第1章 交流电机控制系统概述 1
1.1 交流电机控制系统的构成 1
1.2 交流电机控制系统与直流电机控制系统的比较 2
1.3 交流电机难以控制的原因 3
1.4 电机控制系统相关术语和定义 4
1.4.1 电机相关术语和定义 4
1.4.2 控制相关术语和定义 5
1.4.3 系统性能相关术语和定义 6
第2章 交流电机的电压方程和状态方程 8
2.1 感应电机的电压方程和转矩公式 8
2.1.1 结构 8
2.1.2 用三相交流变量表示的电压方程 9
2.1.3 坐标变换 10
2.1.4 三相交流坐标系到两相交流坐标系的变换 11
2.1.5 用两相交流变量表示的电压方程 12
2.1.6 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换 13
2.1.7 两相交流静止坐标系下的电压方程 14
2.1.8 两轴直流旋转坐标系下的电压方程 15
2.1.9 T型等效电路 17
2.1.10 转矩公式 18
2.2 永磁同步电机的电压方程和转矩公式 18
2.2.1 结构 18
2.2.2 用三相交流变量表示的电压方程 19
2.2.3 用两相交流变量表示的电压方程 20
2.2.4 两轴旋转坐标系下的电压方程 21
2.2.5 稳态等效电路 22
2.2.6 转矩公式 22
2.3 系统运动方程 23
2.4 感应电机的状态方程和仿真 23
2.4.1 有关状态方程的基础知识 23
2.4.2 感应电机的状态方程 25
2.4.3 感应电机的Matlab仿真 33
2.5 永磁同步电机的状态方程和仿真 40
2.5.1 永磁同步电机的状态方程 40
2.5.2 永磁同步电机的Matlab仿真 43
第3章 功率变换电路——三相电压型PWM逆变器 52
3.1 三相电压型PWM逆变器的基础知识 52
3.1.1 什么是电压型逆变器 52
3.1.2 什么是PWM 53
3.1.3 三相电压型逆变器的基本构成和基本工作回路 54
3.1.4 三相电压型逆变器的输出电压矢量 55
3.1.5 三相电压型PAM逆变器的输出电压控制方法 56
3.1.6 三相电压型PWM逆变器的输出电压控制方法 56
3.2 三相电压型PWM逆变器应用中的实际问题 71
3.2.1 死区时间的影响和对策 72
3.2.2 直流电源电压波动的影响和对策 75
3.2.3 开关管在PWM方式下运行时的开关损耗 75
3.3 三相电压型PWM逆变器应用中的其他问题 78
3.3.1 功率开关器件 78
3.3.2 整流电路 86
3.3.3 开关管驱动电路 89
3.3.4 缓冲电路 91
3.3.5 噪声滤波电路 92
3.3.6 回馈电能放电电路 94
第4章 感应电机控制系统 95
4.1 感应电机控制系统的构成 95
4.2 感应电机的矢量控制系统 95
4.2.1 矢量控制的基本思路 95
4.2.2 矢量控制的基础和分类 97
4.2.3 转差频率矢量控制 100
4.2.4 基于磁链观测器的矢量控制 121
4.2.5 无速度传感器矢量控制 133
4.2.6 矢量控制系统的实际构成方法 136
4.2.7 三相交流坐标系下的电流控制 141
4.3 感应电机的直接转矩控制系统 143
4.3.1 直接转矩控制的基本思路 143
4.3.2 直接转矩控制与矢量控制之间的内在联系 148
4.3.3 直接转矩控制与矢量控制的比较 150
4.3.4 直接转矩控制系统的构成 150
4.3.5 系统的Matlab仿真 154
4.4 感应电机的标量控制系统 162
4.4.1 稳态等效电路和其相量图 163
4.4.2 感应电机的电压频率协调控制系统 165
4.4.3 感应电机的转差频率控制系统 167
第5章 永磁同步电机控制系统 170
5.1 永磁同步电机控制系统的构成 170
5.2 永磁同步电机的矢量控制系统 170
5.2.1 矢量控制的基本思路 170
5.2.2 转子磁极位置的检测 171
5.2.3 d、q两轴之间的解耦 172
5.2.4 三相静止交流坐标系和两轴旋转直流坐标系之间的矢量变换 173
5.2.5 电流控制器 175
5.2.6 系统的整体构成 178
5.2.7 系统的Matlab仿真 178
5.2.8 系统的实际构成方法 185
5.2.9 三相交流坐标系下的电流控制 188
5.3 永磁同步电机的直接转矩控制系统 192
5.3.1 直接转矩控制的基本思路在永磁同步电机系统中的应用 192
5.3.2 电枢磁链和输出转矩的估算 195
5.3.3 系统的Matlab仿真 196
5.3.4 d轴电枢电流为0的永磁同步电机直接转矩控制系统 200
第6章 速度和位置控制系统的设计 203
6.1 速度控制系统的设计 203
6.1.1 基本设计方法 203
6.1.2 双自由度PI速度控制系统的设计方法 223
6.2 位置控制系统的设计 227
6.2.1 系统的构成 227
6.2.2 单轴直线运动的跟随性 231
6.2.3 平面直线运动的跟随性 232
6.2.4 圆弧运动的跟随性 232
6.2.5 速度控制范围的确定 234
参考文献 235