现代交流调速技术

出版者:机械工业出版社

作者:胡崇岳编

页数:477

出版时间:1998-09

价格:28.0

装帧:平装

isbn号码:9787111065319

具体描述

本书以介绍现代交流调速技术为宗旨，着眼于实际应用技术

并兼顾到今后的发展趋势。

全书共9章，第1章介绍了国内外交流调速技术的概况与发展

趋势、交流调速方法及主要应用领域。第2章介绍各种电力电子器

件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术。第3～5章分别

介绍了各种交－直－交变频器、交－交变频器及其组成的变频调速系

统。第6章介绍了矢量控制基本原理和异步电动机、同步电动机的

矢量控制技术。第7～9章分别介绍了各种电动机的不同类型调速

系统的基本原理、特性、控制方法及设计计算实例。

本书可供从事电气传动、电气自动化、机电一体化的研究开

发、生产、运行和维护的科技人员参考，也可供大专院校相关专业

的教师、研究生及高年级的学生阅读。

目录信息

目 录
前言
第1章 概论
1.1交流调速技术发展的概况与趋势
1.2交流调速方法
1.2.1异步电动机
1.2.2同步电动机
1.3交流调速的主要应用领域
第2章 电力电子器件
2.1半控型电力电子器件――晶闸管
2.1.1晶闸管的工作原理 特性与参数
2.1.2晶闸管的触发电路 并联与保护技术
2.2门极关断晶闸管（GTO晶闸管）
2.2.1GTO的结构与工作原理
2.2.2GTO的主要参数特性
2.2.3GTO的门极驱动电路
2.3功率晶体管（GTR）
2.3.1功率晶体管的开关特性
2.3.2GTR.的驱动电路
2.3.3GTR的保护电路
2.4功率MOS场效应晶体管（功率MOSFET）
2.4.1功率MOSFET的主要参数特性
2.4.2功率MOSFET的驱动电路
2.4.3功率MOSFET的保护技术
2.5绝缘栅双极晶体管（IGBT）
2.5.1IGBT的基本结构
2.5.2IGBT的工作原理和工作特性
2.5.3IGBT的擎住效应与安全工作区
2.5.41GBT的驱动与保护技术
2.6MOS控制晶闸管（MCT）
2.6.1MCT的结构原理及工作特性
2.6.2MCT与其他器件的比较
2.7功率集成电路（PIC）
2.7.1PIC技术
2.7.2智能功率模块（IPM）
第3章 交－直－交变频调速系统
3.1交－直－交变频器的基本电路
3.1.1交直－交电压型变频器
3.1.2交－直－交电流型变频器
3.2基本变频电路的多重化技术
3.3脉宽调制型变频器
3.4谐振型变频器
3.4.1谐振直流环节逆变器的基本原理
3.4.2谐振直流环节逆变电路举例
3.5电压 频率协调控制的交－直－交变频调速系统
3.6转差频率控制的交－直－交变频调速系统
3.6.1转差频率控制原理
3.6.2转差频率控制的变频调速系统及其近似动态结构图
3.7谐振型变频调速系统
第4章 脉宽调制控制技术
4.1PWM调制方法与控制技术
4.1.1三角波调制法及其控制模式
4.1.2单极性与双极性PWM模式
4.2SPWM逆变器的控制技术
4.2.1SPWM逆变器及其控制模式
4.2.2具有消除谐波功能的SPWM控制模式的优化
4.2.3用于SPWM控制的专用芯片与微处理器
4.3电流跟踪型PWM逆变器的控制技术
4.3.1电流跟踪型PWM逆变器运行原理
4.3.2开关频率恒定的电流跟踪型PWM控制技术
4.4自控式（磁通跟踪式）PWM逆变器的控制技术
4.4.1自控式（磁通跟踪式）PWM逆变器运行原理
4.4.2开关模式选择与控制方式
4.4.3减小谐波影响的PWM波形优化控制
4.5PWM变频调速控制系统
4.5.1PWM逆变器的主电路与驱动电路
4.5.2反馈信号的测取
4.5.3PWM控制信号的产生
4.5.4IGBT－SPWM变频调速系统
第5章 交－交变频调速系统
5.1交－交变频器的基本原理
5.1.1工作原理
5.1.2运行方式
5.1.3主电路型式
5.1.4触发控制方法
5.1.5最高输出频率
5.1.6晶闸管的电压 电流容量
5.2交－交变频器的若干类型
5.2.1矩形电压波交－交变频器
5.2.2正弦电压波交－交变频器
5.2.3正弦电流波交－交变频器
5.3交―交变频调速系统应用实例
5.3.1无速度传感器的异步电机交-交变频矢量控制系统
5.3.2交-交变频同步电机磁场定向控制系统
5.3.3三相数控型交-交变频控制方案分析
第6章 矢量控制技术
6.1旋转矢量控制的概念与原理
6.2矢量变换规律
6.3异步电动机的数学模型
6.4间接法矢量控制
6.4.1电流模型法
6.4.2电压模型法
6.5异步电动机矢量控制框图
6.6异步电动机矢量控制中两个关键问题
6.6.1异步电动机5种等效电路
6.6.2用T-I型瞬态等效电路分析瞬态电磁转矩
6.6.3T-I型等效电路法在线实时检测异步电机转子时间常数
6.7同步电动机矢量控制
6.7.1永磁同步电动机矢量控制
6.7.2直流励磁凸极同步电动机矢量控制
第7章 绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速系统
7.1绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速的基本原理
7.1.1双馈调速及串级调速的基本概念
7.1.2双馈调速电动机的特点
7.1.3双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系
7.2绕线转子异步电动机串级调速系统
7.2.1串级调速系统的分类
7.2.2异步电动机在串级调速时的机械特性
7.2.3串级调速系统的能量指标
7.2.4串级调速系统的主电路设计
7.2.5串级调速时异步电动机的起动
7.3绕线转子异步电动机的双馈调速系统
7.3.1双馈调速系统的构成
7.3.2异步电动机在双馈调速时的机械特性
7.3.3双馈调速系统的效率和功率因数
7.3.4双馈调速异步电动机的矢量控制
7.3.5双馈调速系统的主电路设计
7.3.6双馈调速异步电动机的起动
第8章 无换向器电动机调速系统
8.1概述
8.2无换向器电动机的基本原理
8.2.1工作原理
8.2.2电磁转矩
8.2.3无换向器电动机的换相
8.3无换向器电动机调速系统的结构
8.4无换向器电动机的运行性能
8.4.1无换向器电动机的运行特性
8.4.2无换向器电动机的四象限运行
8.5交-直-交电流型无换向器电动机调速系统
8.5.1控制系统
8.5.2变频器主电路参数的选择与计算
8.6交-交电流型无换向器电动机调速系统
8.6.1控制系统
8.6.2变频器主电路参数的选择与计算
8.7交-交电压型无换向器电动机调速系统
8.7.1控制系统
8.7.2变频器主电路参数的选择与计算
8.8提高过载能力及抑制转矩脉动的措施
第9章 开关磁阻电动机调速系统
9.1概述
9.1.1开关磁阻电动机调速系统在变速传动系统中的地位
9.1.2系统的组成和工作原理
9.1.3系统的结构与性能特点
9.1.4典型系统简介
9.2开关磁阻电动机
9.2.1开关磁阻电动机的结构与分类
9.2.2开关磁阻电动机的转矩分析
9.2.3开关磁阻电动机的电流分析
9.3控制方式
9.3.1控制参数与电机性能
9.3.2起动与制动控制
9.3.3闭环调速系统的构成
9.4控制器
9.4.1功率电路
9.4.2控制电路
9.4.3主要参数检测
9.5设计举例
9.5.1小功率简易调速系统
9.5.2中功率通用调速系统
附录 电气传动系统仿真软件 (Saber）
参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

这本书的语言风格非常正式和学术化，每一个概念的引入都有其严格的理论依据支撑，很少出现口语化的表达。书中对感应电机等效电路参数的测量精度和漂移问题的讨论占据了相当大的比重，特别是作者引入了一种基于电机运行阻抗谱的分析方法来诊断绕组老化和绝缘劣化，这种深入到材料层面的分析在现代教材中已不多见了。它对变频器的核心——逆变桥的设计和保护也做了详尽的描述，包括对IGBT（如果书中涉及的话）在不同工作模式下的损耗估算，以及如何通过驱动电路的缓冲设计来减少关断时的电压尖峰。全书的插图多为黑白线条图，但内容极为丰富，比如各种开关动作的时序图和三相输出电压的合成过程图，每一个细节都经过了反复推敲。阅读此书，能深刻体会到早期工程师在硬件资源极其有限的情况下，如何凭借扎实的物理和数学功底，去实现对复杂机电系统的精确控制，其严谨程度和工程深度令人印象深刻，是一部值得反复研读的经典著作。

这本书的封面设计得相当有年代感，那种老式工业蓝配上略显粗糙的字体，让人一下就联想到上世纪八九十年代的机械制造和电力系统教科书。翻开目录，我最先注意到的是对直流电机控制理论的深入探讨，特别是关于晶闸管换流器应用的章节，详细讲解了电力电子器件在早期调速系统中的核心作用。书中花费了大量篇幅介绍传统的模拟控制回路设计，如何通过运算放大器和PID调节器构建起稳定的速度反馈系统，即便是现在看来，这些基础原理依然是理解现代变频器内部逻辑的基石。书中对手工计算磁通、确定电机参数的步骤描述得非常详尽，甚至包括了早年间调试现场常见的各种干扰源和抑制方法。它不像现在市面上的很多新书那样，直接抛出成熟的算法模型，而是循序渐进地引导读者理解每一个环节的物理意义和数学推导，对于想追溯工业自动化历史脉络的工程师来说，简直是一部活化石。我记得有一章专门讲异步电机在机械负载突变时的动态响应分析，书中使用了大量的微分方程求解示例，清晰地展示了在没有现代微处理器介入时，工程师们是如何通过精妙的电路设计来“驯服”电机的。

这本书的内容组织逻辑非常清晰，层层递进，但对于初学者来说，可能需要更多的耐心去消化其中涉及的大量电力电子学知识。它的大部分篇幅似乎是围绕着如何用模拟电路实现对交流电机转矩的精确控制展开的，尤其是在高精度定位要求的场合。其中有一个章节详细介绍了滑差控制策略在异步电机上的应用，它通过测量转子电流的滞后角来间接估计转子角速度，进而调整定子电压的频率，这种基于“转子磁场定向”思想的早期尝试，读起来令人颇有感慨。书中对功率半导体器件选型时的安全裕度和寿命预测模型也进行了探讨，考虑了环境温度、开关损耗等多个变量对器件可靠性的影响。阅读过程中，我感觉作者对每一个控制回路的反馈延迟都进行了精细的量化分析，并提出了补偿方案，这显示出作者在系统动态性能优化上的深厚功底。这本书更像是一本“如何不使用微控制器也能做出高性能调速系统”的指南手册。

这本书的章节布局极其传统，透着一股浓厚的“前数字化时代”气息。它开篇就花了很大篇幅来梳理各种电机类型（包括永磁同步电机还未普及的那个年代）的物理特性，仿佛在为后面的调速部分打下不可动摇的地基。我印象最深的是关于“斩波调速器”那部分的论述，作者详细比较了不同晶闸管开关频率对输出电压波形谐波含量的影响，并给出了计算脉动转矩的公式，这要求读者对傅里叶分析有相当的了解。但有趣的是，在介绍完这些复杂的数学模型后，作者又会立刻转入对实际应用中散热片选型、驱动电路隔离的工程考量，这种理论与实践的快速切换，使得全书的阅读节奏张弛有度。书中对电磁兼容性（EMC）的讨论也很有意思，它没有直接引用最新的标准，而是侧重于介绍如何通过屏蔽电缆和接地设计来减轻高频噪声对控制信号的影响，这种从物理层面解决问题的思路，在今天依然不过时。全书的案例多基于特定的工业场合，如轧钢机、起重设备，具有很强的行业针对性。

阅读这本书的体验，更像是在跟随一位经验丰富的老专家进行一对一的现场指导。作者的行文风格非常务实、严谨，没有太多华而不实的理论包装，而是直接聚焦于工程实践中的痛点和解决方案。比如，在讲述异步电机变压变频调速时，书中重点剖析了对“伏赫兹比”的精确控制在不同负载情况下的必要性，并配有大量手绘的电路原理图和波形图，这些图表虽然不如现代软件生成的精美，但其清晰度足以让人一眼看穿电路的工作状态。特别是关于电机参数辨识那一节，它描述了如何利用示波器和毫伏表在没有上位机的情况下，通过测量电机的励磁电流和转速波动来估算电感和电阻的实际数值，这种“硬核”的测试方法对于习惯了自动化测试的年轻一代来说，绝对是开阔眼界的一课。书中对电机过载保护的冗余设计也提到了很多实用的经验，比如如何通过热敏电阻和电流互感器组合实现多层保护，这些都是在标准手册中难以找到的“秘籍”。整体来说，它提供了一种扎实的、自底向上的系统构建思维。