绪论 1
一、交流调速技术的发展概况及其特点 1
二、异步电动机常用的调速方案及其性能比较 2
三、变频调速系统中的电力半导体器件及变频器 3
四、交流变频调速技术的应用 6
第一章 异步电动机变频调速系统的理论基础 7
1-1异步电动机的u/f=c控制原则 7
一、何谓u/f=c的控制原则 7
二、u/f=c时，异步电动机的机械特性分析 8
三、u/f=c控制方式的性能评价及应用场合 11
1-2异步电动机的Mmax=c控制方式 11
一、何谓异步电动机Mmax=c的控制方式 11
二、按Mmax=c控制方式运行时电压／频率的关系 11
三、按Mmax＝c控制方式运行时，低频时定子端电压的修正 13
四、异步电动机开环变频调速系统框图 14
1-3异步电动机的矢量变换控制 15
一、异步电动机在静止的A、B、C坐标轴系中的数学模型 16
二、异步电动机在旋转的d、q、0坐标轴系中的数学模型 19
三、矢量变换控制原理 22
四、坐标变换及坐标变换矩阵 24
五、异步电动机矢量变换控制交流变频调速系统框图 26
1-4异步电动机的弱磁控制原理 27
一、异步电动机的弱磁控制原理 27
二、弱磁控制时异步电动机的机械特性分析 28
三、交流异步主轴变频调速系统框图 28
习题 31
第二章 大功率晶体管正弦波脉宽调制变频器 33
2-1大功率晶体管 33
一、内部结构 33
二、主要参数 34
2-2大功率开关晶体管的基极驱动电路 35
一、GTR对驱动电路的要求 35
二、一种实用的GTR基极驱动电路 35
三、具有抗GTR过饱和功能的基极驱动电路 36
四、UAA4002组成的基极驱动电路 37
2-3大功率晶体管正弦波脉宽调制变频器 38
一、变频原理 39
二、有关术语和基本概念 39
2-4单极性GTR-SPWM逆变器 41
一、工作原理 41
二、负载电流的流动路径及其切换 41
三、单极性GTR-SPWM逆变器输出电压的谐波分析 42
2-5双极性GTR-SPWM逆变器 43
一、工作原理 43
二、负载电流的流动路径及其切换 44
三、双极性GTR-SPWM逆变器输出电压的谐波分析 44
2-6大功率晶体管的导通时间与调制系数k的关系 45
一、单极性逆变器 45
二、双极性逆变器 46
2-7单、双极性GTR-SPWM逆变器的性能比较 47
一、相同点 47
二、不同点 47
2-8双极性SPWM变频器的设计 48
一、变频器中各个组成环节的设计 48
二、11.2kVA双极性变频器设计举例 50
2-9磁通控制式正弦波PWM控制的逆变器 52
一、GTR的工作模式 53
二、如何保证旋转磁场的轨迹为圆形 53
三、磁通控制方式正弦波PWM控制的特点 54
2-10大功率晶体管正弦波脉宽调制逆变器的保护 54
一、大功率晶体管二次击穿的保护 54
二、过电流保护 56
三、欠（过）电压保护 57
四、泵升电压限制电路 57
2-11正弦波脉宽调制SPWM波形的实现 58
一、载波（三角波）信号发生器 59
二、模拟电路产生SPWM波形 60
三、数字法产生SPWM波形 61
四、采用大规模集成电路HEF-4752V产生SPWM波形 62
习题 64
第三章 反馈信号的检测 65
3-1异步电动机定子电流的检测 65
一、直接检测式 65
二、磁场平衡式 66
3-2异步电动机定子电压的检测 67
一、光电耦合直接检测法 67
二、采用LEM电压传感器检测法 67
3-3异步电动机转速的检测 69
一、模拟测速法 69
二、数字测速法 69
三、数字测速的判向电路 72
四、数字测速电路实例 73
3-4位置检测 77
一、光电编码器 77
二、光电脉冲编码器 78
三、旋转变压器 79
习题 81
第四章 异步电动机变频调速系统 82
4-1异步电动机开环变频调速系统 82
一、对开环变频调速系统的要求 82
二、开环变频调速系统的组成 82
三、开环变频调速系统的工作原理 83
4-2异步电动机矢量变换控制变频调速系统 87
一、系统构成框图和工作原理 87
二、矢量变换控制运算环节 88
三、交流电流跟随控制环节 89
四、旋转的2/3变换电路 89
4-3交流异步主轴变频调速系统 91
一、交流异步主轴变频调速系统的组成 91
二、实现弱磁控制的方法 92
三、直接访问EPROM方案的控制软件 94
4-4异步电动机直接力矩自控（DTS）系统 96
一、控制原理 96
二、六边形及圆形磁链控制 97
三、六边形磁链轨迹控制的DTS系统框图 97
4-5异步电动机的位置伺服系统 98
一、转差频率矢量控制部分 99
二、位置环控制部分 103
4-6 SAMCO-M系列变频器 107
一、变频器的方框图 107
二、工作原理及特点 109
4-7 FRENIC5000G7/P7变频器 109
一、变频器的方框图 109
二、工作原理及特点 110
习题 110
第五章 交流变频调速系统的应用 111
5-1采用变频调速装置调节风机的风量、水泵的流量的节能原理 111
5-2变频调速系统用于水泵流量调节 112
5-3交流变频调速装置在恒压给水装置上的应用 113
5-4交流变频调速装置在高速磨床上的应用 115
习题 115
附录 116
附录Ⅰ单极性GTR-SPWM逆变器输出电压谐波分析 116
附录Ⅱ双极性GTR-SPWM逆变器输出电压谐波分析 117
参考文献 120