电机与运动控制系统 第2版PDF电子书下载

第1章 绪言 1

1.1教材背景 1

1.2教材的目的、内容体系以及学习要点 4

第2章 机电能量转换基础 8

2.1电机中的能量转换与磁路 9

2.1.1电机中能量转换的两个实例 9

2.1.2能量转换装置中的磁场与磁路 10

2.2磁场的建立 10

2.2.1安培环路定律及其简化形式 11

2.2.2磁路的欧姆定律 12

2.2.3铁心的作用和铁心磁路的磁化特性 13

2.3电磁感应定律与两种电动势 19

2.3.1电磁感应定律 19

2.3.2变压器电动势与运动电动势 20

2.4磁场储能与电感 22

2.4.1磁场储能与磁共能 22

2.4.2用电感表示磁场能量 24

2.5机电能量转换与电磁转矩 26

2.5.1典型的机电能量转换装置 26

2.5.2电磁力和电磁转矩 28

2.6稳态交流磁路和电力变压器分析 31

2.6.1稳态交流磁路分析 31

2.6.2电力变压器的建模 34

本章习题 43

第3章 直流电机原理和工作特性 46

3.1直流电机原理 46

3.1.1直流电机的用途、主要结构和额定值 46

3.1.2直流电机的基本工作原理 48

3.1.3直流电机的磁路和电枢绕组 50

3.1.4电枢电动势与电磁转矩 53

3.1.5关于直流电机更多的基本知识 54

3.2电动机与拖动负载 58

3.2.1单轴电力拖动系统以及运动方程 58

3.2.2常见的负载特性 60

3.2.3电力拖动系统的稳定运行问题 63

3.3他励直流电机的稳态方程和外特性 65

3.3.1他励直流电机的稳态方程 65

3.3.2他励直流电动机的机械特性 67

3.3.3他励直流电机的功率关系 71

3.4他励直流电动机的运行特征 74

3.4.1他励直流电动机的起动和调速 74

3.4.2他励直流电动机的典型运行 77

3.5电动机机械特性与负载转矩特性的配合 87

本章习题 90

第4章 直流电动机调速系统 94

4.1可控直流电源及其数学模型 94

4.1.1直流调速系统常用可控直流电源 95

4.1.2可控直流电源的数学模型 97

4.2对调速系统的要求和开环系统的问题 100

4.2.1对调速系统的要求 100

4.2.2开环调速系统的性能和存在的问题 104

4.3转速负反馈单闭环直流调速系统 105

4.3.1单闭环调速系统的组成及静特性 105

4.3.2单闭环调速系统动态特性的分析和校正 109

4.3.3单闭环调速系统的限电流保护 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

4.5一种调速系统动态参数工程设计方法 127

4.5.1基本思路 127

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 137

4.5.4工程设计方法在双环调速系统调节器设计中的应用 141

4.5.5具有输出饱和环节的调节器设计 150

4.6抗负载扰动控制 154

4.6.1转速微分负反馈控制 155

4.6.2基于扰动计算器的负载转矩抑制 157

本章习题 164

第5章 三相交流电机原理 167

5.1交流电机的基本问题以及基本结构 167

5.1.1本章的基本问题以及展开方法 167

5.1.2交流电机的主要类型及基本结构 170

5.2交流电机的磁动势与电动势 176

5.2.1电枢电流建立的磁场和磁动势 176

5.2.2电枢绕组的感应电动势 187

5.2.3分布绕组的磁动势和电动势 195

5.2.4三相交流电动机建模方法讨论 201

5.3异步电动机原理及特性 204

5.3.1异步电动机的稳态模型 204

5.3.2异步电动机的功率与转矩 217

5.3.3异步电动机的机械特性 221

本章习题 225

第6章 交流异步电动机恒压频比控制 229

6.1交流调速系统的特点和类型 230

6.1.1交流、直流调速系统的比较 230

6.1.2交流调速系统的分类 231

6.2电压源型PWM变频电源及控制方法 235

6.2.1变频电源主电路的基本结构 235

6.2.2正弦波脉宽调制 238

6.2.3空间电压矢量调制 242

6.3异步电动机恒压频比控制 252

6.3.1恒压频比控制的基本原理 253

6.3.2基频以下的电压-频率协调控制 254

6.3.3基频以上的恒压变频控制 259

6.3.4系统构成与动静态特性 261

6.4变频电源供电的一些实际问题 264

6.4.1与PWM变频电源相关的问题 265

6.4.2谐波引发的电动机转矩波动问题 266

本章习题 269

第7章 具有转矩闭环的异步电动机调速系统 272

7.1坐标变换 273

7.1.1三相静止坐标系——两维正交静止坐标系变换 273

7.1.2平面上的静止坐标——旋转坐标变换 275

7.2异步电动机的动态数学模型 279

7.2.1异步电动机的基本动态模型及其性质 279

7.2.2两维正交静止坐标系（αβ坐标系）上的数学模型 284

7.2.3两维正交旋转坐标系（dq坐标系）上的数学模型 289

7.3异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统 292

7.3.1基本原理 293

7.3.2间接型矢量控制系统 298

7.3.3直接型矢量控制系统 302

7.4异步电动机的直接转矩控制系统 307

7.4.1直接转矩控制系统的原理 307

7.4.2基本型直接转矩控制系统 310

7.4.3 DTC特点分析以及一种新型DTC 316

本章习题 320

第8章 同步电动机及其调速系统 323

8.1同步电动机原理和结构 323

8.1.1同步电动机基本原理回顾 323

8.1.2同步电动机的典型结构 324

8.2同步电动机的稳态模型和特性 327

8.2.1同步电动机的电磁关系 327

8.2.2同步电动机的功率、转矩和功（矩）角特性 333

8.2.3同步电动机稳定运行的必要条件 337

8.3同步电动机的动态模型以及控制方法 339

8.3.1励磁式同步电动机的动态模型 339

8.3.2励磁式同步电动机的控制方法 342

8.4永磁同步电动机调速系统 344

8.4.1正弦波永磁同步电动机变频调速系统 344

8.4.2梯形波永磁同步电动机的变频调速系统 347

本章习题 352

附录A 专业术语中英文对照 354

附录B 本书所用符号一览 357

参考文献 361