電力電子與交流傳動(dòng)系統(tǒng)仿真

前言

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于改變社會(huì)的生產(chǎn)面貌，推動(dòng)人類文明向前發(fā)展，具有極其重要的意義。電氣自動(dòng)化技術(shù)是多種學(xué)科的交叉綜合，特別是在電力電子、微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，電氣自動(dòng)化技術(shù)更是日新月異。毫無疑問，電氣自動(dòng)化技術(shù)必將在提高國民經(jīng)濟(jì)水平中發(fā)揮重要的作用。　　為了幫助在經(jīng)濟(jì)建設(shè)第一線工作的工程技術(shù)人員能夠及時(shí)熟悉和掌握電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的新技術(shù)，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)電氣自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)和中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電控系統(tǒng)與裝置專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合成立了電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書編輯委員會(huì)，負(fù)責(zé)組織編輯“電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書”。叢書將由機(jī)械工業(yè)出版社出版?！　”緟矔腥缦绿厣骸　∫?、本叢書是專題論著，選題內(nèi)容新穎，反映電氣自動(dòng)化新技術(shù)的成就和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需。　　二、理論聯(lián)系實(shí)際，重點(diǎn)在于指導(dǎo)如何正確運(yùn)用理論解決實(shí)際問題?！　∪?、內(nèi)容深入淺出，條理清晰，語言通俗，文筆流暢，便于自學(xué)。　　本叢書以工程技術(shù)人員為主要讀者，也可供科研人員及大專院校師生參考?！　【帉懗霭妗半姎庾詣?dòng)化新技術(shù)叢書”，對(duì)于我們是一種嘗試，難免存在不少問題和缺點(diǎn)，希望廣大讀者給予支持和幫助，并歡迎大家批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《電力電子與交流傳動(dòng)系統(tǒng)傳真》在介紹系統(tǒng)仿真基本概念的基礎(chǔ)上，從電力電子變換器和交流電動(dòng)機(jī)兩個(gè)方面分別建立通用的數(shù)學(xué)模型和仿真模型，從穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的角度探究系統(tǒng)運(yùn)行的基本規(guī)律，并給出若干仿真實(shí)例?！峨娏﹄娮优c交流傳動(dòng)系統(tǒng)傳真》側(cè)重于電力電子變換器和交流傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合分析與仿真，特別是強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)模型的統(tǒng)一性和通用性，使讀者通過學(xué)習(xí)可以做到舉一反三?！峨娏﹄娮优c交流傳動(dòng)系統(tǒng)傳真》是作者多年科研成果的總結(jié)，同時(shí)也參考了大量國內(nèi)外的文獻(xiàn)資料，內(nèi)容豐富、全面系統(tǒng)、實(shí)用性很強(qiáng)?！　　峨娏﹄娮优c交流傳動(dòng)系統(tǒng)傳真》適合于電力電子與電力傳動(dòng)專業(yè)研究生、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生學(xué)習(xí)深造之用，也可供相關(guān)專業(yè)的高校師生、工程技術(shù)人員和其他人員參考。

書籍目錄

電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書序言第5屆電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書編輯委員會(huì)的話前言第1章 緒論1.1 系統(tǒng)仿真的基本概念1.1.1 系統(tǒng)與仿真1.1.2 系統(tǒng)仿真的分類1.1.3 系統(tǒng)仿真的工具1.1.4 系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用1.1.5 系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展1.2 電力電子與傳動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.2.1 電力電子技術(shù)1.2.2 傳動(dòng)控制技術(shù)1.3 電力電子與交流傳動(dòng)系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)第2章 狀態(tài)變量法在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用2.1 狀態(tài)變量法簡(jiǎn)介2.1.1 頻域和時(shí)域的分析2.1.2 狀態(tài)變量法的基本概念2.1.3 狀態(tài)方程的建立方法2.2 狀態(tài)方程的解析解法——穩(wěn)態(tài)分析2.2.1 線性定常系統(tǒng)的求解2.2.2 交流電路的穩(wěn)態(tài)解2.2.3 增廣狀態(tài)變量法2.3 狀態(tài)方程的數(shù)值解法——?jiǎng)討B(tài)分析2.3.1 數(shù)值積分法的基本原理2.3.2 歐拉法及改進(jìn)歐拉法2.3.3 龍格一庫塔法第3章 基于MATLAB的建模與仿真3.1 MATLAB／SIMULINK簡(jiǎn)介3.2 基于M文件的程序設(shè)計(jì)3.2.1 M文件的特點(diǎn)與形式3.2.2 命令式文件3.2.3 函數(shù)式文件3.3 SIMULINK的建模方法3.3.1 SIMULINK模塊庫簡(jiǎn)介3.3.2 仿真建模與運(yùn)行3.3.3 子系統(tǒng)的生成與封裝3.4 S.函數(shù)3.4.1 S-函數(shù)的基本概念3.4.2 S-函數(shù)的工作原理3.4.3 基于M文件的S-函數(shù)3.5 仿真舉例第4章 電力電子變換器的數(shù)學(xué)模型及仿真4.1 電力電子變換器的分類及特點(diǎn)4.2 變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制技術(shù)4.2.1 正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)4.2.2 電流滯環(huán)跟蹤PWM技術(shù)4.2.3 電壓空間矢量PWM技術(shù)4.3 SPWM電壓型逆變器的建模與仿真4.3.1 數(shù)學(xué)模型4.3.2 仿真算例4.4 基于SIMULINK的PWM逆變器通用模型4.4.1 PWM逆變器的通用數(shù)學(xué)模型4.4.2 SIMULINK模塊化實(shí)現(xiàn)4.4.3 SPWM逆變器的仿真4.4.4 CHBPWM逆變器的仿真4.4.5 SVPWM逆變器的仿真第5章 坐標(biāo)變換與電機(jī)統(tǒng)一理論5.1 坐標(biāo)變換理論5.1.1 線性變換簡(jiǎn)介5.1.2 坐標(biāo)空間的確定5.1.3 坐標(biāo)變換的一般方法5.1.4 坐標(biāo)變換的性質(zhì)及約束5.1.5 常用的坐標(biāo)系統(tǒng)5.2 電機(jī)統(tǒng)一理論5.2.1 統(tǒng)一理論的要點(diǎn)5.2.2 d-q原型電機(jī)5.2.3 α-β原型電機(jī)5.3 直流電動(dòng)機(jī)模型5.4.交流異步電動(dòng)機(jī)模型5.5 交流同步電動(dòng)機(jī)模型第6章 交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)關(guān)系6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型6.2 三相同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型6.3 永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型6.4 無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型6.5 交流電機(jī)的參數(shù)計(jì)算6.5.1 籠型繞組的多回路模型6.5.2 電感參數(shù)的解析計(jì)算6.5.3 磁路飽和問題的處理第7章 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真實(shí)例7.1 αβ-dq坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程及求解7.2 靜止三軸坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程及求解7.3 增廣狀態(tài)變量法的應(yīng)用7.4 仿真計(jì)算實(shí)例第8章 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真實(shí)例8.1 方波電壓源供電異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真8.2 電流型逆變器供電異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真8.3 電壓型逆變器供電同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真8.4 電壓型逆變器供電永磁同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真8.5 無刷直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真附錄MATLAB源程序及S-函數(shù)附錄A SPWM.m附錄B IM_STEADYl.m附錄C IM_STEADY2.m附錄D IM_STEADY3.m附錄E IM_DYNAMIC.m附錄F IM_CIS.m附錄G SM_VIS.m附錄H PMSM.m附錄I BLDC.m附錄J BLDC.mdl參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　狀態(tài)變量法在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用　　在不同的運(yùn)行條件下，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)都會(huì)有所不同，一般可分為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和動(dòng)態(tài)運(yùn)行。所謂穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，就是指系統(tǒng)運(yùn)行條件保持不變，系統(tǒng)各物理量經(jīng)過一定時(shí)間的調(diào)整，已經(jīng)按照某一規(guī)律在有序地變化；而動(dòng)態(tài)運(yùn)行則是指系統(tǒng)運(yùn)行條件改變后，系統(tǒng)由一個(gè)穩(wěn)態(tài)達(dá)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過渡過程。顯然，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程更為復(fù)雜和多變，對(duì)于電力電子與交流傳動(dòng)系統(tǒng)而言，其中不僅有電磁方面的、機(jī)械方面的以及熱方面的動(dòng)態(tài)過程，而且它們之間又是相互影響和互為因果的。本章主要介紹基于狀態(tài)變量法的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真方法和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真方法。　　2.1　狀態(tài)變量法簡(jiǎn)介　　2.1.1　頻域和時(shí)域的分析　　電力電子與交流傳動(dòng)系統(tǒng)一般屬于多輸人多輸出的高階非線性系統(tǒng)，其高階非線性微分方程的解析求解是十分困難的，而且在許多情況下也是不可能的。目前，主要的研究方法可分為頻域分析和時(shí)域分析?！　。?）頻域分析頻域分析就是采用工程數(shù)學(xué)的拉氏變換將系統(tǒng)中各裝置或部件的微分方程轉(zhuǎn)變?yōu)榇鷶?shù)方程，建立相應(yīng)的傳遞函數(shù)，再導(dǎo)出系統(tǒng)的頻率特性。系統(tǒng)的頻率特性具有明確的物理意義，幅頻特性表示穩(wěn)態(tài)正弦輸出與輸入幅值之比隨頻率變化的規(guī)律，相頻特性表示輸入輸出的相位差隨頻率變化的規(guī)律。對(duì)于一些不便于列出微分方程的情況，可以通過實(shí)驗(yàn)手段得到較準(zhǔn)確的頻率特性模型。系統(tǒng)的頻率特性便于使用圖形分析的方法，其好處是信息量較大，而計(jì)算量相對(duì)較小，因此可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于復(fù)雜的高階系統(tǒng)來說更是如此。　　頻域分析也有一定的局限性，它只適合于線性定常系統(tǒng)的分析，或者是線性化假設(shè)有效前提下的非線性系統(tǒng)的小信號(hào)擾動(dòng)分析，而且主要用于單輸入單輸出系統(tǒng)。對(duì)于時(shí)變或非線性系統(tǒng)，一般不適合應(yīng)用頻域分析?！　　?/pre>








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