譯者序
前言
致謝
作者簡(jiǎn)介
符號(hào)表
第一部分 永磁材料、永磁電機(jī)、逆變器及其控制的基本知識(shí)
第1章 永磁材料與永磁電機(jī)
1.1 永磁材料
1.1.1 退磁曲線
1.1.2 工作點(diǎn)和氣隙線
1.1.3 磁能積
1.1.4 永磁體存儲(chǔ)的能量
1.1.5 永磁體體積
1.1.6 外加磁場(chǎng)的影響
1.1.6.1 解析法
1.1.6.2 圖解法
1.2 永磁體的布置方式
1.3 永磁體的充磁方式
1.3.1 徑向和平行充磁
1.3.2 Halbach陣列
1.4 永磁交流電機(jī)
1.4.1 電機(jī)結(jié)構(gòu)
1.4.2 永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
1.4.2.1 表貼式永磁同步電機(jī)
1.4.2.2 表面嵌入式永磁同步電機(jī)
1.4.2.3 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)
1.4.2.4 異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)
1.4.3 混合勵(lì)磁電機(jī)
1.4.3.1 磁通反向永磁同步電機(jī)
1.4.3.2 開關(guān)磁鏈電機(jī)
1.4.3.3 永磁開關(guān)磁阻電機(jī)或雙凸極永磁電機(jī)
1.4.4 集中繞組永磁同步電機(jī)
1.4.5 永磁同步電機(jī)的分類
1.5 同步電機(jī)的基本理論
1.5.1 工作原理
1.5.2 單匝線圈的磁動(dòng)勢(shì)
1.5.3 正弦磁動(dòng)勢(shì)分布
1.5.3.1 同心繞組
1.5.3.2 分布繞組
1.5.4 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
1.5.4.1 繞組的分布因數(shù)
1.5.4.2 繞組的節(jié)距因數(shù)
1.5.4.3 繞組的斜槽因數(shù)
1.5.4.4 繞組因數(shù)
1.5.5 繞組形式
1.5.5.1 單層繞組
1.5.5.2 雙層繞組
1.5.6 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
1.5.6.1 正弦磁動(dòng)勢(shì)分布
1.5.6.2 方波磁動(dòng)勢(shì)分布
1.6 同步電機(jī)的基本關(guān)系
1.6.1 有效氣隙
1.6.2 永磁體對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用
1.6.3 電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩
1.6.4 電磁轉(zhuǎn)矩的基本表達(dá)式
1.6.5 電機(jī)輸出方程
1.6.6 永磁體的面電流等效
1.6.7 定子電流閾值
1.6.8 電感
1.6.8.1 每相自感
1.6.8.2 勵(lì)磁電感
1.6.8.3 同步電感
1.6.8.4 直、交軸電感
1.6.9 定子勵(lì)磁對(duì)氣隙磁通密度的影響
1.7 鐵心損耗
1.7.1 定子鐵心損耗
1.7.2 渦流損耗
1.7.2.1 齒部渦流損耗
1.7.2.2 軛部渦流損耗
1.7.3 齒部和軛部的磁通密度幅值
1.7.4 磁滯損耗
1.7.5 電機(jī)中鐵心損耗的測(cè)量
1.8 電阻損耗
1.9 電機(jī)的初步設(shè)計(jì)
1.10 齒槽轉(zhuǎn)矩
1.10.1 齒槽轉(zhuǎn)矩成因及幅值
1.10.2 齒槽轉(zhuǎn)矩的基本理論
1.10.3 分析和計(jì)算
1.10.4 影響齒槽轉(zhuǎn)矩的因素
1.10.5 削弱方法
1.10.5.1 斜槽
1.10.5.2 改變永磁體寬度
1.10.5.3 改變槽寬
1.10.5.4 采用不同的極弧系數(shù)
1.10.5.5 齒頂開輔助槽
1.11 永磁同步電機(jī)基于磁通路徑的分類
1.12 振動(dòng)與噪聲
參考文獻(xiàn)
第2章 逆變器及其控制導(dǎo)論
2.1 功率器件
2.1.1 功率器件與開關(guān)電源
2.1.1.1 電力二極管
2.1.1.2 MOSFET
2.1.1.3 絕緣柵雙極型晶體管
2.1.2 功率器件的開關(guān)
2.1.3 器件損耗
2.1.3.1 通態(tài)損耗
2.1.3.2 開關(guān)損耗
2.2  直流輸入電源
2.3  直流到交流的功率變換
2.3.1 單相半波逆變器
2.3.2 單相全波逆變器
2.3.3 三相逆變器
2.4 有功功率
2.5 無(wú)功功率
2.6 逆變器控制的必要性
2.7 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)
2.8 滯環(huán)電流控制
2.9 空間矢量調(diào)制技術(shù)
2.9.1 逆變器的開關(guān)狀態(tài)
2.9.2 空間矢量調(diào)制的原理
2.9.3 空間矢量調(diào)制的實(shí)現(xiàn)
2.9.4 空間矢量調(diào)制的開關(guān)紋波
2.10 逆變器的開關(guān)延時(shí)
2.11 輸入功率因數(shù)校正電路
2.11.1 單相功率因數(shù)校正電路
2.11.2 三相功率因數(shù)校正電路
2.12 四象限運(yùn)行
2.13 變換器的要求
參考文獻(xiàn)

第二部分 永磁同步電機(jī)及其控制
第3章 永磁同步電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型
3.1 兩相永磁同步電機(jī)的實(shí)時(shí)模型
3.2 靜止坐標(biāo)系到轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系的變換
3.3 三相坐標(biāo)系到兩相坐標(biāo)系的變換
3.4 零序電感的推導(dǎo)
3.5 功率等效
3.6 電磁轉(zhuǎn)矩
3.7 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩特性
3.8 磁鏈模型
3.9 等效電路
3.1 0歸一化模型
3.11 動(dòng)態(tài)仿真
3.12 永磁同步電機(jī)的小信號(hào)方程
3.13 永磁同步電機(jī)的控制特性
3.14 時(shí)間響應(yīng)的計(jì)算
3.15 空間相量模型
3.15.1 原理
3.15.2 模型的推導(dǎo)
參考文獻(xiàn)
第4章 永磁同步電機(jī)的控制策略
4.1 矢量控制
4.2 矢量控制的推導(dǎo)
4.2.1 電磁轉(zhuǎn)矩
4.2.2 定子參考坐標(biāo)系下d軸與q軸電流
4.2.3 共磁鏈
4.2.4 轉(zhuǎn)矩角在電機(jī)運(yùn)行中的作用
4.2.5 關(guān)鍵的結(jié)論
4.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖
4.3.1 轉(zhuǎn)矩控制型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
4.3.2 轉(zhuǎn)矩控制型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真及結(jié)果
4.3.3 速度控制型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
4.3.3.1 共磁鏈的控制原則
4.3.3.2 弱磁區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制原則
4.3.4 速度控制型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真及結(jié)果
4.4 控制策略
4.4.1 恒轉(zhuǎn)矩角（δ=90°）控制
4.4.2 單位功率因數(shù)控制
4.4.3 恒共磁鏈控制
4.4.4 氣隙磁通與電流相量角控制
4.4.5 單位電流最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制
4.4.6 恒功率損耗控制
4.4.7 最大效率控制
參考文獻(xiàn)
第5章 弱磁控制
5.1 最大轉(zhuǎn)速
5.2 弱磁算法
5.2.1 間接控制策略
5.2.2 恒轉(zhuǎn)矩模式控制器
5.2.3 弱磁控制器
5.2.4 系統(tǒng)性能
5.3 直接弱磁
5.3.1 最大容許轉(zhuǎn)矩限制
5.3.2 轉(zhuǎn)速控制方案
5.3.3 實(shí)施策略
5.3.4 系統(tǒng)性能
5.4 參數(shù)敏感性
5.4.1 定子繞組電阻變化
5.4.2 轉(zhuǎn)子磁鏈變化
5.4.3 q軸電感變化
5.5 無(wú)模型（參數(shù)不敏感）弱磁方法
5.6 永磁同步電機(jī)的六步電壓和恒反電動(dòng)勢(shì)控制策略
5.6.1 恒反電動(dòng)勢(shì)控制策略
5.6.1.1 基本原理
5.6.1.2 弱磁區(qū)域內(nèi)的最大電流
5.6.1.3 運(yùn)行邊界
5.6.1.4 弱磁區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速
5.6.2 六步電壓控制策略
5.6.2.1 基本原理分析
5.6.2.2 SSV模式下的穩(wěn)態(tài)電流
5.6.2.3 SSV控制策略的運(yùn)行邊界
5.6.2.4 比較
5.7 直接穩(wěn)態(tài)評(píng)價(jià)
5.7.1 輸入電壓
5.7.2 狀態(tài)空間形式的電機(jī)方程
5.7.3 邊界匹配條件及方程解
5.7.4 MATLAB程序
5.8 表面式與內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的弱磁控制
參考文獻(xiàn)
第6章 電流和轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計(jì)
6.1 電流控制器
6.1.1 基于轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系的電流控制器
6.1.2 基于定子參考坐標(biāo)系的電流控制器
6.1.3 最小拍電流控制器
6.1.3.1 最小拍控制器
6.1.3.2 最小拍預(yù)測(cè)控制器
6.1.3.3 改進(jìn)的最小拍預(yù)測(cè)控制器
6.2 轉(zhuǎn)速控制器
6.2.1 原理框圖的推導(dǎo)
6.2.2 簡(jiǎn)化的電流環(huán)傳遞函數(shù)
6.2.3 轉(zhuǎn)速控制器
參考文獻(xiàn)
第7章 參數(shù)敏感性及補(bǔ)償
7.1 引言
7.1.1 轉(zhuǎn)矩與其參考值之比
7.1.2 共磁鏈與其參考值之比
7.2 基于電磁功率反饋控制的參數(shù)補(bǔ)償
7.2.1 補(bǔ)償算法
7.2.2 性能仿真
7.3 基于無(wú)功功率反饋控制的參數(shù)補(bǔ)償
7.3.1 無(wú)功功率反饋補(bǔ)償策略的原理
7.3.2 驅(qū)動(dòng)器的原理
7.3.3 仿真結(jié)果
7.3.4 與電磁功率反饋控制的比較
參考文獻(xiàn)
第8章 轉(zhuǎn)子位置估算及無(wú)位置傳感器控制
8.1 電流模型自適應(yīng)策略
8.2 外加信號(hào)注入法
8.2.1 旋轉(zhuǎn)電壓相量注入策略
8.2.2 在旋轉(zhuǎn)的q軸上注入磁鏈
8.2.2.1 算法
8.2.2.2 解調(diào)
8.2.2.3 觀測(cè)器
8.2.2.4 實(shí)施
8.2.2.5 策略的優(yōu)缺點(diǎn)
8.2.3 交流電壓相量注入法
8.2.3.1 無(wú)傳感器算法
8.2.3.2 實(shí)施
8.3 基于電流模型的注入策略
8.4 基于PWM載波成分的位置估算
8.4.1 諧波電壓和電流矢量
8.4.2 轉(zhuǎn)子位置估算
8.4.3 性能
參考文獻(xiàn)

第三部分 永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其控制
第9章 永磁無(wú)刷直流電機(jī)
9.1 永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
9.2 歸一化的系統(tǒng)方程
9.3 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框圖
9.4 動(dòng)態(tài)模擬
參考文獻(xiàn)
第10章 換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和相位超前
10.1 換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)
10.2 相位超前
10.3 動(dòng)態(tài)模型
參考文獻(xiàn)
第11章 永磁無(wú)刷直流電機(jī)的半波驅(qū)動(dòng)
11.1 分裂式電源變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
11.1.1 永磁無(wú)刷直流電機(jī)在分裂式電源變換器下的運(yùn)行
11.1.2 變換器的工作模式
11.1.3 采用分裂式電源變換器拓?fù)涞挠来艧o(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)
11.1.4 永磁無(wú)刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
11.1.5 電機(jī)電感對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響
11.1.6 繞組連接
11.1.7 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)描述
11.1.8 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的建模、仿真和分析
11.1.8.1 永磁無(wú)刷直流電機(jī)在不同變換器模式下的建模
11.1.8.2 轉(zhuǎn)速控制器的建模
11.1.8.3 控制電路
11.1.8.4 電流環(huán)的建模
11.1.8.5 仿真與分析
11.1.8.6 電流換相角
11.1.8.7 半橋整流和全橋整流永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的比較
11.2 C-dump變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
11.2.1 基于C-dump變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行原理
11.2.1.1 電動(dòng)運(yùn)行
11.2.1.2 再生制動(dòng)運(yùn)行
11.2.2 C-dump變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析
11.2.2.1 最大轉(zhuǎn)速
11.2.2.2 反向峰值電流
11.2.2.3 儲(chǔ)能電容
11.2.2.4 能量釋放斬波器
11.2.3 與基于全波逆變器控制的永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的比較
11.2.4 建模、仿真及動(dòng)態(tài)性能
11.2.4.1 建模
11.2.4.2 系統(tǒng)性能
11.3 可變直流母線變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
11.3.1 工作原理
11.3.2 電動(dòng)運(yùn)行
11.3.3 系統(tǒng)性能
11.3.3.1 轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)器特性
11.3.3.2 速度控制型驅(qū)動(dòng)器性能
11.3.4 優(yōu)缺點(diǎn)
11.4 前端buck-boost可變電壓變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
11.4.1 變換器電路
11.4.2 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式和建模
11.4.3 優(yōu)缺點(diǎn)
11.4.4 與全橋逆變驅(qū)動(dòng)的比較
11.4.5 前端buck-boost電路電感和輸出電容的設(shè)計(jì)
11.4.6 控制策略及性能
11.4.6.1 策略Ⅰ——電壓開環(huán)控制
11.4.6.2 策略Ⅱ——電壓閉環(huán)控制
11.4.6.3 策略Ⅲ——直接相電流控制
參考文獻(xiàn)
第12章 電流和轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計(jì)
12.1 電機(jī)和負(fù)載的傳遞函數(shù)
12.2 逆變器的傳遞函數(shù)
12.3 電流和轉(zhuǎn)速控制器的傳遞函數(shù)
12.4 電流反饋
12.5 轉(zhuǎn)速反饋
12.6 控制器的設(shè)計(jì)
12.6.1 電流控制器
12.6.2 電流內(nèi)環(huán)的一階近似
12.6.3 轉(zhuǎn)速控制器
參考文獻(xiàn)
第13章 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)傳感器控制
13.1 電流檢測(cè)
13.2 位置估計(jì)
參考文獻(xiàn)
第14章 特殊問(wèn)題
14.1 轉(zhuǎn)矩平滑
14.2 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的參數(shù)敏感性
14.3 故障和診斷
14.4 振動(dòng)和噪聲
參考文獻(xiàn)