 119

5.6.1 电压空间矢量 125

5.6 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术 125

5.6.2 电压与磁链空间矢量的关系 126

5.6.3 六拍阶梯波逆变器供电时电动机的旋转磁场 128

5.6.4 电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 132

5.7 桥臂器件开关死区对PWM变压变频器工作的影响 137

5.7.1 死区及其对变压变频器输出波形的影响 137

5.7.2 死区对变压变频器输出电压的影响 139

第6章 中压大容量变频技术 142

6.1 中压大容量变频技术的各种方案 143

6.2 三电平逆变器 144

6.2.1 三电平逆变器工作原理 144

6.2.2 中性点钳位型逆变器工作状态的切换 146

6.2.3 中性点钳位型逆变器的输出电压波形 148

6.2.4 中性点钳位型逆变器的特点 151

6.2.5 三电平逆变器的控制策略 152

6.3 单元串联式多电平PWM变频器 158

6.3.1 单元串联式多电平变频器的工作原理 158

6.3.2 变频器整流电路的多重化连接 161

6.3.3 多电平移相式PWM控制 164

7.1 异步电动机动态数学模型的性质 169

第7章 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 169

7.2 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 170

7.2.1 电压方程 171

7.2.2 磁链方程 172

7.2.3 转矩方程 175

7.2.4 电气传动系统的运动方程 176

7.2.5 三相异步电动机的数学模型 176

7.3.1 坐标变换的原则和基本思路 177

7.3 坐标变换和变换矩阵 177

7.3.2 三相-两相变换（3/2变换） 180

7.3.3 两相-两相旋转变换（2s/2r变换） 182

7.3.4 直角坐标-极坐标变换（K/P变换） 183

7.4 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型 184

7.4.1 异步电动机在两相任意转速旋转坐标系（dq坐标系）上的数学模型 184

7.4.2 异步电动机在两相静止αβ坐标系 188

上的数学模型 188

7.4.3 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型 189

7.5.1 ω-ψr-is状态方程 190

7.5 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 190

7.5.2 ω-ψs-is状态方程 192

第8章 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 194

8.1 矢量控制系统的基本思路 194

8.2 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦控制 196

8.3 转子磁链模型 200

8.3.1 计算转子磁链的电流模型 200

8.3.2 计算转子磁链的电压模型 203

8.4.1 带磁链除法环节的直接矢量控制系统 204

8.4 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统 204

8.4.2 带转矩内环的直接矢量控制系统 205

8.5 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统 206

第9章 异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统 210

9.1 直接转矩控制系统的原理和特点 210

9.2 直接转矩控制系统的控制规律和反馈模型 211

9.3 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 215

第10章 无速度传感器的高性能异步电动机调速系统 217

10.1 基于电动机数学模型计算转速或转差角速度 218

10.1.1 利用转子电动势计算同步角速度后求得转速 219

10.1.2 利用转矩计算转差角速度后求得转速 222

10.2 基于闭环控制作用构造转速信号 223

10.2.1 比较定子电流转矩分量用PI控制闭环构造转速 223

10.2.2 比较转子磁链的电压模型和电流模型用PI控制闭环构造转速 224

10.2.3 比较定子电压用PI控制闭环构造转速 227

10.2.4 比较定子电流或电磁转矩用PI控制闭环构造转速 228

10.3 利用电动机结构上的特征产生转速信号 231

10.3.1 检测转子齿谐波磁场的感应电动势以产生转速信号 231

10.3.2 注入高频信号获取转速信息 232

11.1 同步电动机变压变频调速的特点和类型 233

第11章 同步电动机调速系统 233

11.2 他控变频同步电动机调速系统 235

11.2.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统 235

11.2.2 由交-直-交电流型负载换相变压变频器（LCI）供电的同步电动机调速系统 236

11.2.3 由交-交变压变频器供电的大功率低速同步电动机调速系统 237

11.2.4 按气隙磁场定向的同步电动机矢量控制系统 238

11.2.5 同步电动机的多变量动态数学模型 243

11.3 自控变频同步电动机调速系统 246

11.3.1 梯形波永磁同步电动机（无刷直流电动机）的自控变频调速系统 248

11.3.2 正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统 252

参考文献 256