高性能交流传动系统 模型分析与控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 电气传动系统简介 1

1.2 电动机 1

1.3 电力电子变流器 2

1.3.1 调速传动系统中的逆变器 2

1.4 控制器 3

1.5 负载 3

1.5.1 典型负载的转矩-速度曲线 3

1.6 负载的动态特性和稳态特性 5

1.7 多象限运行系统 7

1.8 工作制及电动机额定值 7

1.9 问题 9

参考文献 10

第2章 异步电动机及同步电动机模型的建立 11

2.1 异步电动机的原理 11

2.2 异步电动机的等效电路 12

2.3 两相异步电动机的动态模型 13

2.3.1 通过变换获得恒定的电感 15

2.3.2 三相电动机的动态模型 16

2.4 参考坐标系的选择 18

2.4.1 任意参考坐标系内的建模 18

2.5 其他参考坐标系内的建模 20

2.5.1 定子参考坐标系模型 21

2.5.2 转子参考坐标系模型 21

2.5.3 同步旋转参考坐标系模型 21

2.6 异步电动机的空间矢量模型 22

2.7 异步电动机的速度控制 28

2.8 状态空间模型 28

2.9 同步电动机的建模 31

2.9.1 非凸极式同步电动机中转矩的产生 31

2.9.2 凸极式同步电动机 33

2.10 同步电动机的动态模型 34

2.11 同步电动机的空间矢量模型 36

参考文献 37

第3章 异步电动机传动系统的矢量控制 38

3.1 异步电动机的速度控制 38

3.1.1 压频控制方式 38

3.1.2 磁通及转矩控制方式 39

3.2 矢量控制简介 40

3.3 空间矢量 41

3.4 空间矢量在不同参考坐标系间的变换 42

3.5 矢量控制原理 45

3.6 直接矢量控制 47

3.6.1 直接转矩控制中的感应线电压及电流（转子磁通量） 48

3.6.2 直接转矩控制中的定子磁通模型 49

3.6.3 直接转矩控制中的感应电动势及电流 50

3.7 采用空间矢量模型（VSM）的电压源型逆变器（VSI）的直接矢量控制 51

3.7.1 转矩控制 55

3.8 间接矢量控制或前馈控制 55

3.9 案例分析 60

参考文献 61

第4章 异步电动机的直接转矩控制及无传感器控制 62

4.1 简介 62

4.1.1 无传感器控制 62

4.2 直接转矩控制基础 63

4.2.1 转矩和磁通控制 63

4.3 直接转矩控制的控制策略 64

4.4 基于直接转矩控制方案的开关表 68

4.4.1 直接自适应控制方案 69

4.4.2 直接转矩控制的特点 70

4.5 异步电动机的无传感器控制 70

参考文献 77

第5章 永磁电动机的控制 78

5.1 简介 78

5.2 电动机设计 80

5.3 永磁电动机的模型 81

5.4 无刷直流电动机的模型 82

5.5 逆变器的驱动模式 85

5.5.1 120°开关模式 86

5.5.2 电压和电流PWM控制模式 86

5.5.3 半波逆变器电流控制 86

5.6 PWM逆变器的速度控制 88

5.7 永磁同步电动机的矢量控制 88

5.8 控制方式 90

5.8.1 恒转矩角度控制 91

5.8.2 单位功率因数控制 91

5.8.3 每安培最大转矩控制 92

5.8.4 弱磁控制 93

5.9 永磁电动机的直接转矩控制 93

5.10 永磁电动机的无传感器控制 96

5.10.1 由测量的电压和电流获得位置 96

5.10.2 由测量的电感变化获得位置 97

5.11 无刷直流电动机的无传感器控制 98

参考文献 100

第6章 开关磁阻电动机传动系统（SRM） 101

6.1 简介 101

6.2 结构 101

6.2.1 线性开关磁阻电动机 103

6.3 基本运行原理 103

6.4 开关磁阻电动机的设计 105

6.4.1 极数选择 105

6.4.2 定子及转子极角的选择 105

6.4.3 电动机尺寸的选择 107

6.5 开关磁阻电动机用变换器 107

6.5.1 非对称桥式变换器 108

6.5.2 六开关变换器 109

6.5.3 可变直流降压型变换器 110

6.6 升降压型变换器 114

6.7 开关磁阻电动机的解析模型 115

6.8 开关磁阻电动机传动系统的控制 116

6.9 带有速度／位置传感器的通用开关磁阻电动机驱动系统 118

6.9.1 电流调节器的设计 118

6.9.2 转矩控制 119

6.10 开关磁阻电动机传动系统的直接转矩控制 119

6.11 开关磁阻电动机传动系统的无传感器控制 122

6.11.1 由电感变化得到的位置信息 122

6.11.2 基于带有外部信号输入的电感测量估算方法 123

参考文献 124

第7章 多相交流传动系统的控制 126

7.1 简介 126

7.2 五相异步电动机的模型 126

7.3 任意参考坐标系下的电动机模型 129

7.4 五相异步电动机的矢量控制 130

7.5 五相逆变器 131

7.5.1 五相电压源型逆变器的空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM） 133

7.6 五相永磁电机 135

参考文献 136

第8章 交流电动机的模糊控制和神经网络控制 138

8.1 简介 138

8.2 模糊控制的基本原理 139

8.3 模糊控制系统 140

8.3.1 模糊化 140

8.3.2 模糊规则 140

8.3.3 模糊推理机 140

8.3.4 去模糊化方法 141

8.3.4.1 中心区域方法（COA） 141

8.3.4.2 平均最大值方法 141

8.3.4.3 中心最大值法 142

8.4 异步电动机速度的模糊控制器 142

8.4.1 模糊集和模糊规则 143

8.5 神经网络控制 144

8.5.1 人工神经元 144

8.5.2 人工神经网络 145

8.5.3 前馈神经网络 145

8.5.3.1 神经网络的学习 146

8.5.3.2 反向传播学习算法 147

参考文献 148