交流电机的非正弦供电PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第1章 供电系统的谐波污染及其治理 1

1·1 供电系统的谐波来源 1

1·1·1 半导体变流器非线性负载产生的高次谐波 1

1·1·2 磁饱和非线性负载产生的高次谐波 2

1·1·3 电弧非线性伏安特性产生的高次谐波 3

1·1·4 电机产生的高次谐波 3

1·2 谐波的危害 4

1·2·1 谐波对电气设备损耗与效率的影响 4

1·2·2 谐波对介质损耗和设备寿命的影响 5

1·2·3 谐波对通信和控制设备的影响 6

1·2·4 谐波对测量设备和信息机器的影响 6

1·2·5 谐振对供电系统的影响 7

1·3 谐波污染的治理 8

1·3·1 供电系统的谐波检测 8

1·3·2 供电系统的谐波管理 12

1·4 减小电力变流器谐波的方法 18

1·4·1 多相整流电路 18

1·4·2 移相式整流变压器 22

1·4·3 变流器的多重化 24

1·4·4 正弦波逆变器 26

1·5·1 无源滤波器 32

1·5 防止高次谐波危害的对策 32

1·5·2 防止高次谐波对电力电容器的危害 35

1·5·3 减小谐波对测量与控制设备的影响 38

1·6 电流与电压谐波的动态抑制 40

1·6·1 电流与电压谐波动态抑制原理 41

1·6·2 谐波电流的检测 43

1·6·3 谐波抑制装置的主回路与控制电路 48

2·1 电源谐波分量的确定 63

2·1·1 晶闸管交流调压供电 63

第2章 电源谐波对电机性能的影响 63

2·1·2 六脉冲电流源逆变器供电 68

2·1·3 六脉冲电压源逆变器供电 72

2·1·4 脉宽调制型逆变器供电 75

2·2 电源谐波对电机电流与功率因数的影响 80

2·2·1 谐波电流及相电流有效值的估算 80

2·2·2 电源谐波对电机功率因数的影响 87

2·3 电源谐波对电机损耗和效率的影响 88

2·3·1 定、转子绕组谐波电流产生的铜损耗 88

2·3·2 电源谐波产生的附加铁损耗 92

2·3·3 电源谐波产生的附加杂散损耗 96

2·3·4 电源谐波对电机效率的影响 96

2·4·1 电机中的谐波转矩 100

2·4 电源谐波对电机转矩、振动和噪声的影响 100

2·4·2 电机低频运行时的转矩脉动 102

2·4·3 电源谐波对电机噪声的影响 104

第3章 非正弦供电交流电机特性的计算机仿真 112

3·1 概述 112

3·2 交流电机的数学模型 114

3·2·1 任意速d-q-n旋转坐标系统 114

3·2·2 异步电机的数学模型 123

3·2·3 同步电机的数学模型 133

3·3 谐波分析法 145

3·4·1 单相和三相交流电路的状态变量解 154

3·4 状态变量法 154

3·4·2 用数字计算机求解状态方程的方法 158

3·5 状态变量法用于非正弦供电交流电机的稳态分析 163

3·5·1 状态变量法用于非正弦供电异步电机的 163

稳态特性分析 163

3·5·2 同步电机对称稳态运行的状态变量分析 168

3·5·3 任意结构交流电机的状态变量分析 180

3·6 场路结合法 183

3·6·1 场路结合法计算同步电动机阻尼绕组的 184

起动电流与温升 184

3·6·2 非正弦供电永磁电机稳态特性的有限元分析 191

第4章 电机绕组参数的计算与测定 196

4·1·1 气隙磁动势磁导法计算绕组电感原理 197

4·1 气隙磁动势磁导法 197

4·1·2 绕组磁动势和磁导函数 199

4·1·3 应用实例——六相方波同步电机的参数计算 205

4·2 磁场能量摄动法 211

4·2·1 磁路饱和对绕组电感的影响 211

4·2·2 磁场能量摄动法原理 213

4·2·3 磁场能量的有限元法计算 216

42·4 应用实例 219

4·3 电机绕组电感的静测法与动测法 221

4·3·1 静测法 221

4·3·2 动测法（旋转电动势积分法） 225

4·3·3 应用实例 228

4·4 电机参数的系统辨识 231

4·4·1 异步电机定、转子漏电抗的辨识 231

4·4·2 同步电机的参数辨识 236

第5章 变流器供电交流电机的结构及设计特点 240

5·1 变流器供电对交流电机设计提出的新课题 240

5·1·1 变流器供电交流电机的分类 240

5·1·2 变流器供电对配套电机的设计和选用提出的 240

新课题及其对策 240

5·2 整流供电同步发电机的设计特点 244

5·2·1 电机类型选择 244

5·2·3 额定值与最佳工作点的选取 245

5·2·2 整流方式与绕组设计 245

5·3 无刷直流电机（无换向器电机） 246

5·3·1 无刷直流电机的运行原理 246

5·3·2 无刷直流电机的特性与控制方式 248

5·3·3 无刷直流电机的设计特点 251

5·4 永磁同步电机的设计特点 255

5·4·1 永磁材料在电机中的应用 255

5·4·2 永磁电机的结构与设计特点 259

5·5 开关磁阻电动机的设计与特性 274

5·5·1 磁阻电机的转子结构 274

5·5·2 开关磁阻电动机的运行原理与设计特点 277

5·5·3 开关磁阻电机的特性计算 284

5·6 双馈磁阻电机与永磁磁阻电机 290

5·6·1 双馈磁阻电机的运行原理与运行方式 291

5·6·2 双馈磁阻电机的设计特点 296

5·6·3 双馈磁阻电机的参数计算与特性分析 300

5·6·4 双凸极结构永磁式磁阻电动机的运行原理 308

与控制方法 308

5·6·5 永磁磁阻电机的特性分析 311

5·7 调压调速异步电动机的设计特点 315

5·7·1 调压调速对电机转矩特性的要求 315

5·7·2 实心转子异步电动机在调压调速系统中的应用 316

5·7·3 实心转子异步电动机的特性计算 318

5·8 变频调速异步电动机的设计 320

5·8·1 逆变器类型与电机参数的关系 320

5·8·2 控制方式与电机额定值的关系 324

5·8·3 电机的起动与运行特性 326

5·8·4 用于变频调速的标准笼型异步电动机的选用 328

5·9 串级调速异步电动机的设计特点 329

5·9·1 串级调速的基本原理与分类 329

5·9·2 串级调速系统的特性与能量指标 333

5·9·3 串级调速系统设计中的几个问题 337

5·10·1 有刷双馈电机的运行原理 342

5·10 有刷和无刷双馈电机的特性与设计 342

5·10·2 双馈电机的应用 346

5·10·3 无刷双馈电机的原理与特性 349

5·10·4 无刷双馈电机的定、转子绕组设计 352

5·10·5 无刷双馈电机的参数计算与特性仿真 354

第6章 方波电机的原理、特性与设计 360

6·1 方波电机的由来 360

6·2 变流器供电交流电机的波形优化设计理论 362

6·3 方波电机的运行原理 367

6·4 方波电机的设计 374

6·4·1 电机的结构型式与基本尺寸 374

6·4·2 极数、相数和槽数选择 378

6·4·3 定子绕组设计 381

6·4·4 气隙的选取与最佳工作点的确定 384

6·4·5 方波发电机设计举例 386

6·4·6 永磁方波电机的设计特点 390

6·5 方波电机的稳态特性 392

6·5·1 方波与正弦波电机特性的对比实验 392

6·5·2 方波电机的最佳运行条件 397

6·5·3 方波电机的电动机运行方式 399

6·6 方波电机的特性仿真 401

6·6·1 发电机运行方式的仿真 402

6·6·2 电动机运行方式的仿真 413

7·1 采用微机测试技术的必要性 421

第7章 非正弦供电交流电机特性的微机测试 421

7·2 非正弦供电交流电机特性的微机测试方法 423

7·2·1 电压和电流有效值的测量 424

7·2·2 电压和电流谐波分量及正弦波形畸变率的测量 428

7·2·3 频率测量 429

7·2·4 相位移与功率因数测量 432

7·2·5 瞬时与平均功率测量 434

7·2·6 电机转速测量 438

7·2·7 转矩测量 443

7·2·8 温度测量 447

7·2·9 振动和噪声的测量 451

7·3·1 微机测试系统的基本构成 453

7·3 微机测试系统的构成与接口技术 453

7·3·2 电平转换电路 455

7·3·3 光电耦合与隔离电路 459

7·3·4 线性整流电路 465

7·3·5 放大整形与V/F变换电路 468

7·3·6 A/D转换及其接口电路 473

7·3·7 测量项目选择电路 489

7·3·8 量程选择与自动切换电路 498

7·3·9 显示器接口电路 503

7·3·10 打印机接口电路 514

7·4·1 系统构成及测试功能 538

7·4 非正弦供电交流电机特性的单片机测试装置 538

7·4·2 测试系统硬件设计 542

7·4·3 测试软件设计特点 551

7·4·4 专项测试程序 555

7·4·5 测量结果的显示和打印 580

7·4·6 单片机测试装置的应用 591

7·5 提高测试精度和测试功能的方法 596

7·5·1 测量误差来源 596

7·5·2 测试系统的改进 598

7·5·3 高性能单片机的应用 605

参考文献 616