Electrical Machine Theory Through Finite Element Analysis pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Monti, A./ Ponci, F./ Riva, M.

出品人:

頁數:300

译者:

出版時間:

價格:55

裝幀:HRD

isbn號碼:9789810247225

叢書系列:

圖書標籤:

• 電氣機器
• 有限元分析
• 電磁場
• 數值計算
• 電機理論
• 電力工程
• 仿真
• 建模
• 分析
• 高等教育

好的，這是一本關於電力電子和電機控製領域書籍的詳細簡介，內容涵蓋瞭廣闊的範圍，但完全避開瞭有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）在電機理論中的特定應用。 --- 書名：現代電力電子係統與電機驅動的集成設計 內容概述： 本書旨在為電氣工程、電力電子技術和電機驅動領域的工程師、研究人員及高年級本科生提供一個全麵且深入的視角，專注於現代電力電子轉換器、先進電機拓撲結構以及其在工業應用中的集成控製策略。本書強調係統層麵的設計、元件選擇、控製算法的實現以及係統級的性能優化，而非側重於電磁場數值模擬方法。 全書共分為六大部分，係統地構建瞭從基礎理論到復雜係統實現的知識體係。 第一部分：電力電子基礎與器件物理 本部分首先迴顧瞭半導體器件的物理基礎，重點討論瞭當前主流電力電子器件——包括功率MOSFET、IGBT、SiC MOSFET以及高壓二極管——的工作原理、開關特性、損耗模型及其熱管理考量。我們深入探討瞭器件的動態行為，如米勒效應、反嚮恢復過程對係統效率和電磁兼容性的影響。 隨後，本部分詳細分析瞭各種功率轉換拓撲的結構與性能。這包括從基礎的DC/DC（如Buck、Boost、Buck-Boost及其隔離式變體）到先進的矩陣變換器和多電平轉換器（如NPC、Flying Capacitor、Cascaded H-Bridge）。內容側重於拓撲的選擇標準、平均電流/電壓分析、紋波抑製技術以及在特定應用場景下（如高壓輸電、可再生能源並網）的適用性評估。對於新型拓撲結構，如模塊化多電平變換器（MMC），本書詳細解析瞭其調製策略和環流抑製技術。 第二部分：先進電機驅動係統 本部分聚焦於驅動電機的選型、建模與特性分析。不同於側重於電磁場計算的書籍，本書專注於從係統性能角度對電機進行宏觀建模。我們詳細探討瞭永磁同步電機（PMSM）、開關磁阻電機（SRM）以及感應電機（IM）的等效電路模型與狀態空間模型。對於PMSM，重點分析瞭錶麵貼裝型（SPMSM）和內置式（IPMSM）的磁路差異及其對轉矩密度和弱磁調速性能的影響。 在電機建模部分，我們著重講解瞭如何建立考慮非綫性特性（如磁飽和、溫度漂移）的簡化模型，這些模型對於後續的控製係統設計至關重要。對於繞組設計，我們討論瞭如何通過優化槽滿率、繞組方式（如集中式與分布式）來影響電機的反電動勢波形和高頻諧波特性。 第三部分：矢量控製與磁場定嚮控製（FOC） 本部分是本書的核心，全麵闡述瞭現代高性能電機驅動的基礎——磁場定嚮控製（Field-Oriented Control, FOC）。我們從數學基礎齣發，詳盡推導瞭Clarke和Park變換的物理意義及其在不同鏇轉參考係中的應用。 內容覆蓋瞭從基礎的定子電流反饋FOC到更高級的無傳感器技術。對於無傳感器控製，我們深入分析瞭基於觀測器的方法，如滑模觀測器（SMO）、Luenberger觀測器以及卡爾曼濾波（Kalman Filter）在估算轉子位置和速度上的應用。本書強調瞭觀測器設計中的帶寬選擇、參數敏感性分析以及觀測器在電機低速和零速區域的性能保持。 此外，本部分還探討瞭直接轉矩控製（DTC）及其改進型，特彆是針對開關頻率變化和轉矩脈動抑製的策略。 第四部分：先進調製技術與開關優化 本部分專注於功率電子器件的有效利用，即調製技術的選擇與優化。我們對正弦脈寬調製（SPWM）、矢量脈寬調製（SVPWM）和空間矢量調製進行瞭深入比較，重點分析瞭SVPWM在三相逆變器中如何最大化電壓利用率並降低諧波內容。 針對高壓、大功率應用，本書詳細討論瞭多電平逆變器的調製方法，如零矢量分配、基於能量平衡的載波交錯調製等。對於開關損耗敏感的應用，我們引入瞭開關頻率優化的概念，包括基於電壓空間矢量持續時間的優化，旨在最小化器件的開關損耗，同時保持輸齣電流波形質量。 第五部分：集成係統設計與電磁兼容性（EMC） 本部分將電力電子轉換器、電機和控製係統視為一個整體進行設計與分析。我們討論瞭係統級的環路增益設計，包括電流環和速度環的帶寬協調、相位裕度和增益裕度的工程化確定。 特彆值得關注的是電磁兼容性（EMC）問題。本書從係統層麵分析瞭開關瞬變（$dv/dt$ 和 $di/dt$）對係統噪聲産生的影響，並提齣瞭濾波器設計、布局優化、開關時序控製等主動和被動抑製技術。這包括對直流鏈路電容配置、驅動電路布局以及功率迴路走綫的工程指導，以確保係統在復雜工業環境下的可靠運行。 第六部分：特定應用與係統級挑戰 最後一部分探討瞭電力電子在幾個關鍵領域中的集成應用。這包括： 1. 電動汽車驅動係統： 討論瞭牽引逆變器的熱管理策略、電池等效模型在SOC/SOH估算中的應用，以及高效的低速/起動控製策略。 2. 可再生能源並網： 重點分析瞭並網逆變器的鎖相環（PLL）技術，如何應對電網擾動、實現低諧波注入以及滿足電網代碼要求。 3. 高精度伺服驅動： 探討瞭共振抑製、振動控製以及在高速運行下保證係統穩定性的控製方法。 本書通過大量的工程實例和係統級仿真分析，為讀者提供瞭一套完整的、以性能和可靠性為核心的現代電力電子與電機驅動係統設計方法論。重點在於“如何設計齣穩定、高效、可製造的集成係統”，而非深入探討電磁場細節的數值求解技術。

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