交流同步电机调速系统

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出版者:科学出版社
作者:李崇坚
出品人:
页数:440
译者:
出版时间:2007-4
价格:55.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030156419
丛书系列:
图书标签:
  • 电机原理与电力拖动
  • 电力电子
  • 交流电机
  • 同步电机
  • 调速系统
  • 电力电子
  • 控制工程
  • 电机控制
  • 变频调速
  • 自动化
  • 电气工程
  • 驱动系统
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具体描述

《交流同步电机调速系统》针对现代大型工业装备传动采用的交流同步电机调速系统,对电力电子功率变换器,交流同步电机,磁场定向控制系统的理论,系统构成,工程技术进行论述;建立该系统的数字模型,分析方法,并给出工程设计方法和应用实例。

现代电力电子技术在可再生能源并网中的应用 图书简介 本书聚焦于电力电子技术在现代电力系统中日益重要的角色,特别是其在可再生能源(如风能和太阳能)并入国家电网过程中的核心应用与前沿挑战。全书系统性地梳理了电力电子变换器的基本原理、拓扑结构、控制策略及其在实现高效、稳定并网过程中的关键技术。 第一部分:电力电子基础与并网要求 本部分首先回顾了现代电力电子器件(IGBT、SiC MOSFETs等)的特性与发展趋势,并深入探讨了电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)的结构与工作机理。着重分析了电网并网对电力电子变换器提出的严格要求,包括:电能质量(谐波抑制、功率因数校正)、暂态支撑能力(电压/频率跌落时支撑)、以及与电网的同步与稳定性要求。 详细讨论了相角锁定环(PLL)技术在实现变换器与电网同步中的多锁相环结构(如双环、三环结构)及其抗扰动性能优化。同时,对电网谐波的产生机理及抑制技术进行了详尽阐述,包括PWM控制下的载波移频技术和高频滤波器的设计考量。 第二部分:风力发电系统中的电力电子集成 风力发电系统是可再生能源并网的主流形式之一。本书将风力发电系统按其并网方式划分为不同类型,并对每种类型的电力电子接口进行深入剖析。 对于双馈感应发电机(DFIG)系统,详细分析了其定子直联、转子串联补偿器(RSC)和定子侧补偿器(SSC)的结构特点。重点论述了DFIG在电网电压跌落(LVRT, Low Voltage Ride Through)过程中,如何利用串联补偿器进行无功功率支撑和暂态电流抑制的控制策略,包括基于电压源控制和基于电流源控制的切换策略。 对于直驱型永磁同步发电机(PMSG)系统,全控型变流器(全桥或多电平结构)是其核心接口。本书详细分析了永磁同步电机(PMSM)的矢量控制(Field-Oriented Control, FOC)在恒转矩和恒功率区如何精确解耦控制磁链和转矩。此外,对级联H桥多电平(CHB-MLI)和中点钳位(NPC)变流器在直驱系统中的优势、拓扑选择和调制策略(如零矢量注入、空间矢量调制)进行了对比研究。 第三部分:光伏发电系统的高效并网技术 光伏并网技术是电力电子技术应用最广泛的领域之一。本书从组件级到阵列级,全面覆盖了光伏系统的电力电子接口。 首先,详细介绍了最大功率点跟踪(MPPT)技术的各种算法,包括扰动观察法、电导增量法及其在复杂环境下的改进策略。针对光伏阵列的旁路二极管效应和阴影遮挡问题,探讨了局部MPPT和串联优化技术。 在并网逆变器方面,重点讨论了单级和两级(DC/AC)结构。针对单级并网逆变器,分析了其在高电网电压下的挑战和高频开关对散热的影响。对于主流的两级结构,深入研究了PWM调制在高频率下的性能衰减和高频脉冲的能量分布。 更重要的是,本书对光伏并网系统的孤岛检测与抑制机制进行了详细讨论。这是确保并网安全的关键环节。分析了有功/无功反馈法、阻抗检测法等多种孤岛保护策略的优缺点及其在分布式电源(DER)环境下的适用性。 第四部分:先进控制与电网支撑 本部分着眼于电力电子变换器从单纯的功率传输向主动电网支撑的转变。 探讨了先进的控制技术,如基于模型的预测控制(MPC)在实现快速动态响应和多目标优化(如谐波抑制与并网同步)中的优势。对比了经典PI控制、滞环控制与MPC的性能差异。 特别关注了电网发生故障(电压跌落或短路)时,并网逆变器需要提供的动态支撑。这包括: 1. 动态无功功率补偿 (DVR/SVC):分析了电力电子换流器如何快速注入或吸收无功功率以稳定电网电压。 2. 暂态电流注入:阐述了故障穿越期间,逆变器如何根据电网惯量需求,提供符合电网标准的暂态电流,避免脱网。 此外,针对电网末端接入带来的电网稳定性问题,本书引入了虚拟同步机(VSM)的概念。详细介绍了如何通过电力电子接口模拟同步发电机的惯量和阻尼特性,从而增强微电网或区域电网的动态稳定性。 第五部分:高功率密度与未来展望 本部分关注电力电子变换器向更高功率密度和可靠性方向的发展趋势。讨论了宽禁带半导体(SiC和GaN)在提升开关频率、降低损耗和减小无源元件尺寸方面的潜力。对高频变压器、集成磁性元件的设计方法进行了介绍。 最后,本书展望了柔性交流输电系统(FACTS)与电力电子技术在构建未来智能电网中的集成应用,特别是对直流输电(HVDC)和统一潮流控制器(UPFC)的电力电子实现方式进行了探讨,强调了系统级优化设计对提升电网韧性的重要性。 本书适合电气工程、电力系统及其自动化学科的研究人员、高校师生以及从事可再生能源并网设备研发和系统集成的高级工程师参考阅读。

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用户评价

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这本书的封面设计挺有意思的,深蓝色背景上跳跃着流畅的曲线,像是电流在电路中奔腾的意象,一看就和电力、机械相关。我当时是在书店的专业技术类书架上看到的,架子上摆满了各种关于自动化、控制、能源的书籍,而这本书的名字——《交流同步电机调速系统》——立刻吸引了我。我一直对工业自动化和电机控制领域有浓厚的兴趣,尤其是在新能源汽车和智能制造飞速发展的今天,电机作为核心驱动部件,其调速技术的先进性直接关系到系统的效率和性能。虽然我不是这方面的专家,但看到这个题目,我就联想到很多实际应用场景:生产线上高速运转的传送带,精密加工机床上精确到微米的切削,还有电动汽车上平稳而强劲的动力输出,这些背后都离不开精密的电机调速。我很好奇这本书究竟会从哪些角度去阐述“交流同步电机调速”这个主题,是侧重理论原理的推导,还是更多地介绍实际工程中的解决方案?我希望它能像一位经验丰富的工程师,娓娓道来,将复杂的概念化繁为简,让我这个门外汉也能窥其一二,了解这其中的奥妙。

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我一直对工业控制领域里的各种“神器”充满好奇,而电机无疑是其中最重要的一环。我平常的工作内容虽然不直接接触电机控制,但经常会和使用这些设备的工程师打交道,听他们提到各种参数和术语,像什么“变频器”、“伺服驱动”、“矢量控制”之类的,总是让我觉得既高深又充满魅力。这本《交流同步电机调速系统》的书名,就好像为我打开了一扇通往神秘世界的大门。我猜这本书的开篇可能会从交流同步电机的基本概念讲起,比如它的结构、工作原理,以及为什么它在这种“同步”状态下会有特殊的性能表现。然后,重头戏应该就是“调速”了。我很好奇,对于这种“同步”电机,到底有哪些方法可以实现精确的转速控制?是像我理解的那样,通过改变频率来改变转速?还是有更巧妙的、不改变频率就能实现宽范围调速的技术?书中提到的“系统”二字,让我联想到可能不仅仅是讨论单个电机的调速,而是会介绍一套完整的解决方案,包括电机本身、驱动电路、控制单元,甚至可能是整个生产线上的配合。我希望这本书能让我对这些“黑科技”有一个更直观、更系统的认识。

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这本书的书名,光是听起来就带着一股浓浓的电气工程味。我一直对工业自动化和电力电子技术抱有浓厚的兴趣,尤其是在智能制造和工业4.0的大背景下,电机作为最基础的执行单元,其性能的优化和控制的精细化显得尤为重要。我注意到“交流同步电机”和“调速系统”这两个关键词,立刻勾起了我的好奇心。交流同步电机,顾名思义,它的转速与电源频率同步,这使得它在某些场合下具有比异步电机更优越的性能,比如更高的效率和更精确的转速控制。而“调速系统”,则表明这本书会深入探讨如何控制这种电机的转速,这必然涉及到复杂的控制理论和电力电子技术。我猜想书中可能会详细介绍各种调速方法,例如改变电源频率的变频调速,或者采用更高级的矢量控制策略,以实现更宽的调速范围和更高的动态响应。此外,“系统”这个词也暗示了这本书会从整体的角度来审视这个问题,可能还会涉及电机驱动器、传感器、控制器以及上位机等组成部分的协同工作。我希望这本书能让我对交流同步电机的调速原理有一个系统而深入的理解。

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我拿到这本书的时候,立刻被它厚实的体量和专业性的排版所吸引。封面设计简洁而富有科技感,深邃的蓝色背景下,白色的文字显得格外醒目,传递出一种严谨、专业的学术氛围。我当时购买这本书的初衷,源于我在实际工程项目中遇到的一个挑战。我们正在尝试优化一套自动化生产线,其中有一个环节涉及到需要精确控制电机转速以保证产品质量和生产效率,而我们现有的设备在调速方面存在一些瓶颈。我听说交流同步电机在这方面有着独特的优势,并且调速技术也日益成熟,所以我就抱着解决实际问题的态度,希望能在这本书中找到一些理论指导和工程参考。我猜测这本书会从交流同步电机的基本原理出发,深入剖析各种调速技术,比如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制等,并详细介绍它们在不同应用场景下的特点、优势以及实现方式。同时,我也期待书中能够包含一些实际的案例分析和仿真模拟,这样我就可以将书中的理论知识与我的工程实践相结合,找到更有效的解决方案。

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这本书的装帧倒是挺朴实的,封面没有花哨的插图,只是用简单的文字和色块勾勒出主题。我拿到这本书的时候,手感很厚重,页数应该不少。我翻了几页,发现里面的图表和公式很多,看起来相当专业。虽然我不是电机专业的学生,但出于好奇心,我还是买了下来。我猜这本书的内容应该会涵盖交流同步电机的基本工作原理,比如磁场同步旋转、感应电动势的产生和电磁转矩的形成等等。然后,重点应该会放在“调速”上。调速是电机应用中非常关键的一个环节,不同的应用场景对电机的转速要求千差万别。对于交流同步电机,我脑海中浮现出几种可能的调速方式:是通过改变电源的频率吗?还是改变极对数?或者采用某种特殊的控制策略?书名中的“系统”二字也暗示了它可能不仅仅是介绍单一的调速方法,而是会从一个整体的、系统的角度来分析,比如包括电机本体、驱动器、传感器以及控制器的协同工作。我希望这本书能够清晰地解释各种调速方法的优劣,以及它们在不同工业场景下的适用性。

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