电机与运行控制系统PDF电子书下载

1.1 课程内容的背景 1

第1章 绪论 1

1.2 课程的目的和主要内容 4

第2章 机电能量转换基础 6

2.1 电机中的能量转换与磁路 7

2.1.1 电机中能量转换的两个实例 7

2.1.2 能量转换装置中的磁场与磁路 8

2.2 磁场的建立 8

2.2.1 安培环路定律及其简化形式 9

2.2.2 磁路的欧姆定律 10

2.2.3 磁路中铁心的作用 11

2.2.4 铁磁材料及其磁化特性 13

2.3 电磁感应定律与电动势 16

2.3.1 电磁感应定律 17

2.3.2 变压器电动势与运动电动势 18

2.4.1 磁场储能与磁共能 20

2.4 磁场能量与电感 20

2.4.2 电感及用电感表示的磁场能量 22

2.5 机电能量转换基本原理 24

2.5.1 典型的机电能量转换装置 24

2.5.2 电磁力和电磁转矩 25

2.6 交流磁路和变压器原理 29

2.6.1 交流磁路分析 29

2.6.2 变压器的空载运行 32

2.6.3 变压器的负载运行 36

2.6.4 采用微分方程表示的变压器电路方程 40

本章习题 41

第3章 直流电机原理和工作特性 44

3.1 直流电机原理 44

3.1.1 直流电机的用途和主要结构 44

3.1.2 直流电机的基本工作原理 46

3.1.3 直流电机的磁路和电枢绕组 48

3.1.4 电枢电动势与电磁转矩 51

3.1.5 关于直流电机更多的基本知识 53

3.2 电动机与拖动负载 57

3.2.1 单轴电力拖动系统的运动方程 58

3.2.2 常见的负载转矩特性 59

3.2.3 稳定工作点与不稳定工作点 61

3.3 他励直流电机的稳态方程和外特性 62

3.3.1 他励直流电机的稳态方程 62

3.3.2 他励直流电机的机械特性 64

3.3.3 他励直流电机的功率关系 68

3.4 他励直流电机的运行特性 71

3.4.1 他励直流电机的起动及调速 71

3.4.2 调速方法的转矩特性及其与负载的配合 74

3.4.3 他励直流电机的四象限运行 78

本章习题 88

4.1.1 直流调速系统用可控直流电源 92

第4章 直流电动机调速系统 92

4.1 可控直流电源及其数学模型 92

4.1.2 可控直流电源的数学模型 95

4.2 对转速控制的要求和开环系统的问题 98

4.2.1 对调速系统的要求和调速指标 98

4.2.2 开环调速系统的性能和存在的问题 102

4.3 转速负反馈单闭环直流调速系统 103

4.3.1 单闭环调速系统的组成及静特性 103

4.3.2 单闭环调速系统的动态分析和校正 108

4.3.3 单闭环调速系统的限流保护 116

4.4 转速、电流双闭环调速系统 119

4.4.1 双闭环调速系统的组成及其静特性 119

4.4.2 双闭环调速系统的起动和抗扰性能 124

4.5 双闭环调速系统动态参数工程设计方法 128

4.5.1 基本思路 128

4.5.2 典型系统及其参数与性能指标的关系 129

4.5.3 非典型系统的典型化 140

4.5.4 工程设计方法在双闭环调速系统调节器设计中的应用 144

4.6 抗负载扰动控制问题 161

4.6.1 转速微分负反馈控制 161

4.6.2 基于扰动观测器的负载转矩抑制 165

本章习题 174

第5章 交流电机原理 178

5.1 交流电机基本结构 178

5.1.1 反映交流电机基本原理的两个实验模型 178

5.1.2 交流电机的主要类型及基本结构 180

5.1.3 交流电机绕组简介 183

5.2 交流电机的共同问题 188

5.2.1 电枢电流建立的磁场和磁动势 188

5.2.2 电枢绕组的感应电动势 203

5.3.1 异步电动机的工作原理 210

5.3 异步电动机原理 210

5.3.2 三相异步电动机的功率与转矩 224

5.3.3 三相异步电动机的机械特性 227

5.4 同步电动机原理 232

5.4.1 同步电动机的电磁关系 233

5.4.2 同步电动机的功率、转矩和功（矩）角特性 237

5.4.3 同步电动机的起动方法介绍 241

本章习题 242

第6章 交流调速系统的特点和基于电机稳态模型的恒压频比控制 245

6.1 交流调速系统的必要性和特点 245

6.1.1 交流调速系统与直流调速系统的比较 245

6.1.2 交流调速系统的难点和复杂性 247

6.1.3 交流调速系统的基本控制方法和主要应用领域 248

6.2 电压型PWM变频电源及控制方法 252

6.2.1 变频电源主电路的基本结构 252

6.2.2 直－交逆变电源的输出波形控制——脉宽调制 256

6.3 基于感应电机稳态模型的恒压频比控制 265

6.3.1 恒压频比控制策略的出发点 266

6.3.2 基频以下电压－频率协调控制时的机械特性 268

6.3.3 基频以上恒压变频时的机械特性 273

6.3.4 系统构成、动静特性及器件开关死区对系统的影响 273

本章习题 279

第7章 具有转矩闭环的交流电动机速度控制系统 281

7.1 坐标变换 282

7.1.1 三相－两相变换（3/2变换） 282

7.1.2 两相－两相旋转变换（2s/2r变换） 284

7.1.3 直角坐标－极坐标变换 287

7.2 异步电动机的动态数学模型 288

7.2.1 异步电动机动态数学模型的性质 288

7.2.2 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 288

7.2.3 三相异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型 294

7.2.4 三相异步电动机在两相任意旋转坐标系上的数学模型 300

7.3.1 矢量控制系统的基本原理 303

7.3 感应电机按转子磁链定向的矢量控制系统 303

7.3.2 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统 309

7.3.3 磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统 312

7.4 感应电机的直接转矩控制系统 318

7.4.1 直接转矩控制系统的原理 318

7.4.2 基本型直接转矩控制系统 321

7.4.3 定子、转子磁链定向下的感应电动机模型及对原理型DTC的改进 327

7.5 永磁同步电动机变压变频调速系统 331

7.5.1 同步电动机变压变频调速的特点 332

7.5.2 同步电动机的动态数学模型 333

7.5.3 永磁同步电动机变频调速系统 336

本章习题 344

附录A 专业术语中英文对照 347

附录B 本书所用符号一览 352

参考文献 356