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《电气自动化新技术丛书》序言1

前言1

第1章 绪论1

1.1 交流调速系统的发展1

1.2 交流调速系统的基本类型2

1.2.1 异步电机调速系统的基本类型2

1.2.2 同步电机调速系统的基本类型3

1.3 电力电子和微机控制技术是现代交流调速的物质基础4

1.3.1 电力电子器件与技术决定着现代交流调速的主要装置4

1.3.2 微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向11

第2章 异步电机转差功率消耗型调速系统16

2.1 异步电机变压调速系统16

2.1.1 异步电机改变电压时的机械特性19

2.1.2 闭环控制的变压调速系统及其静特性22

2.1.3 近似的动态结构图25

2.1.4 转差功率损耗分析29

2.2 电磁转差离合器调速系统32

第3章 异步电机转差功率回馈型调速系统--绕线转子异步电机串级调速系统36

3.1 串级调速系统的工作原理36

3.1.1 异步电机转子附加电动势的作用36

3.1.2 电气串级调速系统的工作原理38

3.1.3 串级调速系统的其它类型40

3.2 异步电机在串级调速工作时的机械特性42

3.2.1 串级调速时异步电机机械特性的特征43

3.2.2 异步电机转子整流电路的特点44

3.2.3 异步电机转子整流电路的电压与电流45

3.2.4 异步电机在串级调速时的电磁转矩49

3.2.5 异步电机串级调速机械特性方程式55

3.3 双闭环控制的串级调速系统57

3.3.1 双闭环控制系统的组成57

3.3.2 串级调速系统的动态数学模型58

3.3.3 双闭环串级调速系统调节器参数的确定62

3.4 串级调速系统中的逆变变压器64

3.5 双馈调速系统66

3.5.1 双馈调速的工作原理67

3.5.2 双馈调速系统的再生制动68

3.5.3 双馈调速系统的优点69

3.6.1 串级调速系统的效率70

3.6 串级调速系统的能量指标70

3.6.2 串级调速系统的功率因数73

3.7 串级调速系统的起动与停车控制80

3.7.1 间接起动81

3.7.2 直接起动82

第4章 异步电机变压变频调速原理和静止式变压变频装置83

4.1 变压变频调速的基本控制方式83

4.1.1 基频以下调速84

4.1.2 基频以下调速85

4.2 异步电机电压、频率协调控制时的机械特性86

4.2.1 正弦波恒压恒频供电时异步电机的机械特性86

4.2.2 基频以下电压、频率协调控制时的机械特性87

4.2.3 基频以上变频调速时的机械特性92

4.2.4 正弦波恒流供电时的机械特性93

4.3.1 间接变压变频装置(交-直-交变压变频装置)95

4.3 静止式电力电子变压变频装置95

4.3.2 直接变压变频装置(交-交变压变频装置)97

4.3.3 电压源型变频器和电流源型变频器99

4.3.4 180°导通型和120°导通型逆变器103

4.4 正弦波脉宽调制(SPWM)变压变频器106

4.4.1 正弦脉宽调制原理107

4.4.2 SPWM波形的基波电压112

4.4.3 对脉宽调制的制约条件114

4.4.4 同步调制与异步调制115

4.4.5 变压变频器输出的谐波分析118

4.4.6 桥臂器件开关死区对SPWM变压变频器工作的影响131

4.5.2 SPWM的数字控制137

4.5 脉宽调制变压变频器的控制方法137

4.5.1 SPWM的模拟控制137

4.5.3 消除指定次数谐波的PWM控制143

4.5.4 电流跟踪控制145

4.5.5 电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)150

第5章 异步电机转差功率不变型调速系统--笼型异步电机变压变频调速系统161

5.1 转速开环恒压频比控制的调速系统161

5.1.1 电压源型晶闸管变频器-异步电机调速系统162

5.1.2 电流源型晶闸管变频器-异步电机调速系统167

5.1.3 数字控制的SPWM变频调速系统171

5.2 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统175

5.2.1 转差频率控制的基本概念175

5.2.2 转差频率控制的规律176

5.2.3 转差频率控制的变压变频调速系统179

5.2.4 优点与不足180

5.3 异步电机的多变量数学模型和坐标变换182

5.3.1 异步电机动态数学模型的性质183

5.3.2 三相异步电机的多变量非线性数学模型184

5.3.3 坐标变换和变换矩阵190

5.3.4 三相异步电机在两相坐标系上的数学模型198

5.4 按转子磁场定向的矢量控制系统206

5.4.1 异步电机的坐标变换结构图和等效直流电机模型206

5.4.2 矢量控制系统的构想207

5.4.3 矢量控制的基本方程式及其解耦性质208

5.4.4 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统和转子磁链模型211

5.5 按定子磁场控制的直接转矩控制系统216

5.5.1 直接转矩控制系统的原理和特点217

5.5.2 直接转矩控制系统的控制方案和模型算法218

5.5.3 直接转矩控制系统和矢量控制系统的比较220

第6章 同步电机变频调速系统223

6.1 他控变频同步电机调速系统223

6.1.1 转速开环恒压频比控制的同步电机群调速系统223

6.1.2 由交-交变压变频器供电的大型低速同步电机调速系统224

6.1.3 按气隙磁场定向的同步电机矢量控制系统225

6.1.4 同步电机的多变量动态数学模型230

6.2 自控变频同步电机调速系统233

6.2.1 大中容量晶闸管自控变频同步电机(无换向器电机)调速系统234

6.2.2 小容量永磁同步电机自控变频调速系统244

参考文献250