電力傳動與調(diào)速控制系統(tǒng)及應用(王立喬)
定 價：59 元
- 作者：王立喬,沈虹,吳俊娟 等編著
- 出版時間：2017/9/1
- ISBN：9787122294036
- 出 版 社：化學工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM921.5
- 頁碼：274
- 紙張：輕型紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書將電力傳動以及電機調(diào)速控制的相關知識有機融為一體，結合電機調(diào)速控制系統(tǒng)的應用和技術解決方案，全面、系統(tǒng)地介紹了電機傳動以及調(diào)速的有關基礎知識、先進技術和應用實踐，主要包括電力傳動及電力電子變換器基礎，直流電機調(diào)速系統(tǒng)、交流電機調(diào)速系統(tǒng)等具體調(diào)速的原理、設計細節(jié)、實際應用等。附錄中提供了關于直流調(diào)速系統(tǒng)的CDIO項目任務書，全書配套課件可在以下鏈接免費下載：http://download.cip.com.cn/html/20170717/378135615.html。本書可供電氣技術人員、電機修理人員以及相關電氣自動化專業(yè)師生參考。
《電力傳動與調(diào)速控制系統(tǒng)及應用 》全面介紹電機傳動與控制技術必備基礎知識，電機控制經(jīng)典理論和原理介紹深入淺出、簡明扼要； *透徹掌握電機調(diào)速控制系統(tǒng)各項技術和實際應用解決方案，重點突出，并兼顧新技術的應用實踐。
電力傳動與控制是大學本科電氣工程及自動化專業(yè)、自動化專業(yè)的必修內(nèi)容�？紤]到電力傳動與控制技術具有非常強的綜合性，想要很好地學習和理解這門技術，必須要有足夠的專業(yè)基礎知識，也就是需要掌握電機學電力電子技術自動控制原理微機原理以及檢測與轉(zhuǎn)換技術（或電氣測量）等先修課程的基本內(nèi)容。電力傳動與控制的核心就是電機調(diào)速。按電機的類型劃分，電機調(diào)速可分為直流調(diào)速和交流調(diào)速兩種。直流調(diào)速在相當長的時間內(nèi)一直占據(jù)調(diào)速系統(tǒng)的主流地位，但隨著現(xiàn)代電機制造技術和現(xiàn)代電力電子技術的快速發(fā)展，以及微處理器運算能力和運算速度的大幅度提高，近20年以來，交流調(diào)速取得了長足的進步。目前，在大多數(shù)應用場合，交流調(diào)速已經(jīng)取代直流調(diào)速，占據(jù)了主導地位。但作為教材，直流調(diào)速方面的內(nèi)容仍然有充足的理由繼續(xù)保留。主要原因有以下幾條。首先，直流調(diào)速的閉環(huán)系統(tǒng)結構和控制算法，是交流調(diào)速的樣本和基礎；高性能的交流調(diào)速技術如矢量控制，正是利用坐標變換的手段，將交流電機模擬為直流電機，并按直流調(diào)速的閉環(huán)系統(tǒng)結構和控制算法進行控制。其次，相對于交流電機高階、強耦合、非線性的特點，直流電機的數(shù)學模型非常簡單，與自動控制原理課程的銜接非常容易，對初學者而言也更容易上手實踐。再次，直流調(diào)速系統(tǒng)也并未完全退出市場，在某些功率比較大、精度要求比較高的場合如重型機械領域還有較多的應用。綜上所述，本書仍給予直流調(diào)速足夠的篇幅，與交流調(diào)速基本相當�？紤]到當前流行的先修課程教材《電機學》中有關傳動基礎的部分非常少，與本課程的銜接不好。為此本書特增加一篇的內(nèi)容，作為兩門課程的過渡內(nèi)容。如果選用《電機與拖動基礎》作為先修課程教材，這部分內(nèi)容可以選講或者不講。當前流行的先修課程教材《電力電子技術》中有關調(diào)速用變換器及其控制的內(nèi)容也比較少，同樣與本課程的銜接不好。為此本書也增加了電力傳動中的電力電子技術一章，作為銜接，也放在第1篇內(nèi)。此外，轉(zhuǎn)速檢測是調(diào)速系統(tǒng)的基礎構成成分，也寫了一章，同樣安排在第1篇。為了配合當前本科教育中對工程實踐和CDIO項目式教學的要求，本書提供了關于直流調(diào)速系統(tǒng)的CDIO項目任務書，作為附錄。本書配套課件資源請自行免費下載：http://download.cip.com.cn/html/20170717/378135615.html。本書由燕山大學王立喬、沈虹、吳俊娟、肖瑩和郭忠南共同編寫。其中，緒論由王立喬編寫，第1章由郭忠南編寫，第2章由沈虹編寫，第3、第4章由王立喬編寫，第5章由郭忠南、吳俊娟編寫，第6、第7章由吳俊娟、王立喬編寫，第8章由肖瑩編寫，第9、第10章由沈虹、肖瑩編寫，第11章由肖瑩、王立喬編寫。全書由王立喬統(tǒng)稿。由于學識有限，書中難免有不足之處，歡迎讀者批評指正。編著者
緒論/001
0.1電力傳動的發(fā)展概況001
0.2電力傳動的分類和應用002
0.2.1直流傳動系統(tǒng)的應用002
0.2.2交流傳動系統(tǒng)的應用003
0.3本書的主要內(nèi)容003
第1篇電力傳動基礎
第1章直流電動機傳動基礎/005
1.1電力傳動系統(tǒng)的運動學基礎005
1.1.1電力傳動系統(tǒng)的運動方程005
1.1.2工作機構各物理量的折算006
1.1.3生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性008
1.2他勵直流電動機的機械特性010
1.2.1機械特性方程011
1.2.2固有機械特性與人為機械特性012
1.2.3機械特性的繪制014
1.2.4電力傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求015
1.3他勵直流電動機的啟動017
1.3.1啟動方法017
1.3.2串電阻啟動的各級電阻計算018
1.3.3造成他勵直流電動機啟動延緩的原因及應對措施021
1.4他勵直流電動機的制動022
1.4.1能耗制動022
1.4.2反接制動024
1.4.3回饋制動026
1.5他勵直流電動機的調(diào)速027
1.5.1調(diào)速指標028
1.5.2三種調(diào)速方式原理及技術分析030
1.5.3調(diào)速方法的轉(zhuǎn)矩特性及其與負載的配合033
習題034
第2章交流電動機傳動基礎/036
2.1異步電動機的機械特性和穩(wěn)態(tài)運行036
2.1.1異步電動機穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型036
2.1.2異步電動機的機械特性037
2.1.3異步電動機的功率關系038
2.1.4異步電動機的穩(wěn)態(tài)運行039
2.2異步電動機的調(diào)速042
2.2.1異步電動機調(diào)壓調(diào)速043
2.2.2繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速044
2.2.3籠式三相異步電動機變極對數(shù)調(diào)速045
2.2.4異步電動機轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速046
2.3同步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型與傳動基礎047
2.3.1同步電動機的轉(zhuǎn)矩角特性047
2.3.2同步電動機的穩(wěn)態(tài)運行049
2.3.3同步電動機的啟動050
2.3.4同步電動機的調(diào)速050
習題050
第3章電力傳動中的電力電子技術/051
3.1晶閘管相控整流器051
3.1.1負載電流連續(xù)時V-M系統(tǒng)的機械特性051
3.1.2負載電流斷續(xù)時V-M系統(tǒng)的機械特性052
3.1.3電流斷續(xù)的不利影響及其抑制方法053
3.1.4V-M系統(tǒng)的多象限運行054
3.1.5晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)055
3.2直流PWM斬波器057
3.2.1兩象限PWM斬波器057
3.2.2H型四象限PWM斬波器060
3.2.3電能回饋與泵升電壓的限制063
3.2.4直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機械特性及多象限運行064
3.2.5直流PWM斬波器的數(shù)學模型067
3.3交流變頻器的電路結構067
3.3.1交-直-交變頻器068
3.3.2交-交變頻器071
3.4交流變頻器的脈寬調(diào)制技術073
3.4.1三相電壓型逆變器的PWM技術073
3.4.2三相電流型逆變器的PWM技術082
3.4.3多電平逆變器的PWM技術083
習題085
第4章轉(zhuǎn)速測量基礎/087
4.1模擬測速087
4.1.1直流測速發(fā)電機087
4.1.2交流測速發(fā)電機088
4.2數(shù)字測速089
4.2.1數(shù)字轉(zhuǎn)速傳感器090
4.2.2數(shù)字測速方法092
4.2.3數(shù)字濾波095
習題096
第2篇直流調(diào)速系統(tǒng)
第5章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)/097
5.1轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的分析與設計097
5.1.1開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題098
5.1.2閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成及其靜特性098
5.1.3閉環(huán)靜特性與開環(huán)機械特性的對比100
5.1.4轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性分析102
5.1.5轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護107
5.2反饋控制規(guī)律和無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)109
5.2.1反饋控制規(guī)律109
5.2.2積分控制規(guī)律111
5.2.3比例積分控制規(guī)律113
5.2.4無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)115
5.3轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構成及穩(wěn)態(tài)分析117
5.3.1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構成117
5.3.2轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析119
5.4轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性分析121
5.4.1啟動過程121
5.4.2抗擾性能的定性分析124
5.4.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用125
習題125
第6章調(diào)節(jié)器的工程設計法及其在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應用/127
6.1控制系統(tǒng)動態(tài)校正的基本要求和動態(tài)性能指標127
6.1.1控制系統(tǒng)動態(tài)校正的基本要求127
6.1.2控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標128
6.2調(diào)節(jié)器的工程設計法130
6.2.1工程設計法的基本流程130
6.2.2典型系統(tǒng)及其性能指標與參數(shù)的關系131
6.2.3非典型系統(tǒng)的典型化140
6.3工程設計法在轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的應用144
6.3.1電流環(huán)設計145
6.3.2轉(zhuǎn)速環(huán)設計148
6.3.3飽和非線性條件下轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計算152
6.4轉(zhuǎn)速微分負反饋控制155
6.4.1帶轉(zhuǎn)速微分負反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本結構和工作原理156
6.4.2退飽和時間和退飽和轉(zhuǎn)速158
6.4.3帶轉(zhuǎn)速微分負反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能159
習題160
第7章可逆晶閘管-電動機直流調(diào)速系統(tǒng)/161
7.1可逆晶閘管-電動機 (V-M) 直流調(diào)速系統(tǒng)組成及工作模式分析161
7.1.1可逆晶閘管-電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的組成161
7.1.2可逆晶閘管-電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的工作模式分析162
7.2可逆V-M直流調(diào)速系統(tǒng)的環(huán)流分析及有環(huán)流控制方式163
7.2.1環(huán)流的抑制原理164
7.2.2=配合控制的有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)166
7.3可逆V-M直流調(diào)速系統(tǒng)的無環(huán)流控制方式169
7.3.1邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的基本結構169
7.3.2無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)170
習題171
第3篇交流調(diào)速系統(tǒng)
第8章標量控制的異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/172
8.1異步電動機電壓-頻率協(xié)調(diào)控制的基本原理172
8.1.1基頻以下調(diào)速173
8.1.2基頻以上調(diào)速173
8.2異步電動機電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性173
8.2.1基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性174
8.2.2基頻以上電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性176
8.3異步電動機轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的系統(tǒng)實現(xiàn)及調(diào)速性能分析177
8.3.1基于電壓型變頻器的系統(tǒng)實現(xiàn)177
8.3.2基于電流型變頻器的系統(tǒng)實現(xiàn)178
8.3.3調(diào)速性能分析179
8.4轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)179
8.4.1轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理180
8.4.2基于恒Eg/1控制的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)181
8.4.3基于恒勵磁電流控制的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)182
8.4.4轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的性能分析184
8.4.5最大轉(zhuǎn)差頻率的計算185
8.4.6轉(zhuǎn)差頻率控制的特點186
習題186
第9章高動態(tài)性能的異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/188
9.1異步電動機的三相動態(tài)數(shù)學模型及其性質(zhì)188
9.1.1異步電動機三相動態(tài)數(shù)學模型188
9.1.2異步電動機數(shù)學模型的性質(zhì)192
9.2坐標變換193
9.2.1三相坐標系到兩相坐標系的變換(3/2)193
9.2.2兩相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系的變換(2s/2r)196
9.2.3三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系的變換(3s/2r)197
9.2.4直角坐標-極坐標變換 (K/P變換)198
9.3三相異步電動機在兩相坐標系上的數(shù)學模型198
9.3.1異步電動機在兩相靜止坐標系上的數(shù)學模型198
9.3.2異步電動機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系上的數(shù)學模型200
9.3.3異步電動機在兩相坐標系上的狀態(tài)方程201
9.4異步電動機磁鏈與轉(zhuǎn)速的估計205
9.4.1磁鏈的估計205
9.4.2轉(zhuǎn)速的估計207
9.5按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)209
9.5.1按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機數(shù)學模型209
9.5.2矢量控制基本原理210
9.5.3電流跟蹤控制的實現(xiàn)方法211
9.5.4磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制212
9.5.5磁鏈開環(huán)的間接矢量控制214
9.5.6電流型變頻器的矢量控制215
9.5.7矢量控制系統(tǒng)的性能分析216
9.6按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)216
9.6.1直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理216
9.6.2定子電壓空間矢量的控制作用217
9.6.3基于定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)218
9.6.4直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能分析220
習題221
第10章繞線異步電動機轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)/222
10.1串級調(diào)速系統(tǒng)的基本原理222
10.1.1繞線異步電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢的作用222
10.1.2電氣串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理223
10.1.3串級調(diào)速系統(tǒng)的啟動和停車225
10.2串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特性及其雙閉環(huán)控制原理226
10.2.1異步電動機串級調(diào)速時的轉(zhuǎn)子整流電路226
10.2.2串級調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速特性227
10.2.3串級調(diào)速系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)矩229
10.3串級調(diào)速系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標及工程設計231
10.3.1串級調(diào)速系統(tǒng)的效率231
10.3.2串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)233
10.3.3串級調(diào)速系統(tǒng)的工程設計233
10.4雙饋調(diào)速系統(tǒng)的基本結構和工作原理235
10.4.1雙饋調(diào)速系統(tǒng)的基本結構235
10.4.2雙饋調(diào)速系統(tǒng)的運行模式分析236
10.5雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制239
10.5.1同步旋轉(zhuǎn)坐標系下雙饋調(diào)速系統(tǒng)的功率關系239
10.5.2定子磁鏈定向下的矢量控制240
10.5.3雙饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制結構圖241
10.5.4雙饋調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器的控制結構圖242
10.5.5雙饋電機在風力發(fā)電中的應用243
習題245
第11章同步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/246
11.1同步電動機的調(diào)速方法246
11.1.1他控變頻調(diào)速系統(tǒng)246
11.1.2自控變頻調(diào)速系統(tǒng)247
11.2電勵磁同步電動機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)248
11.2.1電勵磁同步電動機變頻器的結構及基本工作原理248
11.2.2電勵磁同步電動機變頻器的動態(tài)數(shù)學模型251
11.2.3電勵磁同步電動機變頻器的矢量控制系統(tǒng)254
11.3永磁同步電動機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)258
11.3.1無刷直流電動機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)259
11.3.2正弦波永磁同步電動機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)264
習題267
附錄直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的CDIO三級項目教學培養(yǎng)方案/268
參考文獻/272
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