控制電機及其應用

前言

　　科學技術的迅猛發(fā)展，特別是自動化技術、計算機技術和航空航天技術的發(fā)展，對電動機的性能提出了許多新的更高的要求。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的控制電動機和新的控制技術與控制芯片的結合，使傳統(tǒng)電動機如伺服電動機、步進電動機等的應用更為廣泛。另一方面隨著新材料的涌現(xiàn)，特別是高性能稀土永磁材料的問世和電力電子器件的發(fā)展，又出現(xiàn)了性能優(yōu)越的新型電動機如開關磁阻電動機、無刷直流電動機和永磁伺服電動機等。傳統(tǒng)控制電動機和新的控制技術結合，以及性能優(yōu)越的新型電動機出現(xiàn)，為滿足控制系統(tǒng)的要求提供了可能。為使讀者能夠及時掌握和了解這一新的發(fā)展動態(tài)，是我們編寫本書的初衷?！　】刂齐妱訖C及控制的特點為在精講原理的同時，增加專用控制芯片、單片機和DsP控制的應用。將新的控制技術與控制芯片相結合，使讀者對控制電動機的原理、結構、運行特性，以及控制方法和控制技術有一個全面的了解。以適應寬口徑復合型人才培養(yǎng)的需要?！　∪珪卜?章，第1章的內容為直流伺服電動機，主要介紹直流伺服電動機、無刷直流電動機和直流力矩電動機的原理、結構及運行特性，在控制部分重點講述了直流伺服電動機和無刷直流電動機的控制技術；第2章的內容為交流伺服電動機，主要介紹兩相交流伺服電動機、永磁同步伺服電動機的原理、結構及運行特性，在控制部分重點講述了永磁同步伺服電動機的控制技術；第3章的內容為步進電動機，重點介紹步進電動機的原理、結構及運行特性和單片機控制技術；第4、第5兩章的內容為旋轉變壓器和自整角機，主要介紹旋轉變壓器和自整角機的原理、結構及應用；第6章的內容為開關磁阻電動機及其控制，重點介紹開關磁阻電動機系統(tǒng)的組成、原理、結構及運行特性和DSP控制技術；第7章的內容為直線電動機，主要介紹直線電動機的原理、結構及應用。同時，在各章的后面附有一定數(shù)量的思考與練習，可供復習與練習使用。本書控制部分基本上都涉及了位置、速度、電壓、電流的檢測，在軟件方面都用到了PID控制方法，為避免重復講述，將這兩部分內容列為附錄，供參考使用?！　”緯诰帉懼?，既分析了控制電動機和特種電動機的基本原理和基本概念，又介紹了相關的控制系統(tǒng)與專用芯片。刪除了傳統(tǒng)控制電動機中測速發(fā)電動機的內容，壓縮了應用較少的旋轉變壓器、自整角機的內容。增加了應用較廣無刷直流電動機、開關磁阻電動機、永磁同步伺服電動機和直線電動機等部分。本書的內容相對較多，在教學的過程中教師可根據(jù)不同本專業(yè)的特點及學時的多少適當選講，例如無刷直流電動機、永磁伺服電動機與開關磁阻的控制技術有相似之處，可重點講一部分，其他部分留給學生自學，另外可將部分內容與課程設計、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)相結合，放在課程設計或畢業(yè)設計中進行。

內容概要

　　隨著電子技術的發(fā)展，控制電機在實際工程中的應用愈加廣泛，《控制電機及其應用》在汲取傳統(tǒng)的控制電機教材對原理講述清楚的基礎上增加了控制等內容。將新的控制技術與控制芯片相結合，以適應寬口徑復合型人才培養(yǎng)的需要?！犊刂齐姍C及其應用》共分七章，第1章主要介紹直流伺服電動機、直流力矩電動機和無刷直流電動機的原理、結構、運行特性及控制；第2章主要介紹兩相交流伺服電動機、永磁同步伺服電動機的原理、結構及運行特性，重點講述永磁同步伺服電動機的控制技術；第3章重點介紹步進電動機的原理、結構及運行特性和單片機控制技術；第4、第5兩章主要介紹旋轉變壓器和自整角機的原理、結構及應用；第6章的內容為開關磁阻電動機，重點介紹開關磁阻電動機系統(tǒng)的組成、原理、結構及運行特性和DSP控制技術；第7章的內容為直線電機，本章主要介紹直線電機的原理、結構及應用。同時，在各章的后面附有一定數(shù)量的思考與練習題，供復習與聯(lián)系使用?！　　犊刂齐姍C及其應用》主要面向電氣工程及其自動化、自動化、儀表及檢測技術、機電一體化等本科專業(yè)的教材和參考書，也可供從事相關行業(yè)的技術人員學習參考。

書籍目錄

第1章直流伺服電動機.1.1直流伺服電動機1.1.1結構和分類1.1.2運行原理1.1.3直流伺服電動機的應用1.2無刷直流電動機1.2.1無刷直流電動機的結構與組成1.2.2無刷直流電動機的控制方法1.2.3無刷直流電動機的運行特性1.2.4無刷直流電動機的應用1.3直流力矩電動機1.3.1直流力矩電動機的結構與特點1.3.2運行原理與特性1.3.3直流力矩電動機性能特點思考與練習一第2章交流伺服電動機2.1兩相伺服電動機2.1.1結構與分類2.1.2運行原理及分析2.1.3運行特性2.2永磁同步伺服電動機2.2.1結構與分類2.2.2運行原理及分析2.3永磁同步伺月匠電動機的控制2.3.1三相永磁同步伺服電動機在靜止ABC坐標系中的參數(shù)2.3.2逆變器機電能量變換裝置的坐標變換2.3.3逆變器機電能量變換裝置電壓方程的坐標變換2.3.4無轉子阻尼繞組的三相永磁同步伺服電動機的電磁轉矩2.3.5基于統(tǒng)一模型電動機方法的三相永磁同步伺服電動機動態(tài)方程2.4三相永磁同步伺服電動機的基本控制方法2.4.1位置環(huán)的控制策略2.4.2速度環(huán)的控制策略2.4.3電流環(huán)的控制模型2.4.4電流環(huán)的PID控制2.4.5三相永磁同步伺服電動機的三閉環(huán)控制系統(tǒng)2.5三相永磁同步伺服逆變器的空間正弦SVPWM技術2.5.1直角坐標系二電平廣義逆變器空間電壓矢量SVPWM波2.5.2直角坐標系的SVPWM的基本概念2.5.3電壓幅值的歸一化2.5.4電壓矢量的分區(qū)2.5.5基于LF2407DSP的SVPWM波的產生2.6三相永磁同步伺服電動機的DSP控制電路2.6.1控制器的硬件組成2.6.2電磁兼容設計思考與練習二第3章步進電動機3.1步進電動機的工作原理3.1.1反應式步進電動機的工作原理3.1.2運行方式3.1.3小步距角步進電動機3.1.4反應式步進電動機的結構3.1.5其他形式的步進電動機3.2反應式步進電動機的運行特性3.2.1反應式步進電動機的靜態(tài)特性3.2.2反應式步進電動機的動態(tài)特性3.2.3連續(xù)脈沖運行3.3步進電動機主要性能指標3.4驅動電源3.4.1驅動電源組成及作用3.4.2驅動電源的分類3.5步進電動機的微處理器控制3.5.1并行控制3.5.2串行控制3.5.3步進電動機轉速控制3.5.4加減速定位控制3.5.5步進電動機的其他控制思考與練習三第4章旋轉變壓器4.1旋轉變壓器的結構和工作原理4.1.1旋轉變壓器的結構4.1.2旋轉變壓器的工作原理4.1.3旋轉變壓器的負載運行4.1.4一次側補償?shù)男D變壓器4.1.5二次側補償?shù)男D變壓器..4.1.6旋轉變壓器的技術指標4.2線性旋轉變壓器4.2.1一次側補償?shù)木€性旋轉變壓器4.2.2二次側補償?shù)木€性旋轉變壓器4.2.3比例式旋轉變壓器4.3數(shù)字式旋轉變壓器4.3.1數(shù)字式旋轉變壓器簡介4.3.2AD2S83芯片簡介4.3.3AD2S83芯片外圍電路4.3.4AD2S83工作過程4.4旋轉變壓器的應用4.4.1矢量分解運算4.4.2反正弦函數(shù)運算4.4.3乘法運算4.4.4除法運算思考與練習四第5章自整角機5.1力矩式自整角機的結構和工作原理5.1.1力矩式自整角機的結構5.1.2力矩式自整角機的工作原理5.1.3力矩式自整角機的磁勢特點5.1.4力矩式自整角機的轉矩分析5.1.5力矩式自整角機的主要技術指標5.2控制式自整角機的結構和工作原理5.2.1控制式自整角機的結構5.2.2控制式自整角機的工作原理5.2.3差動式自整角機5.2.4控制式自整角機的主要技術指標5.3數(shù)字式自整角機5.3.1SDC1740芯片簡介5.3.2SDC1740芯片工作原理5.4自整角機的應用5.4.1液面位置指示器5.4.2艦船雷達方位指示思考與練習五第6章開關磁阻電動機及其控制6.1開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)6.1.1開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)的組成6.1.2開關磁阻電動機的工作原理6.1.3開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)的特點6.2開關磁阻電動機的基本電磁關系6.2.1理想開關磁阻電動機的基本電磁關系6.2.2實際開關磁阻電動機的物理狀態(tài)6.2.3開關磁阻電動機的數(shù)學模型6.3開關磁阻電動機的運行狀態(tài)及控制方式6.3.1開關磁阻電動機的運行特性6.3.2開關磁阻電動機的起動運行6.3.3開關磁阻電動機的穩(wěn)態(tài)運行6.3.4開關磁阻電動機的制動運行6.3.5開關磁阻電動機運行時的轉矩脈動與噪聲6.4開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)的控制6.4.1SRD控制系統(tǒng)結構及算法6.4.2功率變換器6.4.3信號檢測6.5開關磁阻電動機的DSP控制思考與練習六第7章直線電動機7.1直線感應電動機的結構與原理7.1.1直線電動機的原理7.1.2直線電動機的結構與分類7.2直線感應電動機的分析7.2.1直線感應電動機縱向邊緣效應7.2.2直線感應電動機的橫向邊緣效應7.3其他直線電動機7.3.1直線直流電動機7.3.2直線自整角機7.3.3直線和平面步進電動機7.4直線感應電動機的應用7.4.1直線感應電動機的應用原則7.4.2直線感應電動機的應用情況思考與練習七附錄A信號檢測與轉換A.1電流和電壓的檢測A.1.1電流的檢測A.1.2電壓的檢測A.2位置檢測A.2.1絕對式旋轉編碼器A.2.2增量式旋轉編碼器A.2.3光電編碼盤與單片機的接口A.2.4增量式旋轉編碼器與TMS320LF2407A的接口A.3速度檢測A.3.1用測速發(fā)電動機測速A.3.2用光電旋轉編碼器測速附錄B數(shù)字PID控制算法與數(shù)字濾波技術B.1數(shù)字PID控制算法B.1.1模擬PD控制原理B.1.2數(shù)字PID控制算法B.1.3數(shù)字PID的改進算法B.1.4數(shù)字PID控制器的參數(shù)選擇和采樣周期的選擇B.2數(shù)字濾波技術B.2.1算數(shù)平均值法B.2.2移動平均濾波法B.2.3防脈沖干擾平均值法B.2.4數(shù)字低通濾波法參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　直流伺服電動機　　伺服電動機是一種執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。伺服電動機將輸入的電壓信號變換成轉軸的角位移或角速度而輸出。輸入的電壓信號又稱為控制信號或控制電壓。改變控制電壓可以改變伺服電動機的轉速及轉向。伺服電動機按其使用的電源性質不同，可分為直流伺服電動機和交流伺服電動機兩大類?！　‰S著自動控制技術的發(fā)展，伺服電動機的應用范圍日益廣泛，對其性能的要求也在不斷提高；另外新技術、新材料的出現(xiàn)也為伺服電動機的發(fā)展提供了可能，促使它有了很大發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新型的結構。如快速響應低慣量的盤形電樞直流電動機、空芯杯電樞直流電動機和無槽電樞直流伺服電動機；取消了傳統(tǒng)直流電動機上的電刷和換向器采用電子器件換向的無刷直流伺服電動機；為了適應高精度低速伺服系統(tǒng)的需要取消了減速機構而直接驅動負載的直流力矩電動機等?！　”菊轮饕椭绷魉欧妱訖C、無刷直流伺服電動機及直流力矩電動機的結構、原理、運行特性及其應用進行分析，有關交流伺服電動機的內容將在第2章中講述?！　?.1　直流伺服電動機　　1.1.1　結構和分類　　直流伺服電動機是指使用直流電源驅動的伺服電動機，它實質上就是一臺他勵式直流電動機。直流伺服電動機的結構可分為傳統(tǒng)型和低慣量型兩大類?！　?.傳統(tǒng)型直流伺服電動機　　傳統(tǒng)型直流伺服電動機的結構形式和普通直流電動機基本相同，也是由定子、轉子兩大部分所組成，只是它的容量與體積較小。按勵磁方式的不同，傳統(tǒng)型直流伺服電動機可以再分為永磁式和電磁式兩種。永磁式直流伺服電動機的定子磁極由永久磁鋼組成。電磁式直流伺服電動機的定子磁極通常由硅鋼片鐵芯和勵磁繞組組成。這兩種電動機的轉子結構與普通直流電動機的結構相同，其鐵芯均由硅鋼片沖制疊壓而成，在轉子沖片的外圓周一L開有均勻布置的齒槽，在轉子槽中放置電樞繞組，并通過換向器和電刷與外電路連接。　　2.低慣量型直流伺服電動機　　與傳統(tǒng)型的直流伺服電動機相比，低慣量型直流伺服電動機具有時間常數(shù)小響應快速的特點。目前低慣量型直流伺服電動機主要有：盤形直流伺服電動機、空心杯形直流伺服電動機和無槽電樞直流伺服電動機。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    控制電機及其應用 PDF格式下載

---