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前言 1

绪论 1

第一章 异步电动机的一般变频调速系统 6

第一节 异步电动机一般变频调速的控制方式及机械特性 6

一、保持U1/f1=常数的控制方式 6

二、保持E1/f1=常数的控制方式 7

三、恒功率控制方式 7

四、恒流控制方式 7

五、机械特性 8

第二节 变频器的分类及工作原理 9

一、变频器的工作原理 9

二、电压型变频器和电流型变频器 10

三、180°导通型变频器和120°导通型变频器 11

第三节 转速开环的变频调速系统 14

一、交-直-交电压型逆变器的频率开环调速系统 14

二、交-直-交电流型逆变器的频率开环调速系统 20

三、交-交变频器的频率开环调速系统 22

四、应注意的问题 23

第四节 转速开环变频调速系统的数学模型 24

一、交-直-交电压型逆变器变频调整系统的数学模型 24

二、交-直-交电流型逆变器变频调整系统的数学模型 26

第五节 异步电动机转差频率控制系统 27

一、转差频率控制的基本原理 27

二、导步电动机转差频率控制的变频调速系统 29

三、转差频率控制变频调速系统存在的问题 31

一、直流电动机和异步电动机转矩控制的差异 32

第六节 矢量控制的变频调速系统 32

二、矢量控制的基本思路 33

三、矢量变换控制的变频调速系统原理框图 34

四、系统中主要单元的原理及实现电路 35

五、异步电动机的动态数学模型及矢量型变换控制方程式 41

六、磁通观测器 46

思考题 47

第二章 脉宽调制型变频调速系统 49

第一节 脉宽调制方式 49

一、简单的多脉冲调制法 49

二、正弦波脉宽调制法 50

三、准正弦波脉宽调制法 55

四、电流跟踪控制PWM 55

五、“△”脉宽调制法 56

六、消除特定谐波法 57

七、谐波效应最小法 59

八、脉宽调制方法的发展趋势 59

第二节 变幅脉宽调制的变频调速系统 59

一、正弦波脉宽调制变频调速系统 59

二、同步调制的正弦波脉宽调制系统 62

三、PWM逆变器转差频率控制系统 63

第三节 恒幅脉宽调制的变频调速系统 65

一、恒幅电压脉宽调制的变频调速系统 65

二、恒幅电流脉宽调制的变频调速系统 67

思考题 67

第三章 无换向器电动机及其调速系统 68

第一节 概述 68

一、什么是无换向器电动机 68

二、无换向器电动机的种类 69

二、直流电动机原理简介 70

第二节 无换向器电动机的基本原理 70

一、电路构成 70

三、无换向器电动机工作情况分析 71

四、无换向器电动机的换流问题 72

五、分配器 75

第三节 无换向器电动机的基本特性 77

一、无换向器电动机的调速特性和转矩特性 77

二、换流超前角γ及换流重叠角μ 78

三、无换向器电动机的功率因数 80

二、电流断续起动方式 81

第四节 无换向器电动机的起动问题 81

一、问题的产生 81

第五节 无换向器电动机的四象限运行 82

第六节 无换向器电动机的闭环控制系统 83

一、无换向器电动机的数学模型 83

二、控制系统的构成 83

三、改善特性的方法 84

二、晶闸管的导通顺序 85

第七节 交流式无换向器电动机 85

一、系统构成 85

三、电源换流和负载换流 86

第八节 同步电动机变频调速的其他形式 87

一、频率开环的同步电动机变频调速系统 87

二、采用交-交电压型变频器的同步电动机变频调速系统 87

思考题 88

第四章 绕线转子异步电动机串级调速系统 89

第一节 串级调速的原理及分类 89

一、串级调速原理 89

二、串级调速的分类 90

第二节 串级调速系统的机械特性 91

一、三相桥式整流器的工作状态 91

二、转子整流电路的电动势和电流 93

三、转矩特性 94

四、机械特性 95

五、机械特性分析 96

一、串级调速系统的总效率 97

第三节 串级调速系统的效率和功率因数 97

二、串级调速系统的总功率因数 98

第四节 串级调速的闭环控制系统 100

一、双闭环系统的组成 100

二、系统的动态结构图 100

第五节 超同步串级调速系统 102

一、转子交-直-交变频方式的超同步串级调速 102

一、串级调速系统的功率因数改善措施 104

第六节 串级调速系统的几个特殊问题 104

二、转子交-交变频方式的超同步串级调速 104

二、起动方式的选择 105

三、异步电动机容量的选择 106

思考题 106

第五章 交流调速系统的数字化 107

第一节 概述 107

一、交流调速系统数字化的发展历史 107

二、交流调速系统数字化的意义和作用 108

二、以主单片机为核心的信号处理 110

一、系统结构 110

第二节 小型全数字化交流调速系统 110

三、以从单片机为核心的脉宽调制器 112

四、主从单片机之间的通信 114

五、系统保护 115

第三节 大型全数字化交流调速系统 115

一、LOGIDYND系统介绍 115

二、交-交变频同步电动机矢量控制系统的构成 116

三、软件结构 117

思考题 119

第六章 其他交流调速方式综述 120

第一节 变极调速 120

一、变极原理 120

二、三相绕组的联结方式 121

三、容许输出功率和转矩 122

四、机械特性 123

五、变极调速的应用及注意问题 124

一、开环调压调速特性及调速性能 125

第二节 调压调速 125

二、调压调速闭环控制系统 126

第三节 滑差电机调速 127

一、电磁转差离合器的工作原理 127

二、机械特性 128

三、调速性能 129

第四节 转子串电阻调速 130

思考题 130

一、变频器的选择 132

第一节 变频器的选择与应用实例 132

第七章 交流调速的实用技术 132

二、使用变频器时应注意的问题 133

三、应用实例 135

第二节 交流调速系统的计算机辅助分析 137

一、概述 137

二、CAAAD中主要环节的数学模型 138

三、CAAAD应用举例 140

附录 变频器规格一览表 141

参考文献 146