現(xiàn)代變流技術(shù)與電氣傳動

前言

　　大力節(jié)約能源資源、加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是我國的基本國策，也是全世界經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的主要目標之一。我國是一個資源相對匱乏的人口大國，人均石油、煤炭可采儲量分別僅為世界平均水平的10％和57％，而每萬元GDP的能耗是世界平均水平的3倍以上。所以國家要求單位能耗的產(chǎn)值近期要年均提高4％?！　「鞣N資源從其原始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可供人類實際應(yīng)用的過程，均與變流技術(shù)密不可分。它也是實現(xiàn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的一個有力的推進器。變流技術(shù)促進發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化，清潔能源實用化，并使廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)電能的最佳利用?！　　艾F(xiàn)代變流技術(shù)與電氣傳動”正是在這樣的時代背景下與廣大讀者見面的。本書共分為8章，從電力電子半導(dǎo)體的發(fā)展出發(fā)，綜述了近半個世紀以來變流技術(shù)的發(fā)展狀況及最新成果，匯聚了迄今為止經(jīng)典的和嶄露頭角的電力電子變流器電路拓撲（第3章），詳細介紹了變流器的開環(huán)控制技術(shù)（第4章）。針對國民經(jīng)濟各行業(yè)的電氣傳動系統(tǒng)，基于電機模型（第2章）闡述相關(guān)的控制策略（第5，7章），以及現(xiàn)代控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用（第6章）。本書還就電氣傳動系統(tǒng)采用變流技術(shù)后對環(huán)境造成的電磁污染、包括對電網(wǎng)的不良影響作了分析，介紹了防治方法（第8章）?！　”緯奶厣皇菂R集了直至近年的大量資料，內(nèi)容豐富。所介紹的變流器及其控制技術(shù)，不僅適用于電氣傳動系統(tǒng)，而且具有更多廣泛的應(yīng)用范圍。開關(guān)模式直一直變流器不再只限于斬波器的概念，它不僅可用于直流電機的控制，在太陽能、風能一類不穩(wěn)定電源的接口變流器中也是不可缺少的；中點箝位多電平的或級聯(lián)的中壓逆變器不僅可用于許多特定領(lǐng)域風機、泵類的驅(qū)動，也在電能質(zhì)量控制中發(fā)揮重要作用；軟開關(guān)變流器和矩陣變流器是20世紀70年代后迅速發(fā)展的新的變流器類型，在減少變流器本身的損耗、簡化電路拓撲和控制方面都有巨大的潛力；屬于更年輕一代的還有阻抗源逆變器。　　本書的另一個特色是以應(yīng)用為目標，從電機的閉環(huán)控制推演出一個能夠集中反映電氣傳動特性（如電力機車的牽引和制動）要求的控制變量，以此作為變流器控制器的輸入，從而使得該變流器供電的電機產(chǎn)生的輸出機械特性（作為電動機）或電特性（作為發(fā)電機）滿足既定的目標要求?！　”緯牡谌齻€特色是給讀者留下諸多思考空間。讀者從本書了解基本信息之后，還可以考慮如何進一步簡化和優(yōu)化軟開關(guān)變流器電路拓撲、如何解決矩陣變流器的雙向?qū)Я?、雙向阻斷的器件，以使這種變流器能夠走出試驗室。另一方面，智能控制和其他現(xiàn)代控制技術(shù)，雖然有其獨到之處，但應(yīng)與經(jīng)典的控制策略相結(jié)合使其更臻完美，更具有學術(shù)上的和實用上的價值。

內(nèi)容概要

本書結(jié)合作者多年工作和實踐經(jīng)驗，收集和介紹了目前世界上最先進的變流和控制技術(shù)，同時，結(jié)合其在鐵路牽引和其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，分析了各種變流器電路結(jié)構(gòu)的特點和控制方法的優(yōu)劣，并對永磁同步電機驅(qū)動和控制中所存在的問題進行了分析。另外，增加了電磁瞬態(tài)效應(yīng)和電磁兼容性分析，這是過去不為大家關(guān)注而在實際應(yīng)用中又影響系統(tǒng)運營可靠性的知識點，希望能為廣大讀者在理論分析和實際應(yīng)用中提供一些幫助。    本書從實際應(yīng)用出發(fā)，匯集最新資料，具有很高的學術(shù)價值和使用價值，符合“大力節(jié)約能源、加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的基本國策。    本書既可供從事變流技術(shù)、電傳動與控制自動化領(lǐng)域研究和開發(fā)的科研人員、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和管理人員閱讀，亦可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考用書。

書籍目錄

第1章  緒  論  1.1  資源、環(huán)境與變流技術(shù)    1.1.1  電能產(chǎn)生與輸送    1.1.2  電能優(yōu)化利用    1.1.3  保護環(huán)境  1.2  變流技術(shù)與電力電子學  1.3  電力電子器件    1.3.1  增強平面穿通型IGBT    1.3.2  溝道穿通型IGBT    1.3.3  反向阻斷IGBT  1.4  變流技術(shù)與電氣傳動    1.4.1  控制直流電機電樞電壓的傳動系統(tǒng)    1.4.2  改變定子頻率的電氣傳動系統(tǒng)    1.4.3  改變異步電機滑差的電氣傳動系統(tǒng)第2章  機電能量變換過程的數(shù)學描述  2.1  機電能量變換的基本概念    2.1.1  一般化物理模型與基本頻率關(guān)系    2.1.2  一般化數(shù)學模型    2.1.3  坐標變換與線性化    2.1.4  狀態(tài)空間的電機數(shù)學模型    2.1.5  復(fù)平面上的電機數(shù)學模型  2.2  三相交流異步感應(yīng)電機的數(shù)學模型    2.2.1  二相等效電機的微分方程式    2.2.2  異步感應(yīng)電機的空間矢量方程式    2.2.3  等效電路  2.3  永磁同步電機的數(shù)學模型    2.3.1  永久磁鐵及其特性    2.3.2  永磁同步電機的物理模型    2.3.3  永磁同步電機的等效電路第3章  機電能量變換過程控制與變流器  3.1  概述    3.1.1  開關(guān)函數(shù)及其實現(xiàn)    3.1.2  變流器電路拓撲    3.1.3  變流器數(shù)學模型  3.2  交一直變流器    3.2.1  網(wǎng)側(cè)變流器概述    3.2.2  電壓型四象限脈沖整流器    3.2.3  電流型四象限脈沖整流器  3.3  交一直一交變流器    3.3.1  采用電壓型交一直一交變流器的傳動系統(tǒng)主電路    3.3.2  直一交變流器（逆變器）　  3.4  軟開關(guān)變流器    3.4.1  概  述    3.4.2  電壓源逆變器的軟開關(guān)技術(shù)  3.5  直一直變流器    3.5.1  PWM直一直變流器的電路拓撲    3.5.2  開關(guān)模式直一直變流器的一周期控制技術(shù)  3.6  矩陣變流器    3.6.1  自然換流的交一交變流器    3.6.2  強迫換流的交一交變流器——矩陣變流器    3.6.3  稀疏變流器  3.7  多電平變流器    3.7.1  概述    3.7.2  基本的多電平逆變器的拓撲    3.7.3  多電平變流器的新拓撲    3.7.4  多電平逆變器的控制策略  3.8  升一降壓逆變器    3.8.1  升一降壓逆變器    3.8.2  阻抗源（Z-）　逆變器的電路拓撲與工作原理    3.8.3  阻抗源（Z-）　逆變器的控制    3.8.4  阻抗源逆變器的脈寬調(diào)制    3.8.5  三電平阻抗源（Z-）　逆變器    3.8.6  阻抗源B4逆變器第4章  變流器開環(huán)控制策略與脈寬調(diào)制  4.1  方波逆變器  4.2  脈寬調(diào)制（PWM）　概述    4.2.1  脈寬調(diào)制的基本原理    4.2.2  電壓源逆變器的電壓控制PWM  4.3  基于載波的開環(huán)脈寬調(diào)制    4.3.1  分諧波控制與正弦脈寬調(diào)制（SPWM）　    4.3.2  基于規(guī)則采樣的脈寬調(diào)制    4.3.3  空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM    4.3.4  修正的分諧波控制與廣義斷續(xù)脈寬調(diào)制    4.3.5  過調(diào)制    4.3.6  載波型PWM與空間矢量PWM之間的關(guān)系  4.4  隨機化載波的開環(huán)脈寬調(diào)制策略  4.5  優(yōu)化的脈寬調(diào)制技術(shù)  4.6  電流控制技術(shù)第5章  變流器閉環(huán)控制策略  5.1  概況    5.1.1  控制電壓的直流變速電傳動    5.1.2  控制定子頻率的交流變速電傳動系統(tǒng)    5.1.3  控制異步電機滑差的交流變速傳動系統(tǒng)  5.2  磁場定向控制    5.2.1  轉(zhuǎn)子磁場定向控制    5.2.2  定子磁場定向控制  5.3  直接轉(zhuǎn)矩控制    5.3.1  直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)理論    5.3.2  基于滯環(huán)（bang_bang）　調(diào)節(jié)器的控制策略    5.3.3  離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略（DSVM—DTC）　    5.3.4  異步電機DTc控制策略的改進  5.4  轉(zhuǎn)子磁場定向控制與直接轉(zhuǎn)矩控制方案的對比第6章  現(xiàn)代控制技術(shù)  6.1  概述    6.1.1  交流電機調(diào)速控制中應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的依據(jù)    6.1.2  現(xiàn)代電機控制技術(shù)的數(shù)學基礎(chǔ)    6.1.3  自適應(yīng)控制  6.2  辨識與自適應(yīng)控制    6.2.1  電機參數(shù)對控制性能的影響    6.2.2  異步感應(yīng)電機的自適應(yīng)控制    6.2.3  異步感應(yīng)電機的自校正控制  6.3  模糊控制    6.3.1  模糊控制    6.3.2  人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制    6.3.3  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一模糊控制  6.4  滑模變結(jié)構(gòu)控制    6.4.1  基本概念    6.4.2  滑模變結(jié)構(gòu)控制在電機調(diào)速中的應(yīng)用  6.5  非線性解耦控制    6.5.1  非線性幾何控制技術(shù)    6.5.2  磁場定向（矢量）　控制的局限性    6.5.3  基于微分幾何的精確線性化    6.5.4  可線性化系統(tǒng)的自適應(yīng)控制第7章  無速度傳感器的電傳動系統(tǒng)  7.1  異步感應(yīng)電機的無速度傳感器控制系統(tǒng)    7.1.1  速度估算方法    7.1.2  無速度傳感器控制系統(tǒng)一些特殊問題    7.1.3  無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計  7.2  永磁同步電機無傳感器控制系統(tǒng)幾個關(guān)鍵問題研究    7.2.1  速度和位置檢測方法    7.2.2  轉(zhuǎn)子初始位置檢測策略    7.2.3  無速度傳感器永磁同步電機傳動系統(tǒng)的一些問題第8章  電磁瞬態(tài)效應(yīng)與電磁兼容  8.1  低頻電磁干擾    8.1.1  低頻電磁干擾對電網(wǎng)的污染    8.1.2  減輕電網(wǎng)污染的措施  8.2  高頻電磁干擾    8.2.1  PWM電壓脈沖波    8.2.2  瞬時過電壓與電機絕緣    8.2.3  軸電壓和軸承電流    8.2.4  傳導(dǎo)電磁干擾  8.3  電磁兼容    8.3.1  基本概念    8.3.2  電磁兼容措施參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　建設(shè)能源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會正面臨諸多問題：資源儲量不足、利用效率低下、環(huán)境污染日益嚴重和經(jīng)濟安全。我國目前的能源結(jié)構(gòu)中，對煤炭、石油等傳統(tǒng)化石能源的依存度太高。所以，必須加速開發(fā)和利用新能源。新能源是在新技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的非常規(guī)能源，包括風能、太陽能、海洋能、地熱能、生物質(zhì)能、氫能、核聚變能、天然氣水合物能等。這些新能源都是清潔能源，除氫能和核能外大多是可再生能源。在可以預(yù)見的未來，可再生的清潔能源將逐步占領(lǐng)能源體系格局的重要位置?！　?.1　資源、環(huán)境與變流技術(shù)　　1.1.1　電能產(chǎn)生與輸送　　各種資源從其原始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可供人類實際應(yīng)用的過程，均與變流技術(shù)密不可分，它也是實現(xiàn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的一個有力的推進器。變流技術(shù)可以促進發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化，推廣清潔能源實用化，并可以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)使電能得到最佳利用。一般說來，資源的利用必須經(jīng)歷如下過程：資源轉(zhuǎn)化、存儲、能量轉(zhuǎn)化、輔助能量存儲、功率控制。各種資源轉(zhuǎn)化為能源的方式不同，將其送到用戶或電網(wǎng)時，必須通過變流技術(shù)進行調(diào)整。圖1.1表示各種不同資源的轉(zhuǎn)化過程，以及變流器在這當中的地位與作用?！　　?/pre>








圖書封面






評論、評分、閱讀與下載



還沒讀過(56)
勉強可看(409)
一般般(698)
內(nèi)容豐富(2894)
強力推薦(237)


 


    現(xiàn)代變流技術(shù)與電氣傳動 PDF格式下載