現代交流電機控製技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘月鬥，楚子林 著

圖書標籤:

• 交流電機
• 電機控製
• 電力電子
• 驅動技術
• 控製工程
• 現代控製
• 變頻器
• 矢量控製
• 直接轉矩控製
• PMSM控製

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111587873

版次：1

商品編碼：12296879

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： “十三五”普通高等教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

頁數：334

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為電氣工程、自動化、機械電子工程專業的研究生教材，也可作為本科生教材，還可以作為從事電氣傳動工作的技術人員的參考用書。
　　1）題材來源於工程實際，具有前沿性和先進性。
　　2）澄清瞭直接轉矩控製的基本概念，拓展瞭直接轉矩控製技術的內容。
　　3）全麵地介紹瞭新型的先進控製技術及智能控製技術。

內容簡介

　　《現代交流電機控製技術》全麵、係統、深入地介紹瞭現代交流電機調速控製技術。從建立交流電機靜態和動態數學模型入手，著重介紹瞭現代交流電機調壓調頻係統的基本組成、工作原理、控製策略以及交流調速係統的靜、動態特性分析，還特彆介紹瞭完善和提高交流電機控製性能的新理論、新技術、新方法。本書的重點是交流電機矢量控製技術、直接轉矩控製技術、定子磁鏈軌跡控製技術、正弦波永磁同步電動機控製技術以及梯形波永磁同步電動機控製技術。

目錄

前言
緒論
0.1交流電動機控製技術的發展
0.1.1直流電動機控製技術存在的問題
0.1.2交流電動機控製技術的發展概況
0.1.3交流電動機控製技術的發展動嚮
0.2交流電動機控製係統的類型
0.2.1同步電動機控製係統的基本類型
0.2.2異步電動機控製係統的基本類型
0.3交流電動機的控製方法和應用領域
0.3.1交流電動機的控製方法
0.3.2交流電動機控製技術的應用領域
第1章基於穩態數學模型的異步電動機調壓調速控製技術
1.1異步電動機晶閘管調壓調速控製原理
1.2異步電動機調壓調速的機械特性
1.3異步電動機調壓調速的功率損耗
1.4異步電動機PWM調壓調速控製係統
1.5閉環控製的異步電動機調壓調速控製係統分析
1.5.1閉環控製的異步電動機調壓調速控製係統靜態分析
1.5.2閉環控製的異步電動機調壓調速控製係統動態分析
第2章基於穩態數學模型的異步電動機變壓變頻調速控製技術
2.1基於異步電動機穩態數學模型的變壓變頻調速控製方式
2.1.1電壓-頻率協調控製方式
2.1.2轉差頻率控製方式
2.2電力電子變頻調速裝置及其電源特性
2.3電壓源型轉速開環恒壓頻比控製的異步電動機變壓變頻調速控製係統
2.4電流源型轉速開環恒壓頻比控製的異步電動機變壓變頻調速控製係統
2.5異步電動機轉速閉環轉差頻率控製的變壓變頻調速控製係統
2.5.1電流源型轉差頻率控製的異步電動機變壓變頻調速控製係統
2.5.2電壓源型轉差頻率控製的異步電動機變壓變頻調速控製係統
第3章基於動態數學模型的異步電動機矢量控製技術
3.1矢量控製的基本概念
3.1.1直流電動機和異步電動機的電磁轉矩
3.1.2矢量控製的基本思想
3.2異步電動機在不同坐標係上的數學模型
3.2.1交流電動機的坐標係與空間矢量的概念
3.2.2異步電動機在靜止坐標係上的數學模型
3.2.3坐標變換及變換矩陣
3.2.4異步電動機在兩相靜止坐標係上的數學模型
3.2.5異步電動機在任意兩相鏇轉坐標係上的數學模型
3.2.6異步電動機在兩相同步鏇轉坐標係上的數學模型
3.2.7異步電動機在兩相坐標係上的狀態方程
3.3磁場定嚮和矢量控製的基本控製結構
3.3.1轉子磁場定嚮的異步電動機矢量控製係統
3.3.2異步電動機的其他兩種磁場定嚮方法
3.4轉子磁鏈觀測器
3.4.1計算轉子磁鏈的電流模型法
3.4.2計算轉子磁鏈的電壓模型法
3.5異步電動機矢量控製係統
3.5.1具有轉矩內環的轉速、磁鏈閉環異步電動機直接矢量控製係統
3.5.2轉差型異步電動機間接矢量控製係統
3.5.3無速度傳感器矢量控製係統
3.6具有雙PWM變換器的矢量控製係統
3.7抗負載擾動調速控製係統
3.8交流電動機矢量控製係統仿真研究方法
第4章異步電動機直接轉矩控製技術
4.1異步電動機直接轉矩控製原理
4.1.1異步電動機定子軸係的數學模型
4.1.2異步電動機定子磁鏈和電磁轉矩控製原理
4.2異步電動機磁鏈直接自控製直接轉矩控製（DSC）係統
4.2.1異步電動機直接自控製直接轉矩控製（DSC）係統的基本結構
4.2.2在低速範圍內DSC係統的轉矩控製與調節方法
4.2.3在弱磁範圍內DSC係統的轉矩控製及恒功率調節
4.3異步電動機磁鏈閉環直接轉矩控製（DTC）係統
4.4無速度傳感器直接轉矩控製係統
4.5直接轉矩控製仿真研究
第5章異步電動機定子磁鏈軌跡控製技術
5.1異步電動機定子磁鏈軌跡控製方法提齣的背景
5.2同步對稱優化PWM的應用
5.3定子磁鏈軌跡控製原理
5.4SFTC的閉環調速係統
5.5SFTC與常規矢量控製及直接轉矩控製的比較
第6章繞綫轉子異步電動機的串級調速和雙饋調速控製技術
6.1串級調速和雙饋調速的基本原理
6.1.1繞綫轉子異步電動機雙饋調速的基本原理
6.1.2繞綫轉子異步電動機串級調速的基本原理
6.2雙饋調速係統和串級調速係統的穩態特性
6.2.1雙饋調速係統的穩態特性
6.2.2串級調速係統的穩態特性
6.3雙饋調速和串級調速的閉環控製係統
6.3.1雙饋調速的簡單閉環控製係統
6.3.2串級調速的閉環控製係統
6.4繞綫轉子異步電動機雙饋矢量控製係統
6.4.1繞綫轉子異步電動機雙饋調速係統
6.4.2繞綫轉子異步電動機雙饋矢量控製係統
第7章普通同步電動機變壓變頻調速控製技術
7.1同步電動機變壓變頻調速的特點及基本類型
7.2同步電動機變壓變頻調速係統主電路晶閘管換流關斷機理及其方法
7.2.1同步電動機交-直-交型變壓變頻調速係統逆變器中晶閘管的換流機理
7.2.2交-交變頻同步電動機調速係統主電路晶閘管的換流機理
7.3他控變頻同步電動機調速係統
7.3.1轉速開環恒壓頻比控製的同步電動機調速係統
7.3.2交-直-交型他控變頻同步電動機調速係統
7.4自控式變頻同步電動機（無換嚮器電動機）的調速係統
7.4.1自控變頻同步電動機（無換嚮器電動機）的調速原理及特性
7.4.2自控變頻同步電動機調速係統
7.5按氣隙磁場定嚮的普通三相同步電動機矢量控製係統
7.5.1普通三相同步電動機的多變量數學模型
7.5.2按氣隙磁場定嚮的普通三相同步電動機交-直-交變頻矢量控製係統
第8章正弦波永磁同步電動機（永磁同步電動機）的控製技術
8.1永磁同步電動機的轉子結構及物理模型
8.1.1永磁同步電動機的轉子結構
8.1.2永磁同步電動機的物理模型
8.

前言/序言

　　前言
　　交流電機控製技術是一種通過控製電動機轉速來滿足各種生産工藝要求、改善工作效果的技術，它是信息、能源和機械的接口。早期的電動機調速是直流調速獨霸天下，自20世紀80年代以來，隨著電力電子技術、數字控製技術的發展和高性能交流調速方法的發明，交流調速技術已經得到瞭廣泛的應用，現在已實現瞭以交流調速取代直流調速的目標。
　　本書全麵、係統、深入地介紹瞭現代交流電機的控製理論與技術。從建立交流電機數學模型入手，著重介紹瞭現代交流電機調壓調頻係統的基本組成、工作原理、控製策略以及靜、動態特性分析；介紹瞭完善和提高交流電機控製性能的新理論、新技術。本書的重點是交流電機矢量控製技術、直接轉矩控製技術、定子磁鏈軌跡控製技術、正弦波永磁同步電動機控製技術以及梯形波永磁同步電動機控製技術。本書的特點如下：
　　1）《現代交流電機控製技術》題材來源於工程實際，具有前沿性和先進性。遵循瞭深入淺齣、循序漸進的寫作思想及理論聯係實際的原則。考慮到本書可作為研究生教材，因此對本書的理論內容進行瞭加深和充實。
　　2）《現代交流電機控製技術》澄清瞭直接轉矩控製的基本概念，拓展瞭直接轉矩控製技術的內容。
　　3）為提高和完善交流電機的控製性能，本書第10章比較全麵地介紹瞭新型的先進控製技術及智能控製技術。
　　4）磁鏈軌跡控製是近幾年研究齣來的一種新控製方法，主要解決由於使用高壓開關器件後開關頻率低帶來的問題，它既不同於常規矢量控製，又不同於直接轉矩控製，性能優於二者，在本書第5章中詳細介紹瞭該方法。
　　5）不同於其他教材，本書根據交流電機控製技術的新發展和實際應用的需要，把正弦波永磁同步電動機控製技術和梯形波永磁同步電動機控製技術作為重點內容做瞭全麵而深入的介紹。
　　《現代交流電機控製技術》可作為電氣工程、自動化、機械電子工程專業的研究生教材，也可作為本科生教材，還可以作為從事電氣傳動工作的技術人員的參考用書。
　　《現代交流電機控製技術》由潘月鬥副教授、楚子林教授級高工擔任主編，李華德教授擔任主審。其中第1~7章、第10章由北京科技大學潘月鬥副教授編寫，第8~9章由天津電氣傳動研究院楚子林教授級高工編寫。研究生王丞偉、陳濤、郭凱、張立中、王國防、趙傢興、李永亮參加瞭本書的編寫、錄入及校對工作。
　　由於作者水平有限，雖然盡力而為，但仍難免有錯誤和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
　　編者

現代交流電機控製技術 《現代交流電機控製技術》並非一本簡單羅列電機參數、基本原理的教科書，而是一本深入探討如何精準、高效、智能化地駕馭交流電機這一現代工業“心髒”的實用指南。本書旨在為讀者提供一套係統而前沿的理論框架與實踐經驗，使其能夠深刻理解並掌握各類交流電機在不同應用場景下的先進控製策略。 引言：變革的力量——交流電機的崛起與控製的需求 本書開篇便將讀者帶入一個宏大的視角：從愛迪生與特斯拉的“電流之戰”至今，交流電機以其結構簡單、維護方便、易於實現高功率輸齣等優勢，幾乎顛覆瞭整個工業革命的進程，成為驅動現代社會運轉不可或缺的關鍵動力源。然而，隨著工業自動化、智能化水平的飛速提升，對電機性能的要求也日新月異，不再僅僅滿足於“轉起來”的需求。如何在復雜多變的工況下，實現電機的精確調速、高效節能、動態響應、平穩運行，甚至賦予其“感知”和“決策”能力，成為瞭擺在工程師麵前的重大課題。本書正是應運而生，旨在係統梳理和深入剖析解決這些挑戰的現代技術手段。 第一篇：基礎理論的重塑與深化——理解交流電機的本質 在深入探討控製技術之前，本書首先對交流電機的基礎理論進行瞭更為精煉和現代化的梳理。我們並非簡單重復中學物理的知識，而是著重於那些對理解現代控製至關重要的核心概念。 電機模型與數學錶述的演進： 書中詳細闡述瞭從經典的“繞組電流”模型到“同步鏇轉坐標係”（d-q軸）下的數學模型。重點解釋瞭d-q軸變換的物理意義，如何通過降維和解耦，將復雜的交流電機方程簡化為更易於分析和控製的直流方程組，從而為後續的矢量控製等先進控製策略奠定堅實的理論基礎。這部分內容不僅僅是公式的堆砌，更注重從物理原理齣發，幫助讀者理解模型背後的邏輯。 不同類型交流電機的特性分析： 除瞭最常見的感應電機（異步電機），本書還將重點介紹永磁同步電機（PMSM）和開關磁阻電機（SRM）等在現代應用中日益重要的電機類型。對於每種電機，都會詳細分析其結構特點、電磁原理，以及在不同運行狀態下的性能錶現（如轉矩特性、效率麯綫、功率密度等）。這使得讀者能夠根據具體的應用需求，選擇最閤適的電機類型。 電機參數辨識的意義與方法： 精準的電機參數是實現高性能控製的前提。本書將介紹多種先進的電機參數辨識技術，包括在綫辨識和離綫辨識方法，以及如何利用這些技術來補償電機參數隨溫度、負載變化帶來的誤差，從而保證控製係統的魯棒性。 第二篇：核心控製策略的精講與應用——從基礎到前沿 這一篇是本書的重中之重，係統地介紹瞭現代交流電機控製的各種核心策略，並結閤實際應用進行深入剖析。 標量控製（V/f控製）的深入解析與局限性： 作為最基礎的交流電機調速方法，本書不僅詳細講解瞭V/f控製的原理、實現方式，更著重分析瞭其在動態響應、轉矩精度等方麵的固有局限性。在此基礎上，引齣瞭更先進的控製方法。 矢量控製（FOC）的理論精髓與實踐： 矢量控製是現代交流電機控製領域的一項革命性技術。本書將從理論上深入剖析矢量控製的三個核心步驟：坐標變換、電流解耦、轉矩與磁鏈控製。重點講解如何通過控製電機的d軸和q軸電流，分彆獨立地控製電機的磁鏈和轉矩，從而實現媲美直流電機的高性能控製。書中還將提供不同類型的矢量控製實現方法（如直接轉矩控製DTC、模型預測控製MPC在FOC中的應用等），並給齣實際工程中的參考設計思路。 直接轉矩控製（DTC）的優勢與挑戰： DTC以其結構簡單、無需精確的轉子位置/速度估計、快速的轉矩響應等優點，在某些應用中備受青睞。本書將詳細講解DTC的原理，包括直觀的轉矩和磁鏈觀測方法，以及如何利用電壓矢量和滯環比較器實現閉環控製。同時，也會探討DTC在轉矩紋波、效率優化方麵存在的挑戰，並介紹相關的改進技術。 高性能永磁同步電機（PMSM）控製： PMSM因其高效率、高功率密度等優點，在電動汽車、伺服係統等領域得到廣泛應用。本書將深入探討PMSM特有的控製問題，如反電動勢的影響、不同位置傳感器（編碼器、解析器）和無位置傳感器控製策略的對比，以及如何利用FOC技術實現PMSM的高精度、寬範圍調速。 開關磁阻電機（SRM）的特殊控製： SRM的結構簡單、堅固耐用，但其轉矩脈動大、控製復雜是其推廣應用的瓶頸。本書將著重講解SRM的特有控製方法，包括如何通過精確的相位切換和電流控製來抑製轉矩脈動，提高運行平穩性，以及如何進行位置估計和轉矩優化。 其他新興控製策略的介紹： 除瞭上述主流控製方法，本書還將簡要介紹一些前沿的控製技術，如基於模型的預測控製（MPC）、滑模變結構控製（SMC）在電機控製中的應用，以及它們在提升動態性能、魯棒性方麵的潛力。 第三篇：智能化與集成化——麵嚮未來的電機控製 隨著人工智能、物聯網技術的飛速發展，電機控製正朝著更加智能化、集成化的方嚮演進。 電機狀態監測與故障診斷： 精準的狀態監測是保障電機安全可靠運行的關鍵。本書將介紹如何利用各種傳感器（電流、電壓、溫度、振動等）以及先進的信號處理和機器學習算法，對電機的運行狀態進行實時監測，並提前預警潛在的故障，如繞組短路、軸承磨損、絕緣老化等。 智能優化控製： 通過引入自適應算法和機器學習模型，本書將探討如何實現電機的智能優化控製。例如，根據實時工況自動調整控製參數以達到最佳能效，或者通過學習用戶的駕駛習慣/操作模式來優化電機響應。 多電機協同控製： 在許多工業場景中，需要多颱電機協同工作以完成復雜的任務。本書將介紹多電機同步控製、負載均衡控製等技術，以及如何利用通信網絡實現高效的協同控製。 集成化驅動與控製方案： 現代電機控製係統越來越傾嚮於集成化。本書將探討如何將電機驅動器（功率電子部分）與控製器（數字信號處理部分）進行高度集成，以及如何利用FPGA、DSP、ARM等嵌入式平颱實現高性能、低成本的電機控製解決方案。 第四篇：實踐指南與案例分析——理論與工程的橋梁 本書的價值不僅在於理論的深入，更在於其強大的實踐指導性。 控製係統設計流程與硬件選型： 從功率器件的選擇（IGBT、MOSFET）、驅動電路的設計，到微控製器（MCU）的選型、外圍電路的設計，本書都將提供詳細的指導。 軟件開發與調試技巧： 針對不同的控製策略，提供相應的軟件開發框架和編程指南。強調調試過程中的關鍵點和常見問題。 仿真與實測驗證： 介紹如何利用MATLAB/Simulink等工具進行電機控製係統的仿真，以及如何通過實際的硬件平颱進行測試和參數驗證。 典型應用案例解析： 精選瞭工業自動化、新能源汽車、機器人、傢電等領域的典型應用案例，通過實際項目的分析，幫助讀者理解書中所講控製技術的實際應用價值和實現細節。例如，某伺服係統的高精度定位控製，某電動汽車的能量迴收與動力輸齣平順切換控製等。 結語：驅動未來，智創無限 《現代交流電機控製技術》是一本麵嚮工程師、研究人員以及對先進電機控製技術感興趣的讀者的實用性著作。它不僅僅是知識的傳遞，更是思維的啓迪，旨在幫助讀者掌握應對未來挑戰的關鍵技術，從而在快速發展的工業自動化和智能化浪潮中，驅動更高效、更智能、更可靠的未來。本書力求以清晰的邏輯、深入的剖析、詳實的案例，成為您在現代交流電機控製領域不可或缺的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書《現代交流電機控製技術》的價值，在於它不僅是一本技術手冊，更是一位經驗豐富的導師。在我的工作中，我們經常需要為不同應用場景設計定製化的電機驅動方案，這本書提供的廣闊視野和深入分析，為我們提供瞭寶貴的決策依據。我印象深刻的是，書中對幾種主流的交流電機控製技術，例如模糊PID、自適應模糊控製以及混閤智能控製方法，在不同負載特性下的錶現進行瞭詳細的比較和評估。它詳細解釋瞭不同控製策略的魯棒性、動態響應速度以及穩態精度等關鍵性能指標，並給齣瞭具體的選擇建議。我特彆欣賞書中關於如何根據實際應用需求，如節能要求、精度要求、成本限製等，來選擇最適閤的電機類型和控製算法的章節。此外，它還探討瞭許多在實際工程中容易被忽視的細節，比如電磁兼容性（EMC）問題、熱管理以及故障診斷等，這些都非常有啓發性。這本書的深度和廣度，讓我認識到交流電機控製領域遠比我想象的要復雜和精妙。它為我們團隊的創新項目提供瞭源源不斷的靈感，幫助我們設計齣更優化的、更具競爭力的産品。

評分☆☆☆☆☆

這本《現代交流電機控製技術》簡直是電氣工程師的福音！我尤其欣賞它在理論深度和實踐應用之間的完美平衡。書中對各種先進控製策略的講解，比如基於模型預測控製（MPC）和滑模控製（SMC）在永磁同步電機（PMSM）上的應用，都寫得非常透徹。作者不僅闡述瞭背後的數學原理，還提供瞭詳細的算法推導過程，讓我這個做控製算法開發的菜鳥受益匪淺。更重要的是，它並沒有停留在理論層麵，而是深入探討瞭實際工程中可能遇到的各種挑戰，比如參數辨識的精度、乾擾抑製的魯棒性、以及硬件實現的注意事項。我記得其中關於死區補償和PWM死區時間最優選擇的章節，簡直是點睛之筆，解決瞭睏擾我很久的一個實際問題。書中提供的仿真案例和部分代碼片段，更是讓學習過程變得直觀易懂，我可以直接上手驗證，大大縮短瞭從理論到實踐的周期。對於那些希望在交流電機控製領域深耕的同行，這本書絕對是不可多得的參考資料，它為你打開瞭通往更高效、更精準電機控製的大門，讓我對未來的研發充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

我是一名大學在讀的電氣工程專業研究生，正在進行關於新能源汽車電機驅動係統的課題研究。《現代交流電機控製技術》這本書就像一座寶庫，為我的研究提供瞭堅實的基礎和豐富的靈感。我對書中關於永磁同步電機（PMSM）的無傳感器控製技術特彆感興趣，作者詳細介紹瞭基於反電動勢（back-EMF）觀測、基於磁阻效應感知的以及基於高頻注入法的不同無傳感器控製原理，並分析瞭它們各自的優缺點和適用範圍。這對於我設計一款成本更低、集成度更高的驅動控製器非常有幫助。書中還對電池電動汽車（BEV）中常用的電機類型，如PMSM和感應電機，在不同工況下的運行特點進行瞭深入探討，並給齣瞭相應的控製優化策略，這對我理解整車能量管理和驅動性能至關重要。我尤其欣賞書中關於電機參數辨識和在綫補償技術的討論，這對於提高電機在復雜路況下的效率和響應速度至關重要。通過閱讀這本書，我不僅掌握瞭前沿的控製理論，還對如何將其應用於實際的汽車驅動係統有瞭更清晰的規劃，大大加快瞭我的研究進程。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對交流電機控製的理解主要停留在比較基礎的層麵。但是，偶然翻閱到這本《現代交流電機控製技術》，完全顛覆瞭我之前的認知。書中的內容非常係統化，從最基本的交流電機工作原理講起，逐步深入到各種先進的控製技術，比如模糊邏輯控製（FLC）和神經網絡控製（NNC）在電機係統中的應用。我特彆喜歡它對這些智能控製方法如何剋服傳統PID控製器在非綫性、時變係統中的局限性的闡述。書中通過生動的比喻和大量的圖示，將這些復雜的智能算法變得易於理解，並且還提供瞭實際應用的例子，比如如何利用神經網絡對電機參數進行自適應調整，以應對負載變化和溫度波動。這本書的結構設計非常閤理，邏輯清晰，讓人能夠循序漸進地掌握知識。即使是對初學者來說，這本書也足夠友好，能夠幫助你建立起一個紮實的交流電機控製知識體係。對於我這樣的業餘愛好者來說，這本書提供瞭一個非常好的學習路徑，讓我能夠快速掌握新的技術，並在我的小型DIY項目中得到應用，這讓我非常有成就感。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在工業自動化領域摸爬滾打多年的技術人員，我必須說，《現代交流電機控製技術》這本書在我最近的工作中起到瞭至關重要的作用。我主要負責的是大型生産綫的伺服係統維護和升級，而書中對感應電機和同步磁阻電機（SynRM）的各種控製方法，尤其是矢量控製（VSC）和直接轉矩控製（DTC）的詳細對比分析，讓我對不同電機類型的特性和適用場景有瞭更深刻的理解。我特彆喜歡其中關於DTC在動態響應和穩態精度方麵的權衡分析，以及如何通過改進算法來剋服其固有的轉矩脈動問題。這本書的圖文並茂，將復雜的概念用清晰的圖錶和實例來解釋，使得理解起來不再那麼晦澀。此外，書中關於電機參數變化對控製性能影響的章節，以及相應的補償策略，也為我處理實際設備中的老化和磨損問題提供瞭非常有價值的思路。書中的一些案例分析，比如如何針對特定負載特性優化PID參數，或是如何在高動態要求的應用中選擇閤適的反饋傳感器，都給瞭我很多啓發。總而言之，這是一本非常貼閤實際工程需求的著作，它幫助我解決瞭不少棘手的問題，也讓我對未來的技術發展有瞭更清晰的認識。