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第0章 绪论 1

0.1 交流调速传动的发展与应用 1

0.1.1 工艺调速传动和节能调速传动 1

0.1.2 高性能的交流调速系统和伺服系统 3

0.1.3 特大容量、极高转速的交流调速 3

0.2 交流调速系统的基本类型 3

0.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 3

0.2.2 同步电动机调速系统的基本类型 4

0.3 现代交流调速的技术基础 4

第1章 变频调速的基本分析 6

1.1 变压变频调速的基本控制方式和机械特性 6

1.1.1 恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性 7

1.1.2 基频以下压频协调控制及机械特性 8

1.1.3 基频以上恒压变频控制及机械特性 13

1.1.4 变频调速的恒流控制及机械特性 14

1.2 交—直—交变频器的分类及特点 16

1.2.1 交—直—交变频器的结构形式 16

1.2.2 电压源型和电流源型逆变器 18

1.3 六拍阶梯波逆变器 21

1.3.1 180°导通型逆变器 21

1.3.2 120°导通型逆变器 27

1.3.3 电流型逆变器换流浪涌电压及其吸收问题 28

1.4 交—直—交变频器的回馈制动 29

1.4.1 逆变器的两种工作状态 30

1.4.2 电流型逆变器的再生制动 30

1.4.3 两种变流器的关系 32

1.4.4 电压型逆变器的回馈制动 34

要点小结 35

习题及思考题 36

第2章 逆变器的PWM控制及输出波形 37

2.1 PWM调制原理 37

2.2 SPWM调制技术与控制方式 38

2.3 单相半桥逆变器的PWM控制 40

2.4 单相全桥逆变器的PWM控制 41

2.5 三相全桥逆变器的PWM控制 44

2.6 PWM的协调控制方式 46

2.6.1 U/f协调控制 46

2.6.2 fc与fr的协调关系 46

2.7 电压型SPWM变频器的输出电流波形 49

要点小结 50

习题及思考题 50

第3章 PWM控制技术及变压变频调速系统 51

3.1 SPWM的数字化采样 51

3.1.1 自然采样法（Natural Sampling） 52

3.1.2 规则采样法（Regular Sampling） 52

3.2 三相SPWM逆变器电压利用率的提高 53

3.2.1 三相SPWM逆变器的电压利用率问题 53

3.2.2 过调制（m>1）的影响 53

3.2.3 提高三相SPWM逆变器电压利用率的方法 54

3.3 跟踪型PWM逆变技术 56

3.3.1 滞环电流跟踪控制 56

3.3.2 磁链跟踪控制 58

3.3.3 电压跟踪控制 59

3.3.4 三角波比较式电流跟踪控制 60

3.3.5 无差拍电流跟踪控制 60

3.3.6 预测电流跟踪控制 64

3.4 PWM波的生成方法 66

3.4.1 △脉宽调制法 66

3.4.2 PWM单周控制 67

3.4.3 特定谐波消除法 68

3.4.4 电压空间矢量控制法 70

3.5 转速开环压频协调控制PWM变频调速系统 70

3.6 转差频率控制变频调速系统 72

3.6.1 转差频率控制的基本原理 73

3.6.2 转差频率控制的基本规律 74

3.6.3 转差频率控制变频调速系统 75

3.6.4 转差频率控制变频调速系统的优点与不足 79

3.7 矢量控制变频调速系统概述 80

3.7.1 三相异步电动机的坐标变换控制模型 80

3.7.2 矢量控制系统的基本构想 82

要点小结 83

习题及思考题 84

第4章 矢量控制变频调速系统 85

4.1 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 86

4.1.1 电压方程 86

4.1.2 磁链方程 87

4.1.3 转矩方程 89

4.1.4 电力拖动系统运动方程 89

4.2 矢量控制的基本思想 91

4.3 矢量坐标变换及变换矩阵 93

4.3.1 三相—两相变换 93

4.3.2 两相—两相旋转变换 95

4.4 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型 96

4.4.1 异步电动机在两相任意旋转坐标系（dq坐标系）上的数学模型 96

4.4.2 异步电动机在两相静止坐标系（αβ坐标系）上的数学模型 99

4.4.3 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型 100

4.5 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 101

4.5.1 ω-ψr-is状态方程 101

4.5.2 ω-ψs-is状态方程 102

4.6 矢量控制系统的结构 103

4.6.1 矢量控制系统的基本结构 103

4.6.2 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用 104

4.6.3 转子磁链模型 106

4.6.4 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统 109

4.6.5 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统 111

4.6.6 数字化异步电动机矢量控制系统设计 112

要点小结 116

习题及思考题 116

第5章 直接转矩控制变频调速系统 117

5.1 概述 117

5.2 直接转矩控制（DTC）技术的理论基础 118

5.2.1 直接转矩控制（DTC）的基本思想 118

5.2.2 异步电动机定子轴系的数学模型 119

5.2.3 直接转矩控制的控制原理 126

5.2.4 电压空间矢量（Space Vector）控制 127

5.3 异步电动机直接转矩控制的基本结构 137

5.4 直接转矩控制系统的特点 138

要点小结 139

习题及思考题 140

第6章 同步电动机调速系统 141

6.1 同步电动机的特点及结构 141

6.1.1 同步电动机的特点 141

6.1.2 同步电动机的结构 142

6.2 自控式同步电动机变频调速 143

6.2.1 工作原理 145

6.2.2 自控式同步电动机的换流 149

6.2.3 自控式同步电动机的运行特性及调速方法 149

6.2.4 自控式同步电动机的闭环调速系统 152

6.3 永磁同步电动机调速系统 153

6.3.1 数学模型 153

6.3.2 永磁同步电动机矢量控制原理 157

6.3.3 永磁同步电动机矢量控制基本电磁关系 158

6.3.4 永磁同步电动机电流控制策略 160

6.3.5 永磁同步电动机的弱磁控制 165

要点小结 168

习题及思考题 169

第7章 绕线式异步电动机调速系统 170

7.1 串级调速简介 170

7.2 串级调速的基本原理 172

7.3 转子整流电路的特殊工作状态 174

7.3.1 理想情况 175

7.3.2 转子整流电路的换流重叠现象 175

7.3.3 两种工作状态 177

7.4 串级调速系统的机械特性 178

7.5 串级调速系统的能量指标 181

7.6 双闭环串级调速系统 182

7.7 串级调速系统的四种运转状态 183

7.8 双馈型串级调速与风力发电技术 185

要点小结 190

习题及思考题 190

第8章 交—交变频及矩阵式变换器 191

8.1 交—交变频电路 191

8.1.1 单相交—交变频电路 191

8.1.2 三相交—交变频电路 198

8.2 矩阵式变换器 201

8.2.1 矩阵式变换器的原理 201

8.2.2 矩阵式变换器的换流 206

8.2.3 矩阵式变换器的保护 208

要点小结 210

习题及思考题 210

第9章 高压大功率变频器 211

9.1 高压大功率变频器的分类及发展 211

9.1.1 高—低—高型变频器 211

9.1.2 直接高压型变频器 211

9.2 箝位型多电平变换器的原理 216

9.2.1 二极管箝位型（NPC）多电平变换器 216

9.2.2 电容箝位型多电平逆变器 223

9.3 级联型多电平变换器 224

9.3.1 级联型多电平变换器的典型结构 225

9.3.2 几类多电平变换器的结构比较 229

9.4 基于空间电压矢量（SVPWM）的三电平逆变器控制方法 230

9.4.1 三电平逆变器输出电压合成空间矢量 230

9.4.2 三电平逆变器的参考矢量所在区间和工作状态的判断 233

9.4.3 三电平逆变器空间矢量作用时间的计算 237

9.4.4 三电平逆变器中点电压平衡问题 239

要点小结 242

习题及思考题 243

第10章 变频器的应用技术 244

10.1 变频器的外围设备 244

10.2 变频器的主电路接线端子及连接方式 246

10.3 变频器的操作及运行控制 248

10.3.1 输出频率的设定 248

10.3.2 变频器的启停运行与正反转控制 249

10.3.3 若干特定工作频率的设定 249

10.3.4 变频调速的加减速控制 252

10.3.5 变频调速的制动 253

10.3.6 电压／频率控制的设定功能 254

10.3.7 转差补偿、矢量控制和自动电压调整等功能的设定 254

10.3.8 节能运行功能 256

10.3.9 变频器的多步速控制功能 256

10.3.1 0输出端子的连接与功能设定 259

10.3.1 1 交流电动机的变频与工频运行切换 259

10.4 变频器的保护与故障处理 260

10.4.1 过电流保护功能 260

10.4.2 过载（OL）保护功能 262

10.4.3 电压保护功能 263

10.4.4 瞬时停电的处理 265

10.4.5 其他保护功能 266

10.4.6 故障的处理 267

10.5 MM4系列变频器 268

10.5.1 MM4系列变频器简介 268

10.5.2 MM440变频器的接线端子 269

10.5.3 MM440变频器的参数设置 269

10.5.4 BOP使用说明 272

10.5.5 BOP快速调试 273

10.5.6 常规操作 276

要点小结 276

习题及思考题 277

参考文献 278