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上篇 直流传动控制系统 3

第一章 直流调速系统的基本概念 3

第一节 直流电动机的调速方法 3

一、调节电枢电压调速 3

二、改变电动机励磁调速 4

三、改变电枢回路电阻调速 5

第二节 可控直流电源供电下的直流电动机（V-M）开环调速及特性 6

一、晶闸管整流器—电动机系统（V-M）的调速特性 6

二、脉宽调制电源（PWM）供电下的直流调速特性 8

第三节 调速系统的性能指标 10

一、静态指标 10

二、动态指标 11

习题 13

第二章 单闭环控制直流调速系统 15

第一节 具有转速负反馈的直流调速系统 15

一、系统的组成及工作原理 15

二、系统的静态性能分析 17

三、单闭环转速反馈系统的动态分析 20

第二节 具有电流截止负反馈的转速闭环调速系统 26

一、系统的组成 26

二、系统的性能分析 27

三、给定积分器与无差调节器 29

四、具有电流截止保护的无静差调速系统 32

第三节 电压负反馈单闭环直流调速系统 36

一、电压负反馈直流调速系统的工作原理及性能分析 36

二、单闭环直流调速系统的工程应用举例 39

习题 43

第三章 电流、转速双闭环串级控制的直流调速系统 45

第一节 最大电流约束下的直流电动机最佳速度调节过程 45

一、最大电流约束条件下的最佳启动过程 45

二、最大电流约束条件下的最佳制动过程 47

三、最佳静特性 48

第二节 电流、转速双闭环调速系统 48

一、带限幅输出的PI调节器的动态响应 48

二、电流、转速双闭环系统组成 50

三、双闭环系统稳态时的工作情况 52

四、双闭环系统的跟随响应 54

五、双闭环系统的抗扰性能 55

第三节 具有电流自适应调节器的双闭环调速系统 58

一、电流断续问题的提出 58

二、具有电流自适应调节器的双闭环调速系统 59

第四节 带励磁控制的调速系统 61

一、独立控制励磁的调压、调磁系统 63

二、非独立控制励磁的调速系统 63

习题 65

第四章 直流调速系统的工程设计与调试 66

第一节 典型系统的性能指标与参数关系 67

一、典型Ⅰ型系统 67

二、典型Ⅱ型系统 69

三、典型Ⅰ、Ⅱ型系统的性能指标比较 74

第二节 系统的校正－调节器设计 77

一、直接校正成典型系统 77

二、低频大惯性环节的近似处理 79

三、高频小惯性群的近似处理 81

第三节 双闭环不可逆直流调速系统的工程设计 86

一、系统固有参数的计算和测试 87

二、电流环设计 89

三、转速环设计 94

四、设计举例 98

第四节 双闭环直流调速系统的调整 102

一、触发器调试 102

二、电流环调试 103

三、转速环调试 103

四、系统的静特性调整 104

五、故障分析 105

习题 105

第五章 直流电动机的可逆调速控制 108

第一节 直流电动机可逆系统主电路 108

一、电枢反接可逆线路 108

二、励磁可逆线路 110

第二节 晶闸管—电动机系统的工作状态分析 111

一、晶闸管装置的整流和逆变状态 111

二、电动机的发电回馈制动 112

三、如何在V-M系统中实现发电回馈制动 113

第三节 晶闸管反并联系统的可逆控制方案及实现 114

一、晶闸管反并联有环流控制方式 114

二、α=β配合控制的有环流可逆调速系统 117

三、可控环流的可逆调速系统 119

四、逻辑无环流可逆调速系统 122

五、逻辑无环流可逆系统的工程应用分析 137

第六章 直流脉宽调制调速系统 144

第一节 PWM功率电源及PWM-M系统开环调速 144

一、不可逆PWM-M系统主电路 144

二、可逆PWM-M系统主电路 147

第二节 PWM可控电源供电下的直流电动机闭环调速系统 150

一、脉宽调制器UPW 151

二、逻辑延时环节 151

三、基极驱动器及保护电路 152

第三节 用微处理器实现的PWM-M系统 156

一、系统的硬件结构 156

二、系统的软件结构 161

第七章 直流传动的其它应用 167

第一节 位置随动系统 167

一、概述 167

二、位置信号检测装置 168

三、位置随动系统的基本类型 178

四、位置随动系统的应用举例 182

第二节 直流传动张力控制系统 184

一、概述 184

二、张力控制方法 185

三、铝箔轧机张力控制系统 188

习题 190

下篇 交流调速系统 192

第八章 交流调速系统基本概念 192

一、交流电动机的调速方式 192

二、交流调速传动系统的应用领域 196

第九章 交流调压调速 198

第一节 调压调速工作原理及机械特性 198

一、工作原理 198

二、机械特性 200

第二节 调压调速的闭环控制 201

一、转速负反馈闭环的交流调压调速系统 201

二、系统的静特性 201

第三节 晶闸管三相交流调压电路 203

一、几种常用的交流调压电路及性能比较 203

二、电感性负载电路的工作特点 206

第四节 交流调压系统工程举例 208

习题 210

第十章 变频调速 211

第一节 变频调速概述 211

一、基频以下调速 211

二、基频以上调速 212

三、逆变器的基本工作原理 212

第二节 变频器简介 216

一、变频器的构成 216

二、变频器的分类及其特点 218

三、变频器的主回路控制方式 226

第三节 SPWM电压型变频器 228

一、SPWM电压型变频器的概念 228

二、SPWM电压型变频器的工作原理 229

三、SPWM型逆变器的控制方式 232

四、SPWM波的实现 234

五、由8098单片机实现的SPWM变频调速系统 237

第四节 变频调速系统 241

一、V/F控制及其机械特性 241

二、V/F控制系统构成及工作原理 245

三、转差频率控制 247

四、矢量控制 253

五、各种控制方式的特性比较 258

第五节 通用变频器的应用 258

一、通用变频器及其外围设备的选择 258

二、使用变频器时应注意的问题 262

三、变频器在节能方面的应用 263

四、通用变频器应用实例 268

习题 272

第十一章 串级调速 273

第一节 串级调速的原理、类型 273

一、工作原理 273

二、串级调速系统的分类 275

第二节 串级调速系统的能量关系 276

一、功率传递关系 276

二、效率η 278

三、功率因数cosψ 279

四、双馈电机概念 279

第三节 异步电动机在串级调速工作时的机械特性 280

一、异步电动机转子整流电路的电压和电流 280

二、异步电动机在串级调速时的电磁转矩 283

三、异步电动机在串级调速工作时的机械特性方程式 286

第四节 双闭环串级调速系统 288

一、双闭环串级调速系统的组成 288

二、串级调速系统的动态数学模型 288

三、调速系统调节器参数的确定 293

第五节 工程应用实例 293

习题 299

附 录 300

附录一 集成触发器 300

附录二 测速元件与电路 303

附录三 模拟信号隔离器 308

附录四 电流、电压传感器模块的技术性能参数及应用 310

附录五 8098单片机的性能及特点 317

附录六 常用符号表 318

参考文献 326